《重大社2023《建筑节能与新技术应用》教学课件02》由会员分享，可在线阅读，更多相关《重大社2023《建筑节能与新技术应用》教学课件02（52页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、建筑节能与新技术应用（重大出版社）第二章 建筑节能规划与设计遵循建筑节能的气候适应性原理本章学习目标1 学生应达到三个目标：（1）熟悉建筑节能规划设计的主要术语与方法；（2）了解不同气候地区建筑节能规划设计的特点及要求；（3）了解居住建筑节能设计中规划设计要素及主要技术途径；（4）熟悉主要的建筑节能评价指标与节能建筑评价方法；（5）了解BIM 技术在建筑节能设计中的应用。2 学生应理解的相关概念：建筑节能规划设计，建筑气候区划，建筑节能适宜技术，全过程设计与被动式节能设计，建筑环境设计，体形系数、遮阳系数、日照、窗墙比，建筑物冷热耗量，规定性指标，性能性指标，年能耗评价指标，协同设计，BIM技
2、术回顾：基于建筑自然属性的气候适应性原理 建筑的产生是人类适应自然环境的需要；不同地域的建筑具有不同的形式；建筑材料、建造方式与气候相适应。建筑也是人类主动适应自然气候的产物。建筑源于自然、回归自然，建筑与气候相适应体现在：改造气候难，改变建筑易。拓展：人如何适应气候？建筑人气候（环境）本章学习内容（4学时）2.1 建筑气候与气候分区2.2 建筑规划与节能设计方法2.3 建筑规划阶段（单体）的节能设计2.4 建筑节能评价指标与模拟方法2.5 BIM在建筑节能规划设计中的应用2.6 暖巢项目案例分析关于气候的概念气候：某一地区多年的天气特征，由太阳辐射、大气环流、地面性质等相互作用决定具有稳定特
3、征的大气环流和天气系统。气候参数：气温、风向和风速、降雨、湿度、日照、气压、雷暴、云量、蒸发等。气候的时空特征：长时间尺度统计的稳定性地理空间变化的确定地域性2.1 建筑气候与气候分区我国的建筑气候分为五大区我国的建筑气候分为五大区：严寒地区严寒地区寒冷地区寒冷地区夏热冬冷地区夏热冬冷地区夏热冬暖地区夏热冬暖地区温和地区温和地区建筑热工分区：一级指标建筑热工分区：一级指标严寒地区 累年最冷月平均温度低于或等于-10C寒冷地区 累年最冷月平均温度0-10C夏热冬冷地区 累年最冷月平均温度010C，最热月平均温度2530 C夏热冬暖地区 累年最冷月平均温度高于10C，最热月平均温度2529 C温和
4、地区 累年最冷月平均温度013C，最热月平均温度1825C 8室外室外热环境是境是室外气候室外气候的的组成部成部分，是建筑分，是建筑设计的依据的依据；建筑外；建筑外围护结构的主要功能即在于构的主要功能即在于抵御抵御或利用或利用室外室外热环境的作用。境的作用。做好建筑做好建筑设计，必，必须掌握室外气掌握室外气候学的基本知候学的基本知识，熟悉建筑与气熟悉建筑与气候的关系候的关系。建筑气候与室外建筑气候与室外热环境境a)太阳辐射太阳辐射b)空气温度空气温度c)气压与风气压与风d)大气湿度大气湿度e)凝结与降水凝结与降水结合气候设计的五大要素：结合气候设计的五大要素：9a）太阳辐射q太阳辐射是来自太阳
5、的电磁波辐射太阳辐射是来自太阳的电磁波辐射在地球表面上，太阳光谱的波长范围约在在地球表面上，太阳光谱的波长范围约在0.283.0微米之间。微米之间。太阳光谱可大致划分为三个区段：紫外线、可见光、红外线。太阳光谱可大致划分为三个区段：紫外线、可见光、红外线。可见光的波长：可见光的波长：0.38至至 0.78微米。微米。10 室外气温通常指距地面室外气温通常指距地面1.5m高、背高、背阴处的空气温度。阴处的空气温度。影响室外气温的主要因素有影响室外气温的主要因素有太阳辐射太阳辐射照度、气流状况、地面覆盖情况以及照度、气流状况、地面覆盖情况以及地形等等。地形等等。空气温度取决于地球表面温度空气温度取
