第11章建筑日照

1第五章建筑日照

1.日照的作用與建筑物對(duì)日照的要求

日照的作用：首先，建筑物具有適宜的日照有著重要的衛(wèi)生意義；其次，陽(yáng)光中含有大量紅外線和可見(jiàn)光，若冬季能直射入室內(nèi)，所產(chǎn)生的熱效應(yīng)能提高室內(nèi)溫度，有良好的取暖和干燥作用；此外，日照對(duì)建筑物造型藝術(shù)有不可替代的作用與影響，直射陽(yáng)光不僅能增強(qiáng)建筑物的立體感，不同角度變化的陰影使建筑物更具藝術(shù)風(fēng)采。

過(guò)量的日照，特別是在我國(guó)南方炎熱地區(qū)的夏季，容易造成室內(nèi)過(guò)熱，惡化室內(nèi)熱環(huán)境；若陽(yáng)光直射到工作面上，可能產(chǎn)生眩光，不僅會(huì)影響視力、降低工作效率，甚至造成嚴(yán)重事故；此外，直射陽(yáng)光對(duì)許多物品有褪色、變質(zhì)等損壞作用，有時(shí)還有導(dǎo)致爆炸的危險(xiǎn)。

對(duì)日照的要求：通過(guò)必要的建筑措施爭(zhēng)取日照或者避免日照。22.建筑日照設(shè)計(jì)的任務(wù)根據(jù)建筑物的不同使用要求，采取相應(yīng)的技術(shù)措施，使房間內(nèi)部獲得適當(dāng)?shù)亩乐惯^(guò)量的日照。

3

陽(yáng)光直射地球的范圍43.地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的規(guī)律

地球?qū)儆谔?yáng)系的一個(gè)行星，除繞地軸自轉(zhuǎn)外，還繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)。自轉(zhuǎn)一周為一天，公轉(zhuǎn)一周為一年。地球公轉(zhuǎn)的軌道平面稱為黃道面。地球在自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)中，其地軸始終與黃道面保持66°33‘的夾角。這樣，太陽(yáng)光線直射在地球南、北緯度23o27’之間的范圍內(nèi)，并且年復(fù)一年、周而復(fù)始地變動(dòng)著，從而形成了地球上春、夏、秋、冬四季的更替。

通過(guò)地心并與地軸垂直的平面與地球表面相交而成的圓，即是地球的赤道，太陽(yáng)光線與地球赤道面所夾的圓心角，即所謂太陽(yáng)赤緯角。赤緯角從赤道面起算，向北為正，向南為負(fù)。顯然，赤緯角變化于±23o27'范圍內(nèi)。

夏至

6、21

小滿

5、21大暑

7、21

立夏

5、7立秋8、8

谷雨

4、21處暑

8、21春分

3、21（22）秋分

9、22（23）

雨水2、21霜降

10、21

立春2、4立冬11、7

大寒

1、27

小雪

11、21

冬至

12、22（23）6

春分時(shí)，陽(yáng)光直射地球赤道，赤緯角為0o，陽(yáng)光正好切過(guò)兩極，因此，南北半球晝夜等長(zhǎng)。

夏至日，陽(yáng)光直射北緯23o27‘，且切過(guò)北極圈，即北緯66o33’線，這時(shí)的赤緯角為23o27‘。赤緯亦可看作是陽(yáng)光直射的地理緯度。在北半球從夏至到秋分為夏季，北極圈內(nèi)都在向陽(yáng)的一側(cè)，故為“永晝”；南極圈內(nèi)卻在背陽(yáng)的一側(cè)，故為“長(zhǎng)夜”；北半球晝長(zhǎng)夜短，南半球則晝短夜長(zhǎng)。

夏至以后，太陽(yáng)不再向北移動(dòng)，而是逐日南移返回赤道，所以北緯23o27’處稱為北回歸線。當(dāng)陽(yáng)光又直射到地球赤道時(shí)，赤緯角為0o，稱為秋分。這時(shí)，南北半球晝夜又是等長(zhǎng)。

陽(yáng)光繼續(xù)向南半球移動(dòng)，達(dá)南緯23o27‘時(shí)，即赤緯角為-23o27’，稱為冬至。此時(shí)，陽(yáng)光切過(guò)南極圈，南極圈內(nèi)為“永晝”，北極圈內(nèi)背陽(yáng)為“長(zhǎng)夜”；南半球晝長(zhǎng)夜短，北半球則晝短夜長(zhǎng)。

