建筑節(jié)能第三章課件

1、第三章 建筑規(guī)劃設(shè)計與節(jié)能,1,建筑節(jié)能第三章,第一節(jié) 建 筑 選 址 一、注意地形條件對建筑能耗的影響 1、選址時建筑不宜布置在山谷、洼地、溝底等凹形地域。這主要是考慮冬季冷氣流在凹地里形成對建筑物的“霜洞”效應(yīng)，微環(huán)境惡化，位于凹地的底層或半地下室層面的建筑若保持所需的室內(nèi)溫度所耗的能量將會增加,2,建筑節(jié)能第三章,2、江河湖泊豐富的地區(qū)，在進(jìn)行建筑設(shè)計時，充分利用水陸風(fēng)以取得穿堂風(fēng)的效果，對于改善夏季熱環(huán)境，節(jié)約空調(diào)能耗是非常有利的。 3、節(jié)能居住小區(qū)規(guī)劃設(shè)計時，應(yīng)有足夠的綠地和水面，嚴(yán)格控制建筑密度，盡量減少水泥和其它光潔硬化地面，并應(yīng)利用植被和水域，在夏季減少熱輻射，減弱城市熱島效應(yīng)

2、，改善居住區(qū)熱濕環(huán)境。 4、建筑基地環(huán)境條件下不影響夏季主導(dǎo)風(fēng)向吹向建筑物 5、夏季炎熱地區(qū)應(yīng)注意建筑物遮蔭： （1）綠化 （2）其它建筑 （3）地貌 6、避免地形中形成槽溝及散水設(shè)計不當(dāng)?shù)?，冬季雨雪堆積，融化時帶走熱量使環(huán)境溫度降低,3,建筑節(jié)能第三章,二、爭取使采暖建筑向陽、避風(fēng)建造 在居住建筑設(shè)計中應(yīng)從以下幾個方面爭取最佳日照： (1)居住建筑的基地應(yīng)選擇在向陽、避風(fēng)的地段上。 (2)注意選擇建筑的最佳朝向。 (3)選擇滿足日照要求、不受周圍其他建筑嚴(yán)重遮擋基地。在多排多列樓棟布置時，采用錯位布置，利用山墻空隙錯落布置提高日照水平。 (4)利用住宅建筑樓群合理布局爭取日照。比如，在點式、

3、條式組合布置時，將點式住宅布置在好朝向位置，條式在后，有利于利用空隙爭取日照。并注意建筑向陽前方無遮擋。 (5)利用掩土節(jié)能：將建筑物的北側(cè)基地升高，使建筑物底層半掩入土層中，可以防止冬季北風(fēng)，并可改善室內(nèi)小氣候,4,建筑節(jié)能第三章,第二節(jié) 建筑組團(tuán)布局 影響建筑規(guī)劃設(shè)計組團(tuán)布局的主要氣候現(xiàn)象有：日照、風(fēng)向、氣溫、雨雪等。在我國嚴(yán)寒地區(qū)及寒冷地區(qū)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計時，可利用建筑的布局，形成優(yōu)化微氣候的良好界面，建立氣候防護(hù)單元，對節(jié)能很有利。設(shè)計組織氣候防護(hù)單元，要充分根據(jù)規(guī)劃地域的自然環(huán)境因素、氣候特征、建筑物的功能、人員行為活動特點等形成完整的庭院空間。充分利用和爭取日照、避免季風(fēng)的干擾，組織內(nèi)

4、部氣流，利用建筑的外界面，形成對冬季惡劣氣候條件的有利防護(hù)，改善建筑的日照和風(fēng)環(huán)境，做到節(jié)能。 建筑布局主要是注意 1、改善日照條件 2、改善風(fēng)環(huán)境（包括避開不利風(fēng)向，阻隔冷風(fēng)和降低風(fēng)速以及避免局部疾風(fēng),5,建筑節(jié)能第三章,局部疾風(fēng)，包括： 1、下沖氣流： （a)在組合建筑中，當(dāng)一棟建筑遠(yuǎn)高于其它建筑時，它在迎風(fēng)面上會受到沉重的下沖氣流沖擊； (b)在若干棟建筑組合時，在迎冬季季風(fēng)方向減少某一棟建筑，均能產(chǎn)生由于其間的空地帶來的下沖氣流； 這些下沖氣流均會加大能量損失 2、風(fēng)旋：當(dāng)高層與低層建筑如下圖所示時，在冬季季風(fēng)入侵時，會形成比較大的湍流，即風(fēng)旋，使風(fēng)速加大，進(jìn)而增大風(fēng)壓，加大建筑物能量

