基本介紹
- 中文名：零熱島建築
- 外文名：Zero UHI impact building
- 所屬學科：建築類
- 分支概念：綠色建築，節能建築，零熱島建築
- 技術形式：策略型
定義,現存問題探究,零熱島建築原理,零熱島建築策略,
定義
為解決氣候變暖、能源短缺、城市熱島等問題。從建築環保領域出發，結合建築耗能、溫室氣體排放與城市熱島的原因，人們提出了綠色建築，零能耗建築，零碳建築，節能建築等等一系列地理念，現將環保類建築綜合表述為解決城市熱環境的一種新型城市建築類型，即零熱島建築。
現存問題探究
氣候變暖與能源短缺的問題已經引起人們的普遍關注，而溫室氣體的排放是全球氣溫上升的主要原因，這給大部分地區的能源環境，城市舒適度，城市用水等方面造成了大量負面影響。以美國馬里蘭地區為例，熱島效應造成的溫度上升1度，城市用電量將會提升8.5%，而普遍的熱島效應上升2-5度，將造成城市用電量上升17-42.5%。澳大利亞每年熱島效應造成的經濟損失達到國家GDP的0.33-0.47%。
在建築能源領域的研究表明，通過建築節能可以有效降低全球變暖在1.5-2攝氏度範圍內。於是，結合建築節能與城市熱島的因果聯繫，人們提出了綠色建築、零能耗建築、零碳建築、節能建築等解決城市問題的研究理念。
零熱島建築原理
華人學者何寶傑提出了零熱島建築的概念。零熱島建築旨在通過合理地城市設計運行，或者採用先進的技術減少建築對室外微環境的影響，在此基礎上，打破熱島效應對建築空間及能耗的不利影響。下圖《零熱島建築組成》詳細地解釋了零熱島建築相對於綠色建築的優點。
零熱島建築組成
零熱島建築在強調室內空間利用，降低碳排放以及降低能耗的過程中，建築室內向外排熱是熱島效應的成因之一。例如，空調設備向外排熱，能夠造成局部溫度上升2度，這對室外空間極為不利。而城市溫度下降，將完全依賴於材料的輻射能力，因此冷屋面/路面材料有將成為城市輻射製冷技術的關鍵。例如該技術可以用於建築外表面，通過反射太陽輻射將有效的阻隔熱量進入建築內部，以達到提高建築內部舒適度的效果。如下圖《綠色建築與微環境的關係》所示。
綠色建築與微環境的關係
基於城市微環境與建築能量來源，可以從場地與選址，建築形態，圍護結構，建築設備，附屬構件，居住行為等方面來打造零熱島建築。具體各方面如下圖《零熱島建築分類》：
零熱島建築分類
零熱島建築策略
從零熱島建築方面出發，總結緩解熱島大致分為以下四類：
一.建立強制的國家綠色建築和綠色城市政策規範。如住房城鄉建設部關於發布國家標準《綠色建築評價標準》，此外北京，上海，杭州等地都推出了相應的地方性綠色標準，以符合當地節能安排的設計標準。強制規範的出台，使得城市熱島效應得到了有效的法律保障。
國標 綠色建築
二.減少城市大氣熱沉降和改善城市蓄熱方式。如建立大量城市濕地，屋頂綠化，湖泊河流等冷源，以增加城市冷源，實現冷熱對流的交換。如美國紐約的中央公園，上海黃浦江兩岸等，由於城市中心產生了冷源（綠地、河流等）產生了城市微氣候，大大改善了城市中央核心區域的熱環境。
美國紐約中央公園
三.研發分解建築構件，使得各部件構造達到高效的節能減排目的。如建築保溫絕熱板系統，節能門窗等。一些研究表明，室內熱損失能耗主要集中在門窗等容易發生熱橋現象的部位，有效改善此部件，可以達到節能50%以上。此外，增加建築本身的被動式節能技術，如屋頂綠化，特朗勃牆也將大大減少室內建築的內耗，從而減緩城市熱島效應。
建築節能體系設計
四.根據地理、氣候、建築類型的不同，通過調整的空間、朝向、間距，來達到最佳的建築被動式節能減排。城市氣候受地理因素影響較大，而通風散熱是緩解城市建築群熱島效應的重要手段之一。通過調整建築間距與城市主導風向的相互吻合可以產生城市尺度的風洞效應，大大降低城市熱島。此外，地方區域更加精細計算建築日照間距以及與太陽高度將大大節約建築能耗嗎，從而間接緩解城市熱島效應。
武漢城市風道規劃
