建筑节能设计第二章课件.ppt
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- 建筑节能 设计 第二 课件
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1、L/O/G/O可编辑ppt1建筑节能设计建筑节能设计2可编辑ppt第二章第二章 建筑规划设计中的节能技术建筑规划设计中的节能技术建筑选址建筑选址建筑布局与朝向建筑布局与朝向建筑体形设计要求建筑体形设计要求建筑的日照环境及间距设计建筑的日照环境及间距设计4123建筑遮阳设计建筑遮阳设计5 建筑环境绿化设计建筑环境绿化设计63可编辑ppt2.1 2.1 建筑选址建筑选址1 1向阳原则向阳原则 在冬季寒冷地区,建筑应选在能够充分吸收阳光,且建筑与阳光在冬季寒冷地区,建筑应选在能够充分吸收阳光,且建筑与阳光仰角较小的地方;夏季炎热地区,建筑应选在与阳光仰角较大,且仰角较小的地方;夏季炎热地区,建筑应选
2、在与阳光仰角较大,且能相对减少太阳辐射的区域。能相对减少太阳辐射的区域。未来建筑向阳面前方应无固定遮挡,造成不必要的能源浪费。未来建筑向阳面前方应无固定遮挡,造成不必要的能源浪费。建筑的位置应能有效避免主导风向的寒风,以降低建筑围护结构建筑的位置应能有效避免主导风向的寒风,以降低建筑围护结构的热能渗透。的热能渗透。建筑应处在最佳朝向范围内,从而使建筑争取更多的太阳辐射。建筑应处在最佳朝向范围内,从而使建筑争取更多的太阳辐射。合适的日照间距是建筑充分得热的先决条件,间距太大会造成用合适的日照间距是建筑充分得热的先决条件,间距太大会造成用地浪费地浪费4可编辑ppt通风原则通风原则 在不影响夏季主导
3、风向的情况下,应尽量减少冬季主在不影响夏季主导风向的情况下,应尽量减少冬季主导风对建筑的影响;导风对建筑的影响;山峰、树林、构筑物等永久地貌或建筑物对夏季主导山峰、树林、构筑物等永久地貌或建筑物对夏季主导风向的影响;风向的影响;对一些基地内的物质因素加以组织和利用,为建筑物对一些基地内的物质因素加以组织和利用,为建筑物内部提供最简洁、最廉价的通风条件。内部提供最简洁、最廉价的通风条件。5可编辑ppt减少能量减少能量需求原则需求原则避免“霜洞”效应避免辐射干扰避免局地疾风避免雨雪堆积充分利用水陆风图2-1 建筑物的“霜洞”效应6可编辑ppt拓展阅读拓展阅读自然灾害与建筑选址自然灾害与建筑选址建筑
4、正对建筑正对“川川”形山冲口低洼处可能形山冲口低洼处可能发生灾难发生灾难在干旱的河道上修建住宅招致水灾在干旱的河道上修建住宅招致水灾建筑距离沙石结构的山体太近面临建筑距离沙石结构的山体太近面临山体滑坡的威胁山体滑坡的威胁城乡聚落建在正对山口的低洼处将面临城乡聚落建在正对山口的低洼处将面临自然灾害自然灾害楼房距离江(河)岸太近存在塌陷隐患楼房距离江(河)岸太近存在塌陷隐患台风影响下的金帅饭店大楼倒塌7可编辑ppt建筑体形设计要求建筑体形设计要求避免局地疾风避免局地疾风建立气候防护单元建立气候防护单元争取良好的日照条件争取良好的日照条件2.2.12.2.22.2.32.2.42.2 2.2 建筑布
5、局与朝向建筑布局与朝向8可编辑pptu点式和条式住宅组合布置时,应将点式住宅布置在朝向较好的位置,点式和条式住宅组合布置时,应将点式住宅布置在朝向较好的位置,将条状住宅布置在其后,以便利用空隙争取日照,如图将条状住宅布置在其后,以便利用空隙争取日照,如图B B所示所示:2.2.1 2.2.1 争取良好的日照条件争取良好的日照条件u 在布置多排多列楼栋时,应采用错位布局,以便利用山墙空隙争取在布置多排多列楼栋时,应采用错位布局,以便利用山墙空隙争取日照,如图日照,如图A A所示所示:图2-3 错位布置图2-4 点式和条式住宅组合布置9可编辑pptu 处于严寒地区的城市,其住宅布置可采用东西向住宅
