1、1 建筑方案创作中的绿色策划模式建筑方案创作中的绿色策划模式建筑方案创作中的绿色策划模式建筑方案创作中的绿色策划模式 华东建筑设计研究院有限公司华东建筑设计研究院有限公司华东建筑设计研究院有限公司华东建筑设计研究院有限公司2010 年年年年 10 月月月月1 目目目目 录录录录 第一章第一章第一章第一章绪论绪论绪论绪论.3 第一节第一节第一节第一节绿色建筑技术应用概况绿色建筑技术应用概况绿色建筑技术应用概况绿色建筑技术应用概况.3 第二节第二节第二节第二节绿色创作模式主要研究内容绿色创作模式主要研究内容绿色创作模式主要研究内容绿色创作模式主要研究内容.4 第二章第二章第二章第二章可持续场地设计2、可持续场地设计可持续场地设计可持续场地设计.9 第一节第一节第一节第一节 选址及总平面布局选址及总平面布局选址及总平面布局选址及总平面布局.9 1.1 基地的选址及控制措施基地的选址及控制措施基地的选址及控制措施基地的选址及控制措施.9 1.2 坡地的选址原则坡地的选址原则坡地的选址原则坡地的选址原则.9 第二节第二节第二节第二节 建筑总平面布局建筑总平面布局建筑总平面布局建筑总平面布局.10 2.1 总平面布局的影响因素总平面布局的影响因素总平面布局的影响因素总平面布局的影响因素.10 2.2 建筑群体布局模式建筑群体布局模式建筑群体布局模式建筑群体布局模式. 11 2.3 建筑朝向建筑朝向3、建筑朝向建筑朝向.12 第三节第三节第三节第三节 工程案列工程案列工程案列工程案列.13 3.1 工程简介工程简介工程简介工程简介.13 3.2 场地微气候分析场地微气候分析场地微气候分析场地微气候分析.15 3.3 庭院微气候分析庭院微气候分析庭院微气候分析庭院微气候分析.18 3.4 日照分析日照分析日照分析日照分析.20 3.5 太阳能利用太阳能利用太阳能利用太阳能利用.22 第三章第三章第三章第三章体形与空间设计体形与空间设计体形与空间设计体形与空间设计.24 第一节第一节第一节第一节建筑单体设计原则建筑单体设计原则建筑单体设计原则建筑单体设计原则.24 第二节第二节第二节第二节建筑形4、体的选择建筑形体的选择建筑形体的选择建筑形体的选择.25 第三节第三节第三节第三节体形的控制体形的控制体形的控制体形的控制.26 第四节第四节第四节第四节空间分区空间分区空间分区空间分区.27 4.1 从热角度考虑从热角度考虑从热角度考虑从热角度考虑.27 4.2 从采光角度考虑从采光角度考虑从采光角度考虑从采光角度考虑.27 4.3 从通风的角度考虑从通风的角度考虑从通风的角度考虑从通风的角度考虑.29 4.4 合理设计蓄热体合理设计蓄热体合理设计蓄热体合理设计蓄热体.30 第五节第五节第五节第五节 工程案列工程案列工程案列工程案列.30 5.1 项目简介项目简介项目简介项目简介.30 5.5、2 规划布局策略研究规划布局策略研究规划布局策略研究规划布局策略研究.35 5.3 规划可视度研究规划可视度研究规划可视度研究规划可视度研究.38 第四章第四章第四章第四章围护结构节能设计围护结构节能设计围护结构节能设计围护结构节能设计.41 第一节第一节第一节第一节节能墙体节能墙体节能墙体节能墙体.41 1.1 双层墙体双层墙体双层墙体双层墙体.42 1.2 通风墙与通风遮阳墙通风墙与通风遮阳墙通风墙与通风遮阳墙通风墙与通风遮阳墙.42 1.3 充水墙体充水墙体充水墙体充水墙体.42 1.4 墙体绿化墙体绿化墙体绿化墙体绿化.42 第二节第二节第二节第二节 窗的绿色生态设计窗的绿色生态设计窗6、的绿色生态设计窗的绿色生态设计.42 2.1 侧窗侧窗侧窗侧窗.42 2.2 天窗天窗天窗天窗.43 2 第三节第三节第三节第三节 遮阳遮阳遮阳遮阳.43 3.1 内遮阳内遮阳内遮阳内遮阳.43 3.2 外遮阳外遮阳外遮阳外遮阳.43 第四节第四节第四节第四节 工程案列工程案列工程案列工程案列.44 4.1 工程简介工程简介工程简介工程简介.44 4.2 窗墙面积比计算分析窗墙面积比计算分析窗墙面积比计算分析窗墙面积比计算分析.45 第五章第五章第五章第五章方案创作中的绿色策划过程方案创作中的绿色策划过程方案创作中的绿色策划过程方案创作中的绿色策划过程.48 第一节第一节第一节第一节建筑创作配7、合模式建筑创作配合模式建筑创作配合模式建筑创作配合模式.48 第二节第二节第二节第二节课题展望课题展望课题展望课题展望.49 3 第一章第一章第一章第一章 绪论 进入新世纪, 全球经济一体化速度加快,现代科学技术日新月异。