冬至以后，陽(yáng)光又向北移動(dòng)返回赤道，當(dāng)回到赤道時(shí)，又是春分。如此周期性變化，年復(fù)一年。7

地球在繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的行程中，太陽(yáng)赤緯角的變化反映了地球的不同季節(jié)。或者說(shuō)，地球上的季節(jié)可用太陽(yáng)赤緯角代表。全年主要季節(jié)的太陽(yáng)赤緯角占值列于表。

8。

太陽(yáng)高度角是指太陽(yáng)直射光線與地平面間的夾角。

太陽(yáng)方位角是指太陽(yáng)直射光線在地平面上的投影線與地平面正南向所夾的角，通常以南點(diǎn)S為0o，向西為正值，向東為負(fù)值。

9

(1)春分日和秋分日，太陽(yáng)從正東方升起，12時(shí)到達(dá)子午線，方位正南，然后從正西日投，且晝夜時(shí)段平分；

(2)夏至日，太陽(yáng)從東北方升起，繞過(guò)東南向，12時(shí)到達(dá)子午線上，方位正南，然后經(jīng)西南向到西北向日沒(méi)。在一年之中的晝間時(shí)段最長(zhǎng)、夜間時(shí)段最短；正午太陽(yáng)高度角最大；

(3)冬至日，太陽(yáng)從東南方升起，12時(shí)到達(dá)子午線，方位正南，然后在西南向日沒(méi)，且在一年之中晝間時(shí)段最短、夜間時(shí)段最長(zhǎng)；就正午而言，一年中該日的太陽(yáng)高度角最小。10太陽(yáng)高度角和太陽(yáng)方位角的計(jì)算：

特殊時(shí)刻的太陽(yáng)高度角和太陽(yáng)方位角：

（1）日出、日落時(shí)刻（hs=0)：（2）正午時(shí)刻（As=0)：115.地方時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)

一天時(shí)間的測(cè)定，是以地球自轉(zhuǎn)為依據(jù)的。日照設(shè)計(jì)所用的時(shí)間，均為當(dāng)?shù)仄骄?yáng)時(shí)，它與日常鐘表所指示的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)之間往往有一差值，故需加以換算。

所謂平均太陽(yáng)時(shí)，是以太陽(yáng)通過(guò)該地子午線為正午12h來(lái)計(jì)算一天的時(shí)間。這樣，經(jīng)度不同的地方，正午時(shí)間都不同，使用很不方便。因此規(guī)定在一定經(jīng)度范圍內(nèi)統(tǒng)一使用一種標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，在該范圍內(nèi)同一時(shí)刻的鐘點(diǎn)均相同。

經(jīng)國(guó)際協(xié)議，以本初子午線處的平均太陽(yáng)時(shí)為世界時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)，叫“世界時(shí)”。將整個(gè)地球按地理經(jīng)度劃分為24個(gè)時(shí)區(qū)，每個(gè)時(shí)區(qū)包含地理經(jīng)度15o。以本初子午線東西各7.5o為零時(shí)區(qū)，向東分12個(gè)時(shí)區(qū)，向西亦分12個(gè)時(shí)區(qū)。每個(gè)時(shí)區(qū)都按它的中央子午線的平均太陽(yáng)時(shí)為計(jì)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)，稱為該時(shí)區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，相鄰兩個(gè)時(shí)區(qū)的時(shí)差為1h。12

我國(guó)地域遼闊，從東五時(shí)區(qū)到東九時(shí)區(qū)，橫跨5個(gè)時(shí)區(qū)。為了方便起見(jiàn)，統(tǒng)一采用東八時(shí)區(qū)的時(shí)間，即以東經(jīng)120o的平均太陽(yáng)時(shí)為全國(guó)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，稱為“北京時(shí)間”。北京時(shí)間和世界時(shí)相差8h，即北京時(shí)間等于世界時(shí)加上8h。

根據(jù)天文學(xué)有關(guān)公式，地方平均太陽(yáng)時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系為:

T0=Tm+4(L0-Lm)+Ep

式中

T0-----標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間(h：min)；

Tm----地方平均太陽(yáng)時(shí)(h：min)；

L0-----標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間子午線的經(jīng)度(deg)；

Lm----當(dāng)?shù)貢r(shí)間子午線的經(jīng)度(deg)；

Ep----均時(shí)差(min)。

Ep是一個(gè)修正系數(shù)，這是因?yàn)榈厍蚶@太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道是一個(gè)橢圓，且地軸傾斜于黃道面，致使一年中太陽(yáng)時(shí)的量值不斷變化，故需加以修正。Ep值的變化范圍是從-16min到+14min之間?？紤]到日照設(shè)計(jì)中所用的時(shí)間不需要那樣精確，Ep值一般可忽略不計(jì)，而近似地按下式換算：

T0=Tm+4(L0-Lm)