5、損失,6,建筑節(jié)能第三章,3、風(fēng)洞效應(yīng)：當(dāng)建筑規(guī)劃設(shè)計時，為了滿足防火通道的要求，解決人流疏散的要求，需要設(shè)計過街門洞時，冬季季風(fēng)氣流穿過過街門洞引起局部風(fēng)速加大，風(fēng)洞效應(yīng)會加大能量損失，規(guī)劃時應(yīng)避免風(fēng)洞效應(yīng)的發(fā)生,4、風(fēng)漏斗：在建筑布局時，若將高度相近的建筑排列在街道兩邊，并用寬度是其高度23倍的建筑與之組合會形成風(fēng)漏斗，提高風(fēng)速30%，加劇能量損失，規(guī)劃時應(yīng)避免,7,建筑節(jié)能第三章,第三節(jié) 建筑朝向 影響建筑朝向的因素很多，如當(dāng)?shù)氐囟苇h(huán)境、地理緯度、建筑用地情況等，必須全面考慮，最主要還是從 日照時間和通風(fēng)情況。選擇的總原則是：在節(jié)約用地的前提下，要滿足冬季能爭取較多的日照，夏季避免過多的

6、日照，并有利于自然通風(fēng)的要求。 朝向選擇需要考慮的因素： （1）冬季有適量并具有一定質(zhì)量的陽光射入 （2）炎熱季節(jié)盡量減少陽光直射室內(nèi)和居室外墻面 （3）夏季有良好的通風(fēng)，冬季避免冷風(fēng)吹襲 （4）充分利用地形并注意節(jié)約用地 （5）照顧居住建筑組合的需要,8,建筑節(jié)能第三章,一、朝向?qū)ㄖ照占敖邮仗栞椛淞康挠绊?充分的日照對居住建筑是不可缺少的，各種建筑朝向墻面及居室內(nèi)可能獲得的日照時間和日照面積，決定接受太陽輻射熱量的多少。冬季因為太陽方位角變化的范圍小，在各朝向墻面上獲得的日照時間的變化幅度很大 。應(yīng)選擇在最冷月有較長的日照時間和較大日照面積，而在最熱月有較少的日照時間和較小日照面積的朝

7、向。 在我國，冬季，南向附近接收太陽輻射量最高，東南和西南次之，東西很少，而在北向附近很大角度范圍接收不到太陽輻射熱，夏季則以東西最多，南向次之，北向最少。 太陽光譜中的紫外線，有殺菌及改善室內(nèi)衛(wèi)生條件的效果。在一天中陽光紫外線的成份，是隨太陽高度角的增加而增加，所以一天正午前后紫外線最多，日出以后及日沒以前為最少。在冬季各朝向居室內(nèi)接受紫外線，以南向、東南和西南朝向較多，東、西朝向較少，從接受紫外線多少來考慮，南偏東45到南偏西45朝向的范圍內(nèi)為較佳的建筑朝向,9,建筑節(jié)能第三章,二、主導(dǎo)風(fēng)向與建筑朝向的關(guān)系 主導(dǎo)風(fēng)向與建筑朝向的關(guān)系。主導(dǎo)風(fēng)向?qū)Χ臼覂?nèi)熱損 耗程度及夏季室內(nèi)自然通風(fēng)影響很大