中国经济快速稳步发展也推动了建筑业的迅猛发展。但在经济发展的同时社会也面临着一系列严重挑战：自然资源过度消耗；生态破坏环境污染；气候变异等。 建筑业也要走可持续发展道路, 其基本内涵即要改变以牺牲环境为代价，掠夺性的，甚至是破坏性的发展模式。提高“绿色建筑设计”水平和推进“绿色节能建筑”的发展已是我国刻不容缓之事。大力发展绿色建筑是当前建筑业的一个重大变革，推进绿色建筑对于中8、国建筑设计业也是一个新的挑战，绿色建筑在 21 世纪必将得到长足发展。 绿色建筑设计需体现在建筑设计全周期内， 方案设计阶段就成为设计体现绿色理念的关键阶段。从选址到格局 ,从朝向到风向,从平面到立面,从间距到外形,从单体到群体， 有利于节能并体现空间的阳光感，流动感与体量感。充分应用建筑设计中各类节能、环保生态建筑技术可以在方案设计阶段强化可持续设计理念，避免很多在深化设计中可能出现的不合理设计。所以建立方案设计中的绿色策划模式就显得尤为重要。 方案设计中的绿色策划模式的建立可以优化建筑设计中的布局，节能设计及利用可再生能源和节约资源。 布局设计可以充分考虑规划范围内的风环境；保护规划范围的9、生态完整性和生物的多样性；尽量减小规划范围的热岛效应；合理优化绿地范围，局部环境内能够防止水土流失，降低污染和隔绝噪声。 节能设计可以充分考虑合理的朝向设计，充分利用自然光代替人工照明；要留出足够的间距保证冬季的日照时间；优化合理的建筑体形系数以降低建筑能耗；提高围护结构热工性能以充分满足节能和采光的要求。 可再生自然能源的利用对实现绿色建筑至关重要，自然界可再生自然能源有很多，其中太阳能，水能，风能等均是常见的可再生能源。 合理的减少资源消耗对绿色建筑也是有重要的意义，充分的资源再利用及节水技术可以最大限度的降低建筑成本。 第一节第一节第一节第一节 绿色建筑技术应用概况绿色建筑技术应用概况绿10、色建筑技术应用概况绿色建筑技术应用概况 “绿色”和“生态”作为设计理念,是时下规划师、建筑师在城市可持续发展战略背景下积极探索的主题之一。绿色建筑就是指在建筑生命周期(选址、规划设计、施工、使用管理及拆除过程)中，以最节约能源、最有效利用资源的方式，建造最低环境负荷情况下最安全、健康、高效及舒适的居住 4 空间，达到人及建筑与环境共生共荣、永续发展。绿色建筑最终的目标是以“绿色建筑”为基础进而扩展至“绿色社区”、“绿色城市”层面，达到促进建筑永续发展的目标。绿色建筑，又称为生态建筑。这意味着建筑不仅被作为非生命元素来对待，而更被视为自然生态循环系统的一个有机组成部分。 首先，在建筑体形和空间处11、理上尽量压缩交通面积以减少不必要的空间浪费；其次，充分利用自然光和自然通风，保证主要工作空间朝向南或西南以争取最大限度地利用自然能源；第三，采用灵活的钢框架结构，便于将来任何可能的空间和功能的调整；第四，设置了高反射率的屋顶，不仅由此降低了保暖及空调设备的能耗，还减少了产生城市热岛效应的可能性。 最大限度地利用自然采光和通风，在无法减少建筑面积的情况下，使用了统一而又有变化的建筑语言从视觉上减小建筑体量。塔楼菱形的平面布局，增加了结构的稳定性和灵活性，并与当地的主导风向吻合，从而对改善区域小气候大有帮助。建议采用低辐射玻璃，以减少对能源的消耗。设置了许多不锈钢遮阳板来解决西晒的问题。在倾斜的屋12、顶面上，采用了竖向遮阳板，既可以防阳光直晒，又满足了通风的要求。 绿色建筑设计理念主要包括以下几个方面： 节约能源：充分利用自然资源，采用节能高效的建筑围护结构和采暖空调系统，减少采暖空调系统的使用时间；建筑总平面的布置和设计，宜利用冬季日照并避免冬季主导风向，利用夏季自然通风。 节约资源：在建筑设计、施工和选材均应考虑资源的合理使用和处置，节约材料；绿化的灌溉采用非传统水源和高效的灌溉方式，节约用水。 