第二講建筑規(guī)劃設(shè)計與節(jié)能

1、2.建筑規(guī)劃設(shè)計與節(jié)能寧波工程學(xué)院王波2013-9-16一、區(qū)域及總平面設(shè)計1. 區(qū)域規(guī)劃設(shè)計 a.規(guī)劃方法盡量使基地朝向陽光爭取良好的自然通風(fēng)和自然遮陽使未來建筑減少對能量的需要 b.選擇要求地理和地貌特征植被氣候因素（太陽輻射、風(fēng)、雨雪）小氣候受保護范圍水面和硬地狀況2013-9-162.總平面設(shè)計 開敞南空間 “風(fēng)影區(qū)”概念 “自然空調(diào)”利用 “陰影保護”效應(yīng)(冷巷效應(yīng)，但消防不滿足) 避免“惡性風(fēng)流” 應(yīng)用“掩土建筑”(平地可挖南土填至北側(cè)以掩土節(jié)能) “樹葉屏蔽”效果 利用構(gòu)筑物 “下風(fēng)向至涼”作用世界最生態(tài)環(huán)保的博物館。皮亞諾 美國新建的加州博物館起伏的凸起構(gòu)成了2.5英畝的屋頂，

2、使整個建筑和金門公園周圍的綠色空間構(gòu)成一個整體此屋頂上種植有9種當(dāng)?shù)刂参?，占?.5英畝，是舊金山最細長的本土植被區(qū)域。此屋頂能吸收98%的雨水，因此它不需要灌溉。通風(fēng)電腦模擬本地風(fēng)模式有助于建筑師設(shè)置了屋頂上的7個土墩，以實現(xiàn)最大的空氣流通。其山谷和展示空間保持一致。通風(fēng)口 涼爽空氣吹入土墩，帶走里面的溫暖空氣，直達屋頂?shù)耐L(fēng)口，提供持續(xù)不斷的空氣循環(huán)，減少對空調(diào)的需求。采光自然光可達到此建筑90%的展示空間，使電力使用實現(xiàn)最小化。多用途照明此外，此建筑的墻壁和天窗是由高性能玻璃制成的，能反射最多的熱量，而屋頂太陽能板可供應(yīng)此博物館10%的電力需求。水利用舊金山的海灘附近有一處泵站，可以通過

3、下埋的管道，從太平洋將2.5英里外的水泵吸到此博物館地下室的一個蓄水池中。在此進行處理、加熱和運送到水族館和珊瑚礁。 建筑師在做規(guī)劃的時候刻意地設(shè)計綠化防風(fēng)林，預(yù)防來自西北面的山風(fēng)和東北的干燥寒冷的風(fēng)建筑規(guī)劃節(jié)能應(yīng)從分析地區(qū)的氣建筑規(guī)劃節(jié)能應(yīng)從分析地區(qū)的氣候條件出發(fā)候條件出發(fā)使建筑在冬季最大限度的利用自然能采暖，多獲得熱量和減少熱損失，夏季最大限度的減少得熱和利用自然條件來降溫冷卻。建筑規(guī)劃節(jié)能設(shè)計建筑規(guī)劃節(jié)能設(shè)計建筑節(jié)能設(shè)計步驟建筑節(jié)能設(shè)計步驟一一 、分區(qū)：所設(shè)計的居住建筑所屬氣候分區(qū)，根據(jù)所屬氣候分區(qū)進行節(jié)、分區(qū)：所設(shè)計的居住建筑所屬氣候分區(qū)，根據(jù)所屬氣候分區(qū)進行節(jié)能設(shè)計。能設(shè)計。二、總圖

4、（一般規(guī)定）二、總圖（一般規(guī)定）1.1.選址：選址：宜選用有良好光照和自然通風(fēng)條件的地塊，宜選用有良好光照和自然通風(fēng)條件的地塊，不宜布置在洼地不宜布置在洼地2.2.布局：布局：建筑群體的平面和豎向布局，建筑群體的平面和豎向布局，宜采用交錯排列，斜、坡地臺階宜采用交錯排列，斜、坡地臺階排列等形式。排列等形式。不宜采用不利于自然通風(fēng)的周邊式和混合式布置；有條不宜采用不利于自然通風(fēng)的周邊式和混合式布置；有條件時，宜引入水陸風(fēng)或山谷風(fēng)。避開冬季北向風(fēng)口地段。件時，宜引入水陸風(fēng)或山谷風(fēng)。避開冬季北向風(fēng)口地段。3.3.朝向：朝向：宜為南偏西宜為南偏西5 5o o至南偏東至南偏東3030o o之間之間。1.

