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丘陵地区低碳民居设计策略探析
向正君 何韶瑶 摘要:结合低碳建筑的定义,提出丘陵地区低碳民居概念,本文在分析湖南丘陵地区传统民居的选址、布局和建筑单体的基础上,探讨丘陵地区低碳民居设计原则和设计策略。

关键词:的基地并不多,变化起伏较大的地形地貌,对各种功能的安排、市政建设、交通组织均带来一些矛盾或负面影响。利用建筑错层、架空、退台等手法来削减丘陵场地的不利因素。
千百年来,湖南丘陵地区地区自发形成的以穿斗结构、封火山墙、吊脚楼为代表的建筑风格为我们的低碳民居设计提供了创作源泉。在吸收传统民居精髓的前提下,采用现代低碳建筑结构和构造技术手段,传承湖南丘陵地区民居特色。
低碳建材的选用
低碳民居应当尽量利用当地的原材料,建筑材料不应该对人体和环境造成危害。丘陵地区有着丰富的竹木资源,如果很好地利用和开发将为低碳民居提供良好的建筑材料。有资料显示,相同面积的建筑、竹木与混凝土的能耗比为1:8;与钢材相比,相同过程中竹木的能耗仅为钢材的2%。另外竹木有较好的涵养水源功能,枝叶截留雨水,1hm2竹林可以固定1000t水,固护土壤,一年可以吸附900t灰尘。一片3万hm2的竹木林每年可以吸收废气3860万t。
民居以低碳减排为终极目标
低碳民居区别于传统民居在于它的低碳减排指标,强调建筑的低碳排放。在丘陵地区低碳民居的低碳设计要求最大程度地降低能源消耗、最优比例地整合自然能源、最高规格地提高设备效率,确保民居实现低碳甚至是零碳。
低碳民居节能设计策略
建筑低碳与建筑节能息息相关,但农村住宅与城市住宅的低碳策略具有显著的不同:城市住宅建筑密度大,利用可再生能源受限,高度依赖常规能源。因此,被迫选择“节流”的节能策略,即通过加强围护结构的保温隔热性能以减少室内的能量损失;而农村地广人稀,在利用太阳能、地热能、生物质能方面具有很大潜力,应在借鉴城市住宅低碳经验,减少建筑能耗的同时,积极利用可再生能源,采取“开源节流”的低碳策略。
开源――充分利用可再生能源
在经济尚不发达的丘陵地区,不应该盲目追求城市或西方郊镇的高投资、技术复杂的“高新技术”,实事求是,以低技术为主。在实地调研中,湖南丘陵地区有着丰富的太阳能、生态物质能和地热能(沼气用户达到45%、山间泉水冬暖夏凉)资源。
(1)太阳能利用――被动式太阳能建筑、太阳能热水器等
太阳能作为一种可再生能源,低碳无污染,是低碳建筑利用新能源的潜力之一。利用太阳能减少民居能耗,改善室内居住的物理环境是低碳建筑技术发展的一个方向。低碳民居中的太阳能利用包括“热利用”和“光利用”两方面。太阳能热水器、太阳灶、被动式太阳能建筑等热利用手段技术成熟、 热效率高 ,而利用太阳光能的太阳能电池虽在发达国家农村已很普遍,但造价偏高,应谨慎使用。
(2)生物质能――沼气和生物质能发电厂





农村民居具有“生产生活一体化”的特点,湖南丘陵地区修建了大量的“人禽畜粪便―沼气―取暖、 炊事、用电”生态模式的沼气池。但愿望和理想往往与现实相背离,在我们走访调研中发现大部分农民进城务工,家中仅剩下老人小孩,而且随着生活水平的提高和集约养殖技术的发展,家中很少养殖牲畜。再加上沼气用户普遍存在漏气和供应不稳定的问题,大批建设成功的沼气成为摆设,没有发挥应有的价值。在低碳民居设计中,应考虑集中建设一定规模的沼气和生态物质能发电厂,再将电能分配给住户。
(3)地热能――水源热泵
利用丘陵地区山泉水资源丰富的特点,低碳民居应该就具体的建设场地,合理地将地热能作为冬季热源和夏季冷源。利用水的流动性和蓄热性高的特点,可以构造一种“水墙”式应变界面,将水充入墙体内的间层或导管内,通过调节间层或导管内水量的多少来控制墙体的隔热性能以及热容量,还可以借此形成水流的往复循环系统在夏季带走墙体吸收的多余热量,见图5。
节流――降低民居能耗
由于农村住宅比城市住宅更易损失能量,应通过合适的建筑群体布局、适宜的建筑单体设计、减小建筑的体形系数、适宜的门窗设计、减小围护结构的传热系数、减少建筑热桥等来搞好低碳民居的能量“节流”工作。
(1)合适的建筑群体布局
建筑宜利于建筑群夏季自然通风,如采用错列式、斜列式,结合地形特点的自由式和“高低错落”的处理方式。冬季避风,应争取不使大面积外表面朝向冬季主导风向。适宜的建筑间距,每户至少一个居住空间在大寒日能获得满窗日照不小于2小时的要求,同时尽量避免东西向日晒。
(2)适宜的建筑单体
建筑单体应契合农村地区人们的生产生活