与自然和谐共存：绿色建筑要强调与周边环境相融合，和谐一致、动静互补，做到保护自然生态环境。 舒适、健康的室内环境：室内不使用对人体有害的建筑材料和装修材料，室内空气清新，温度、湿度适宜，身心健13、康。 随着全球气候的变暖，世界各国对建筑节能的关注程度正日益增加。人们越来越认识到，节能建筑成为建筑发展的必然趋势，绿色建筑也应运而生。目前，我国政府从保护环境的角度出发，提出“节能省地型住宅和公共建筑”的发展理念，注重以人为本，强调可持续发展，这一举措具有十分重要的现实意义。 第二节第二节第二节第二节 绿色创作模式主要研究内容绿色创作模式主要研究内容绿色创作模式主要研究内容绿色创作模式主要研究内容 绿色建筑创作策略研究从规划、设计及运营管理等角度出发，研究绿色建筑技术在建筑创作中的适用性和可行性。课题研究成果不仅能够科学的指导建筑设计，为业主决策提供理论依据，同时 5 为建成后的运行管理提供14、参考。通过绿色建筑创作策略研究，随着我国经济的飞速发展，绿色建筑策略研究的研究成果可以成为引领“十二五”期间建设高潮的“绿色先锋”，为其他机场的建设提供参考依据，顺应我国节能减排的政策，创造人与自然和谐共生的绿色生态环境。 全面参照 绿色建筑评价标志 GB/T 50378-2006 及美国绿色建筑评价标志 LEEDTM(Leadship in Energy and Environmental Design)，重点从节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量和运营管理六个方面分析绿色建筑技术在建筑创作中实施的可能性，为设计提供技术支持，为业主决策提供科学依15、据，为运行管理提供合理建议。 绿色建筑策略研究出发点是实用性和可操作性，通过研究使绿色建筑技术由理论上升为实践，更好的推动绿色建筑专题技术的发展。在倡导绿色建筑和可持续发展的今天，在全社会关注建筑节能和绿色环保技术的大背景下，研究成果将会成功并广泛应用于建筑的设计、运行及改造等绿色建筑事业中。主要研究内容： （1）可持续场地设计研究 可持续设计的目的之一，就是将建设对环境带来的不良影响最小化，以及最充分地利用场地。在高密度的城市中，如何有效地利用现有场地合理规划、安排交通成为场地设计的关键。此外，运用绿化设计保持自然降水，营造局部小环境也是场地设计的重要因素。 从规划层面和单体建筑设计层面展开16、分析研究， 在满足总体功能的前提下， 重点研究绿化配置、地下空间开发利用、公共交通布局、单体建筑空间布局等，以到达在经济用地的目的，实现可持续发展。 （2）体形与空间设计 1 住区和外部环境规划 高层住宅生态设计是城市整体环境的构成元素，应充分考虑城市环境景观效果，做到合理用地、精心选址，有效控制“容积率”和“建筑密度”，调整好住宅的高度，与周边环境取得良好的关系，有以下几项原则： 构成良好的整体风环境：高层住宅的相对们置不但要克服冬季“恶性风流”的滋生，又要创造夏季良好的室外自然通风条件，生态设计应密切关注当地主导风向等气象资料； 构成开敞的生态自然环境：利用水滨、绿地尽量减少硬地，以绿色和17、流水作为小气候的降温介质，调整夏季炎热状况，做到住宅楼的视野开阔； 6 构成“可调节”的植被体系纠正植草就是“绿化”的片面理解，在住区内部生态住宅的南侧广植落叶乔木，夏季树叶茂盛起遮荫作用、冬季落叶枝疏能将阳光引入室内，以适应冬寒夏热的气候条件，住宅北侧宜植常青树，以起冬季挡风或引导风流的作用。 2 住宅体形 生态住宅的体形构成与生态、节能、舒适紧密相关，生态住宅的体形要满足冬季能尽量多的受照于太阳辐射，即南侧有较为宽广的立面，而北侧体形应使表面积减至最小程度；同时体形应做到对室外自然环境有引导的功能。 住宅体形在城市整体环境中做到建筑与自然的协调共生，可以借助以下手法： 开放空间：高层住宅的18、生态设计主张住宅底部或群体的配合中，形成开放空间，以架空、脱开等方式，给住区创造相对开敞的空间体系，有利于视野、风环境及人与自然接触界面的改善； 掏空空间：在高层住宅中部或相应位置处，采用立面掏空方式，以改善住区小环境的自然通风条件，并可以在掏空空间内设置“空中花园”让居民能就近感受绿色和室外的清新空气； 除住宅体形之外，为生态设计考虑，其外部的色彩、质感应关注生态技术的热量释放和吸收问题，并充分尊重冬寒夏热的气候特点。