5、選址及氣候選址及氣候 積極應(yīng)對氣候條件Tunisia matmata如何應(yīng)對干熱氣候？ 靠山窯靠山窯如何應(yīng)對寒冷氣候？如何避免不利風(fēng)向？寒冷氣候充分利用太陽能和地?zé)岬慕ㄖ駸釟夂蛉绾卫米匀煌L(fēng)？利用自然通風(fēng)的建筑濕熱氣候如何利用水？印度昌迪加爾法院路易康孟加拉國國民議會夏熱冬冷地區(qū)如何利用植物？改善小環(huán)境綠化系統(tǒng)對小環(huán)境的影響節(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，盡量減少水泥地面，并應(yīng)利用植被和水域減弱城市熱島效應(yīng)，改善居住環(huán)境。小環(huán)境與下墊面不同下墊面的地表面溫度不同下墊面的地表面溫度下墊面對氣溫的影響下墊面對氣溫的影響磚石地面磚石地面草草地地裸露的土地裸露的土地

6、蒸發(fā)漫反射反射反射漫反射蒸發(fā)漫反射反射“經(jīng)杜堂經(jīng)杜堂”是集是集“筑波筑波”式式”“”“毛坯房毛坯房”的建筑無控的建筑無控自然能源設(shè)計，協(xié)和共建式自然能源設(shè)計，協(xié)和共建式等要素為一體，以環(huán)境共生等要素為一體，以環(huán)境共生為目標(biāo)，有為目標(biāo)，有12戶構(gòu)成的三層戶構(gòu)成的三層集合住宅。集合住宅。 “經(jīng)堂杜經(jīng)堂杜”環(huán)境環(huán)境共生的基本手共生的基本手法是采用自然能源設(shè)計功法是采用自然能源設(shè)計功能，最大限度的利用戶外充能，最大限度的利用戶外充足的環(huán)境潛能。足的環(huán)境潛能。在考慮建筑在考慮建筑平面規(guī)劃之前，首先積極著平面規(guī)劃之前，首先積極著手改善。手改善。整理戶外環(huán)境，把整理戶外環(huán)境，把戶外做為一個大的天然空調(diào)戶外做

7、為一個大的天然空調(diào)裝置來規(guī)劃，結(jié)合無控能源裝置來規(guī)劃，結(jié)合無控能源設(shè)計，積極進行自然能源調(diào)設(shè)計，積極進行自然能源調(diào)整是這個項目的成功之舉。整是這個項目的成功之舉。 案例：日本案例：日本“經(jīng)堂杜經(jīng)堂杜”環(huán)境共生住宅環(huán)境共生住宅 出色的建筑規(guī)劃節(jié)能方面：建筑外部環(huán)境特色：與環(huán)境共生特色：與環(huán)境共生外部環(huán)境的主題是造林外部環(huán)境的主題是造林綠化，綠化，主要從三方面著眼：主要從三方面著眼：1）:保留原有樹木保留原有樹木 夏季樹木多的小空間的微空氣侯夏季樹木多的小空間的微空氣侯與周圍的建筑。瀝青暴路面相與周圍的建筑。瀝青暴路面相比，人體感覺舒適的多，經(jīng)堂杜比，人體感覺舒適的多，經(jīng)堂杜擁有擁有 5 棵棵12

8、0 多年樹齡的櫸樹，多年樹齡的櫸樹，這些樹木可控制熱島現(xiàn)象，防止這些樹木可控制熱島現(xiàn)象，防止白天氣溫上升，夜間還可以降低白天氣溫上升，夜間還可以降低外氣溫。優(yōu)先考慮保護帶來自然外氣溫。優(yōu)先考慮保護帶來自然恩澤的樹木是首要的舉措。恩澤的樹木是首要的舉措。出色的建筑規(guī)劃節(jié)能方面：建筑外部環(huán)境2）綠地的節(jié)點）綠地的節(jié)點 種植新的植物，進一步改善環(huán)種植新的植物，進一步改善環(huán)境。規(guī)劃用地的南方有大片的境。規(guī)劃用地的南方有大片的陽竹林。綠地規(guī)劃采用與周圍陽竹林。綠地規(guī)劃采用與周圍綠化用連續(xù)感的樹種。在建筑綠化用連續(xù)感的樹種。在建筑南側(cè)空地選種落樹種，夏季可南側(cè)空地選種落樹種，夏季可以遮陽，冬季落葉后讓陽光