6、决于地球表面温度温度的年变化和日变化温度的年变化和日变化b）室外温度室外空气温度取决于地球表面温度室外空气温度取决于地球表面温度11C)气压与风风向和风速风向和风速风主要是由于地球表面接受的日辐射不风主要是由于地球表面接受的日辐射不均匀所引起的空气流动造成的均匀所引起的空气流动造成的,同时受到同时受到地形、地势、地表覆盖、水陆分布等局地形、地势、地表覆盖、水陆分布等局部分布的影响，对一个地区来说风的变部分布的影响，对一个地区来说风的变化有一定规律。化有一定规律。地区的风向频率图地区的风向频率图（又称又称风玫瑰图风玫瑰图）表示当地的风向规律表示当地的风向规律12湿空气：指的是干空气与水蒸气的混合
7、物，室内外的空气都是含有一定水分的湿空气。空气湿度：指空气中水蒸气的含量。水蒸气主要来自于水面、植物的蒸发水蒸气主要来自于水面、植物的蒸发 和其它潮湿表面，经风的携和其它潮湿表面，经风的携带遍布于空气中。带遍布于空气中。标准大气压下（气压相同时），空气温度愈高它所能容纳的水蒸气量也愈多。d)空气湿度空气湿度:描述湿空气湿度的物理量描述湿空气湿度的物理量13e）凝结与降水露和雾露和雾降雨降雨当当含有一定量水汽的空气冷却时含有一定量水汽的空气冷却时，容湿能力就降低容湿能力就降低，相对湿度渐，相对湿度渐渐增值饱和。渐增值饱和。对应于饱和状态时的空气温度称为露点温度对应于饱和状态时的空气温度称为露点温
8、度。当空。当空气因受冷而气因受冷而温度低于露点温度时温度低于露点温度时，水蒸气含量就超过了空气的湿，水蒸气含量就超过了空气的湿容量，过剩的水蒸气即发生凝结。容量，过剩的水蒸气即发生凝结。14室外气温与城市热岛现象15室外气温与城市热岛现象在建筑物与人口密集的大城市，由于地面覆盖物吸收的辐射热多，发热体也地面覆盖物吸收的辐射热多，发热体也多多，形成市中心的温度高于郊区，即”城市热岛”现象。热岛现象也有明显的日变化和年变化，一般冬季强夏季弱，夜晚强白天弱。热岛现象的存在，使市中心温度较高的空气由于质量轻而向上升，郊区地面的较冷空气则从四面八方流向城市。市区热空气携带的一部分烟尘滞留在城市上空市区热
9、空气携带的一部分烟尘滞留在城市上空，一部分较重的在郊区沉降，污染地面，因此在城市规划中应减弱或避免产生热岛现象。避免或减弱热岛现象的措施：在城市中增加水面设置、扩大绿化面积。由于水的热容量大，并且可以通过蒸发吸收热量。绿化则除蒸发吸热外，对日辐射还有一定的反射作用，尤其在夏季日辐射照度很大时，可以显著降低周围的空气温度。绿化可以改善建筑周围小气候。避免方形、圆形城市面积的设计，多采用带形城市设计。本章学习内容（4学时）2.1 建筑气候与气候分区2.2 建筑规划与节能设计方法2.3 建筑规划阶段（单体）的节能设计2.4 建筑节能评价指标与模拟方法2.5 BIM在建筑节能规划设计中的应用2.6 暖
10、巢项目案例分析2.2 建筑规划与节能设计方法 基本术语基本方法与流程2.2 建筑规划与节能设计方法全过程设计方法与流程从单向到闭环本章学习内容（4学时）2.1 建筑气候与气候分区2.2 建筑规划与节能设计方法2.3 建筑规划阶段（单体）的节能设计2.4 建筑节能评价指标与模拟方法2.5 BIM在建筑节能规划设计中的应用2.6 暖巢项目案例分析2.3 建筑规划阶段（单体）的节能设计2.3.1选址 2.3.2朝向2.3.3间距与布局 2.3.4绿化与铺地2.3.5 单体住宅节能设计容积率（Plot Ratio/Floor Area Ratio/Volume Fraction）又称建筑面积毛密度，是
11、指一个小区的地上总建筑面积与用地面积的比率。对于开发商来说，容积率决定地价成本在房屋中占的比例，而对于住户来说，容积率直接涉及到居住的舒适度。一个良好的居住小区，高层住宅容积率应不超过5，多层住宅应不超过3，绿地率应不低于30%。2.3 建筑规划阶段（单体）的节能设计2.3.1选址规划的重中之重就是选址，就是选择建筑用地的位置，就是选择局部的地形和微气候。传统的风水理念背山面水、坐北朝南对我们今天的住宅建筑群规划任然有重大的借鉴意义。南向坡地便于冬季太阳光照与减小建筑间距，从而节约用地。2.3 建筑规划阶段（单体）的节能设计2.3.2 朝向朝向对住宅的主动耗能影响最大。坐北朝南已经是老百姓买房