为此，建筑师更应注意控制两项与体型生态有关的指标：体形系数：以此来控制外墙面积；窗墙比：以此来控制窗洞面积。 3 内部空间 生态住宅的设计最关键问题是住宅内部的空间组成和布局，19、对生态优化而言，住宅内部空间应具备适应冬寒夏热的能力，以减少能量消耗和室内的不舒适性，生态设计应注意以下几点： 建立一个通畅、直接的自然通风体系：住宅内部空间宜连续、顺畅、洞口位置、高度应充分考虑自然通风的效果，以提高自然通风的风力压和温度压的能力，确保每个居室的各个方位点有良好的通风； 建立生态住宅的温度分区规划：温度分区就是对不同居室的不同温度要法语进行组合，温度要求高的主要空间（卧室、客厅等）放在受外界影响较小的位置，如住宅平面的东南角或南侧中部、温度要求低的空间（如厕所、厨房等）置于北侧或西北部，以此为主要空间形成抵御冬季寒风的“双层体系”，在不增加投资的前提下，改善了室内空间的温度稳20、定和舒适效果。 （3）围护结构节能设计 7 根据基址周边环境能量和当地气象特征来设计高层建筑的形状以获得最佳能量。 减少采暖能量的需求（例如通过优化进入热量）并不仅仅是建筑朝向问题，也受到建筑平面形式和体型系数的影响。建筑的体形系数是围值，因此它不仅仅是一个热工性能参数，而且还体现了作为手段的外界面对空间的建构面积成线性正比，而对于正多面体而言，表面积与体积呈几何基数关系，此时建筑的体积，即空间的量和维持室内气候的能耗之间不是线性关系，而是几何关系，因此建筑在体积扩大时可以只投入较小的能耗增量而获得较多的舒适空间增量，这意味着减少体型系数可以降低舒适空间的平均成本。在常见的平面形式中，圆形平面21、可以拥有最小的外围面积，其次是方形。 同时，小的体型系数往往与空间布局紧凑、功能流线短捷相联系，所以小的体型系数在某种意义上还常常与较高的功能运作效率相联系。通过控制体型系数往往可以一举三得：节能、节材及提高功能运作效率。通常可以通过以下途径来减小建筑的体型系数：加大建筑进深；规整建筑体型；集中建筑体量。分别表明在每个气候带，最适宜的建筑比率，正立面最好的是南北朝向。研究表明，建筑可取的边长长度，即最适宜的建筑比率。 建筑服务核的布置决定了平面外围的哪些部分对外开放（例如为了通风和更好的视野） ，合适的位置有利于建筑的热表现。 设计者在平衡设计时必须结合其他因素考虑太阳光路径和当地的风向 （如22、最佳的视野方向、基址形状和领近建筑等） 。在热带地区，服务核可以设在建筑“较热”的东边、西边或两边，以作为太阳光缓冲带。研究表明，在温带和寒带地区通过双核外形设计，窗户开在南北向，服务核放在东向或西向， 可以大大节约空调的能耗。 这种方案亦适用于赤道地区的纬度小于 40的地区。这种布置通过“空间隔热”缓冲区，大大减少了进入建筑内部空间的热量，同时也最大限度地防止了建筑内部热量的流失。在各种可能的服务核布置中（即中心核、双核或单边核） ，双核是最可取的） 。 建筑朝向的被动设计与建筑的平面形态、基址上的位置及对太阳光路径的朝向和当地的风向有关。例如，根据热带地区的太阳路径，建筑形态应该是以东西向23、为轴线的矩形，以减少建筑开阔面的太阳辐射。这是因为获得热量最大的来源是通过窗户的太阳辐射。 当然，热量获得随着时间和角度的不同而不同。建筑朝向的决定将影响后续的每个设计决策。每个建筑基址都有其特殊性，因此高层建筑的设计毫不例外也与基址相关。在决定如何使基址内的新建筑有利于环境时，必须考虑两个主要的基址因素：当地气候和基址内建筑的环境影响。当地气 8 候的影响可以是正面的也可以是负面的建筑朝向可以通过遮阳带植物或渗透性墙体加以缓和。通过仔细研究基本微观气候条件，就可以确定最合适的基址和建筑外形，消除不适合的基址区域（如被污染的和过于遮避的区域） ；通过建筑形式、植被和遮避带最大限度地开发基址剩余24、区域的潜能。 