136.棒影日照?qǐng)D的原理及應(yīng)用

在建筑設(shè)計(jì)和城鄉(xiāng)規(guī)劃中都包含了多種建筑日照問(wèn)題，而在設(shè)計(jì)中采用的方法也有很多種，并且各具特色。在這些方法之中，棒影日照?qǐng)D法比較簡(jiǎn)單、直觀，用途廣泛且使用方便。因此，特就此法的原理和應(yīng)用作一介紹。14

棒影日照?qǐng)D的原理與繪制

太陽(yáng)相對(duì)于地球的位置不斷變化。怎樣才能把這種情況與地球表面的建筑物聯(lián)系起來(lái)呢?棒影日照?qǐng)D是以地面上某點(diǎn)的棒及其影的關(guān)系來(lái)描述太陽(yáng)運(yùn)行的規(guī)律，也就是以棒在直射陽(yáng)光下產(chǎn)生的棒影端點(diǎn)移動(dòng)的軌跡，采代表太陽(yáng)運(yùn)行的軌跡。

旋轉(zhuǎn)180°后的棒影圖棒影日照?qǐng)D制作步驟15棒影日照?qǐng)D應(yīng)用舉例

建筑物的高度、形體各不一樣，鄰近建筑物的情況也各不相同，甚至相差懸殊，但都可以簡(jiǎn)化，把它們看成由一系列直立于地面的不同高度的棒所圍合而成。因此，可利用棒影日照?qǐng)D解決有關(guān)建筑日照的問(wèn)題。

(1)求建筑物的陰影區(qū)

在設(shè)計(jì)某建筑物或規(guī)劃建筑群時(shí)，以居住區(qū)為例，往往并不是孤立的一幢建筑物，而是在其周邊已有或?qū)⒂衅渌ㄖ锵噜?。特別是近些年隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城鎮(zhèn)建筑出現(xiàn)了高密度、高層化的趨勢(shì)，建筑物互相遮擋問(wèn)題日漸突出。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)掌握建筑物陰影的變化。

(2)求建筑物室內(nèi)日照面積

太陽(yáng)直射光可以通過(guò)采光口照在室內(nèi)的墻面和地面上。為了了解室內(nèi)的日照時(shí)間、日照面積與變化范圍，對(duì)于設(shè)計(jì)窗口的位置、形式及尺寸以及進(jìn)行室內(nèi)設(shè)計(jì)、防止眩光等都有直接的關(guān)系。16(3)求建筑物的日照時(shí)間

(4)建筑朝向與間距

[例]：若兩幢房屋朝向正南，為保證后幢房屋在正午前后有3h日照(從上午10:30至13:30)，房屋的間距應(yīng)為33．95m。若以同樣的間距，將朝向改為南偏東15o時(shí)，則可看出，從上午11h許直到日落，均有連續(xù)的日照。由此可見(jiàn)，合理選擇間距和朝向，對(duì)日照狀況有重大影響。換言之，為滿足同樣的日照要求，通過(guò)合理調(diào)整朝向，能夠縮小房屋間距從而節(jié)約建筑用地。

177.窗口建筑遮陽(yáng)

在我國(guó)南方炎熱地區(qū)，日照時(shí)間長(zhǎng)，太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈，建筑物的某些部位或構(gòu)件如窗口、外廊、櫥窗、中庭屋頂與玻璃幕墻等需要調(diào)節(jié)太陽(yáng)直射輻射，以揚(yáng)其利而避其害。當(dāng)然，最常見(jiàn)與最具代表性的仍然是窗口遮陽(yáng)，因此，特以窗口為例說(shuō)明建筑遮陽(yáng)設(shè)計(jì)的原理與方法。

遮陽(yáng)的基本方式（a）水平式；（b）垂直式；（c）綜合式；（d）擋板式18

遮陽(yáng)形式及適用朝向

(1)水平式遮陽(yáng)

如圖(a)所示。這種形式能夠有效地遮擋太陽(yáng)高度角較大，從窗口前上方投射下來(lái)的直射陽(yáng)光。就我國(guó)地域而言，在北回歸線以北地區(qū)，它適用于南向附近窗口；而在北回歸線以南地區(qū)，它既可用于南向窗口，也可用于北向窗口。

(2)垂直式遮陽(yáng)

如圖(b)所示。這種形式能夠有效地遮擋太陽(yáng)高度角較小從窗側(cè)向斜射過(guò)來(lái)的直射陽(yáng)光。故主要適用于北向、東北向和西北向附近的窗口。

(3)綜合式遮陽(yáng)

這種遮陽(yáng)形式是由水平式遮陽(yáng)形式與垂直式遮陽(yáng)形式綜合而成。其基本形式如圖(c)所示。它能夠有效地遮擋從窗前側(cè)向斜射下來(lái)的、中等大小太陽(yáng)高度角的直射陽(yáng)光。故它主要適用于東南向或西南向附近窗口，且適應(yīng)范圍較大。

