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1、第5章 建筑规划设计中的 节能技术,第5章 建筑规划设计中节能技术,节能规划设计就是分析构成气候的决定因素辐射因素、大气环流因素和地理因素的有利、不利影响，通过建筑的规划布局对上述因素进行充分利用、改造，形成良好的居住条件和有利于节能的微气候环境。 规划节能设计应从建设选址、分区、建筑和道路布局走向、建筑方位朝向、建筑体型、建筑间距、冬季季风主导方向、太阳辐射、建筑外部空间环境构成等方面进行深入研究。以优化建筑的微气候环境，利于节能，来充分重视和利用太阳能、冬季主导风向、地形和地貌，利用自然因素。,第一节 建筑选址,一、注意地形条件对建筑能耗的影响 避免“霜洞”效应,第一节 建筑选址,一、注意
2、地形条件对建筑能耗的影响 避免“霜洞”效应 应有足够的绿地和水面，严格控制建筑密度，尽量减少水泥地面，利用植被和水域减少城市热岛效应，改善居住区热环境,热岛现象防止,概念：由于建筑密度、建筑布局、绿地率及水景设施的影响，使夏季城市中心区域气温高于城郊气温的现象。 危害：城区热负荷大 加重化学污染 防止措施：改变下垫面状况，增设绿化与水景,城市热岛效应示意,第一节 建筑选址,二、争取使建筑向阳、避风建造 居住建筑的基地应选在向阳、避风的地段 注意选择建筑的最佳朝向 选择满足日照要求、不受周围其他建筑严重遮挡的地段 利用住宅建筑楼群合理争取日照,第二节 建筑布局,建筑布局,建筑规划设计与节能,建筑
3、组团布局,行列式建筑物成排成行地布置，这种方式能够争取最好的建筑朝向，使大多种居住房间得到良好的日照，并有利于通风，是目前我国城乡中广泛采用的一种布局方式。,错列式可以避免“风影效应”，同时利用山墙空间争取日照。,周边式建筑沿街道周边布置，这种布置方式虽然可以使街坊内空间集中开阔，但有相当多的居住房间得不到良好的日照，对自然通风也不利。所以这种布置仅适于北方寒冷地区。,混合式是行列式和部分周边式的组合形式。这种方式可较好地组成一些气候防护单元，同时又有行列式的日照通风的优点，在北方寒冷地区是一种较好的建筑群组团方式。,建筑规划设计与节能,建筑组团布局,自由式当地形复杂时，密切结合地形构成自由变
4、化的布置形式。这种布置方式可以充分利用地形特点，便于采用多种平面形式和高低层及长短不同的体型组合。可以避免互相遮挡阳光，对日照及自然通风有利，是最常见的一种组团布置形式。,建筑规划设计与节能,建筑组团布局,规划布局中要注意点、条组合布置，将点式住宅布置在好朝向的位置，条状住宅布置在其后，有利于利用空隙争取日照,建筑规划设计与节能,建筑组团布局,建筑布局时，还要尽可能注意使道路走向平行于当地冬季主导风向，这样有利于避免积雪。,在建筑布局时，若将高度相似的建筑排列在街道的两侧，并用宽度是其高度的2-3倍的建筑与其组合会形成风漏斗现象，见下图，这种风漏斗可以使风速提高30左右，加速建筑热损失。所以在
5、布局时应尽量避免。,建筑规划设计与节能,建筑组团布局,在组合建筑群中，当一栋建筑远高于其他建筑时，它在迎风面上会受到沉重的下冲气流的冲击，如下图中的(b)所示。,在若干栋建筑组合时，在迎冬季来风方向减少某一栋，均能产生由于其间的空地带来的下冲气流，见下图中(c)所示。这些下冲气流与附近水平方向的气流形成高速风及涡流，从而加大风压，造成热损失加大。,第三节 建筑体系与节能的关系,建筑物体形系数(S)shape coefficient of building 建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值。外表面积中，不包括地面和不采暖楼梯间隔墙和户门的面积。,例题：已知一栋十五层建筑，层高