9 第二章第二章第二章第二章 可持续场地设计 第一节第一节第一节第一节 选址及总平面布局选址及总平面布局选址及总平面布局选址及总平面布局 建筑场地设计得当与否直接影响节能建筑的效果，同时对使用者的舒适度以及建筑的性能也有着重要的影响。场地可以通过设计及构筑物的配置来改善其微气候环境，充分发挥有益于提高节能效益的基地条件，避免克服不利因素。绿色生态建筑的总平面设计有广泛的余地和发展前景。总平面设计的绿色生态意识是注重建筑与基地条件协调过程中对微气候环境的尊重，通过建筑设计的手法达到节能的目的。 通常在进行场地设计之前，需要进行收集有关的基础资料，并对基地的现有特征和限制条件进行评估25、和分析。一般建筑场地设计要考虑的因素很复杂，其中与节能相关的包括地形、植被、太阳辐射、风和现有建筑等。这些因素共同创造了微气候。如果建筑师在场地设计中考虑了场地的自然条件及微气候，空间就会更加舒适、高效，并且也会充满趣味。 1.1 基地的选址及控制措施基地的选址及控制措施基地的选址及控制措施基地的选址及控制措施 建筑所处位置的地形地貌（如是否位于平地或坡地、山谷或山顶、江河或湖泊水系旁边）将直接影响建筑室内外的热环境及采暖制冷能耗的大小。建造者在规划设计中不再是单纯的强调美观、人的舒适性和方便性的主观需求，而是更注重建筑的形式、布局及技术要充分尊重基地的土地特征，使之对基地的影响降至最小。 在26、建筑的功能布局中，强调土地的综合利用是十分重要的一个环节。亦即在建筑功能布局时，把工作、居住、交通和其他服务设施结合起来综合予以考虑，把人们能够就近入学、就近工作、就近享用各种服务设施，缩短人们每天的出行距离，减少能耗。 建设生态化城市人居环境，需要在满足人们适度舒适的前提下，适当提高人口密度，以达到节约能源的目的。与此同时，亦有助于城市中心的复兴，提高城市中心的活力。但是另一方面，又要避免局部地区过分密集，建筑对城市的许多负面影响大多是由于建筑的过分密集造成的。 1.2 坡地的选址原则坡地的选址原则坡地的选址原则坡地的选址原则 充分利用已开发的土地资源，尽量减少对未开发土地的生态环境的破坏和27、干扰，是可持续场地规划的重要原则。 众所周知，山的南坡更加暖和，并且生长期最长。对大多数建筑类型而言，如果还有选择地理位置的余地，那么山的南坡仍然是最佳的选择。 由于太阳在冬天对山的南坡的照射最为直接，因此这里单位面积所接受到的太阳能量也最多。又由于在山的南坡，物体投射到地面的阴影最短，因此，这里受到阴影的遮蔽也最少，这两个原因，使得山的南坡成为冬天里最暖和的地方。 在寒冷地区：山的南坡日照最强，来自北方的冷风被山所阻挡。所以别把房子建在多风的山顶和冷空气聚积的低洼地带。 10 炎热干燥地区：应当把房屋建在山顶，以最大限度地保证自然风畅通无阻，但不要建在山顶的西边，以避开下午炙热的阳光。 建筑28、若能依山就势，挖掘转移和倾倒土方以及支撑土墙所耗费的能源与资源就会减少。另外，结合坡地的设计有助于阻止原生土壤流失和植被破坏。解决这个问题最适宜的设计手法就是高架走道和利用点状支撑结构。 寒冷地区：南向山坡地下部，接受最多的太阳辐射，冬季有防风保护，并且不受谷底聚集的寒冷空气的影响。 温和地区：山坡的中上部，日照和通风条件理想，并不受山脊风的影响。 干热地区：山坡底部，夜间下沉空气制冷，朝向东面，以减少下午的太阳辐射影响。附近如果有大面积水体，并且夏季风经过水面冷却可以导入建筑，这样的场地无疑更为有利。 湿热地区：山坡顶部，通风条件良好，朝向东面，以减少下午的太阳辐射得热。 第二节第二节第二节29、第二节 建筑总平面布局建筑总平面布局建筑总平面布局建筑总平面布局 2.1 总平面布局的影响总平面布局的影响总平面布局的影响总平面布局的影响因素因素因素因素 建筑的总平面布局，应强调空间的通透与开敞。结合地形特点，增加开敞空间；合理配置绿化，有意识的组织自然通风和减少太阳辐射；充分利用太阳能，以达到降低能耗，改善人居环境的目的。 各种建筑朝向墙面及居室内可能获得的日照时间和日照面积。建筑物墙面上的日照时间和日照面积。建筑物墙面上的日照时间，决定墙面接受太阳辐射热量的多少。冬季因为太阳方位角变化的范围小，在各朝向墙面上获得的日照时间的变化幅度很大。