建筑节能低技术运用

建筑节能低技术运用相对于高新技术在建筑中的大量应用，地区性的低技术仍具有顽强的生命力体现了全球化与地区化的〃哑铃模式〃的双极发展这些地区性传统技术相对成熟、易于操作，并且造价低廉、生态环保，在能源消耗、保温隔热、通风排水等许多方面体现了极大的生态价值低技术应用门槛低，便于就地取材，在经济和技术受限地区，以较少的投入就能获得较大的效益因此，能更有效的解决建筑的热工、采光、通风等需要，是一种适宜性的智慧选择1低技术的应用低技术注重回归自然和传统，强调回归技术本源，它体现了一种〃实用〃的现实理念低技术以经验和实践为基础，具有浓厚的地方色彩，通常会结合当地的气候、地形条件，因地制宜的采取相应的技术措施主要体现在材料选择、规划布局和能源利用等方面

1.1运用可循环的地方性材料地方性材料是相对于大工业生产的混凝土、钢材、玻璃等而言的，典型的地方性材料包括生土、烧砖、木材、地产石材等等各地区的地产材料呈现出很大的差异化，同时具有不可替代的优势，它取材便捷、技术成熟、易于操作地方性材料一般都具有适合当地气候的热工性能的特点例如，粘土具有很好的蓄热热惰性,适用于北方的墙体外围护材料，我国西北地区粘土资源丰富、易于获得，只需简单加工便能投入使用，制造过程清洁环保，技术及施工工艺便于操作掌握，是一种可循环的地方性材料代表性建筑有:西藏阿里苹果小学，利用粘土创造性的〃编织构造〃，充分利用了自然原理，满足了热工以及高原挡风的要求，获得了低技术创作的良好效果;西安富平陶艺村住宅，充分利用了当地粘土，实际上在建筑全寿命周期内，做到了生态、节能、环保，是较少投入获得较大的综合效益的成功案例我国南方沿海地区一些生土建材也广泛使用，土层拥有良好的保温隔热特性，如掺入碱土也可防渗防水，生土材料在建筑多年失效以后还可以用作肥料，是完全可自我降解的生态建材，它冬暖夏凉，属于低技术的范畴，迄今中国仍有上千万人居住其中在中国山东、四川、贵州、西藏地区主要盛产石材，例如川藏地区的居民通常居住在一种叫做碉楼的建筑中，这种碉楼主要承重材料为石材，采用青棵或者木材来分割空间，由于石材优良的蓄热性能使得这种碉楼的热工性能满足夏季放热以及冬季供暖的需求我国北方游牧民族使用皮毛制作帐篷，防风透气，适合于北方草原气候;湿热地区人们运用竹子搭建的房屋，隔热防潮;沿海地区采用海草等材料做屋顶，采用石材做墙体，起到了耐腐蚀、保温隔热效果例如，山东荣城的北斗山庄，就是成功运用这种低技术的实例建筑采用当地大量容易获得的海草,经过干燥筛选、打捆成型处理后，用于屋面的覆层，既有良好的热工效果，同时也耐海风的盐碱腐蚀，经测算能达到上百年的使用寿命，同时是低能耗、低经济投入的实例我国西南地区很早就有利用竹子搭建房屋的历史，竹子具有良好的材料韧性和轻便性，干燥透气，适用于潮湿、地基不稳定的地区竹子作为低技术节能材料，应该充分挖掘利用建筑师SimonVelez根据竹子的材料特性，创造了一种〃螺栓加水泥〃的技术，这种结构可以快速建造，可以做出悬挑8m跨度18nl的竹结构，有着广泛的应用前景［2］

