第四章建筑单体设计与节能课件.ppt

1、2023-1-11第四章建筑单体设计与节能第四章建筑单体设计与第四章建筑单体设计与节能节能第四章建筑单体设计与节能4.1 建筑平面尺寸与节能的关系建筑平面尺寸与节能的关系4.2 建筑体形与节能的关系建筑体形与节能的关系4.3 合理选择外墙保温方案合理选择外墙保温方案4.4 窗的设计与节能的关系窗的设计与节能的关系4.5 建筑自然通风与节能建筑自然通风与节能4.6 典型的低能耗建筑举例分析典型的低能耗建筑举例分析本章章节内容本章章节内容第四章建筑单体设计与节能一、建筑平面形状建筑设计时，原则上应使围护结构的总面积越小越好。在相同的建筑设计时，原则上应使围护结构的总面积越小越好。在相同的建筑体积建

2、筑体积V V下，由于围护结构的总面积不同，热耗相差很大。设计下，由于围护结构的总面积不同，热耗相差很大。设计时应注意使围护结构面积时应注意使围护结构面积A A与建筑体积与建筑体积V V之比为最小。之比为最小。建筑平面形状与能耗关系建筑平面形状与能耗关系第第1 1节节 建筑平面尺寸与节能的关系建筑平面尺寸与节能的关系平面形平面形状状 正方形正方形 长方形长方形 细长方细长方形形 L L形形 回字形回字形 U U形形 A/V A/V 0.16 0.16 0.17 0.17 0.18 0.18 0.195 0.195 0.210.210.25 0.25 热耗热耗（%）100 100 106 106

3、114 114 124 124 136 136 163 163 第四章建筑单体设计与节能第第1 1节节 建筑平面尺寸与节能的关系建筑平面尺寸与节能的关系二、建筑长度与节能建筑长度与节能 从从100100米减至米减至5050米，能耗增加米，能耗增加8 81010；从；从100100米减至米减至2525米，对于五米，对于五层住宅，能耗增加层住宅，能耗增加2525；九层住宅，能耗增加；九层住宅，能耗增加17172121。建筑长度与热耗的关系建筑长度与热耗的关系室外计算室外计算温度温度（o oC C）住宅建筑长度（米）住宅建筑长度（米）25255050100100150150200200-20-201

4、2112111011010010097.997.996.196.1-30-3011911910910910010098.398.396.596.5-40-4011711710810810010098.398.396.796.7第四章建筑单体设计与节能第第1 1节节 建筑平面尺寸与节能的关系建筑平面尺寸与节能的关系三、建筑宽度与节能建筑宽度与节能 对于九层住宅建筑，如宽度由对于九层住宅建筑，如宽度由1111米增加到米增加到1414米，能耗可米，能耗可减少减少6 67 7，如增大到，如增大到15151616米，则能耗可减少米，则能耗可减少12121414。建筑宽度与热耗的关系建筑宽度与热耗的关系室

5、外室外计算计算温度温度（o oC C）住宅建筑宽度（米）住宅建筑宽度（米）11111212131314141515161617171818-20-2010010095.795.7929288.788.786.286.283.683.681.681.68080-30-3010010095.295.293.193.190.390.388.388.386.686.684.684.683.183.1-40-4010010096.796.793.793.791.991.9898987.187.184.384.384.284.2第四章建筑单体设计与节能第第1 1节节 建筑平面尺寸与节能的关系建筑平面尺寸与

6、节能的关系四、建筑平面布局与节能建筑平面布局与节能 热工环境的合理分区热工环境的合理分区 温度阻尼区的设置温度阻尼区的设置 第四章建筑单体设计与节能图5 平面，选自Architecture and the Environment:Bioclimatic Building Design P229考莫兹银行总部大厦，考莫兹银行总部大厦，德国法兰克福德国法兰克福1 提升梯2 办公空间3 办公室4 空中庭院5 露台6 中庭7 文件提升间8 厨房9 女厕10 男厕11 残疾人厕所12 消防通道第四章建筑单体设计与节能第四章建筑单体设计与节能第四章建筑单体设计与节能第四章建筑单体设计与节能第第2 2节节

7、建筑体型与节能的关系建筑体型与节能的关系一、围护结构面积与节能的关系围护结构面积与节能的关系建筑物围护结构总面积与建筑面积之比建筑物围护结构总面积与建筑面积之比AA0这一指标这一指标表征建筑物的长度和宽度以及立面的造型，从表中可以表征建筑物的长度和宽度以及立面的造型，从表中可以看出，围护结构总面积与建筑面积之比每变化看出，围护结构总面积与建筑面积之比每变化0.01，可，可使能耗增加或者减少，对于五层住宅，能耗增、减使能耗增加或者减少，对于五层住宅，能耗增、减1.251.75，九层住宅增、减，九层住宅增、减1.52.0。第四章建筑单体设计与节能第第2 2节节 建筑体型与节能的关系建筑体型与节能的

