青海湟源农村低能耗太阳能住宅设计

青海湟源农村低能耗太阳能住宅设计 2015年台达杯国际太阳能建筑设计竞赛作品“绿营拾光”介绍 （西安建筑科技大学建筑学院，西安 710054）摘要：本文介绍太阳能竞赛作品“绿营拾光”的方案生成过程以及太阳能技术的利用。方案的主要突破点在于“绿营拾光”概念的提出，即通过绿色营造的理念，结合当地适宜发展的产业，采用当地适应性建构技术和材料，重拾往昔村落时光记忆，同时通过主被动式太阳能技术的利用和建筑语言的巧妙运用，解决冬季集热采暖和夏季通风降温问题。关键词太阳能住宅 低能耗 绿色营造 Qinghai Huangyuan rural low energy solar residential design 2015 Taida Cup Solar Building Design Competition works green - light pickup IntroductionAbstract:This paper introduces the generation process using solar contest green - light pickup scheme and solar technology.The main breakthrough of the design is put forward green - light pickup concept,That is, through the green building concept, combined with the local and suitable for the development of industry, the use of local adaptive construct- ion technology and materials,Repeat the past village time memory, at the same time, through the clever use of the use of the passive solar technology and architectural langu- age, solve the winter heating and summer cooling heat collecting ventilation problems.Key Word: Solar house Low energy consumption Green construction1. 项目背景项目用地位于青海省湟源县日月藏族乡兔尔干村，109国道西北侧，是乡政府所在地。其地理位置极为独特，这里是黄土高原的边缘，青藏高原的起点，季风气候带的分界点，具有不可多得的生物多样性、景观多样性；蕴含着深厚的日月山文化。兔尔干村处于山坡地上，地势由西北向东南倾斜。平均海拔3100米，属于拉脊山地貌，周边山多地少，沟壑纵横。而且，这里日照时间长、太阳辐射强。2. 方案设计 方案的设计首先是从两个问题开始的：1)村庄的产业定位问题2)如何解决冬季采暖和夏季通风降温问题？第一个问题，我们从宏观、中观、微观三个层面的分析，结合当地村民的意愿，我们得到了答案，此地适合发展以体验民俗风情为主题的旅游业。具体的分手工艺品制造与经销和体验式家庭客栈两种产业类型，相应的也就分两种户型。第二个问题,此地太阳辐射资源丰富，年日照平均时数为2718.6小时。全年以西北风为主，其中冬季主导风向为偏西风。所以,对西北寒风的遮挡和对太阳能的收集成为解决冬季采暖问题的主要手段。（1） 构思 通过分析当地民居的基本平面形态和整个村落的肌理，再结合当地气候我们可以得到一种”L”形的基本平面形式，这样既可以遮挡西北寒风，又可以最大化的利用南向太阳光。功能布局采用厨房在中间，楼梯、卫生间等其他附属用房置于东西侧的保温采暖典型布局。 2）冬季采暖系统分析 采暖系统主要采用低温热水地板辐射采暖系统和辅助烟道加热系统。该建筑采暖面积约150，设计热管式太阳能集热器15，储热水箱容积为3m。水箱通过浮球阀自动补水，水箱采用分层设计，实现夏季供生活用水，冬季主要采暖，过渡季节采暖同时提供生活供水，系统全年利用率高。采暖方式为低温热水地板辐射采暖，与对流辐射采暖方式相比，可节能20%左右。系统中，太阳能集热器和辅助烟道加热系统采用自动控制和手动控制相结合的方式切换。太阳能集热器中循环介质采用防冻液，防止冬天结冰。集热器系统根据集热器出口水温（可设定）和水箱底部水温(可设定）决定集热器系统启动与否，参见图。白天室内舒适度主要以被动式阳光房的附加阳光间保温、得热（并辅助部分太阳能集热器的集热量）来满足，太阳能即热系统通过设置水泵运行时间和开关，使各个房间管道阀门实现分区、分时运行，以减少白天或夜间无人房间耗费的热能。太阳能蓄热、放热供暖系统分析设计采用了附加阳光间被动式采暖系统，外部围护结构采用透明双层玻璃，可使阳光有效地穿过并能阻止红外热能的二次辐射向室外散逸，阳光间内部墙体采用特朗伯强（蓄热性能优异的厚重混凝土墙体外部添加黑色涂层）在冬季白天日光直射情况下充分蓄积热能，夜间放热供暖充分利用太阳能这一可持续能源。 3）夏季通风系统分析 由于冬季寒风较强，所以直接在北立面上开窗不利于保温，我们采取了附加通风道的方式，同时兼做冬季保温层。夏季夜间制冷，冷空气从室内地面的通风口引入，其后室内的热空气从室内后部的高处的烟道排出，通过使用自然通风的“烟囱效应”利用的是进入的空气温度低、密度较大，而排出的空气温度高且密度较小的原理，这个密度差导致冷空气被导进，热空气从高处排出。4）建筑材料分析通过调研可以发现当地有大量的卵石和黄土，我们本着就地取材、因地制宜的原则，试图在这两种材料上做些文章，通过与青海省建筑材料研究院的深入合作和交流，我们采用了夯土砖作为主要的维护结构材料。而卵石作为局部装饰材料和蓄热材料。这样既能降低造价，又不会破坏当地生态环境。夯土砖的优点：1. 储热和传热性能优异，有利于冬季保温和夏季隔热制冷，适合于被动式太阳能设计2. 取材方便，易于加工，有利于自助式的建造住宅，生产成本低，制作成模数体化块便于施工3. 隔声性能好，易创造出宁静环境4. 无毒害5. 使用寿命长，在使用期过后仍可用作耕种土地，实现循环利用可持续发展3. 小结 现今资源问题已经开始困扰世界各国，甚至不惜为了资源大动干戈太阳能作为一个清洁能源，取之不尽，用之不竭但是利用率低下成本高一直是一个大问题。而我们作为建筑师虽然不能开发新技术但是观念应当有所转变形式功能空间不再是建筑的全部节能也是一个建筑好坏与否的重要评价标准。在建筑当中多用一些被动式太阳能技术也不失为一个节约能源的重要方式。此项目也算是对青海湟源地区农村低能耗太阳能住房的一次尝试和探索。4. 参考书目：1 林宪德，绿色建筑.北京.中国建筑工业出版社，2007.2 吴韬，郭晓晖，邢晓春，