以北京地区为便，在建筑物无遮挡情况下，以南墙面的日30、照时间最长，自日出至日没，都能得到日照。北墙面则全日得不到日照。在南偏东（西）300 朝向的范围内，冬至日可有 9 小时日照，而东、西朝向只有 4.5 小时日照。 夏季由于太阳方位角变化的范围较大，各朝向的墙面上，都能获得一定日照时间。以东南和西南朝向获得日照时间较多，北向较少。夏至日南偏东及偏西 600 朝向的范围内，日照时间均在 8 小时以上。 建筑物室内的日照情况，同墙面上的日照情况大体相似。以北京地区（窗口宽 2.10 米,高1.5）为例，在无遮挡情况下，冬季在南偏东（西）450 朝向的范围内，室内日照时间都比较多，冬至日在这个朝向上，均有 6.5 小时以上的日照时间。 同时由于冬季太31、阳高度角较低，照到室内深度较大，所以在南偏东（西）450 朝向的范围内，室内日照面积都较小。在北偏东（西）450 朝向的范围内，冬至日室内全无日照。 夏季在南偏东（西）300 朝向的范围内，日照时间不多，而且日照面积很小，夏至日室内日照为 45.5 小时之间，日照面积只有冬至日的 47.3%。在东、西朝向上，夏季室内日照时间较多，而且日照面积很大，在夏至日室内日照时间有 6 小时，日照面积为冬至日的 2.7 倍。在北偏东（西）450 朝向的范围内，夏至日室内日照时数有 35 小时，日照面积也比东、西朝向少。从日照时间和日照面积的分析来看，北京地区的最佳建筑朝向在南偏东（西）300 朝向的范围内32、。 各种朝向墙面上可能接受的太阳辐射热量。墙面上接受的太阳直射辐射热量，除了与照射角度 11 和日照时间有关外，还与日照时间内的太阳辐射强茺有关。根据北京地区多年的实测值，计算出最冷月（1 月份）和最热月（7 月份）各朝向墙面上接受的太阳直射辐射热日总量，并作出太阳辐射热日总量变化图，冬季各朝向墙面上接受的太阳直射辐射热量，以南向最高为 16529 千焦/平方米日。而在北偏东（西）300 朝向的范围内，冬季接受不到太阳直射辐射热。 夏季各朝向墙面上接受的太阳直射辐热量，以东、西向为最多，分别为 7176 千焦/平方米日和8830 千焦/平方米日，南向次之为 4985 千焦/平方米日，北向最少为33、 3031 千焦/平方米日。由于太阳直射辐射强度一般是上午低、下午高，所以无论冬季或夏季，墙面上接受的太阳辐射热量，都是偏西的朝向比相应的偏东的朝向稍高一些。 夏季室外的最高气温，是出现在 1317 时之间，此时太阳位置正在西半天的方位上。可知建筑朝向在南偏西 45900（西向）朝向的范围内，西晒是比较强烈的。 各种朝向居室内可能获得的紫外线量，太阳光谱中的紫外线，有杀菌及改善室内卫生条件的效果。在一天中阳光紫外线的成份，是随太阳高度角的增加而增加，所以一天正午前后紫外线最多，日出以后及日没以前为最少。 根据多年的实践证明，在冬季各朝向居室内接受紫外线，以南向、东南和西南朝向较多，东、西朝向较34、少，大约只南向的二分之一。东北、西北和北向的居室，接受紫外线更少，太约只有南向和东南向的三分之一左右。这是由于日照时间少或没有日照，仅接受天空中散射辐射中的微量紫外线的缘故。因此，从接受紫外线多少来考虑，南偏东 45到西偏西 45朝向的范围内为较佳的建筑朝向。 主导风向与建筑朝向的关系。主导风向对冬季室内热损耗程度及夏季室内自然通风影响很大，因此选择建筑朝向，应在考虑日照的同时注意主导风向。 在北方寒冷地区，冬季为了建筑防寒，大部分主要居室的布置，应避免对着冬季主导风向，以免热损耗过大，影响室内温度。如北京地区，冬季主导风向是北风和西北风，从北偏南偏东 60到南偏西 60朝向的范围内，处于背风35、面，是冬季建筑物防寒的适宜朝向。 在南方炎热地区，争取良好自然通风是选择建筑朝向的主要因素之一。应将建筑物朝向尽量布置在与夏季主导风向入射角小于 45的朝向上，使室内得到更多的穿堂风。 但当总平面布置是行列式方式时，应当避免建筑物正对夏季主导风（即风向入射角等于零冬） ，以避免两栋建筑物之间，产生旋涡区过大，对后排建筑物的自然通风不利。在这种情况下，建筑朝向宜采取与夏季主导风向入射角在 3060之间的朝向上，以利于室内自然通风。 