(4)擋板式遮陽(yáng)

基本形式如圖(d)所示。這種形式能夠有效地遮擋從窗口正前方射來(lái)、太陽(yáng)高度角較小的直射陽(yáng)光。因此，這種遮陽(yáng)形式主要適用于東向、西向附近窗口。19值得注意的是：以上基本形式的適用朝向并不是絕對(duì)的，在設(shè)計(jì)中還必須根據(jù)建筑要求、構(gòu)造方式與經(jīng)濟(jì)條件進(jìn)行比較后再選定。

永久性的就是在窗口設(shè)置各種形式的遮陽(yáng)板。

臨時(shí)性的可在窗口設(shè)置輕便的布簾、竹簾、軟百葉、布篷等。

在永久性遮陽(yáng)設(shè)施中，又可分為固定式與活動(dòng)式兩種。

活動(dòng)式遮陽(yáng)可視一年中季節(jié)的變換、一天中時(shí)間的變化和天氣的陰晴情況等因素進(jìn)行調(diào)節(jié)；在寒冷季節(jié)為爭(zhēng)取日照，還可以拆除。因此，靈活性大，使用合理，近年來(lái)在建筑中應(yīng)用日趨廣泛。

有些建筑，特別是低層建筑，可以依建筑與環(huán)境的條件，利用綠化遮陽(yáng)。既有利于建筑與環(huán)境的綠化與美化，也是一種經(jīng)濟(jì)、有效的技術(shù)措施。此外，結(jié)合建筑構(gòu)件的處理進(jìn)行遮陽(yáng)也是常見(jiàn)的措施，如加大挑檐、設(shè)置百葉挑檐、外廊、凹廊及旋窗等。但其構(gòu)造應(yīng)合理，并同樣應(yīng)滿足遮陽(yáng)要求。20

遮陽(yáng)板尺寸計(jì)算1)水平式遮陽(yáng)

A.水平板的挑出長(zhǎng)度L-的計(jì)算

B.水平板端翼挑出長(zhǎng)度D的計(jì)算水平式遮陽(yáng)尺寸計(jì)算21

2)垂直式遮陽(yáng)

3)綜合式遮陽(yáng)

首先分別計(jì)算出垂直板和水平板的挑出長(zhǎng)度，然后按構(gòu)造要求來(lái)確定遮陽(yáng)板的挑出長(zhǎng)度4)擋板式遮陽(yáng)

擋板式遮陽(yáng)的構(gòu)造有兩個(gè)基本部分，即水平板的挑出長(zhǎng)度L-和擋板的高度H'。根據(jù)窗戶的實(shí)際狀況首先決定水平挑出的長(zhǎng)度L-，然后根據(jù)公式確定擋板高度H'。22

遮陽(yáng)設(shè)施對(duì)室內(nèi)環(huán)境的影響

窗口設(shè)置遮陽(yáng)構(gòu)件之后，對(duì)室內(nèi)物理環(huán)境因素將產(chǎn)生一定的影響。

A.

對(duì)太陽(yáng)輻射熱的阻擋

遮陽(yáng)設(shè)置盡管形式有所不同，但經(jīng)合理設(shè)計(jì)的遮陽(yáng)構(gòu)件對(duì)遮擋太陽(yáng)輻射熱的效果是很顯著的。遮陽(yáng)設(shè)施對(duì)太陽(yáng)輻射熱的影響23

B.

對(duì)室內(nèi)氣溫的影響

遮陽(yáng)設(shè)施對(duì)室內(nèi)空氣溫度的影響如圖1．5—26所示。由圖可見(jiàn)，閉窗時(shí)，遮陽(yáng)對(duì)防止室沮上升的作用較明顯。有無(wú)遮陽(yáng)、室溫最大差值達(dá)2℃，平均差值為1．4℃。而且有遮陽(yáng)時(shí)，房間溫度波幅較小，出現(xiàn)高溫的時(shí)間也較晚。開(kāi)窗時(shí)，室溫最大差值為1．2℃，平均差值為1．0℃，這在炎熱的夏季仍具有一定的意義。

遮陽(yáng)對(duì)室內(nèi)氣溫的影響（a）開(kāi)窗（b）閉窗24C.

對(duì)室內(nèi)采光的影響

遮陽(yáng)設(shè)施依據(jù)其形式、構(gòu)造、色彩的不同，擋光作用亦有程度上的差異，從而不同程度地影響室內(nèi)照度。據(jù)觀測(cè)，一般室內(nèi)照度約降低53%-73%。但遮陽(yáng)設(shè)施也能阻擋直射陽(yáng)光，使室內(nèi)照度的分布均勻，并防止發(fā)生眩光，有助于視覺(jué)的正常工作。

D.