9、射以遮陽，冬季落葉后讓陽光射入窗內(nèi)。入窗內(nèi)。（3）植物隔熱）植物隔熱 盡可能排除損失舒適環(huán)境條件盡可能排除損失舒適環(huán)境條件的不良因素。占有大面積建筑的不良因素。占有大面積建筑物本身成為吸收夏季陽光照射物本身成為吸收夏季陽光照射的的“熱塊熱塊”，為解決建筑自身，為解決建筑自身的矛盾，將建筑徹底用綠色植的矛盾，將建筑徹底用綠色植物覆蓋。屋頂墊土物覆蓋。屋頂墊土120cm ，營，營造小森林和菜園，露臺做成涼造小森林和菜園，露臺做成涼亭，花架上植物為檐，裸露的亭，花架上植物為檐，裸露的墻面多采用爬藤植物，并預(yù)先墻面多采用爬藤植物，并預(yù)先在墻面上裝置了爬藤用網(wǎng)絡(luò)在墻面上裝置了爬藤用網(wǎng)絡(luò)架，進行垂直綠化。

10、架，進行垂直綠化。 出色的建筑規(guī)劃節(jié)能方面：建筑外部環(huán)境 爭取使建筑向陽、避風(fēng)建造爭取使建筑向陽、避風(fēng)建造居住建筑的基地應(yīng)選擇在向陽、避風(fēng)的地居住建筑的基地應(yīng)選擇在向陽、避風(fēng)的地段上。段上。注意選擇建筑的最佳朝向，以南北向為注意選擇建筑的最佳朝向，以南北向為主。主。選擇滿足日照要求、不受周圍建筑嚴(yán)重遮選擇滿足日照要求、不受周圍建筑嚴(yán)重遮擋的基地。擋的基地。2.選址與地形2013年9月9日1) 避免凹地建筑避免凹地建筑霜凍效應(yīng)霜凍效應(yīng) 霜洞效應(yīng)：洼地冷空氣聚集造成氣溫低于地面上的空氣溫度（熱空氣有什么效應(yīng)（熱空氣有什么效應(yīng)呢？煙囪呢？煙囪效應(yīng)效應(yīng)）窩風(fēng)影響窩風(fēng)影響2) 避風(fēng)建宅避風(fēng)建宅冷風(fēng)冷風(fēng)

11、利用建筑自身的合理布局，改善建筑組團的日照、通風(fēng)環(huán)境，優(yōu)化建筑微氣候條件；2.建筑組團布局、間距 群體建筑關(guān)系與風(fēng)從通風(fēng)角度出發(fā)，錯列式、斜列式比行列式、周邊式要好2013年9月9日 改善日照條件改善日照條件建筑群錯位布局，利于山墻空隙爭取日照建筑群錯位布局，利于山墻空隙爭取日照 2013年9月9日條式和點式組合布置，利于空隙爭取日照條式和點式組合布置，利于空隙爭取日照 2013年9月9日建筑布局避開不利風(fēng)向避開不利風(fēng)向阻隔冷風(fēng)和降低風(fēng)速阻隔冷風(fēng)和降低風(fēng)速避免風(fēng)旋、風(fēng)漏斗等局地疾風(fēng)避免風(fēng)旋、風(fēng)漏斗等局地疾風(fēng) 建筑組團布局與改善風(fēng)環(huán)境改善風(fēng)環(huán)境 （1）盡可能注意使道路走向平行當(dāng)?shù)囟局鲗?dǎo)風(fēng)向，有

