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摘要：
随着社会的发展和文明的进步，特别是人口、资源和环境问题的日益尖锐，建筑的生态可持续发展备受关注。本文通过“180m³”绿色低碳住宅竞赛实例，从低碳技术的层面，探讨在东北地区，依据其气候特点，将如何运用被动式太阳能技术、主动式太阳能技术，最大限度的利用太阳能，雨水及自然风等天然资源，創造出舒适宜人的人居环境，以此减少对周围环境的负荷，节约能源及资源。
关键词：180m³低碳 节能 太阳能 太阳房
“人法地，地法天，天法道，道法自然。”《道德经》，这种“道法自然”的思想，强调人来自于自然，是自然的一部分，人与自然和谐统一，并着重强调人的主观能动性，人能变天然之物，为人为之物，并为人所用。这种中国古代天人合一的生态思想告诫我们现代人，在依附于赖以生存大自然同时更要注意爱护保护它。也只有这样人类才能不断繁衍生息，延续人类现代文明。而科技高度发达的今天，人类的活动却对地球造成了严重的破坏。生物赖以生存的森林、湖泊、湿地等正以惊人的速度消失；煤炭、石油、天然气等不可再生能源因过度开采而面临枯竭；能源燃烧排放的大量温室气体导致全球气候变暖，由此引发的极地冰盖融化、海平面上升等问题威胁到人类的生存发展。 保护地球资源环境、寻求可持续发展模式已刻不容缓。绿色低碳建筑出现，在拥挤的地球上成为了一根救命稻草。绿色低碳建筑在建筑的寿命周期内,能够最大限度地节约资源(节能,节地,节水,节材) ,保护环境和减少污染,为人们提供健康舒适的空间与自然和谐相处。本文通过这个节能住宅设计，探讨一下节能技术的运用。
1 设计背景及要求
1.1空间限制
“180m³”绿色低碳住宅的设计规范是，“180m³”可以是60平米X 3米高，也可以是45平方米X4米的层高。在总空间不突破“180m³” 的约束条件下，可以任意设计开间、进深，但必须要使居住者感到舒适合理。绿色低碳住宅实际上还可能涉及相关的绿色低碳室外环境可根据需求进行综合考虑。
1.2地理气候要求
“180m³”的绿色低碳住宅可以建设在地球上任何一个适宜人居住的地方，不论是热带、温带还是寒带，前提是该绿色低碳住宅必须适应当地的气候条件，能够节能减排、保护环境，符合低碳生活方式。实际上，“180m³”的绿色低碳住宅最适合安置的地方是人口密集、土地稀缺的大中城市
2 功能空间设计
2.1空间的局限及不可变性
随着居民人均收入的增加，生活水平的提高，家庭居住状况的变化，家庭结构、生活方式等问题日渐凸现。住房面积、空间、功能产生了不适应。原住宅功能设计缺乏预见性和超前性。由于家庭成员年龄和生活方式的变化，家庭结构也有生命周期，主要体现在子女在成长过程中与家庭的关联上，未成年的子女依赖于家庭的抚养，子女成年之后独立谋生，组织新的家庭，步入新家庭的生命周期，此时原来的核心家庭出现空巢状态，并逐步步入老年。住宅对于每个家庭不是一个静态的商品。居住者在漫长的生活过程中，不断地适应年龄、家庭生活、生老病死等自身条件的变化，同时也不断地承受经济生活、社会生活、工作条件等来自社会及周围环境给予的影响。
2.2空间的局限及不可变性
实际上，住宅上一个以使用者为中心的变化、灵活的开放的空间系统，灵活性、开放性、可参与性是住宅具有的特质，设计和建造是应充分考虑到住宅建设这一特殊属性。1977年《马丘比丘宪章》中也曾指出：“住房不能在当作一种实用商品来看待了，必须要把它看成为促进社会发展的一种强有力的工具，住宅具有灵活性，以便于适应社会要求的变化，并鼓励建筑使用者创造性地参与设计和施工。”