8、关系第四章建筑单体设计与节能第第2 2节节 建筑体型与节能的关系建筑体型与节能的关系但须注意的是，在考察围护结构对节能之影响时，仅考虑围护结构总面积是不够的，尚需考虑外墙(含窗)与屋顶保温性能之比。通常的办法，是计算屋顶传热系数与外墙和窗的加权平均传热系数之比。这是因为对于面积相同的建筑而言，随着层数的增加，屋顶面积占全部外围护结构面积之比逐渐减小，同时，屋顶耗热占整个建筑外围护结构耗热的比例也越来越小。第四章建筑单体设计与节能第第2 2节节 建筑体型与节能的关系建筑体型与节能的关系二、表面面积系数二、表面面积系数南墙面足够大，其它外表面尽可能小南墙面足够大，其它外表面尽可能小 “表面面积系数

9、表面面积系数的概念，即建筑物其它外表面面积之和的概念，即建筑物其它外表面面积之和A1(单位单位m2)与南墙面面积与南墙面面积A2(单位单位m2)之比，这一比值，更之比，这一比值，更能反映建筑体型对太阳能利用的影响能反映建筑体型对太阳能利用的影响 从节能的角度讲，合理的设计应基于这一原理，即：应使南墙面吸收的辐射热量的最大，且尽可能地大于其向外散失的热量，以将这部份热量用于补偿建筑的净负荷。第四章建筑单体设计与节能第第2 2节节 建筑体型与节能的关系建筑体型与节能的关系第四章建筑单体设计与节能第第2 2节节 建筑体型与节能的关系建筑体型与节能的关系二、表面面积系数二、表面面积系数对于长方形节能建

10、筑，最好的体型是长轴朝向东西向，对于长方形节能建筑，最好的体型是长轴朝向东西向，正方形次之，长轴朝向南北向最差正方形次之，长轴朝向南北向最差增加建筑长度对节能建筑有利（增加建筑长度对节能建筑有利（50m)增加建筑的层数对节能建筑有利（增加建筑的层数对节能建筑有利（8层）层）进深大对建筑的节能有利进深大对建筑的节能有利体量大的节能建筑比体量小的节能建筑节能上更有利体量大的节能建筑比体量小的节能建筑节能上更有利第四章建筑单体设计与节能第第2 2节节 建筑体型与节能的关系建筑体型与节能的关系第四章建筑单体设计与节能第第2 2节节 建筑体型与节能的关系建筑体型与节能的关系第四章建筑单体设计与节能第第2

11、 2节节 建筑体型与节能的关系建筑体型与节能的关系三、建筑体形与节能的关系三、建筑体形与节能的关系 严寒和寒冷地区居住建筑的体形系数限值夏热冬冷地区居住建筑的体形系数限值公共建筑建筑层数3层48层913层14层严寒地区0.500.300.280.25寒冷地区0.520.330.300.26建筑层数3层411层12层体形系数0.550.400.35单栋建筑面积单栋建筑面积300A800A800 体形系数0.500.40第四章建筑单体设计与节能第第2 2节节 建筑体型与节能的关系建筑体型与节能的关系三、建筑体形与节能的关系三、建筑体形与节能的关系 控制体型系数(1)加大建筑的体量，加大建筑的长度和

12、进深；(2)建筑外形不宜变化过多；(3)合理提高建筑物的层数；(4)多个点式的组合体第四章建筑单体设计与节能第第2 2节节 建筑体型与节能的关系建筑体型与节能的关系四、考虑建筑日辐射得热量四、考虑建筑日辐射得热量 第四章建筑单体设计与节能第第2 2节节 建筑体型与节能的关系建筑体型与节能的关系四、考虑日辐射得热量四、考虑日辐射得热量 各种体型和朝向的外墙接受辐射的比值各种体型和朝向的外墙接受辐射的比值比值比值0o15o30o45o67.5o90o1:111.0151.0771.1271.07112:11.271.271.2641.2151.0040.8513:11.51.4871.4411.3

13、341.0210.8514:11.71.6781.6031.4511.0590.815:11.871.851.7521.5621.1030.81第四章建筑单体设计与节能第第3 3节节 合理选择外墙保温方案合理选择外墙保温方案总层数总层数进深（米）进深（米）长度（米）长度（米）深长比深长比耗热量指标（耗热量指标（W/m2）ABC41262.51/5.219.8519.5619.671453.571/3.8218.3418.2118.14510601/621.6121.2221.4212501/4.1719.4919.2619.24610501/521.4721.1321.561241.671/3