1.2利用被动式太阳能在建筑设计中利用建筑选址、规划布局和自身材料构造特点，充分利用太阳能来进行低技术的节能建造，是有别于依赖太阳能设备仪器技术和可呼吸智能幕墙的高技术的，被动式太阳能技术是一种适合发展中国家广大地区可持续技术的体现利用科学的空间布局，挖掘建筑材料的热工性能，可以改善室内物理环境，达到节能的目标，这是一种低技术形态利用太阳能的热温气流原理，形成的可呼吸式幕墙，这种幕墙通过温室效应和烟囱效应，由太阳辐射的温差产生对流根据通风结构的不同分为:〃封闭式内循环体系〃和〃敞开式外循环体系〃封闭式的应用于寒冷地区，敞开式的适用于冬冷夏热地区，夏季打开风口，由于烟囱效应产生对流，从而降低内层玻璃温度，冬季关闭以产生〃温室效应〃提高了内层玻璃温度，此种幕墙比传统的幕墙采暖节能42%52%,制冷节〜能38%60%（图1）被动式太阳能低技术还包括直接得热墙，特朗伯集〜热墙，水墙，太阳房等对太阳能的利用，比较传统的做法是将麦糠、锯末秸秆等打包装袋，作为集热材料应用于建筑屋顶的覆层中止匕外，还有屋面覆土的做法，这也是一种减小能耗的适用低技术经测定，覆土下沉太阳房夏季温度可维持24℃26℃（室外3035℃）,冬季有阳光时，〜〜室内可达到10℃被动式太阳能在建筑中的应用种类多样，其基本原理都是利用蓄热材料白天吸热，夜晚放热的性能，热量的特性就是只能由高温传导到低温部位,因此合理利用太阳能产生的热量是低技术策略的有效途径之一

1.3利用风压气流保温和隔热是建筑节能中的关键问题，其本质是对于热量的控制其中通风与光照与建筑热量得失密切相关利用好风条件，通过合理的建筑设计与构造，可以达到一定的节能要求比如，穿堂风效应就是传统低技术的体现，其原理就是利用风压在建筑内部产生空气流动当风吹向建筑物正面时，因受到建筑物表面的阻挡而迎风向上产生的正压区，气流再向上偏转同时绕过建筑物各侧面及背面，在这些面上产生负压区［3］o从表1中可以看出，得到穿堂风的房间每小时的通风换气次数最高可以达200多次，而单侧通风的房间每小时的通风换气次数却只相当于穿堂风房间的1/5穿堂风的获得可以大大降低建筑制冷的能耗和费用，而且还给室内提供了清洁、新鲜的自然空气〃烟囱效应〃是自然通风的又一种方式，山于建筑物内外空气的气温导致了空气密度的差别，于是形成压力差，驱使室内外的空气流动室内温度高的空气比重小而上升，并从建筑物上部风口排出，这时会在低密度空气原来的地方形成负压区，于是，室外温度比较低而比重大的新鲜空气从建筑物底部被吸入，从而室内外的空气源源不断地进行流动，这是一种利用热压的通风方式，另外，热压通风还存在一种〃漏斗效应〃根据热力学第二定律，热量由高温传向低温一侧，那么在漏斗空间中的热量传导也符合从下部传向上部的规律,即漏斗作用将会对热空气的上升起到推波助澜的效果，有效的加剧热量的上升扩散［5］通过利用〃烟囱效应〃在建筑中设计烟囱塔、天井、中庭等多种形式，为获得良好的通风创造条件#p#分页标题#6#2低技术的策略

2.1合理规划布局，利用地形特征低技术手段在建筑节能设计中注重体形、用地、朝向等方面，具体包括:在建造时因势利导，化不利为有利，缓坡应采用填挖以形成台地;或者垒土填实提高勒脚;或形成错层陡坡则利用地形分层建筑，使屋顶逐层提高在处理高差上的问题时，可以参照中国传统低技术山地营建十八法采暖建筑为了防止〃霜洞〃效应不应布置太低凹的地域中国北方城市冬季主导寒流为西北风，因此在北方地区要考虑通过绿化来遮挡建筑西北方建筑的体形也影响建筑能耗状况，当建筑的长宽比大时可以良好的冬季得热，当正南建筑长宽比为51时，各墙面辐射总得热为正方形建筑的