6、围成的封闭式或半封闭的处于严寒地区的城市,其住宅布置可采用东西向住宅围成的封闭式或半封闭的周边式方案。这种布局不仅可以扩大南北向住宅间距,还可以形成较大的院落,周边式方案。这种布局不仅可以扩大南北向住宅间距,还可以形成较大的院落,对节能节地有利。南北向与东西向住宅围合一般有四种情况,从对争取室内日对节能节地有利。南北向与东西向住宅围合一般有四种情况,从对争取室内日照,减少日照遮挡方面来看,方案照,减少日照遮挡方面来看,方案2 2和方案和方案4 4的布局方式最好。的布局方式最好。方案1方案2方案3方案4u 全封闭围合时,住宅楼的开口位置和方位以向阳和居中为好全封闭围合时,住宅楼的开口位置和方位以
7、向阳和居中为好图2-5 南北向与东西向住宅的围合方式10可编辑ppt2.2.2 2.2.2 建立气候防护单元建立气候防护单元3.3.改善风改善风环境环境2.2.空间布置空间布置方式方式1.1.平面布局平面布局建筑群的布局,一般可从建筑建筑群的布局,一般可从建筑平面平面和和空间空间两个方面来考虑:两个方面来考虑:11可编辑ppt1平面布局平面布局并列式并列式错列式错列式周边式周边式斜列式斜列式自由式自由式图2-6 建筑群的布局方式12可编辑ppt2 2空间布置方式空间布置方式 空间布置同样也应注重建筑的自然通风,并合理地利用建筑地形。建筑空间布置同样也应注重建筑的自然通风,并合理地利用建筑地形。
8、建筑的空间布局应采用的空间布局应采用“前低后高前低后高”和有规律地和有规律地“高低错落高低错落”的处理方式。的处理方式。例例如如利用向阳的坡地使建筑顺其地形的高低,利用向阳的坡地使建筑顺其地形的高低,逐一排列一幢比一幢高逐一排列一幢比一幢高平地建筑,则应采取平地建筑,则应采取“前低后高前低后高”的排列方的排列方式,使建筑逐渐加高式,使建筑逐渐加高平地建筑也可采用建筑之间平地建筑也可采用建筑之间“高低错落高低错落”的的方式布局,使高的建筑和较低建筑错开布置方式布局,使高的建筑和较低建筑错开布置13可编辑ppt3 3改善风环境改善风环境 受来自西伯利亚冷空气的影响,我国北方城市冬季寒流风向主要是受
9、来自西伯利亚冷空气的影响,我国北方城市冬季寒流风向主要是西北西北风风,因此,在建筑规划中为了节能,应采用封闭西北向的周边式布局方式,因此,在建筑规划中为了节能,应采用封闭西北向的周边式布局方式:图2-7 建筑的几种避风方案abc14可编辑ppt2.2.3 2.2.3 避免局地疾风避免局地疾风u 在建筑布局时,将高度相似,且长度是高度在建筑布局时,将高度相似,且长度是高度2-32-3倍的建筑排列在街倍的建筑排列在街道两侧,并两排建筑物间的过道中会形成风漏斗现象,如图道两侧,并两排建筑物间的过道中会形成风漏斗现象,如图2-82-8所所示,会使风速提高示,会使风速提高30%30%左右,在建筑布局中应
10、尽量避免。左右,在建筑布局中应尽量避免。图2-8 风漏斗现象示意图15可编辑pptu 若干幢建筑组合时,在迎冬季风方向减少某一幢,或当某幢建筑远高于若干幢建筑组合时,在迎冬季风方向减少某一幢,或当某幢建筑远高于其他建筑时,均能在相邻空间产生下冲气流,如图(其他建筑时,均能在相邻空间产生下冲气流,如图(b b)和()和(c c)所示。)所示。图2-9 建筑物组合对气流的影响abc16可编辑ppt案例分析案例分析北京劲松西社区北京劲松西社区图为图为19961996年规划设计的北京劲松西社区,该小区属于第年规划设计的北京劲松西社区,该小区属于第气候区,即寒冷地区。气候区,即寒冷地区。17可编辑ppt
11、2.2.4 2.2.4 建筑朝向建筑朝向1 1选择建筑朝向要考虑的因素选择建筑朝向要考虑的因素2 2各向墙面及居室内的日照时间各向墙面及居室内的日照时间和日照面积和日照面积4 4主导风向与建筑朝向主导风向与建筑朝向.3 3各向墙面的太阳辐射热量和各向墙面的太阳辐射热量和紫外线量紫外线量18可编辑ppt1 1选择建筑朝向要考虑的因素选择建筑朝向要考虑的因素 冬季要有比较充足和一定质量的阳光射入室内 炎热夏天应尽量减少太阳通过窗口直射室内和居室外墙面 夏天应有良好的通风,冬天应避免冷风的侵袭 建筑物的朝向选择要充分利用地形,并要注意节约用地 要充分考虑居住建筑与其他公共建筑之间的遮挡问题考虑因素考
