生態(tài)理念在城市建筑設(shè)計(jì)中的體現(xiàn)

張博宇（天津仁愛學(xué)院，天津 300221）

現(xiàn)如今在一些發(fā)達(dá)國(guó)家中，從建筑節(jié)能的發(fā)展來看，近零能耗已成為新的發(fā)展方向，對(duì)于國(guó)內(nèi)建筑節(jié)能而言，有必要制定更長(zhǎng)遠(yuǎn)的目標(biāo)。另一方面，伴隨減排政策的推進(jìn)，對(duì)建筑節(jié)能有了更為嚴(yán)格地要求，要求其做出更多的貢獻(xiàn)，這對(duì)于近零能耗而言，其是一種行之有效的途徑，同時(shí)也是國(guó)內(nèi)建筑節(jié)能發(fā)展的目的。被動(dòng)式建筑最早出現(xiàn)于德國(guó)，這一類建筑應(yīng)用較好的絕緣材料，及使用良好的門窗結(jié)構(gòu)，借助建筑所具備的構(gòu)造，從而達(dá)到保溫隔熱的目的。由于該類建筑能耗不高，再加上舒適度較好，所以得到了大力地推廣。現(xiàn)如今，在國(guó)內(nèi)的很多地方，已圓滿完成多項(xiàng)近零能耗項(xiàng)目的建立，與此同時(shí)，針對(duì)這一類建筑，制定了相應(yīng)的行業(yè)技術(shù)規(guī)范。不過以當(dāng)下的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來看，側(cè)重于盡可能減少能源消耗，然而對(duì)于舒適性的限制而言，往往體現(xiàn)于對(duì)一系列環(huán)境參數(shù)的控制，比如二氧化碳濃度，缺少系統(tǒng)地研究。面對(duì)這樣的情況，文章就嚴(yán)寒區(qū)域近零能耗居住情況的熱舒適性進(jìn)行探究。

1 研究目標(biāo)與方法

此研究分成兩個(gè)部分，也就是文獻(xiàn)調(diào)查以及實(shí)地考察：

第一，調(diào)研了近年來國(guó)內(nèi)嚴(yán)寒區(qū)域的普通建筑的能源消耗狀況以及居住的舒適性，選擇了多個(gè)居住舒適性指標(biāo)，比如室內(nèi)環(huán)境參數(shù)。

第二，就我國(guó)北方的某近零能耗建筑開展了實(shí)地考察以及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。以下為測(cè)試方法：試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)屬于一個(gè)利用被動(dòng)式技術(shù)手段構(gòu)造的建筑，該建筑能夠充分使用可再生資源，能夠滿足有關(guān)的規(guī)定要求。此建筑一共分為兩層，全部面積達(dá)到304.5m2。首層基本上用來做住宅示范，高度有3.4m，剩下一層主要用來辦公，建筑高度有3.6m。此次實(shí)地考研均是以居住為核心，所以選取第一層作為研究目標(biāo)。對(duì)于建筑舒適度體驗(yàn)者選擇的對(duì)象而言，源于當(dāng)?shù)啬侈k公樓的工作人員，公共有138人，其中女性58人，其余的為男性，這些人員在該地居住的時(shí)間都超過兩年，能夠很好適應(yīng)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境。這些體驗(yàn)者的年齡主要介于24～28歲之間，以隨機(jī)的形式，把全部參與者分配至各個(gè)房間，在此基礎(chǔ)上開展實(shí)驗(yàn)。為了防止主觀因素影響到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在他們適應(yīng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境之后，才進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

對(duì)于客觀測(cè)試的測(cè)量參數(shù)來講，其中包含一系列的參數(shù)，比如室內(nèi)的溫度濕度以及風(fēng)速等。與此同時(shí)，通過對(duì)電表的使用，測(cè)量建筑內(nèi)有關(guān)設(shè)備的用電情況，比如水泵以及新風(fēng)換氣機(jī)等，以便切除供暖季各項(xiàng)能源消耗指標(biāo)。在對(duì)溫度以及濕度進(jìn)行測(cè)試時(shí)，在不同房間的屋內(nèi)與室外設(shè)置相應(yīng)的儀器，以便對(duì)溫濕度進(jìn)行記錄。在正式開展實(shí)驗(yàn)之后，選擇高度0.1m、0.6m以及1.1m的三個(gè)位置，來測(cè)試相應(yīng)的溫濕度，針對(duì)0.6m的地方，測(cè)量相應(yīng)的溫度以及風(fēng)速，與此同時(shí)借助五點(diǎn)測(cè)溫法，針對(duì)維護(hù)結(jié)構(gòu)與炕表面，有效測(cè)量二者的實(shí)際溫度。就主觀測(cè)試來講，通過制作問卷對(duì)每個(gè)參與者的感受開展調(diào)查，問卷中包含諸多的內(nèi)容，比如試驗(yàn)者的穿戴情況、主觀的熱感覺、可忍受的熱程度等。在整個(gè)試驗(yàn)過程中，要求參與人員最大程度減少活動(dòng)，盡可能保持靜坐的姿態(tài)。把收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以及處理，從而能夠獲取結(jié)果。

