基于Ecotect的福建土樓節(jié)能設(shè)計(jì)策略研究

李月榕

(西安科技大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院 陜西 西安 710054)

引言

隨著20世紀(jì)50年代最后一批土樓的興建，當(dāng)代的當(dāng)?shù)鼐用褚呀?jīng)不再大量建造土樓。如今大量草根土樓長(zhǎng)期無人居住，長(zhǎng)久失修，瀕臨破敗。因此，對(duì)土樓聚落的保護(hù)與更新使之能夠再利用是一項(xiàng)可以深入探討且亟待研究的課題。本文以南靖縣土樓為研究對(duì)象，進(jìn)行朝向、室內(nèi)舒適度、采光等模擬分析，并提出相應(yīng)優(yōu)化建議，所得結(jié)論可為當(dāng)?shù)赝翗枪?jié)能設(shè)計(jì)策略研究提供理論依據(jù)。

一、土樓概況

福建土樓共有3000座，保存最完整，覆蓋范圍最廣，數(shù)量最多，品種最豐富[1]。

土樓是解決人口增長(zhǎng)與土地減少之間的矛盾的最佳方法，其具有以下獨(dú)特性能：土樓外墻使用的是紅壤土、砂石、竹片等材料，皆通過就地取材，用最平常的泥土和木材建造而成堅(jiān)不可摧的樓堡，其歷經(jīng)百年屹立不倒，堅(jiān)固異常[2]；廢棄時(shí)歸于自然，不造成污染，也極具當(dāng)?shù)靥厣?，富有地域氣息，?duì)文脈和資源兩方面的可持續(xù)發(fā)展都有重要意義。

二、軟件模擬分析

(一)軟件選取

本文主要采用Autodesk Revit Architecture軟件對(duì)福建土樓進(jìn)行3D建模(見圖1)。將Revit建好的模型導(dǎo)入建筑環(huán)境模擬軟件Ecotect中進(jìn)行模擬分析。

圖1 福建土樓模擬圖(作者自繪)

(二)最佳朝向計(jì)算

所謂最佳朝向就是考慮到過冷時(shí)間里得到的太陽(yáng)輻射較多，過熱時(shí)間里得到的太陽(yáng)輻射較少，二者權(quán)衡折中的一個(gè)方向。由最佳朝向圖(見圖2)得出土樓的最佳朝向?yàn)?70°，最差朝向?yàn)?0°。

圖2 最佳朝向圖

(三)采光分析

表1采光分析報(bào)告

Table1Lightinganalysisreport

根據(jù)《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50378-2014[3]要求“自然光的照度大于269Lux但小于5380Lux的部分，要占到總面積的75%以上”，由分析報(bào)告(見表1)中可以看出土樓房間自然采光設(shè)計(jì)并不是非常的理想。

三、節(jié)能設(shè)計(jì)策略

通過Ecotect軟件模擬分析，土樓整體室內(nèi)熱環(huán)境情況較好，結(jié)合實(shí)際對(duì)上述存在的其他問題進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)優(yōu)化：

1.根據(jù)廈門地區(qū)最佳朝向，宜將主房設(shè)在夏季迎風(fēng)面(南面)，輔助用房設(shè)在背風(fēng)面。為防止冬季冷風(fēng)的侵襲，土樓開口不宜朝向冬季主導(dǎo)風(fēng)向，且開口不宜過大。

2.窗墻比增大為40%，不僅可以提高室內(nèi)的采光，也可增加土樓的室內(nèi)舒適度。北側(cè)設(shè)置防寒綠化；減少北向開窗；增加門窗的氣密性設(shè)計(jì)。為防止冬季門窗的冷風(fēng)滲透，可設(shè)置防寒門斗；再門上加防風(fēng)條；加設(shè)防寒窗簾、門簾以及風(fēng)幕；窗上加密封墊和插銷[4]。

3.廈門地區(qū)冬季氣溫基本在0℃以上，且晴天較多可在南向安裝質(zhì)量合格的太陽(yáng)能光電板，既環(huán)保，又能利用太陽(yáng)能這種可再生資源來提供日常的用電需求，還可保存電能，以供陰雨天氣太陽(yáng)能不足的情況下進(jìn)行供電。

4.通過對(duì)土樓的采光模擬分析，發(fā)現(xiàn)土樓采光不足，32.19%的時(shí)間需要人工照明，而大多居民并沒有節(jié)能的意識(shí)，故大多未選擇節(jié)能燈進(jìn)行照明。建議采用鹵鎢燈取代普通照明白熾燈(節(jié)電50%～60%)；用自鎮(zhèn)流單端熒光燈取代白熾燈(節(jié)電70%～80%)；用直管型熒光燈取代白熾燈；直管型熒光燈的升級(jí)換代(節(jié)電70%～90%)[5]；具體可根據(jù)經(jīng)濟(jì)情況來選用節(jié)能燈。

四、結(jié)束語

1.本文基于Ecotect軟件對(duì)土樓進(jìn)行模擬分析，可直觀地對(duì)建筑信息模型進(jìn)行節(jié)能分析及模擬計(jì)算，有針對(duì)性地提出節(jié)能設(shè)計(jì)策略，可滿足土樓居民的正常使用，并有個(gè)舒適的居住環(huán)境，保證土樓持續(xù)健康的發(fā)展。

2.土樓為我們提供了生態(tài)建筑設(shè)計(jì)的新角度：生態(tài)建筑，不是一定要通過復(fù)雜高端的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)低碳節(jié)能的目的，運(yùn)用最傳統(tǒng)的材料和手法建成的原生態(tài)建筑不僅綠色環(huán)保，造價(jià)也足夠經(jīng)濟(jì)，對(duì)文化傳承和資源利用兩方面的可持續(xù)發(fā)展都有重要意義。