建筑規(guī)劃設計與節(jié)能培訓課件.ppt

第3章建筑規(guī)劃設計與節(jié)能 規(guī)劃節(jié)能設計應從建設選址 分區(qū) 建筑和道路布局走向 建筑方位朝向 建筑體型 建筑間距 冬季季風主導方向 太陽輻射 建筑外部空間環(huán)境構成等方面進行深入研究 以優(yōu)化建筑的微氣候環(huán)境 利于節(jié)能 來充分重視和利用太陽能 冬季主導風向 地形和地貌 利用自然因素 節(jié)能規(guī)劃設計就是分析構成氣候的決定因素 輻射因素 大氣環(huán)流因素和地理因素的有利 不利影響 通過建筑的規(guī)劃布局對上述因素進行充分利用 改造 形成良好的居住條件和有利于節(jié)能的微氣候環(huán)境 3 1建筑選址3 2建筑組團布局3 3建筑朝向3 4建筑間距3 5建筑與風環(huán)境 本章章節(jié)內容 一 氣候條件氣候因素包括 溫度 風和太陽輻射 建筑熱量損失在很大程度上取決于室外的溫度 但室外溫度不能認為控制 對于節(jié)能來說 太陽輻射是最重要的氣候因素 在建筑設計中應十分重視研究太陽輻射對建筑的影響 寒冷區(qū)可以利用太陽能采暖 炎熱地區(qū)則需避免太陽輻射引起室內的過熱 建筑中精心設計的通風系統(tǒng) 對節(jié)能起著重要的作用 如夏日夜間通風 可以帶走建筑體白天積聚的熱量 除了氣候因素 場地 位置 朝向 地形和植物也都是當地條件的重要因素 第1節(jié)建筑選址 二 注意地形條件對建筑能耗的影響避免 霜洞 效應應有足夠的綠地和水面 嚴格控制建筑密度 盡量減少水泥地面 利用植被和水域減少城市熱島效應 改善居住區(qū)熱環(huán)境 第1節(jié)建筑選址 第1節(jié)建筑選址 三 爭取使建筑向陽 避風建造居住建筑的基地應選在向陽 避風的地段注意選擇建筑的最佳朝向選擇滿足日照要求 不受周圍其他建筑嚴重遮擋的基地利用住宅建筑樓群合理爭取日照 第2節(jié)建筑組團布局 建筑布局 第2節(jié)建筑組團布局 風漏斗改變風向與風速在建筑布局時 若將高度相似的建筑排列在接到的兩側 并用寬度是其高度的2 3倍的建筑與其組合會形成風漏斗現象 風漏斗可以使風速提高30 左右 加速建筑熱損失 所以在布局時應盡量避免風漏斗 第2節(jié)建筑組團布局 建筑物組合產生下沖氣流組合建筑群中 當一棟建筑遠高于其他建筑時 它在迎風面上會受到沉重的下沖氣流的沖擊 這種下沖氣流與附近水平氣流形成高速風及旋流 從而加大風壓 造成熱損失加大 第3節(jié)建筑朝向 建筑物的朝向對建筑的采光與節(jié)能有很大的影響 朝向選擇的原則是冬季能獲得足夠的日照并避開主導風向 夏季能利用自然通風并防止太陽輻射 朝向選擇應該考慮的因素 冬季有適量并具有一定質量的陽光射入室內炎熱夏季盡量減少太陽直射室內和居室外墻面夏季有良好的通風 冬季避免冷風吹襲充分利用地形并注意節(jié)約用地照顧居住建筑組合的需要 第3節(jié)建筑朝向 一 朝向對建筑日照及接受太陽輻射量的影響二 建筑體型與建筑朝向不同體型對朝向變化敏感程度不同無論何朝向均有輻射面積較大之面板式體型以南北主朝向時獲熱最多點式體型與板式相仿但總獲熱較少Y型體型總輻射面積小于上述兩種Y型體型中以C A型獲熱量最多 第3節(jié)建筑朝向 第4節(jié)建筑間距 日照標準日照時間 選擇住宅日照時間標準時通常取冬至日中午前后兩小時日照為下限 再根據各地的地理緯度和用地狀況加以調整 日照質量 住宅中的日照質量是通過兩個方面的積累而達到的 即日照時間的積累和每小時日照面積的積累 日照時間除了確定冬至日中午南向2h的日照外 還隨建筑方位 朝向 即陽光射入室內的角度 的不同而異 即根據各地區(qū)經具體測定的最佳朗向來確定 陽光的照射量由受到日照時間內每小時室內墻面和地面上陽光投射面積的積累來計算 第4節(jié)建筑間距 日照間距的基本計算式如下 DO 建筑所需日照間距 HO 前棟建筑計算高度 前棟建筑總高減后棟建筑第一層窗臺高 h 太陽高度角 度 后棟建筑墻面法線與太陽方位角的夾角 即太陽方位角與墻面方位角之差 寫成計算式為 式中 