2 研究結(jié)果

近零能耗居住建筑熱舒適測(cè)試結(jié)果。在該次試驗(yàn)中，總共發(fā)出了138份問卷，回收的有效問卷一共有128份，其中男性80次，女性78次。對(duì)于試驗(yàn)時(shí)間選擇，選取當(dāng)?shù)販囟茸畹偷囊欢螘r(shí)間，室內(nèi)與室外的平均溫度為零下8.7℃，平均相對(duì)濕度為45%，通過測(cè)量能夠得到該建筑本身各項(xiàng)指標(biāo)的數(shù)據(jù)。對(duì)于該建筑在寒冷季節(jié)的運(yùn)行參數(shù)而言，與《近零能耗建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中所規(guī)定的參數(shù)值范圍是相符的。

對(duì)于溫度而言，當(dāng)人處于室內(nèi)的情況下，并且沒有進(jìn)行劇烈的活動(dòng)，室內(nèi)溫度為20℃時(shí)，人處于最舒適的狀態(tài)。根據(jù)此次研究可以得知，應(yīng)該適當(dāng)降低溫度，以便能夠確保人在室內(nèi)處于比較舒適的狀態(tài)。對(duì)于濕度而言，《近零能耗建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中指出，在冬季室內(nèi)的相對(duì)濕度不可低于30%。通過此次研究可以得知，濕度仍然沒有達(dá)到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，而且在問卷調(diào)查中，也表明大部分人認(rèn)為屋內(nèi)較為干燥，出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，極有可能是由于屋內(nèi)并沒有開展日常的生活活動(dòng)，比如洗衣等，從而導(dǎo)致室內(nèi)的溫度沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值。與一般的建筑相對(duì)比，因?yàn)榻隳芎慕ㄖ诙焓覂?nèi)外的溫度差別較大，從而可促使?jié)穸缺３衷谝粋€(gè)較為舒適的范圍內(nèi)。對(duì)于風(fēng)速而言，在風(fēng)速超過0.2m/s時(shí)，人們就會(huì)感到風(fēng)吹，在此次試驗(yàn)中，風(fēng)速介于每秒0.04m～0.08m之間，人們不會(huì)感受到風(fēng)，所以該指標(biāo)在本研究中對(duì)人們的熱舒適感影響并不大。能耗情況。對(duì)熱泵機(jī)組、循環(huán)泵、新風(fēng)熱回收等系統(tǒng)裝置的能源消耗進(jìn)行分析，能夠獲得全面單位面積供熱設(shè)備能源消耗值，為20.7kWh/(m2·a)，其中熱泵機(jī)組的能源消占比最大，能夠達(dá)到42.88%。

3 討論

對(duì)于熱感覺而言，把普通建筑以及近零能耗建筑相對(duì)比，得知無論是哪一種建筑，多數(shù)人的主觀選擇均是冷熱適中。具體而言，與一般住宅相對(duì)比，近零能耗建筑中參與試驗(yàn)的人員選擇微暖以及暖的比例表現(xiàn)出上升的趨勢(shì)，沒有參與者對(duì)室內(nèi)的感覺是偏冷的。比較所收集的數(shù)據(jù)，可以得知熱中性溫度一般超過人體熱中性溫度，換句話來講，在嚴(yán)寒區(qū)域的建筑房屋中常常出現(xiàn)過熱的問題。冬季嚴(yán)寒地區(qū)的室外溫度相當(dāng)?shù)?，與室內(nèi)溫度相比有著很大的差異，在人們處于室外時(shí)就會(huì)感到不適應(yīng)，從而引發(fā)一系列問題，比如風(fēng)寒感冒。對(duì)于期望溫度以及可承受的溫度范圍而言，人們的期望溫度為23.9℃，比熱中性溫度高，這是由于在該地區(qū)室外溫度變化較低而且快，這影響了人們的熱期望溫度，想要獲取高于熱中性溫度的室內(nèi)溫度，基于此，從而出現(xiàn)了熱中性溫度低于熱期望溫度的現(xiàn)象。

對(duì)于能耗指標(biāo)以及舒適性而言，在此研究中對(duì)比相關(guān)指標(biāo)中所規(guī)定的嚴(yán)寒地區(qū)主要城市建筑物耗熱量指標(biāo)和近零能耗建筑指標(biāo)，與一般的建筑相對(duì)比，近零能耗建筑在保證人處于室內(nèi)熱舒適的基礎(chǔ)上，從能源消耗方面來看，有著突出的優(yōu)勢(shì)。此次研究過程中，近零能耗建筑的平均室內(nèi)空氣溫度為25.21℃。在室溫處于該狀態(tài)下時(shí)，冬季整個(gè)建筑的就會(huì)出現(xiàn)室內(nèi)溫度高于熱舒適溫度的現(xiàn)象，所以在降低供暖溫度的基礎(chǔ)上，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)室溫的降低，最終達(dá)到節(jié)省能源的目的?？偠灾?，在供暖期間，因?yàn)榻隳芎慕ㄖ覂?nèi)的平均溫度為25.21℃，大于了有關(guān)指標(biāo)中所規(guī)定的上限，而相對(duì)濕度則顯著偏小，故而建議在冬季應(yīng)當(dāng)降低室溫，提高室內(nèi)的濕度，以便為供暖能源消耗的減少提供足夠的空間。近零能耗建筑中試驗(yàn)者的熱中性溫度為23.0℃，這是大于一般建筑的，出現(xiàn)這樣的情況，主要由于近零能耗建筑具備完善的保溫措施，故而室內(nèi)的溫度處于比較高的狀態(tài)，近零能耗的全年供暖的能源消耗為20.7kWh/(m2·a)，在確保熱舒適性的前提下，其能源消耗狀況遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于一般建筑。從整體上來分析，無論是從舒適性還是能源消耗狀況，近零能耗建筑都具備較為顯著的優(yōu)勢(shì)。