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1、被动式通风、生态中庭、双层玻璃幕墙概述,生态设计,一、自然通风,引言： 自古以来，自然通风就是一种改善人与环境的重要技术手段。在中国许多传统建筑中均闪现着它的影子，例如传统民居中的穿堂风、内天井、四合院等空间布局处理手法。较之其他相对昂贵、复杂的生态技术，自然通风（或机械辅助式自然通风）是一种比较成熟而廉价、朴素的技术措施。通过合理的建筑设计，自然通风可在不消耗不可再生能源的情况下降低室内温度、带走潮湿气体、排除室内污浊的空气，达到人体热舒适，并提供新鲜清洁的自然空气，有利于人的生理和心理健康，减少人们对空调系统的依赖，从而节约能源、降低污染,防止空调病。,风压通风 wind pressure
2、 ventilation,依靠建筑迎风面的正压区和建筑侧面、背面的负压区的气压差来实现的，例如人们所说的“穿堂风”就是利用风压通风的例子。,热压通风thermal natural ventilation,即“烟囱效应” 建筑物室内外空气存在温度差，当室内空气温度高于室外空气温度时，热空气上升，从建筑上部风口排出，室内因此产生负压，于是室外新鲜的冷空气（相对密度大）从建筑底部被吸入。 室内外温差越大，进出风口高度越大，则热压作用越强。 风压不稳定，使用自然通风器装置避免风的回灌。,当室外空气温度高于室内空气温度时，冷空气下降，气流在建筑物竖井中向下运动，这种现象成为“逆烟囱效应”,采用热压风压相
3、结合的自然通风,机械辅助式自然通风,大型建筑中，由于通风路径较长、流动阻力较大，单纯依靠自然风压与热压不足以实现自然通风。 避免大城市中由于自然通风带来的污浊空气和噪音 该系统有一套完整的空气循环通道,辅以符合生态思想的空气处理手段(如土壤预冷、预热、深井水换热等) ,并借助一定的机械方式加速室内通风。,在诺曼福斯特设计的柏林国会大厦改建工程中,便采用了机械辅助式自然通风方式。议会大厅通风系统的进风口设在西门廊的檐部。新鲜空气经机械装置吸入大厅地板下的风道,从座位下的风口低速而均匀地散发到大厅内,然后再从穹顶内倒锥体的中空部分排出室外。,自然通风的设计,1 朝向、布局和通风,应根据风玫瑰图，从
4、基地分析和总图设计着手，使建筑的排列和朝向有利于自然通风。 建筑群错列、斜列的平面布局形式较之行列式有利于自然通风。,2 绿化、水体布置和通风,室外的绿化可以改变流进气流的状况，对用地的微气候环境调节起到重要的作用，而且良好的室外空气质量也增加了建筑利用自然通风的可能性。 进风口附近如有水面或绿化，在夏季其降温效果是显著的，同时风速被减弱，风的流动路线也可以被改变。,利用绿化或水体来冷却空气，有两种布置方式： 一是将建筑区与周边绿带或水体区以通风廊道连接； 二是将建筑区与绿化区或水体区交织布置。,3 开间进深和通风,一般情况下，建筑平面进深不超过楼层净高的5倍（一般小于14m为宜），以便易于形
5、成穿堂风，而单侧通风的建筑进深最好不超过净高的2.5倍。,4 门窗和通风,可见，窗口正对，风流过的可见范围较小，在设计中应有意调整风口的位置，保证人正常活动的区域有足够的风来降温。,门窗布置对气流的影响,开启尺寸对气流的影响,仅在一面墙上有窗户的方间内，窗户尺寸对室内气流速度的影响甚微。 如果房间有穿堂式通风，则扩大窗户尺寸对室内气流速度的影响很大，但是进风口与出风口窗户的尺寸必须同时扩大，如果只增大二者之一，就不会对室内气流产生较大的影响。 如果房间无穿堂式通风，及时风向与进风窗垂直，室内的平均气流还是相当低的；当有穿堂式通风时，尽管开口的总面积未增大，但平均气流速度可超过前者的两倍以上。