本设计采用半径为4. 5m圆形平面，形成层高为3米圆柱形空间，具有旋转性可变性。中间设计为圆柱形核心筒，内部功能为卫生间，以便管线布置及通风要求。四片内墙体以核心筒为轴进行旋转以划分不同功能分区，来适应不同数量的家庭成员的生活需求。墙体内集成电、信等管线。居住者也可根据个人需求设置不同墙厚集成家具以节约空间方便使用。外墙采用静态保温墙体以利于保温及开窗采光(如图1)。
3 生态绿色技术应用
3.1被动生态策略
被动式太阳能系统的能量利用比较充分，效率较高，经济实惠，且简而易行，发展前途比较广阔。作为建筑师首先应该从建筑的形体空间，及功能布局上来适应当地地理气候特征，以此达到最基础的节能要求。本设计基于“180m³”空间要求的基础上，采用了圆形平面，形成了圆柱体空间，介于长方体、正方体，圆柱体体型系数最小，散热面积最小最利于节能，相等的外围护面积获得最大的容积，冬季损失热量最少，夏季得热量最少（如图2）。本设计考虑东北的气候特点，设计了集通风及集热供暖为一体的烟囱。住宅中心核心筒部分升起，利用烟囱效应形成热压差，夏季可加快室内空气流动的，带走室内多余的热量是室内凉爽宜人；屋顶部分运用透光及相变材料，冬天作为一个集热塔吸收太阳能，通过屋顶的风机为底部空间输送暖风，以升高室内温度，节约采暖耗能（图3）。门厅部分还设计了被动式太阳房，夏季气候炎热，太阳房内设置可开启的小窗户，形成气流的正负气压差，具有一定的拔风作用，带走多余热量，并且顶部种植一些藤蔓类植物，增加空气湿度，改善室内小气候；冬季太阳房内获得充足日照，隔墙为蓄热墙体，并结合蓄热性强的鹅卵石基础组成了直接间接的混合系统。
3.2主动生态策略
主动式太阳能技术主要运用了，太阳能光电板、太阳能热水器，及雨水回收装置。地处东北地区的沈阳有良好的日照，屋顶设置了太阳能能光电板可供平时照明使用。屋顶还设置了一部分太阳能热水器以供平时生活用水，考虑东北地区冬季热损失严重的问题，结合基础高蓄热性进行了一体化设计，使热水储于地下水箱，大大减少了热损失。并进一步结合地热系统可为室内供暖，减少冬季供暖耗能。结合住宅形体，在建筑北侧设置了雨水回收系统，并设置了一定的过滤系统，进行中水回收再利用，以供日常生活用水（如图4）。
结语
本设计综合考虑地理气候特征，形体设计成最利于节地节能的圆形，并配以现已成熟的太阳能技术，形成太阳能建筑一体化的低层住宅。根据相关数据证明本建筑可以有效的做到节地、节水、节能、节材。借助天然纯净的太阳能很好的改善室内热环境，节约了用来供暖、制冷的大量电力，煤炭等能源。在全球倡导的生态可持续发展的今天，向绿色低碳建筑转型，实现建筑业对环境的低碳排放、低污染、低影响，是建筑行业可持续发展的必由之路。可真正实施起来也存在很多问题，如：建筑的个性化与太阳能设备工业化之间的矛盾，又如节能效果显著但经济性差的矛盾等问题都阻碍着低碳节能技术的普及。尽管如此，在生态环境被严重破坏的今天，人类的生存与发展受到威胁的今天，我们每个人都不能置身于气候变化的挑战之外，尤其是我们建筑师更要肩负起自己的责任，发展绿色建筑 ,打造生态城市 ,还我们一个生态可持续发展的家园为人类、为子孙后代做出贡献。
参考文献：[1]曾祥才,朱冬生.浅谈建筑节能技术[J].建筑节能,2007(1):15-19
[2]周 炜.小议建筑节能设计[J].山西建筑 ,2008 ,34(1) :253-254
[3]高文满 浅论建筑节能的重要意义 现代农村科技. [J]. ,2009,(15).