14、.4719.2819.2819.1471042.861/4.321.2121.2121.218846.881/5.8624.2924.2924.531037.51/3.7521.821.4121.3第四章建筑单体设计与节能第第4 4节节 窗的设计与节能的关系窗的设计与节能的关系一、窗墙比、玻璃层数及朝向对节能的影响一、窗墙比、玻璃层数及朝向对节能的影响控制窗墙面积比控制窗墙面积比居住建筑的窗墙面积比限值公共建筑建筑每个朝向的窗（包括透明幕墙）墙面积比均不应大于0.70。当不能满足本条文的规定时，必须按标准的规定进行权衡判断朝向严寒地区寒冷地区夏热冬冷地区北25%30%40%东西30%35%35

15、%南45%50%45%第四章建筑单体设计与节能第第4 4节节 窗的设计与节能的关系窗的设计与节能的关系一、窗墙比、玻璃层数及朝向一、窗墙比、玻璃层数及朝向 对节能的影响对节能的影响提高玻璃层数提高玻璃层数 严寒和寒冷地区应采用双层窗甚至三层窗，增加窗扇层数，增大窗的热阻。采用双玻窗，玻璃之间空气层厚度以20 30mm为宜。KKK 高保温性能的双层低辐射Low-e 玻璃窗，或 Low-e 中空复合玻璃窗。第四章建筑单体设计与节能1）高透型Low-E玻璃 产品特性：a、较高的可见光透射率：采光自然，效果通透；b、较高的太阳能透过率，透过玻璃的太阳热辐射多；c、极高的中远红外线反射率：优良的隔热性能

16、，较低U值。适用范围：a、寒冷的北方地区。冬季太阳热辐射透过玻璃进入室内增加室内的热能，而室内的暖气、家电、人体等发出的远红外被阻隔反射回室内，有效地降低暖气能耗；b、适用于外观设计透明、通透、采光自然的建筑物，有效避免”光污染”危害；c、合成中空玻璃使用，节能效果更加优良。LOW-ELOW-E玻璃的分类玻璃的分类第四章建筑单体设计与节能2）遮阳型Low-E玻璃产品特性：a、适宜的可见光透过率，对室外的强光具有一定的遮蔽性；b、较低的太阳能透过率，有效阻止太阳热辐射进入室内；c、极高的中远红外线反射率，限制室外物体的二次热辐射进入室内。适用范围：a、适用于南方地区及北方地区。该产品不仅冬季限制

17、部分太阳热能进入室内，在夏季则能限制更多的太阳能进入室内，因为冬季太阳能的强度仅为夏季的1/3左右，因而保温性能并未受到影响。从节能效果看，遮阳型不低于高透型；b、其丰富的装饰性能起到一定的室外实现的遮蔽作用，适用于各类型建筑物；c、合成中空玻璃使用，节能效果更加明显。第四章建筑单体设计与节能3）双银Low-E玻璃产品特性：双银Low-E玻璃，因其膜层中有双层银层面而得名，其属于Low-E玻璃膜系结构中较复杂的一种，是高级Low-E玻璃。它突出了玻璃对太阳热辐射的遮蔽效果，将玻璃的高透光性与太阳热辐射的低透过性巧妙地结合在一起，因此与普通Low-E玻璃比较，在可见光透射率相同的情况下具有更低太

18、阳能透过率。适用范围：不受地区限制，适合于不同气候特点的广大地区。第四章建筑单体设计与节能第第4 4节节 窗的设计与节能的关系窗的设计与节能的关系二、附加物对节能效果的影响二、附加物对节能效果的影响窗的夜间保温对节能效果的影响窗外遮挡对节能效果的影响第四章建筑单体设计与节能第第5 5节节 建筑自然通风与节能建筑自然通风与节能风压通风 建筑内部保留贯通风道管式通风效率高第四章建筑单体设计与节能第第5 5节节 建筑自然通风与节能建筑自然通风与节能贯流通风与风向的关系 第四章建筑单体设计与节能第第5 5节节 建筑自然通风与节能建筑自然通风与节能单侧风压通风 第四章建筑单体设计与节能第第5 5节节 建

19、筑自然通风与节能建筑自然通风与节能文丘里现象 第四章建筑单体设计与节能第第5 5节节 建筑自然通风与节能建筑自然通风与节能热压通风 通风效率与高度差、温度差成正比烟囱效应-竖向腔体第四章建筑单体设计与节能第第5 5节节 建筑自然通风与节能建筑自然通风与节能皖南民居庭院热压通风 庭院热压通风原理 第四章建筑单体设计与节能可持续发展实验住宅可持续发展实验住宅-日本积水住宅公司实验住宅案例日本积水住宅公司实验住宅案例介绍介绍第四章建筑单体设计与节能第四章建筑单体设计与节能第四章建筑单体设计与节能第四章建筑单体设计与节能第四章建筑单体设计与节能第四章建筑单体设计与节能第四章建筑单体设计与节能2023-1-11第四章建筑单体设计与节能