6、窗户相对于风向的位置： 1.垂直于风向尺寸增大，影响明显 2.斜对着风向在沿着墙的宽度方向上气压变化很大，空气由窗户的一部分进入，由另一部分流出。 3.窗户在背风墙上由于沿墙的压力差太小，尺寸增大，影响不大。,5 建筑构件与通风,各种建筑构件，如导风板、阳台和屋檐等直接影响建筑室内气流分布。例如，我国南方民居建筑中宽大的遮阳檐口，檐口离窗上口距离较小，这样强化了通风的效果，窗口上方遮阳板位置的高低，对于风的速度和分布也有不同的影响。,建筑特点：布局灵活、敞开外露、多外廊、深出檐、窗口开孔大、穿斗式,6 建筑被动强化的通风方式,（1）利用捕风器或夜间通风蓄冷降温 捕风器有两个优点：因其位置高、面
7、对的风速较大，获得相同通风量时，捕风口面积可比通风窗面积略小。可捕捉任何方向的风，对建筑朝向没有严格要求。,利用捕风器通风蓄冷降温,（2）利用太阳能烟囱强化进行自然通风 原理：风塔内面向太阳的墙是透明的，让阳光透射到塔井内，加热对面的重质墙。塔内热量的积聚会增强塔内的烟囱效应，使空气上升的更快。但需注意，在使用太阳能烟囱时，不要使透射入底层房间的太阳光线过多。 （3）通风和被动太阳能系统整合,二、双层热通道玻璃幕墙,体系分类 内循环式 外循环式,双层玻璃幕墙与传统幕墙相比，其最大特点是在内外两层幕墙之间形成一个通风换气层，比传统幕墙采暖时节能30%40%，制冷时节能可超过50%，对室外的隔声效
8、果好,内循环双层玻璃幕墙,其结构设计可采用框架断热或单元断热形式 一般外层玻璃选择中空钢化，内层玻璃选用单片钢化 采用强制措施，电控管道系统，将夏季白天温室里的热气体排出室外，冬季温室效应蓄热，并通过管道回路系统将加热的空气传到室内，达到节能效果。 内外层之间的空腔厚度一般设计在120mm200mm之间。 需要增设自然空气进入窗。 便于清理双层玻璃之间的灰尘。 使用材料少，因此成本较低。 但需用电力驱动抽风，它比外循环结构节能效率低,内循环双层玻璃幕墙,外层玻璃为中空双层钢化玻璃，外框为隔热型材，内层为钢化单层玻璃，双层玻璃之间距离一般为100mm200mm之间，中间设有遮阳装置。 它的换气方
9、式是：冬天，双层幕墙“腔体”内德热空气通过热管被抽到室内，或打开内层开启扇导入热风。,必须考虑在天花板内侧或地板下部分别设置进室内热风管道系统和向外排热风管道系统。 遮阳：在双层玻璃幕墙腔体之间距外玻璃80mm100mm的百叶窗。,夏天，过热的空气又排风道排到室外，此时要关闭通往室内的风管。内循环系统可设计成尺寸为层高的箱体单元体。,英国瑞士再保险总部大楼(Swiss Re Headquarters),一座精心设计的环保智能型建筑， 优美而讲求高科技的杰作 年份 2004年 高度 179.8米 楼层 50层 建筑师 诺曼佛斯特（Norman Foster / Ken Shuttleworth）
10、 用途 办公楼 奖项 2004年英国斯特林奖(Stirling Prize),外循环双层玻璃幕墙,其结构设计可采用外层框架、单元或点式接驳形式；内层采用框架断热或单元中空玻璃断热形式。 一般外层玻璃选用夹胶透明钢化（安全、可使阳光充分进入双层幕墙之间的“腔体”，形成温室效应），内层玻璃选用中空（low-e）钢化（可将太阳能反射到放射到双层幕墙“腔体”之间），从而减少室内与室外的温度交换。 采用自然的烟囱效应，注意不同楼层的烟囱效应不同。 内外层之间的空腔厚度较厚，便于人员进行清洗工作。 不需要增设自然空气进入窗，外层幕墙设有进出风口，内层幕墙上设有开启门或窗。 使用材料多，因此成本较高低。,外