在多种风沙地区，建筑朝向要避免面对风沙出现季节和主导风向。宜使建筑物的纵轴平行于风沙季节的主导风向，如此可以保持室内的卫生条件，减少大面积墙面遭受风沙侵袭。此外，还要36、注意小气候中的风向问题。全国各地的风向图，列出了各地全年和夏季的年风频率和主导风向，设计时可查找参考。 2.2 建筑群体布局模式建筑群体布局模式建筑群体布局模式建筑群体布局模式 公共建筑群体布局模式相对比较灵活。而居住建筑由于形式相对比较固定，因此布局模式一般主要有行列式、周边式、散点式等几种。在居住区内，居民多数行动是在住宅组团内进行的，那里 12 邻里交往频繁，人民互相学习，互相帮助。因此居住区的规划布置要有一个适当的规模，考虑人对外部空间的心理感受，并满足一定的日照标准，提供一个舒适的生活空间。 由于建筑可以遮挡阳光和风，他们就在自身周围创造出一系列不同的微气候环境。设置室外活动场所的位37、置综合考虑阳光和风的方向。在温和湿润的夏季，当夏天风和阳光的方向是交叉的，室外活动场地可以布置在北面。那里有更多的阴影，并且有风吹过这个空间。然而当夏季风和阳光的方向一致时，活动场所不应该布置在北面。因为那样就没有风了。当凉风与炎热的太阳照射方向相反时，活动场所可以设置在有荫凉的地方，同时建筑不会遮挡住风。 1 行列式 行列式即建筑成行成排布置。这种住宅的布置方式曾经在我国十分普遍。它的优点是每户都能争取到好的朝向，有利于通风，又便于工业化施工。缺点是呆板单调，缺少变化，组团内部不易形成院落空间。另外，行列式南北向布置得住宅组团，冬季终日阴影区面积很大。在严寒地区，积雪不化，公共空间活动场地基38、本无日照，不利于居民户外活动。 2 周边式 周边式即建筑沿道路周边布置。其优点是具有良好的空间围合感，有安静，安全，方便的内院。缺点是有近 40%得住户深受东西晒之苦，尤其是在转角处，建筑形成自身阴影遮挡，使一定数目的房间终日不见阳光，对自然通风也不利。 3 混合式 混合式是在改变单纯的周边式或行列式布置产生的。优点是围合了部分外部空间，节约了用地，空间较为通透，减少了条形住宅的封闭感，景观较为活泼，而且还可以提供一块有阳光的场地供广大居民活动。对于居住区来说，这是十分难能可贵的。缺点是仍然有部分住宅日照条件不好。同时，混合式的布置方式在一定程度上兼具前两种组团布置模式的缺点，而且电式住宅的外39、墙面积大，对节能不利。 4 散点式 散点式即住宅单体全部选用点式，包括多层点式及高层点式。散点式并非一盘散沙，而是有一定规律的，一般常围绕住宅组团的中心设施，公共绿地，水面等布置。优点是空间通透，对整个居住区的日照通风有利。缺点是围合空间需精心设计，否则易被外来者穿越，造成居民使用上的不适。 不同的布局模式各有其特点，在规划设计时我们应该综合考虑。 2.3 建筑朝向建筑朝向建筑朝向建筑朝向 选择并确定建筑整体布局的朝向是建筑整体布局首先要考虑的主要因素之一。朝向的选择原则是冬季能获得足够的日照，并避开主导风向；夏季能利用自然通风，并防止太阳辐射。良好朝向是相对于建筑所处地区和特定地段条件而言的40、，在多种因素中，日照、采光、通风是评价建筑室内空间环境的主要因素，也是确定建筑朝向的主要依据。 能否在冬天采集到温暖的阳光，以及在夏天避免骄阳的炙烤，建筑物修建的方位和朝向对此有非常重要的意义。因此应尽量避免东西朝向。收条件所限不能保证时，可采用锯齿或错位方式布置 13 房间，以减少东西晒。同时可结合遮阳，绿化等措施来进一步减少西向热辐射强度。廊式空间，阳台空间的处理一方面可遮阳蔽日，以减少室内的热辐射；另一方面也满足了人与自然接触，对外交往的生理及心理需求，创造更好的人类居住环境。 建筑朝向的选择，涉及到当地气候条件、地理环境、建筑用地情况等，必须全面考虑。选择的总原则是：在节约用地的前提下41、，要满足冬季能争取较多的日照，夏季避免过多的日照，并有利于自然通风的要求。从长期实践经验来看，南向是全国各地区都较为适宜的建筑朝向。但在建筑设计时，建筑朝向受各方面条件的制约，不可能都采用南向。这就应结合各种设计条件，因地制宜地确定合理建筑朝向的范围，以满足生产和生活的要求。 选择建筑朝向，一般主要从以下几个方面来考虑。 