對(duì)室內(nèi)通風(fēng)的影響

遮陽(yáng)設(shè)施對(duì)室內(nèi)通風(fēng)有一定的阻擋作用，使室內(nèi)風(fēng)速有所降低。實(shí)測(cè)資料表明，有遮陽(yáng)的房間，室內(nèi)風(fēng)速約減弱22%—47%，并隨遮陽(yáng)的形式與構(gòu)造而有所不同。25

遮陽(yáng)設(shè)施構(gòu)造設(shè)計(jì)要點(diǎn)

遮陽(yáng)設(shè)施的使用效果除與遮陽(yáng)形式有關(guān)外，還與構(gòu)造處理、安裝位置、材料與顏色等因素有很大關(guān)系。

A.遮陽(yáng)的板面組合與構(gòu)造

遮陽(yáng)板在滿足阻擋直射陽(yáng)光的前提下，可以有不同的板面組合，以便選擇對(duì)采光、通風(fēng)、視野、立面造型和構(gòu)造等要求都更為有利的形式。下圖表示水平式遮陽(yáng)的不同的板面組合形式。為了減少板底熱空氣向室內(nèi)逸散和對(duì)采光、通風(fēng)的影響，通常將遮陽(yáng)板面全部或部分做成百葉形式；也可中間各層做成百葉。

水平遮陽(yáng)板的組合形式26頂層做成實(shí)體并在前面加吸熱玻璃擋板，如下圖所示。

遮陽(yáng)板面構(gòu)造形式27

B.

遮陽(yáng)板的安裝位置

遮陽(yáng)板的安裝位置對(duì)防熱和通風(fēng)的影響很大。例如將板面靠墻面布置時(shí)，由受熱表面上升的熱空氣將由室外空氣導(dǎo)人室內(nèi)。這種情況對(duì)綜合式更為嚴(yán)重，如圖(d)所示。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，板面應(yīng)與墻面有一定的距離部分熱空氣沿墻面排走，如圖(b)所示。同樣，裝在窗口內(nèi)側(cè)的布簾、軟百葉等遮陽(yáng)設(shè)施，其所吸收的太陽(yáng)輻射熱，大部分散發(fā)到了室內(nèi)，如圖(c)所示。若裝在外側(cè)，則會(huì)有較大的改善，如圖(d)所示。遮陽(yáng)設(shè)施的安裝位置28C.

材料與顏色

遮陽(yáng)設(shè)施多懸挑于室外，因此多采用堅(jiān)固耐久的輕質(zhì)材料。如果是可調(diào)節(jié)的活動(dòng)形式，還要求輕便、靈活。構(gòu)件外表面的顏色宜淺，以減少對(duì)太陽(yáng)輻射熱的吸收；內(nèi)表面則應(yīng)稍暗，以避免產(chǎn)生眩光，并希望材料的輻射系數(shù)較小。

此外，采用特種玻璃作窗玻璃，也能起到遮陽(yáng)防熱的作用。左圖表示了幾種不同玻璃的傳熱情況.凈片玻璃窗與熱反射玻璃簾的防熱作用29如在構(gòu)造上加以處理，還可將不同玻璃進(jìn)行組合，如圖所示，使遮陽(yáng)防熱的效果更佳。不同玻璃傳熱性能比較30

專題：太陽(yáng)能建筑與建筑節(jié)能被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑采暖原理示意圖311、太陽(yáng)能及太陽(yáng)能建筑太陽(yáng)能是首選的可持續(xù)能源。具有清潔衛(wèi)生、永久（相對(duì)）持續(xù)、覆蓋受益面大、適應(yīng)性強(qiáng)以及安全無(wú)污染等特點(diǎn)。我國(guó)太陽(yáng)能資源豐富，但各地有差異。中等級(jí)以上地區(qū)主要分布在我國(guó)中北部，而這些地區(qū)恰好是需保溫節(jié)能且其他能源資源相對(duì)貧乏地區(qū)。太陽(yáng)能熱能等級(jí)全年日照時(shí)數(shù)全年總輻射能（萬(wàn)kcal/㎡)分布地區(qū)太陽(yáng)能資源一3200～3300160～200寧夏北、甘肅北、新疆東南、青海西、西藏西最富區(qū)二3000～3200140～160冀西北、晉北、內(nèi)蒙及寧夏南、甘肅中、青海東、西藏南、新疆南富區(qū)三2200～3000120～140魯、豫、冀東南、晉南、新疆北、吉林、遼寧、云南、陜北、甘肅東南、粵南中等四1400～2200100～120湘、桂、贛、浙、鄂、閩北、粵北、陜南、黑龍江較差五1000～140080～100川、黔差32