12、利于避免冬季積雪 ，如果高度相似的建筑排列在街道兩側(cè)，并用寬度是其高度的2-3倍建筑與其組合易形成回風(fēng)漏斗，造成高速風(fēng)，則加劇建筑熱損失。 （2）組合的建筑群體 當(dāng)一棟建筑遠高于其它建筑時，它將受到強大的下沖氣流的沖擊。 當(dāng)若干棟建筑組合時，在迎冬季季風(fēng)方向減少某一棟，將產(chǎn)生由于其間的空地帶來的下沖氣流。這些下沖氣流與附近的水平方向的氣流形成高速風(fēng)及渦流，從而加大風(fēng)壓，也會造成建筑熱損失加大。 朝向選擇依據(jù) 日照冬季有適量、質(zhì)量的陽光進入室內(nèi)減少夏季太陽直射室內(nèi)或居室外墻面不同建筑體型的自遮擋通風(fēng)夏季良好的通風(fēng)；冬季避免冷風(fēng)滲透地形充分利用地形并節(jié)約用地3.建筑朝向地區(qū)最佳朝向適宜朝向不宜朝向

13、哈爾濱南偏東150-200南至南偏東200南至南偏西150西北、北北京南偏東300以內(nèi)南偏西300以內(nèi)南偏東450以內(nèi)南偏西450以內(nèi)北偏西30以內(nèi)上海南至南偏東150南偏東300 南偏西150 北、西北南京南偏東150南偏東250 南偏西100西、西北合肥南偏東150南偏東250 南偏西50西、西北武漢南偏西150南偏東150 西、西北廣州南偏東150南偏西50南偏東220 南偏西50 至西南寧南、南偏東150南、南偏西東、西我國主要城市住宅建筑最佳朝向和適宜朝向我國主要城市住宅建筑最佳朝向和適宜朝向 居住建筑日照標(biāo)準(zhǔn)：冬至日正午前后2小時以上的日照時間，以底層居室為參照標(biāo)準(zhǔn) 日照間距概念：

14、指前后兩排房屋之間，為保證后排房屋在規(guī)定的時日獲得所需日照量而保持的一定的建筑間距，即建筑物之間的外墻距離 影響因素：用地地形、建筑朝向、建筑物長度和高度、地理緯度、日照標(biāo)準(zhǔn)等4.建筑間距建筑間距平地建筑日照間距計算D0-日照間距H0-前棟建筑計算高度h-太陽高度角?-后棟建筑墻面法線與太陽方位所夾的角?=A-acos00ctghHD 建筑與風(fēng)環(huán)境建筑與風(fēng)環(huán)境冬季防風(fēng)冬季防風(fēng) 1. 建筑主要朝向注意避開不利風(fēng)向； 2. 利用建筑的組團阻隔冷風(fēng)； 3. 減少建筑物冷風(fēng)滲透耗能。 若采用“L”型或凹型平面，形成半封閉的院落空間，對冬季防風(fēng)有利，注意建筑開口不應(yīng)朝冬季主導(dǎo)風(fēng)向。凹型平面防風(fēng)示意圖1.

15、 建筑主要朝向注意避開不利風(fēng)向；2. 利用建筑的組團阻隔冷風(fēng)；單元組團式氣候防護單元3. 減少建筑物冷風(fēng)滲透耗能。 對于高層建筑由于風(fēng)隨建筑高度的增加而增大，高處的風(fēng)受建對于高層建筑由于風(fēng)隨建筑高度的增加而增大，高處的風(fēng)受建筑阻擋，可以在筑阻擋，可以在迎風(fēng)面建筑高度的大約迎風(fēng)面建筑高度的大約2/32/3以下部分形成風(fēng)的渦以下部分形成風(fēng)的渦流，使風(fēng)速加快，進而增大風(fēng)壓，造成建筑的熱能損失流，使風(fēng)速加快，進而增大風(fēng)壓，造成建筑的熱能損失。 2013-9-91.季風(fēng)的建筑配置（適用類型：集合住宅、學(xué)校等）利用鄰近的街道及建筑物之間的空間引導(dǎo)風(fēng)吹人基地將建筑群之缺口或開放空間迎向夏季盛行風(fēng)向，使風(fēng)易于