11、循环双层玻璃幕墙,夏季考虑方式：由于白天日光照射，是双层幕墙之间的空气层温度升高，通过烟囱效应，使热气流上升并通过上端出风口排出室外。夜间没有阳光照射，双层幕墙之间的空气层温度低于室外温度，此时，关闭通风装置，减少能量损失，但可开内侧窗自然通风。,冬季考虑方式：全天关闭通风利于节能。白天日光照射，使双层幕墙通道温度升高，给室内保温；夜间，利用low-e玻璃的节能作用，最大程度减少热损失。 春、秋季节考虑方式：室内可通过打开内层门或窗以及通风装置获得室外的新鲜自然空气。,外循环双层玻璃幕墙,防尘与清洗设计：我国北方地区风沙较多，为此进出风口可采用电动调节百叶装置，并在通风装置表面涂纳米材料减少积
12、尘。在双层幕墙之间设置过滤网。,遮阳设计：在双层幕墙之间安装电动或手动操作的遮阳装置。遮阳百叶可调节角度，使阳光进入室内得到合理控制。安装位置宜在距外层玻璃150mm180mm为最佳，考虑内层幕墙上开启扇的使用。,中关村SOHO采用双层动态节能玻璃幕墙由外层单层幕墙、内层LOWE幕墙、遮阳装置、进风装置、出风装置构成，利用“烟囱效应”与“空气热压原理”，将新鲜空气引入室内，污浊空气排出室外，有效防止灰尘进入。还能降低噪音，创造出宁静的办公环境。遮阳帘设有温度感应器，可自动感应阳光强度，自行调整室内光环境，具备冬季保湿和夏季隔热功能，减少耗能与二次循环，节能达到30%。,三、生态中庭,中庭的被动
13、式生态设计 被动式设计就是应用自然界的阳光、风力、气温、湿度的自然原理，尽量不依赖常规能源的消耗，以规划、设计、环境配置的建筑手法来改善和创造舒适的居住环境，有利于建筑节能和保证室内空气品质。,自然空气从室外进入室内到从室内排出去整个是一个连续的过程，中庭把原本隔离的建筑各个楼层连接为一个整体，在减小建筑平面进深的同时，也为自然采光和通风带来了好处。 北方的寒冷地区，建筑设计侧重于保温性与气密性，过量的通风将会导致建筑大量失热，其通风量只需满足必要性换气量即可，这一地区通风呈现的一“封闭性的通风”。该地区建筑通常利用热空气上升或者“烟囱效应”来进行热压通风，当中庭空间较为高大，“烟囱效应”较为
14、明显，精心设计的玻璃中庭由于加大了温差和压差，可以使空气流动更为频繁。寒冷地区通风方式主要为热压通风，必要时应采用机械辅助的混合式通风。不过寒冷地区同时还需要加强得热，因此中庭往往被设计成高宽比较小的形态以便利用“温室效应”采暖，从而降低其“烟囱效应”的效果，这个矛盾往往需要在具体设计中去精心推敲从而取得平衡,德国法兰克福德意志商业银行总部,大厦宛若三叶花瓣夹着一枝花茎。“花瓣”是办公区域，而“花茎”则是一个巨大的、自然通风的中庭。为了发挥中庭的烟囱效应，组织好办公空间的自然通风，在三部分办公空间中分别设置了多个空中花园。多个4层高的空中花园沿着中庭螺旋而上，这些空中花园分布在三个方向的不同标高上，成为“烟囱”的进、出风口，有效地组织了办公空间自然通风，不仅为办公人员提供了舒适的绿色景观。同时，塔内每间办公室都设有可开启的窗以享受自然通风，从而避免了全封闭式办公建筑的昂贵开支。电梯、楼梯间和服务用房被成组放置在大楼的三个角部，使村落般散置的办公室和花园更具整体性。,The end .谢谢,