太陽(yáng)能建筑（1）主動(dòng)式太陽(yáng)能建筑

在利用太陽(yáng)能的同時(shí)，靠機(jī)械動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，一定程度上也耗能。（2）被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑將建筑物自身或某一部分、構(gòu)件作為太陽(yáng)能的集熱、蓄熱及散熱“設(shè)備”，而進(jìn)行太陽(yáng)能與建筑用能的熱運(yùn)轉(zhuǎn)形式。

A

直接受益型被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑原理：通過(guò)建筑洞口的合理設(shè)計(jì)，讓太陽(yáng)能（陽(yáng)光）直接進(jìn)入建筑室內(nèi)空間，通過(guò)對(duì)流、輻射的方式與室內(nèi)進(jìn)行熱交換，達(dá)到用能并節(jié)能目的。集熱器蓄熱器用戶管道泵、風(fēng)機(jī)泵、風(fēng)機(jī)33存在的問(wèn)題：室內(nèi)獲得的熱量可能會(huì)“入不符出”對(duì)玻璃有很強(qiáng)的選擇性；室內(nèi)熱穩(wěn)定性差。提高熱特性途徑：增加玻璃層（單—雙）；提高氣密性；選擇蓄熱系數(shù)大的材料，提高熱穩(wěn)定性。冬季、夏季hs不同優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單；室內(nèi)升溫快；建筑藝術(shù)處理靈活。34B集熱墻被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑

1956年法國(guó)太陽(yáng)能lab主任(Trombe)特朗伯教授首先提出。在直接受益式太陽(yáng)能窗后面筑起一道重型結(jié)構(gòu)墻，如圖所示：

集熱墻雙層玻璃、間層10cm集熱墻太陽(yáng)能建筑

最早的集熱墻采用50㎝厚砼制成。目前集熱墻在材料選用上有較大變化，如：磚、石墻；水墻；相變蓄熱材料墻（清華大學(xué)）等。35

特朗伯墻太陽(yáng)能建筑工作原理（冬季）太陽(yáng)光照射后，利用空氣間層的“溫室效應(yīng)”和集熱墻的吸熱、蓄熱特性，間層中的空氣被加熱上浮，通過(guò)上氣口進(jìn)入室內(nèi)，同室內(nèi)較低的空氣進(jìn)行熱交換后，通過(guò)下氣口再進(jìn)入間層被加熱。如此循環(huán)，使室內(nèi)升溫，達(dá)到建筑運(yùn)行節(jié)能目的。集熱墻外側(cè)一般涂黑？集熱墻選擇重質(zhì)材料？集熱墻在夏季的工作原理？36特朗伯集熱墻在應(yīng)用推廣中存在的問(wèn)題自重大，對(duì)房屋結(jié)構(gòu)抗震不利；建筑立面藝術(shù)處理難度大，矛盾較多；構(gòu)造復(fù)雜，使用不便；得熱效率不高等。

C

關(guān)于：“水墻”利用水的比熱容大（c=1kcal/kg·C，常見(jiàn)建筑材料的比熱容=1/5C水)的特點(diǎn)，吸收、蓄存熱量。相比較而言，水的比重較小，可減輕自重。國(guó)外有試點(diǎn)工程（美國(guó)），我國(guó)研究和應(yīng)用較少。37D附加日光間式被動(dòng)太陽(yáng)能建筑在建筑的適當(dāng)位置或利用建筑的走廊（南外廊）、封閉陽(yáng)臺(tái)、門廳等輔助房間，通過(guò)合理設(shè)計(jì)使其成為太陽(yáng)能暖房，達(dá)到與室內(nèi)熱交換的目的。這種形式國(guó)內(nèi)外都有研究和應(yīng)用，其效果較好。利于建筑造型的藝術(shù)處理；房屋的利用率提高；熱損失減少。日光間日光間38

E

被動(dòng)式太陽(yáng)能建筑

在太陽(yáng)能資源較為豐富的地區(qū)，利用太陽(yáng)能改善室內(nèi)熱環(huán)境不僅可行而且這種能源用之不竭，又不污染環(huán)境。

實(shí)踐證明，如設(shè)計(jì)合理、使用得當(dāng)，能取得較好的效果。目前，國(guó)內(nèi)多采用被動(dòng)式太陽(yáng)能采暖方案：當(dāng)太陽(yáng)輻射熱透過(guò)日光室玻璃照射到墻面上時(shí)，墻面吸收熱能，溫度升高，并通過(guò)對(duì)流方式將熱量傳給日光室內(nèi)的空氣，使之溫度升高，由上部開(kāi)口流入室內(nèi)；室內(nèi)的低溫空氣由下部開(kāi)口流進(jìn)日光室，不斷循環(huán)流動(dòng)的空氣提高了室內(nèi)氣溫，從而改善了室內(nèi)熱環(huán)境。39

