陕北地区中小学校建筑节能策略

摘 要：通过实际的调研与走访,探讨适应陕北地区这一特定寒冷气候区的中小学校建筑节能的策略.

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1.陕北地区地形地貌及环境气候特征

陕北地区属寒冷地区,这一气候区的建筑以冬季保温为主.又与处于寒冷地区的其他地区有所不同又不同与其他寒冷地区,这主要有陕北地区所处的地理位置和气候特点有关.陕北地区位于我国的西北地区的黄土高原,地形地貌复杂,气候因处中温带区,基本上都属于中温带干旱大陆性季风气候,因此,夏季雨水不多,集中在6月中旬到8月份,冬季偏干旱,多沙尘.

2.陕北地区中小学校现状调研

在2012年夏季的6-7月份和冬季的12月底,笔者以陕北地区的杨家岭希望小学、招安镇中学等学校进行了平面测量,绘制建筑平立剖面图,并进行了室内外的温度测量和随机的问卷调查.如下图所示：

从图中,我们可以看出,学生认为夏季最热月份主要集中在6-8月份,以7-8月份为主,夏季所能接受的温度为22℃-30℃之间,以26-30℃为主,在6-7月份,通过开启北向走廊的窗户、开启电风扇等一些了措施,基本上能满足学生对是内环境舒适度的要求,7-8份学校放检测,利用“恶性气候调节期”避开了高温期,因此,夏季隔热不是节能考虑的重点；冬季最冷月主要集中在11月到来年的1月份,冬季所能接受的温度为16-20℃,对此,学校必须采取采暖措施才能达到要求,因此,冬季保温是这一地区节能的重点.这一结果和建筑气候分区对建筑基本要求相符合,寒冷地区建筑应满足冬季保温,夏季部分地区兼顾防热.

3.陕北地区中小学校建筑节能策略研究

建筑的节能策略是指“为了使中小学校建筑能达到节能的目的而采取的一系列的方法与措施,这一措施可能是前期基地规划的一个细小改变,也可能是设计施工中的体形系数或者某个技术构造的改变,也可能是后期维护中的一个管理方法的改变”.

3.1选址及总体布局与建筑节能

前期场地设计在建筑的节能策略中是个不可忽视的重要环节,在以往的中小学校建筑设计中,我们往往只是重视建筑单体的节能设计,而很少考虑到前期场地设计对建筑节能的影响.

陕北地区的中小学校建筑场地的选址于布局主要从基地所处的地理位置、周围的遮挡情况、环境气候特征、适应陕北地区的地面植被生产几个方便考虑.比如陕北夏季炎热而少雨,可以在场地的南向流出一定面积的空地,种植绿色植被,既能起到这样的作用,又能改善室外微气候,是一举两得的方法.在树种的选址上,也以陕北常见的槐树、柳树、白杨树等落叶树种为主.夏季遮阳,冬季不影响采光.总体设计常用的手法如下：

3.2建筑单体设计中的节能策略

建筑单体的节能策略主要是从建筑的形体设计、建筑的内部空间、建筑的色彩等方面入手.建筑的形体设计主要考虑建筑造型规整,考虑到寒冷地区建筑节能以保温为主,建筑形体的规整可以有效的降低建筑的体型系数.体形系数每增大0.01,耗热量指标约增加2.5%.所以控制建筑的体型系数可以有效的提高节能效率.利用建筑空间节能主要是指利用现有国家规范中对建筑场边间距要大于25米的要求,结合庭院空间的设计手法改变室外微气候环境来达到节能.

建筑色彩对建筑节能的影响是一个全新的概念,一般来说,暖色调（红色,橘等）的房间能给人温暖的感觉,让人的感觉比房间的实际温度高出1℃至2℃.以相反的,冷色调（绿色、蓝色）的房间让人心里平静,会产生寒冷的感觉,使得房间的心理温度比实际的温度会底1℃至2℃.

3.4建筑材料与节能

合理的利用建筑材料,既能达到节能的目的,又可以有效的控制建筑造价,以毛寺生态小学、阿里苹果小学等为例,在建筑的设计过程中,创造性的应用当地的地方性材料来达到节能和控制造价：

陕北地区因地处黄土高原,生土技术的利用有着很大的应用前景,浙江大学的王竹老师、西安建筑科技大学的刘加平老师等以陕北的窑洞等居住建筑为研究对象,对生土技术很有研究,可以借鉴到中小学校建筑等公建的设计中来.可以采用陕北夯土墙的形式夯筑,也可以做成生土砖进行砌筑,都能达到很好的节能和节省投资的效果.其他材料比如钢材,可以回收利用,对基础也没有太大的限制,从长远角度看是一种节能的材料.再比如LOW-E玻璃则是另一种很好的节能材料,在窗墙比相同的情况下,节能效果非常突出.

3.4后期维护与管理中的节能策略

建筑在后期的投产使用过程中有很大的能耗需求,合理的采用节能设备并科学的利用可再生能源来平衡建筑后期使用过程中对能耗的需求对节能有着很大的作用.陕北地区夏季炎热、干旱,绿色植被少,在太阳光的照射下室外温度很快就会超过人体舒适的温度.在对陕北地区几所学校的调研走访中,通过和校长的实际交谈中,每年用于改善室内热环境的费用,杨家岭小学是4-6万,招安镇中学是7-10万,调研的学校也愿意把每年用于维护舒适的教学环境的费用用在教学设施（室外空间环境和教学主体）的改造上,通过改造而达到舒适的环境.所以在陕北地区的建筑节能中对可再生能源的利用有着广阔的前景,利用浅层地热能的地源热泵技术,利用太阳能采暖、太阳能空调等都可以横好的达到节能.

在建筑的照明系统中,改变传统照明系统,采用节能灯具,也能达到能好的节能效果.

4.结论

建筑节能不是简单的进行节能计算,做外保温,节能是一个整体,一个系统,节能要从建筑前期的选址到方案设计到施工再到后期的使用等各个环节进行考虑,只有合理的前期布局,系统的方案设计,科学的管理与维护才能使学校建筑达到更好的节能效果.