6、为3米，每层建筑面积同为600m2，试计算不同平面形状建筑的体形系数,思考3分钟,最佳节能体型,控制建筑物体形系数,加大建筑体量 外形变化尽可能减至最低限度 合理提高建筑物层数 对于体型不易控制的点型建筑，可采用裙楼连接多个点式楼的组合形式,第四节 建筑朝向,朝向选择应该考虑的因素 冬季有适量并具有一定质量的阳光射入室内 炎热夏季尽量减少太阳直射室内和居室外墙面 夏季有良好的通风，冬季避免冷风吹袭 充分利用地形并注意节约用地 照顾居住建筑组合的需要,建筑朝向,一、朝向对建筑日照及接收太阳辐射量的影响,我国主要城市住宅建筑最佳朝向和适宜朝向,建筑朝向,二、建筑体型与建筑朝向,(1)不同体型的建筑
7、对朝向变化的敏感程度不同，在三种体型中：长方形最敏感；Y型体型次之；正方形对朝向的敏感程度最小。(2)不论朝向变化如何，总辐射面积变化多大，建筑上总有一个辐射面的平均辐射面积较大。 (3)板式体型建筑以南北主朝向时获得太阳辐射最多。(4)点式体型与板式相同，但总辐射面积小于板式建筑。(5)Y型体型由于自身遮挡，总平均辐射面积小于上述两种体型。,建筑间距,在确定好建筑朝向之后，还要特别注意建筑物之间应具有较合理的间距，以保证建筑能够获得充足的日照。,日照时间：我国地处北半球温带地区，居住建筑总希望在夏季能够避免较强的日照，而冬季又希望能够获得充分的直接阳光照射，以满足建筑采光以及得热的要求。 日
8、照质量：居住建筑的日照质量是通过日照时间内日照面积的累计而达到的。,日照间距计算 日照间距是建筑物长轴之间的外墙距离，它是由建筑用地的地形、建筑朝向、建筑物的高度及长度、当地的地理纬度及日照标准等因素决定的。,第五节 建筑间距,建筑热工设计分区,严寒地区,寒冷地区,夏热冬冷区,夏热冬暖区,温和地区,寒冷地区,严寒地区,寒冷地区,严寒地区,建筑气候区划标准的分区法,I区,II区,III区,IV区,V区,VII区,VI区,建筑规划设计与节能,建筑间距,在平坦地面上，前后有任意朝向的建筑物，如图所示。计算点m设于后栋建筑物底层窗台高度，建筑间距计算公式为：DO=HOctghcos 式中DO-日照间距
9、；HO-前栋建筑物计算高度；h-太阳高度角；-后栋建筑物墙面法线与太阳方位所夹的角，可由=A-求得；当建筑物为南北朝向时，计算公式可简化为：Do=HOctghcosA 当建筑物为南北朝向，求正午的日照间距(=0)：Do=HOctgh,第六节 室外风环境优化设计,建筑与风环境,风是太阳能的一种转换形式，从物理学上它是一种矢量，既有速度又有方向。,风向以225为间隔共计16个方位表示，一个地区不同季节风向分布可用风玫瑰图表示。,大气环流：造成全球各地差异赤道和两极温差造成 季风：造成季节差异，以年为周期 海陆间季节温差造成，冬季大陆吹向海洋，夏季海洋吹向大陆,风向频率分布： 实线为全年， 虚线为7
10、月份,建筑规划设计与节能,建筑与风环境,一、建筑主要朝向注意避开不利风向以西北风主要风向的冬季寒流。,二、利用建筑的组团阻隔冷风 通过合理地布置建筑物，降低寒冷气流的风速，可以减少建筑物和周围场地外表面的热损失，节约能源。,迎风建筑物的背后会产生一个所谓的背风涡流区，这个区域也称风影区。,建筑规划设计与节能,建筑与风环境,三、减少建筑物冷风渗透耗能 建筑物的门窗缝隙是冬季寒冷气流的主要入侵部位，冷空气渗透量与风压有关。,建筑在受风面上，由于建筑表面阻挡，会产生风的正压区，当气流从建筑上方或两侧绕过建筑时，在其身后会产生负压区，如图所示。,建筑规划设计与节能,建筑与风环境,从建筑节能角度，在建筑设计上应创造有利的建筑形态，以减小风速风压对建筑产生的热损失。,居住建筑常因考虑节地等因素而多选择行列式的组团排布方式。从而避免冬季寒冷气流对建筑的入侵来考虑，这种组团形式应注意控制风向与建筑物长边的入射角，如图所示。,第七节 环境绿化及水景布置,调节空气温度，增加空气湿度 绿化的遮阳防辐射作用 降低噪声，减少空气污染,