注意問(wèn)題:(A)日光室的朝向應(yīng)選擇當(dāng)?shù)厝照諘r(shí)間長(zhǎng)、太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈的方位，一般以東南、南、西南向?yàn)橐耍?/p>

(B)日光室的玻璃應(yīng)選擇熱光比大的玻璃，并應(yīng)有較大的面積。這是因?yàn)椴Ａ嵌滩嵘渚€的透射體，而又是長(zhǎng)波熱射線的非透射體，能阻擋日光室的熱量輻射外逸；

(C)墻面對(duì)太陽(yáng)輻射熱的吸收至關(guān)重要，表面一定要用對(duì)太陽(yáng)輻射熱吸收系數(shù)大的材料；

(D)上下通風(fēng)口尺寸應(yīng)適當(dāng)，過(guò)大、過(guò)小都會(huì)影響采暖效果；

(E)在使用上，當(dāng)夜晚或無(wú)日輻射的時(shí)候，如日光室的氣溫低于室內(nèi)氣溫，應(yīng)關(guān)閉上、下通風(fēng)口，避免室內(nèi)熱量的損失。

除利用太陽(yáng)能采暖之外，在建筑上還可設(shè)法利用太陽(yáng)能使建筑物的各部分產(chǎn)生較大的溫差，以加強(qiáng)室內(nèi)通風(fēng)，也能取得較好的效果。402、建筑節(jié)能現(xiàn)狀

（1）我國(guó)建筑能耗現(xiàn)狀建筑能耗包括建筑采暖、制冷、照明、熱水使用等方面。從建筑的全壽命周期來(lái)看，能耗有建造和運(yùn)行兩方面。

A.耗量大年能耗折算超過(guò)2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤；

B.水平低單位建筑能耗是美國(guó)的3.2倍、日本的3.4倍、印度的1.52倍。

C.負(fù)效應(yīng)多…

（

2）我國(guó)的能源政策

“節(jié)約與開(kāi)發(fā)并重，近期把節(jié)約放在首位”41

（3）建筑高能耗的原因

A.建筑節(jié)能技術(shù)水平低；

B.建筑節(jié)能的法律、法規(guī)制度建立晚，標(biāo)準(zhǔn)不高；

C.國(guó)民節(jié)能意識(shí)差等。目前處于建筑高能耗階段，建筑節(jié)能任務(wù)很重。高能耗建筑節(jié)能建筑零能耗建筑（自運(yùn)行）

建筑節(jié)能問(wèn)題成為當(dāng)前建筑領(lǐng)域的重要研究課題，是因?yàn)椋荷鷳B(tài)、環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展的需要；推動(dòng)建筑科學(xué)發(fā)展的動(dòng)力；具有較多的科技切入點(diǎn)（計(jì)算機(jī)技術(shù)、納米技術(shù)、生物技術(shù)等）423、建筑節(jié)能原則1)正確處理節(jié)能目標(biāo)和計(jì)劃、局部與整體、階段與長(zhǎng)遠(yuǎn)的關(guān)系；2）注重因地制宜、同而有別的方法和措施；3）開(kāi)發(fā)利用新能源，充分利用太陽(yáng)能；4）既要做好新建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)，又要重視已有建筑的節(jié)能改造；5）在最大限度地發(fā)揮建筑節(jié)能效益的同時(shí)，提高設(shè)備節(jié)能運(yùn)行效益；6）重視綜合用能，提高生產(chǎn)、生活殘余能量的利用水平；7）堅(jiān)持效益為上、效益優(yōu)先的評(píng)估體系；8）正確處理節(jié)能與需求的關(guān)系。434、建筑節(jié)能目標(biāo)

《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ26—95和《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》（2000.10.1),都對(duì)我國(guó)建筑節(jié)能工作提出了具體要求。《建筑節(jié)能“九五”目標(biāo)和2010年規(guī)劃》目標(biāo)：在第一階段節(jié)能30%基礎(chǔ)上，第二階段達(dá)到節(jié)能50%。其中：（1）改善建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減少建筑物采暖能耗30%；（2）改善采暖供熱系統(tǒng)，節(jié)約采暖能耗20%（提高鍋爐運(yùn)行效率