8、，因此選擇建筑朝向， 應(yīng)在考慮日照的同時注意主導(dǎo)風(fēng)向。 在北方寒冷地區(qū)，冬季為了建筑防寒，大部分主要居室 的布置，應(yīng)避免對著冬季主導(dǎo)風(fēng)向，以免熱損耗過大，影響 室內(nèi)溫度。如北京地區(qū)，冬季主導(dǎo)風(fēng)向是北風(fēng)和西北風(fēng)，從 南偏東60到南偏西60朝向的范圍內(nèi)，處于背風(fēng)面， 是冬季建筑物防寒的適宜朝向。 在南方炎熱地區(qū)，爭取良好自然通風(fēng)是選擇建筑朝向的 主要 因素之一。應(yīng)將建筑物朝向盡量布置在與夏季主導(dǎo)風(fēng)向 入射角小于45的朝向上，使室內(nèi)得到更多的穿堂風(fēng)。 綜合考慮諸多因素，可以給出我國各個地區(qū)建筑的推薦朝向，見下表,10,建筑節(jié)能第三章,11,建筑節(jié)能第三章,三、建筑體型與建筑朝向 建筑體型不同會使建筑

9、物在不同朝向有不同的太陽輻射面積。通過對長方形、正方形和Y形建筑平面形式的研究，得到以下結(jié)論： （1）不同體型的建筑物對朝向變化的敏感度不同，3種體型 中，長方形最敏感， Y形次之，正方形最小。 （2）不論朝向變化如何，總輻射面積多大，建筑上總有一個輻射面的平均輻射面積最大。 （3）板式體型的建筑以南北主朝向時獲得的太陽輻射最多。 （4）點式體型與板式相同，但總輻射面積小于板式建筑。 （5） Y形體型由于自身遮擋，總輻射面積小于另外兩種體型,12,建筑節(jié)能第三章,第四節(jié) 建筑間距 建筑間距主要根據(jù)所在地區(qū)的日照、通風(fēng)、采光、防止噪聲和視線干擾、防火、防震、綠化、管線埋設(shè)、建筑布局形式，結(jié)合建筑

10、節(jié)能和節(jié)約用地等要求，綜合考慮確定。我國大部分地區(qū)的住宅布置，通常以滿足日照要求作為確定建筑間距的主要依據(jù)；確定公共服務(wù)設(shè)施中的托兒所、幼兒園、醫(yī)院病房等建筑的正面間距，也適用這一原則。 居住建筑的日照標(biāo)準(zhǔn)以日照時間和日照質(zhì)量來衡量 （1）日照時間：居住建筑一般為行列式，考慮到前排建筑物對后排房屋的遮擋，為了使居室獲得最低限度的日照，一般以底層獲得的日照為標(biāo)準(zhǔn)。北半球太陽高度角在全年最小值出現(xiàn)在冬至，因此，選擇居住建筑日照標(biāo)準(zhǔn)通常取冬至日正午前后有兩小時日照為下限，再根據(jù)各地地理緯度和用地環(huán)境加以調(diào)整,13,建筑節(jié)能第三章,概念： 太陽高度角和方位角 太陽光線與地平面間的 夾角hs稱為太陽高度

11、角。 太陽光線在地平面上的 投射線與地平面正南線 所夾的角As稱為太陽方 位角,2）日照質(zhì)量：居住建筑的日照質(zhì)量是通過日照時間內(nèi)日照面積的累計而達(dá)到的。根據(jù)各地的測定，在日照時間內(nèi)居室內(nèi)每小時地面上陽光投射面積的積累來計算。日照面積的大小對于北方居住建筑冬季提高室溫有顯著作用,14,建筑節(jié)能第三章,一、平地日照間距計算 日照間距指前后兩排南向房屋外墻之間，為保證后排房屋在冬至日底層獲得滿足日照標(biāo)準(zhǔn)的日照而保持的最小間距。 日照間距的計算，一般以冬至這一天正午房屋底層窗臺以上墻面，能被太陽照到的高度為依據(jù)。 日照間距的計算方法： 在平坦的地面上，前后有正南 朝向的建筑物，如圖，以正午太陽 照到后