随着社会的发展和文明的进步，特别是人口、资源和环境问题的日益尖锐，建筑的生态可持续发展备受关注。本文通过“180m³”绿色低碳住宅竞赛实例，从低碳技术的层面，探讨在东北地区，依据其气候特点，将如何运用被动式太阳能技术、主动式太阳能技术，最大限度的利用太阳能，雨水及自然风等天然资源，創造出舒适宜人的人居环境，以此减少对周围环境的负荷，节约能源及资源。
关键词：180m³低碳 节能 太阳能 太阳房
“人法地，地法天，天法道，道法自然。”《道德经》，这种“道法自然”的思想，强调人来自于自然，是自然的一部分，人与自然和谐统一，并着重强调人的主观能动性，人能变天然之物，为人为之物，并为人所用。这种中国古代天人合一的生态思想告诫我们现代人，在依附于赖以生存大自然同时更要注意爱护保护它。也只有这样人类才能不断繁衍生息，延续人类现代文明。而科技高度发达的今天，人类的活动却对地球造成了严重的破坏。生物赖以生存的森林、湖泊、湿地等正以惊人的速度消失；煤炭、石油、天然气等不可再生能源因过度开采而面临枯竭；能源燃烧排放的大量温室气体导致全球气候变暖，由此引发的极地冰盖融化、海平面上升等问题威胁到人类的生存发展。 保护地球资源环境、寻求可持续发展模式已刻不容缓。绿色低碳建筑出现，在拥挤的地球上成为了一根救命稻草。绿色低碳建筑在建筑的寿命周期内,能够最大限度地节约资源(节能,节地,节水,节材) ,保护环境和减少污染,为人们提供健康舒适的空间与自然和谐相处。本文通过这个节能住宅设计，探讨一下节能技术的运用。
1 设计背景及要求
1.1空间限制
“180m³”绿色低碳住宅的设计规范是，“180m³”可以是60平米X 3米高，也可以是45平方米X4米的层高。在总空间不突破“180m³” 的约束条件下，可以任意设计开间、进深，但必须要使居住者感到舒适合理。绿色低碳住宅实际上还可能涉及相关的绿色低碳室外环境可根据需求进行综合考虑。
1.2地理气候要求
“180m³”的绿色低碳住宅可以建设在地球上任何一个适宜人居住的地方，不论是热带、温带还是寒带，前提是该绿色低碳住宅必须适应当地的气候条件，能够节能减排、保护环境，符合低碳生活方式。实际上，“180m³”的绿色低碳住宅最适合安置的地方是人口密集、土地稀缺的大中城市
2 功能空间设计
2.1空间的局限及不可变性
随着居民人均收入的增加，生活水平的提高，家庭居住状况的变化，家庭结构、生活方式等问题日渐凸现。住房面积、空间、功能产生了不适应。原住宅功能设计缺乏预见性和超前性。由于家庭成员年龄和生活方式的变化，家庭结构也有生命周期，主要体现在子女在成长过程中与家庭的关联上，未成年的子女依赖于家庭的抚养，子女成年之后独立谋生，组织新的家庭，步入新家庭的生命周期，此时原来的核心家庭出现空巢状态，并逐步步入老年。住宅对于每个家庭不是一个静态的商品。居住者在漫长的生活过程中，不断地适应年龄、家庭生活、生老病死等自身条件的变化，同时也不断地承受经济生活、社会生活、工作条件等来自社会及周围环境给予的影响。
2.2空间的局限及不可变性
实际上，住宅上一个以使用者为中心的变化、灵活的开放的空间系统，灵活性、开放性、可参与性是住宅具有的特质，设计和建造是应充分考虑到住宅建设这一特殊属性。1977年《马丘比丘宪章》中也曾指出：“住房不能在当作一种实用商品来看待了，必须要把它看成为促进社会发展的一种强有力的工具，住宅具有灵活性，以便于适应社会要求的变化，并鼓励建筑使用者创造性地参与设计和施工。”