12、虑因素19可编辑ppt2各向墙面及居室内的日照时间和日照面积各向墙面及居室内的日照时间和日照面积建筑墙面的建筑墙面的日照时间,日照时间,决定其接受决定其接受太阳辐射热太阳辐射热量的多少量的多少炎热地区,住宅的多数居室炎热地区,住宅的多数居室应避开最不利的日照方位应避开最不利的日照方位统计不同朝向墙面在不同季节统计不同朝向墙面在不同季节的日照时数的日照时数,求出日照时数日,求出日照时数日平均值,进行综合分析平均值,进行综合分析严寒地区,夏季严寒地区,夏季日日晒过热短晒过热短暂,冬季全年日照时间长暂,冬季全年日照时间长,建筑也可采用东西朝向建筑也可采用东西朝向还需对最冷月和最热月的还需对最冷月和最
13、热月的日出、日落时间做出记录日出、日落时间做出记录20可编辑ppt3 3各向墙面的太阳辐射热量和紫外线量各向墙面的太阳辐射热量和紫外线量另一方面是太阳直射强度另一方面是太阳直射强度日变化曲线与日气温曲线日变化曲线与日气温曲线的关系的关系图2-11 北京地区太阳辐射量图2-12 日照量与紫外线量的时间变化一方面是最冷月和最热一方面是最冷月和最热月的太阳累计辐射强度月的太阳累计辐射强度太阳辐射热量太阳辐射热量J/(cm2d)21可编辑ppt4 4主导风向与建筑朝向主导风向与建筑朝向个体与个体与整体整体实际运实际运用中用中避免避免住宅住宅长轴垂直长轴垂直于夏季于夏季主主导风向导风向主导风向直接影响冬
14、季住宅室内的热损主导风向直接影响冬季住宅室内的热损耗及夏季居室内的自然通风耗及夏季居室内的自然通风。对于对于单幢住宅的通风,房屋与主导风向垂直单幢住宅的通风,房屋与主导风向垂直效果最好效果最好;对于;对于整个住宅群整个住宅群,则,则希望房屋与希望房屋与主导风向成一定角度主导风向成一定角度。根据日照和太阳辐射确定住宅基本朝向后,根据日照和太阳辐射确定住宅基本朝向后,核对季节主导风时,主导风向常与建筑朝核对季节主导风时,主导风向常与建筑朝向形成夹角。向形成夹角。22可编辑ppt拓展阅读拓展阅读-偏东南而居的苏州人家偏东南而居的苏州人家“临流筑舍”的苏州23可编辑ppt2.3 2.3 建筑体形设计要
15、求建筑体形设计要求2.3.2 2.3.2 设计有利于避风的建筑形态设计有利于避风的建筑形态2.3.1 2.3.1 控制建筑体形系数控制建筑体形系数u 从建筑节能的角度出发,建筑物单位面积对应的外表面越小,其外从建筑节能的角度出发,建筑物单位面积对应的外表面越小,其外围护结构的热损失就越小,因此应将建筑体形系数控制在一个较低围护结构的热损失就越小,因此应将建筑体形系数控制在一个较低水平。水平。u 建筑物不仅要避寒风,还应注意其长度、进深和高度之间的关系,建筑物不仅要避寒风,还应注意其长度、进深和高度之间的关系,使建筑的背风面产生较大的涡流区域,从而减小风速和风压使建筑的背风面产生较大的涡流区域,
16、从而减小风速和风压。本节内容本节内容24可编辑ppt2.3.1 2.3.1 控制建筑体形系数控制建筑体形系数 建筑体形系数建筑体形系数S是指建筑物与室外大气接触的外表面积是指建筑物与室外大气接触的外表面积 A0(不包括地面、(不包括地面、不采暖楼梯间隔墙及门户的面积)不采暖楼梯间隔墙及门户的面积)V0与其所包围的建筑体积的比值,即:与其所包围的建筑体积的比值,即:00()21112()Anh blblSVnhbllbnhn 建筑层数,建筑层数,b 建筑宽度建筑宽度,l 建筑长度建筑长度,h 建筑层高建筑层高 由式由式2-1可知,对于相同体积的建筑物而言,体形系数越大,则单位建可知,对于相同体积
17、的建筑物而言,体形系数越大,则单位建筑空间的热散失面积越大,建筑物的能耗就越高。一般建筑物的体形系数筑空间的热散失面积越大,建筑物的能耗就越高。一般建筑物的体形系数宜控制在宜控制在0.30以下。以下。式式 2-125可编辑ppt图图2-14和表和表2-2所示为相同体积下,不同建筑体形的建筑体形系数。所示为相同体积下,不同建筑体形的建筑体形系数。图2-14 相同体积下的不同建筑体形表2-2 相同体积建筑的不同体形系数0A0VS0A0VS26可编辑ppt 根据上式,建筑体积一定时,建筑的宽度、长度和总高的变化都会引起建筑根据上式,建筑体积一定时,建筑的宽度、长度和总高的变化都会引起建筑体形系数的变