12、的常识了。好的规划朝向可以使建筑更多的房间朝向南向,充分利用冬季太阳辐射热,节约采暖能耗；同时也有效地减弱夏季太阳辐射热对房间的影响,节约机械制冷能耗。建筑节能与新技术应用（重大出版社）规规划朝向划朝向(大多数条式建筑的主要朝向大多数条式建筑的主要朝向)与夏季盛行与夏季盛行风风方向方向的角度最好控制在的角度最好控制在3030度度6060度之度之间间。建筑节能与新技术应用（重大出版社）沿沿东西向展开的西向展开的联排排别墅墅,为了了避免避免东西不利朝向西不利朝向,设计方案通方案通过形体的形体的组合不但合不但围合出合出归属属感极感极强的室外空的室外空间,而且起居室而且起居室和卧室也和卧室也获得了理想
13、朝向。得了理想朝向。朝向朝向建筑节能与新技术应用（重大出版社）日照日照间距与建筑的高度和两建筑距与建筑的高度和两建筑之之间的距离有关的距离有关,从住宅从住宅规划的角度考划的角度考虑,建筑的高度与建筑之建筑的高度与建筑之间的距离又与的距离又与规划的容划的容积率和建筑占地率有关。建率和建筑占地率有关。建筑占地率越小筑占地率越小,绿化率就可以越大化率就可以越大;容容积率越小率越小,每每户享受享受绿化面化面积也就可以越也就可以越大。大。2.3.3 2.3.3 间间距与布局距与布局建筑节能与新技术应用（重大出版社）绿化可有效地改善居住区的化可有效地改善居住区的热微微环境境,水面也具有明水面也具有明显调节
14、热环境的境的功能。根据功能。根据实测,夏季草地的平均表面温度比夏季草地的平均表面温度比沥青地面低青地面低7,比混凝土地面比混凝土地面低低4.4。由于透水性硬化地面的多孔构造形式由于透水性硬化地面的多孔构造形式,使其具有接近于草坪和土壤的使其具有接近于草坪和土壤的渗水性及保湿性。雨水可以渗入其下渗水性及保湿性。雨水可以渗入其下垫层,不但有效地不但有效地补充了地下水源充了地下水源,利利于周于周围植物的灌植物的灌溉。同。同时也可减少城市排水系也可减少城市排水系统的排水的排水压力力,缓解城市内解城市内涝积水。水。2.3.42.3.4绿绿化（包括水面）与化（包括水面）与铺铺地（包括路面）地（包括路面）建
15、筑节能与新技术应用（重大出版社）在夏季有效地在夏季有效地组织通通风和减少太阳和减少太阳辐射，防止室内射，防止室内过热和潮湿；在冬季和潮湿；在冬季有效地利用太阳有效地利用太阳辐射射对外外墙、外窗、外窗进行保温，提高室内温度。同行保温，提高室内温度。同时还要控要控制建筑的体型系数和窗制建筑的体型系数和窗墙面面积比。比。1）“通通”的思路的思路使住宅的使住宅的组合空合空间布局能通布局能通畅地疏地疏导气流，从而降低室内气温和蒸气流，从而降低室内气温和蒸发热量，使人体感到舒适。通量，使人体感到舒适。通风有水平通有水平通风、垂直通、垂直通风、水平兼垂直通、水平兼垂直通风三三种。种。2.3.5 2.3.5
16、单单体住宅体住宅节节能能设计设计建筑节能与新技术应用（重大出版社）2）“敞敞”的思路的思路建构开敞的空建构开敞的空间，一方面可通，一方面可通畅地地组织室外气流，另一方面可减少太室外气流，另一方面可减少太阳阳辐射射对室内的影响，夜室内的影响，夜间也有利也有利于于热量向室外散量向室外散发 3）“阴阴”“”“隔隔”的思路的思路建构某些太阳建构某些太阳辐射射难以达到的阴空以达到的阴空间，如天井式住宅，竹筒式住宅，如天井式住宅，竹筒式住宅，骑楼、廊檐、下沉式庭、架空的底楼、廊檐、下沉式庭、架空的底层半室外半室外绿化，乃至高化，乃至高层建筑的中建筑的中部引入部引入绿化开倘空化开倘空间、设置凹入深置凹入深度的入度的入户过渡空渡空间等，使等，使户外外处于于隐蔽的地位，接受的太阳蔽的地位，接受的太阳辐射射热相相对较少，空少，空间的气温的气温较低，从而形低，从而形成阴凉的空成阴凉的空间环境。境。2.3.5 2.3.5 单单体住宅体住宅节节能能设计设计建筑节能与新技术应用（重大出版社）4）降低体形系数）降低体形系数 所所谓体形系数就是建筑物与室外体形系数就是建筑物与室外大气表面接触的外表面大气表面接触的外表