16、達到建筑群內(nèi)建筑群之配置宜將較大的開放空間置于上風(fēng)處，而將較小者置于下風(fēng)處建筑物對夏季風(fēng)向錯開排列使規(guī)則并列的建筑群朝向與盛行風(fēng)向成一角度，可讓風(fēng)吹及每一建筑物組合形態(tài)的建筑物（“工”、“口”、“日”字型）易造成風(fēng)流的死角，解決對策是加大排與排之間的距離及中庭尺度，或采用透空性的建筑形態(tài)代替密閉式形態(tài)建筑配置于迎接主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)處，使建筑群其他部分獲得適當(dāng)?shù)耐L(fēng)效果夏季通風(fēng)設(shè)計方法 如果另一個建筑物處在前面建筑的渦流區(qū)，很難利用風(fēng)壓組織起有效的通風(fēng)的。 a.高度與漩渦區(qū) b.寬度與漩渦區(qū) c.進深與漩渦區(qū)2013-9-9日本的藤田高司利利用風(fēng)洞試驗得出：a.當(dāng)H=2D時（一般五層的住宅即這類）

17、，即D=1/2H（D即建筑間距，等于前排建筑高度的一半），第三排建筑物以后的風(fēng)壓系數(shù)差幾乎為零即自然通風(fēng)效果很差b.當(dāng)D=H時，即建筑間距等于前排建筑高度，第三排建筑物的風(fēng)壓系數(shù)差為0.3左右，比前一種通風(fēng)要好些，但也不理想，因為要達到較佳通風(fēng)效果，風(fēng)壓系數(shù)須達到0.5左右c.當(dāng)D=2H時，第二排建筑的風(fēng)壓系數(shù)可達0.6，第三排建筑以后的風(fēng)壓系數(shù)可達0.5以上，這時可達到較滿意 通風(fēng)效果2013-9-9日本的佐藤監(jiān)利用風(fēng)洞試驗得出結(jié)果：a.當(dāng)建筑高度H等于縱深D時，建筑面寬L越寬，其反應(yīng)點的距離E越長，直到L/H=5時，E才趨于常值b.當(dāng)建筑面寬L等于縱深D且H/L3時，E/L=1.41.6，

18、說明高層建筑雖然高度很高，但氣流可以通過建筑兩側(cè)較便捷到達建筑背后，不受高度影響。豎向形態(tài)高層對風(fēng)的阻礙較小c.當(dāng)建筑高度H等于面寬L是，有兩種現(xiàn)象：當(dāng)D/H非常小時，即建筑很薄，E=2.5H；當(dāng)D/H1，E/H=1.01.5，D/H10時，E=1.4。這一類型建筑對內(nèi)部通風(fēng)極不利，但對相鄰建筑通風(fēng)影響不大。2013-9-9風(fēng)向投射角對渦流區(qū)長度的影響利用綠化導(dǎo)風(fēng)2013-9-9植物與防風(fēng)綠籬當(dāng)圍墻2013-9-9利用地形風(fēng) 海陸風(fēng) 山谷風(fēng) 后院風(fēng)、花園風(fēng)、林園風(fēng) 街巷風(fēng) 中庭風(fēng)2013-9-9Chesapeake Bay Foundation Headquarters in Annapoli

19、s, MD, 利用水面的自然空調(diào)作用Chesapeake Bay 利用水陸風(fēng) 底層架空，減少基地破壞 恢復(fù)海灣典型生態(tài)Mr. Greg Mella雨水儲存罐2013-9-94.建筑風(fēng)的防治（適用類型：一般建筑、高層建筑）建筑風(fēng)的定義：由于風(fēng)與大樓間的相互作用，而使風(fēng)速于建筑物周圍產(chǎn)生局部增大變化的現(xiàn)象稱為建筑風(fēng)。由于建筑風(fēng)不但影響結(jié)構(gòu)耐風(fēng)性能，甚至帶來生活上的困擾（如行人的安全與舒適）而產(chǎn)生所謂的大樓風(fēng)害。2013-9-91.高層建筑群體中，風(fēng)洞效應(yīng)造成的“惡性風(fēng)流”因素a.高層建筑角落部分形成猛烈氣流的“角落效應(yīng)”b.被吸入建筑物背風(fēng)面真空區(qū)而形成激烈下漩湍流的“尾流效應(yīng)”c.建筑物緊密相依而形成狹長空間，形成氣流的“通道效應(yīng)”a. 建筑平面轉(zhuǎn)角處