1.87倍［6］一般体形系数越小的越好，但是在实际节能设计中要控制有效传热系数较大的面，例如采暖建筑北面传热系数较大，冬季季风是西北风，那么减小西北外墙有利节能较封闭的院落式布局可以营造良好的微气候条件，比如中国传统的合院建筑充分利用日照，避免季风干扰，调节内部气候，利用建筑外界的反辐射，形成对冬季恶劣气候的防护

2.2结合地方气候，运用适宜手段不同的地域采用的低技术手段不同，应该根据当地的气候分析来选择相应的技术措施地方性建筑回应气候的主要方式就是合理处理光照和风，光照的重点主要是处理好阳光的吸收和遮档，风的处理重点主要是通风与挡风比如，湿热地区的建筑应采用开敞式布局，利用伸展的造型、薄而透气的墙体以及大坡面的屋顶促进通风和纳凉;而干热地区的建筑宜采用内向型布局，外部采用厚重墙体进行封闭隔热，同时减小建筑的间距以产生阴影来避免阳光直晒北方寒冷地区的建筑外形厚重、封闭，内部设置采暖措施，街道非常宽阔以避免冬季冷风的形成朝向一般向南获得阳光，比如北欧寒冷地区通过持续低温供热达到舒适的室内环境这些基本的设计方法都是针对特定的气候环境做出的具体回应，只有采用适宜的技术才能与当地环境和谐的融为一体，否则反而产生相反的结果在寒冷地区、干热地区及温差较大的地区一般首先考虑保温隔热，采用封闭的外墙和小开窗减少了建筑物的直接得热量;在建筑外部种植花墙以防止太阳直晒，利于采光，同时防止过热现象选用热容量稳定的重质材料可以抵御昼夜的巨大温差例如丹麦建筑师福莱明bull;斯库德设计的混凝土洞穴房就采用了这样的原理此建筑内部木构造技术为建筑提供了一个10cm的天然绝缘带，使建筑的屋顶和四周各面都是透气的木结构外部覆盖着土制斜坡和草皮，草皮具有气候缓冲和温度缓冲的作用在冬天，混凝土洞穴房住宅内的温度从不会低于+5℃

[6]即便是在夏天，在不使0用任何人工通风方法的情况下，房屋内部也有着令人愉快的比室外更加凉爽的平均温度

2.3结合建筑美学，兼顾综合效益低技术的运用不能单一的从技术层面着手，建筑是技术与艺术的结合，因此通过合理的设计将低技术与建筑美学完美的融合一起是十分重要的马来西亚建筑师杨经文在实践中践行了技术与艺术，技术与功能，技术与情感的融合在设计中，他常将电梯、卫生间等服务性空间布置在建筑外层，减少太阳对中部空间的热辐射;将建筑表面做绿化处理，以降低建筑外表面温度，减少热源辐射;在中部引入绿化开敞空间，减轻高层建筑的热岛效应;在建筑表面凹凸有致来塑造阴影空间和灰空间，并使遮阳与绿化相结合，也有效的降低了暴晒得热;通过可呼吸式幕墙形成复合空间或空气间层，产生立面的层次感,为建筑穿上可呼吸的外衣，在屋顶设置天窗通风采光，将中庭透空与烟囱效应相结合，使大厅既满足美学需要也满足通风要求等3结语严格的意义上来讲，低技术节能策略不完全是技术创新的有效方法，但是使用适宜的建筑低技术确实可以在有限的条件下迅速提高综合效益在中国欠发达地区，低技术的采用是一种通过降低技术成本而劳动密集型技术，可以降低技术上的花费，增加更多的施工就业机会低技术是现代技术的必要补充建筑低技术在节能经济性方面的优势，目前是其他高新技术不可比拟的我国低技术还停留在传统阶段，目前已经引起重视，并有一些局部的实践低技术与建筑功能、美学的理性结合，并满足持续节能要求，是未来建筑发展的方向。