本设计采用半径为4. 5m圆形平面，形成层高为3米圆柱形空间，具有旋转性可变性。中间设计为圆柱形核心筒，内部功能为卫生间，以便管线布置及通风要求。四片内墙体以核心筒为轴进行旋转以划分不同功能分区，来适应不同数量的家庭成员的生活需求。墙体内集成电、信等管线。居住者也可根据个人需求设置不同墙厚集成家具以节约空间方便使用。外墙采用静态保温墙体以利于保温及开窗采光(如图1)。
3 生态绿色技术应用
3.1被动生态策略
被动式太阳能系统的能量利用比较充分，效率较高，经济实惠，且简而易行，发展前途比较广阔。作为建筑师首先应该从建筑的形体空间，及功能布局上来适应当地地理气候特征，以此达到最基础的节能要求。本设计基于“180m³”空间要求的基础上，采用了圆形平面，形成了圆柱体空间，介于长方体、正方体，圆柱体体型系数最小，散热面积最小最利于节能，相等的外围护面积获得最大的容积，冬季损失热量最少，夏季得热量最少（如图2）。本设计考虑东北的气候特点，设计了集通风及集热供暖为一体的烟囱。住宅中心核心筒部分升起，利用烟囱效应形成热压差，夏季可加快室内空气流动的，带走室内多余的热量是室内凉爽宜人；屋顶部分运用透光及相变材料，冬天作为一个集热塔吸收太阳能，通过屋顶的风机为底部空间输送暖风，以升高室内温度，节约采暖耗能（图3）。门厅部分还设计了被动式太阳房，夏季气候炎热，太阳房内设置可开启的小窗户，形成气流的正负气压差，具有一定的拔风作用，带走多余热量，并且顶部种植一些藤蔓类植物，增加空气湿度，改善室内小气候；冬季太阳房内获得充足日照，隔墙为蓄热墙体，并结合蓄热性强的鹅卵石基础组成了直接间接的混合系统。
3.2主动生态策略
主动式太阳能技术主要运用了，太阳能光电板、太阳能热水器，及雨水回收装置。地处东北地区的沈阳有良好的日照，屋顶设置了太阳能能光电板可供平时照明使用。屋顶还设置了一部分太阳能热水器以供平时生活用水，考虑东北地区冬季热损失严重的问题，结合基础高蓄热性进行了一体化设计，使热水储于地下水箱，大大减少了热损失。并进一步结合地热系统可为室内供暖，减少冬季供暖耗能。结合住宅形体，在建筑北侧设置了雨水回收系统，并设置了一定的过滤系统，进行中水回收再利用，以供日常生活用水（如图4）。
结语
本设计综合考虑地理气候特征，形体设计成最利于节地节能的圆形，并配以现已成熟的太阳能技术，形成太阳能建筑一体化的低层住宅。根据相关数据证明本建筑可以有效的做到节地、节水、节能、节材。借助天然纯净的太阳能很好的改善室内热环境，节约了用来供暖、制冷的大量电力，煤炭等能源。在全球倡导的生态可持续发展的今天，向绿色低碳建筑转型，实现建筑业对环境的低碳排放、低污染、低影响，是建筑行业可持续发展的必由之路。可真正实施起来也存在很多问题，如：建筑的个性化与太阳能设备工业化之间的矛盾，又如节能效果显著但经济性差的矛盾等问题都阻碍着低碳节能技术的普及。尽管如此，在生态环境被严重破坏的今天，人类的生存与发展受到威胁的今天，我们每个人都不能置身于气候变化的挑战之外，尤其是我们建筑师更要肩负起自己的责任，发展绿色建筑 ,打造生态城市 ,还我们一个生态可持续发展的家园为人类、为子孙后代做出贡献。
参考文献：[1]曾祥才,朱冬生.浅谈建筑节能技术[J].建筑节能,2007(1):15-19
[2]周 炜.小议建筑节能设计[J].山西建筑 ,2008 ,34(1) :253-254
[3]高文满 浅论建筑节能的重要意义 现代农村科技. [J]. ,2009,(15).