10%，提高管網(wǎng)輸送效率10%）。445、建筑節(jié)能設(shè)計(jì)原則（綜合控制原則）建筑規(guī)劃主要內(nèi)容包括建筑選址、朝向、間距、樓宇平面布局、空間構(gòu)成、綠化配置、風(fēng)向以及道路網(wǎng)絡(luò)等設(shè)計(jì)元素。建筑初步設(shè)計(jì)主要包括對(duì)建筑的體形、體量等內(nèi)容的合理選擇。技術(shù)和施工圖設(shè)計(jì)構(gòu)造做法、材料選擇以及采暖、通風(fēng)、照明、電氣等方面的選擇與設(shè)計(jì)。施工工藝和水平對(duì)建筑的整體節(jié)能效果也有較大影響。456、建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(要求)《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ26—95中規(guī)定:

（1）建筑熱工設(shè)計(jì)建筑物朝向宜采用南北向或接近南北向，主要房間避開(kāi)冬季主導(dǎo)風(fēng)向。建筑物體型系數(shù)宜控制在0.3以下；若體型系數(shù)大于0.3，屋頂和外墻應(yīng)加強(qiáng)保溫，其傳熱系數(shù)應(yīng)符合要求。采暖居住建筑的樓梯間和外廊應(yīng)設(shè)置門窗。在采暖期室外平均溫度在-0.6℃～-6.0℃的地區(qū),樓梯間不采暖時(shí)，樓梯間隔墻和戶門應(yīng)采取保溫措施；在采暖期室外平均溫度-6.0℃的地區(qū)，樓梯間應(yīng)采暖，入口處應(yīng)設(shè)置門斗等避風(fēng)措施。46不同地區(qū)建筑各部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)應(yīng)符合規(guī)定的限值。

不同地區(qū)采暖居住建筑各部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)限值(W/㎡·k)采暖期室外平均溫度(℃)代表城市屋頂外墻不采暖樓梯間地板地面S≤0.3S≥0.3S≤0.3S≥0.3隔墻戶門接觸室外空氣不采暖地下室上部周邊地面非周邊地面2.0～1.0鄭州洛陽(yáng)…0.80.61.41.11.82.70.60.650.520.30.9～0.0安陽(yáng)…0.80.61.21.01.82.70.60.650.520.3……47采用氣密窗或窗戶加設(shè)密封條時(shí)，房間應(yīng)設(shè)置換氣調(diào)節(jié)裝置。圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱橋部位應(yīng)加強(qiáng)保溫措施，保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面不結(jié)露。采暖期室外平均溫度低于-5.0℃的地區(qū)，外墻在室外地坪以下的垂直墻面、周邊直接接觸土壤的地面應(yīng)加強(qiáng)保溫措施。其傳熱系數(shù)不應(yīng)超過(guò)規(guī)定值。在外墻周邊內(nèi)側(cè)2米范圍內(nèi)，地面的傳熱系數(shù)不應(yīng)超過(guò)0.30(W/㎡·k)。（2）采暖設(shè)計(jì)

《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》JGJ26—95對(duì)“供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)和供熱管網(wǎng)敷設(shè)與保溫設(shè)計(jì)”都有所規(guī)定。（略）487、建筑節(jié)能的建筑學(xué)措施節(jié)能對(duì)建筑的本質(zhì)性要求：從營(yíng)建角度營(yíng)建一定體量的建筑，當(dāng)所用材料最少時(shí)需有較小的外表面積。從運(yùn)行角度一定體量的建筑，當(dāng)建筑與室外有較少的熱交換（耗能最少）時(shí)需有較小的圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面積。所以，當(dāng)建筑的體量、圍體熱阻一定時(shí)，建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)須有較小的表面積。（1）節(jié)能體型建筑體型系數(shù)S：建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面積∑F與之所包圍的體積V

之比。49

S

=∑F/

V

容易證明，當(dāng)V一定時(shí)球形∑F最?。徽襟w∑F次之；長(zhǎng)方體…所以，建筑的體型越規(guī)則，節(jié)能效果越好。體型系數(shù)S≤0.3的建筑稱為節(jié)能建筑。定向體形系數(shù)Sd：考慮到太陽(yáng)輻射在不同季節(jié)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的不同影響（冬季正效應(yīng)；夏季負(fù)效應(yīng)），建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)不同立面的面積也不相等。建筑某一立面面積F與建筑體積V之比稱為定向體形系數(shù)。

Sd=F/V

由于冬夏季節(jié)對(duì)建筑的要求不同，對(duì)建筑的定向體形系數(shù)有相對(duì)不同的要求。冬季太陽(yáng)能采暖建筑，南向體型系數(shù)要求相對(duì)較大；夏季防熱建筑，南向體型系數(shù)則要求較小。50

（2）節(jié)能平面不同平面形狀及其節(jié)能分析：零星