18、化。一般来说,控制或降低建筑体形系数的方法主要有以下几点。体形系数的变化。一般来说,控制或降低建筑体形系数的方法主要有以下几点。通过减少建筑面宽、加大建筑幢深的手段,以通过减少建筑面宽、加大建筑幢深的手段,以加大建筑的基底面积,从而降低建筑的热损失加大建筑的基底面积,从而降低建筑的热损失增加层数一般可加大体量,降低耗热指标增加层数一般可加大体量,降低耗热指标严寒地区节能型住宅的平面形式应追求平整、严寒地区节能型住宅的平面形式应追求平整、简洁,如直线形、折线形和曲线形简洁,如直线形、折线形和曲线形1 1减少建筑面宽,减少建筑面宽,加大建筑幢深加大建筑幢深 2 2增加建筑物的增加建筑物的层数层数
19、3 3建筑体形不宜建筑体形不宜变化过多变化过多27可编辑ppt2.3.2 2.3.2 设计有利于避风的建筑形态设计有利于避风的建筑形态u 从节能的角度考虑,应创造有利的建筑形态,减少风流、降低风压、从节能的角度考虑,应创造有利的建筑形态,减少风流、降低风压、减少热能耗的损失。风在条形建筑背面边缘会形成涡流。当建筑物高减少热能耗的损失。风在条形建筑背面边缘会形成涡流。当建筑物高度越高、深度越小、长度越大时,其背风面的涡流区越大,成形的流度越高、深度越小、长度越大时,其背风面的涡流区越大,成形的流场越紊乱,对减少风速和风压越有利,如图场越紊乱,对减少风速和风压越有利,如图2-15图图2-17所示。
20、所示。图2-15 建筑物长度a变化对气流的影响28可编辑ppt图2-16 建筑物深度b变化对气流的影响图2-17 建筑物高度h变化对气流的影响29可编辑pptu 此外,在对建筑或建筑群进行布局时,还应注意以下几种情况下风环境对此外,在对建筑或建筑群进行布局时,还应注意以下几种情况下风环境对建筑的影响建筑的影响“L”L”形建筑中,图形建筑中,图2-182-18中的第二种布局对防寒风有利。中的第二种布局对防寒风有利。“”形建筑形成半封闭的院落空间,图形建筑形成半封闭的院落空间,图2-192-19所示的布局对防寒风十分有利。所示的布局对防寒风十分有利。图2-18 “L”形建筑风环境平面图 图2-19
21、 “”形建筑风环境平面图30可编辑ppt 全封闭形建筑当有开口时,其开口不宜朝向冬季主导风向和冬季最不利风全封闭形建筑当有开口时,其开口不宜朝向冬季主导风向和冬季最不利风向,而且开口不宜过大,如图向,而且开口不宜过大,如图2-20所示为适宜的布局方式。所示为适宜的布局方式。将迎冬季季风面做成一系列台阶式的高层建筑,有利于缓冲下行风,如图将迎冬季季风面做成一系列台阶式的高层建筑,有利于缓冲下行风,如图2-21所示。所示。图2-20 全封闭形建筑风环境平面图图2-21 台阶立面缓冲下行风31可编辑ppt 建筑物高度是对风速产生影响的重要因素。建筑物高度是对风速产生影响的重要因素。不同的平面体形在不
22、同的日期内,建筑阴影位置和面积也不同,节能建筑应不同的平面体形在不同的日期内,建筑阴影位置和面积也不同,节能建筑应选择相互日照遮挡少的建筑体形,以增强太阳辐射得热,如图选择相互日照遮挡少的建筑体形,以增强太阳辐射得热,如图2-22所示。所示。图2-22 不同体形的房屋在不同节气的阴影32可编辑ppt2.4 2.4 建筑的日照环境及间距设计建筑的日照环境及间距设计2.4.1 居住建筑的日照居住建筑的日照标准标准2.4.2 住宅群的日照住宅群的日照间距间距2.4.3 建筑瞬时阴影建筑瞬时阴影 距离系数距离系数争取冬季建筑日照时间和夏季避免强烈的太阳辐射、合理争取冬季建筑日照时间和夏季避免强烈的太阳
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