12、排房屋底層窗臺為依據(jù)來進(jìn) 行計算。 由圖可知：ctgh =D/ (H-H1) , 由此得日照間距應(yīng)為：D=(H-H1)ctgh 如居室所需日照時數(shù)增加時，其間距就相應(yīng)加大，或者當(dāng)建筑朝向不是正南，其間距也有所變化。在坡地上布置房屋，在同樣的日照要求下，由于地形坡度和坡向的不同，日照間距也會隨之改變,15,建筑節(jié)能第三章,二、坡地日照間距計算 在坡地上布置住宅時，其間距因坡度朝向而異，向陽坡上房屋間距可以縮小，背陽坡則需加大。同時，又因建筑物的方位和坡向變化，都會分別影響到建筑物之間間距。一般來說，向陽坡的建筑以東南或西南向間距最小，南向次之，東西向最大，北坡則以建筑南北向布置時間距最大。 向陽

13、坡間距： 背陽坡間距,16,建筑節(jié)能第三章,第五節(jié) 建筑與風(fēng)環(huán)境 風(fēng)向以22.5為間隔劃分了16個方位，我國的風(fēng)向類型分為：季節(jié)變化型、主導(dǎo)風(fēng)向型、 無主導(dǎo)風(fēng)向型和準(zhǔn)靜止風(fēng)型。 （1）季節(jié)變化型：風(fēng)向隨季節(jié)而變，冬、夏兩季基本相反，風(fēng)向相對穩(wěn)定。 （2）風(fēng)向主導(dǎo)型：該類地區(qū)全年風(fēng)向幾乎不變。 （3）無主導(dǎo)風(fēng)向型：該類地區(qū)全年風(fēng)向不定，各風(fēng)向頻率相差不大，一般在10%以下。 （4）準(zhǔn)靜止風(fēng)型：該類地區(qū)靜風(fēng)頻率全年平均在50%以上，有的甚至達(dá)到75%，年平均風(fēng)速只有0.5m/s。 建筑節(jié)能設(shè)計應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件作相應(yīng)處理,17,建筑節(jié)能第三章,風(fēng)力等級表,18,建筑節(jié)能第三章,一、建筑主要朝向應(yīng)避

14、開不利風(fēng)向 我國北方有主要以西北風(fēng)為主要風(fēng)向的冬季寒流，從建筑節(jié)能角度上看，建筑應(yīng)該在規(guī)劃設(shè)計時應(yīng)避開不利風(fēng)向。減輕寒冷氣候產(chǎn)生的建筑失熱。同時對朝向冬季寒冷風(fēng)向的建筑立面應(yīng)多選擇封閉設(shè)計和加強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫。 二、利用建筑的組團(tuán)阻隔冷風(fēng) 通過合理布置建筑物，降低寒冷氣流的風(fēng)速，可以減少建筑失熱，節(jié)約能源。 迎風(fēng)建筑物背后會產(chǎn)生一個叫風(fēng)影區(qū)的背風(fēng)渦流區(qū)，這部分區(qū)域內(nèi)風(fēng)力弱，風(fēng)向不穩(wěn)定。充分利用前排建筑的風(fēng)影區(qū)風(fēng)力弱的特點，將后排建筑布置在背風(fēng)渦流影響范圍內(nèi)，使后排建筑避開寒風(fēng)的侵襲,19,建筑節(jié)能第三章,三、減少建筑物冷風(fēng)滲透耗能 建筑物門窗縫隙冷風(fēng)滲透量與風(fēng)壓有關(guān)，而風(fēng)壓Pw： 與 風(fēng)速平方成正比。 建筑在受風(fēng)面上，產(chǎn)生風(fēng)的正壓區(qū)，而在產(chǎn)生背面負(fù)壓區(qū) 。 當(dāng)高層建筑與低層建筑間隔布置時，在建筑物之間會形成較大的渦流區(qū)，使風(fēng)速加大，增大建筑熱損失。如下圖所示,20,建筑節(jié)能第三章,分析下列建筑物形成的風(fēng)環(huán)境可以發(fā)現(xiàn)： 1、條形建筑物越長、越高、進(jìn)深越小，其背面產(chǎn)生的渦流區(qū)越大，流場越紊