A 太陽方位角 度 以當地正午時為零 上午為負值 下午為正值 墻面法線與正南方向所夾的角 度 以南偏西為正 偏東為負 當建筑朝向正南時 0 公式可寫成 第4節(jié)建筑間距 第5節(jié)建筑與風環(huán)境 建筑設計中應考慮風向和當地風型 我國的風向類型可分為 季節(jié)變化型 主導風向型 無主導風向型 準靜止風型四種 建筑節(jié)能設計應根據當地風氣候條件作相應處理 夏季通風設計方法一 基地環(huán)境條件不影響夏季主導風吹向未來建筑 并考慮冬季主導風盡量少地影響建筑 二 植被 構筑物等永久地貌對導風的作用研究 三 對一些基地內的物質因素加以組織 利用 以最廉價的方式改造室外環(huán)境 以創(chuàng)造良好的風環(huán)境 為建筑物內部通風提供條件 利用通風廊道降溫如果城市周圍郊區(qū)有帶狀的植被或水域 將街道或室外空間安排成通風廊道 有利于建筑群降溫和空氣污染物排走 通風廊道的布置1 以城市的一個或幾個中心向郊區(qū)輻射2 形式可以是寬闊的林蔭道3 形式也可以是不小于100m寬的開敞的直線形公園說明 綠化帶的面積應占被降溫城市面積的40 60 利用通風廊道降溫 波托馬河 第5節(jié)建筑與風環(huán)境 建筑設計中應考慮風向和當地風型 我國的風向類型可分為 季節(jié)變化型 主導風向型 無主導風向型 準靜止風型四種 建筑節(jié)能設計應根據當地風氣候條件作相應處理 冬季防風設計方法一 避開不利風向二 利用建筑的組團阻隔冷風三 設置風障四 減少冷空氣對建筑物的滲透 第5節(jié)建筑與風環(huán)境 第5節(jié)建筑與風環(huán)境 第5節(jié)建筑與風環(huán)境 第5節(jié)建筑與風環(huán)境 注意高層建筑形狀引起的各種風效應下漩渦效應 注意氣候特征 高層建筑設置裙房減緩下漩渦效應 轉角效應與建筑的高度 寬度有關尾流效應高層建筑與周邊建筑的高差有關峽口效應與迎風建筑的高度有關 設計高層建筑時應注意 1 高層建筑應有較圓形的適于空氣流動的平面外形 并使其窄面朝向主導風向或與風向成斜角 2 建筑高度最好小于上風向建筑平均高度的二倍 3 如果建筑比其上風向的相鄰建筑高很多 其迎風面就應設水平突出物并呈階梯退臺狀 以減弱下沖渦效應 階梯或退臺在垂直方向應從高于街道6 10米的地方開始 在水平方向從裙房街墻到塔樓外墻至少應為6米 根據氣候的類型權衡街道的方向 第5節(jié)建筑與風環(huán)境 實際設計中 既要注意冬季防風 又要兼顧夏季通風常需要采取風洞模型試驗或計算機數值模擬試驗的方法預測 實例1 模擬對建筑群規(guī)劃布局的影響 清華 MIT合作設計項目北京某生態(tài)住宅小區(qū)方案設計 2000 2001 冬季北風 夏季南風 方案1通風保留原生水系依托原生水系構建景觀網絡 實例2 中德合作項目 常州北港生態(tài)住宅小區(qū)規(guī)劃設計 2004 8 11 規(guī)劃與風環(huán)境模擬結合 1 2 3 4 在適當控制窗墻比的前提下 研究不同方案各個立面可能接收到的太陽輻射熱量 在相同的窗墻比情況下 如不超過0 5 太陽輻射量最少的總體布置方案最佳 夏季空調能耗最低 外窗投資下降 初步分析結論 方案4最佳 方案1 3其次 促進自然通風 自然通風的動力是壓差 北京過渡季的風向主要為東南 南風 建筑朝向垂直于風向 同時不造成前后遮擋 最有利于建筑自然通風方案4 1最好 方案3 2略差自然通風另外一個要求就是建筑的進深相對較小 即建筑厚度不超過建筑層高的5倍 從這一條看方案4 3最好 方案1 2略差 室外空氣溫度在15 28度的小時數約5000小時 占全年8760小時的57 考慮到2度左右的溫差足以帶走普通辦公室的熱量 即不空調而完全利用自然通風降溫的時間數在45 以上 防風 高層建筑群室外人行區(qū)域最容易形成再生風和二次風問題 導致冬季室外風速過大 行人難以停留建筑合理布局是改善室外行人區(qū)熱舒適的關鍵 主要是避免在寒冷冬季室外行人區(qū)風速加速 西北風情況下 如風巷效應 同時在與西北風垂直方向最好增加裙房 加大底座