各种建筑朝向墙面及居室内可能获得的日照时间和日照面积。建筑物墙面上的日照时间和日照面积。建筑物墙面上的日照时间，决定墙面接受太阳辐射热量的多少。冬季因为太阳方位角变化的范围小，在各朝向墙面上获得的日照时间的变化幅度很大。以北京地区为便，在建筑物无遮挡情况下，以南墙面的日照时间42、最长，自日出至日没，都能得到日照。北墙面则全日得不到日照。在南偏东（西）300 朝向的范围内，冬至日可有 9 小时日照，而东、西朝向只有 4.5 小时日照。 夏季由于太阳方位角变化的范围较大，各朝向的墙面上，都能获得一定日照时间。以东南和西南朝向获得日照时间较多，北向较少。夏至日南偏东及偏西 600 朝向的范围内，日照时间均在 8 小时以上。 建筑物室内的日照情况，同墙面上的日照情况大体相似。以北京地区（窗口宽 2.10 米,高 1.5）为例，在无遮挡情况下，冬季在南偏东（西）450 朝向的范围内，室内日照时间都比较多，冬至日在这个朝向上，均有 6.5 小时以上的日照时间。 同时由于冬季太阳高43、度角较低，照到室内深度较大，所以在南偏东（西）450 朝向的范围内，室内日照面积都较小。在北偏东（西）450 朝向的范围内，冬至日室内全无日照。 夏季在南偏东（西）300 朝向的范围内，日照时间不多，而且日照面积很小，夏至日室内日照为 45.5 小时之间，日照面积只有冬至日的 47.3%。在东、西朝向上，夏季室内日照时间较多，而且日照面积很大，在夏至日室内日照时间有 6 小时，日照面积为冬至日的 2.7 倍。在北偏东（西）450 朝向的范围内，夏至日室内日照时数有 35 小时，日照面积也比东、西朝向少。从日照时间和日照面积的分析来看，北京地区的最佳建筑朝向在南偏东（西）300 朝向的范围内。 44、第三第三第三第三节节节节 工程案列工程案列工程案列工程案列 3.1 工程工程工程工程简介简介简介简介 本工程为天津某项目投标，研究其规划布局对建筑环境的影响是十分有必要的。 合适的建筑形体朝向及布局可以充分利用风压的作用实现自然通风，开阔办公人员的视野，提高室内的舒适性。充分利用自然通风可有效的置换室内的空气，引入室外新风可以改善空气品质， 14 并节约室内空气调节系统的能耗。 合适的建筑位置和高度可以改善规划区域内的日照效果，可以保证办公楼本身具有良好的光环境，又可避免对其他建筑产生过分的遮挡，充分利用自然采光可以有效的节约照明能耗，改善办公人员的工作光舒适感，提高办公人员的工作效率。 通过45、对建筑规划范围内的建筑环境分析，可以使得建筑本身融入设计地块，达到设计与环境在生态上的和谐统一。 天津位于中纬度欧亚大陆东岸，面对太平洋，季风环流影响显著，冬季受蒙古冷高气压控制，盛行偏北风 ；夏季受西太洋副热带高气压左右， 多偏南风。天津气候属暖温带半湿润大陆季风型气候，有明显由陆到海的过渡特点：四季明显，长短不一；降水不多，分配不均；季风显著，日照较足；地处滨海，大陆性强。年平均气温 12.3 。 7 月最热，月平均气温可达 26 ； 1 月最冷，月平均气温为 -4 。年平均降水量为 550 680 毫米 , 夏季降水量约占全年降水量的 80 。 主导风向为西北偏北风，计算风速取 4m/s46、。 W eekl y Sum m ar yW eekl y Sum m ar yW eekl y Sum m ar yW eekl y Sum m ar yAver age W i nd Speed (km / h)Aver age W i nd Speed (km / h)Aver age W i nd Speed (km / h)Aver age W i nd Speed (km / h)Locati on: T i anj i n, CH N (39. 1? 117. 1?C ontour R ange: 0. 00 - 50. 00 km /hIn Steps of : 1. 00 k47、m /h?W eat her T oolkm /h380 梯度风示意图 梯度风满足下式： aggZZUU= 地形特点取值见表，本项目系数a取值为0.22。 地形特点系数取值 地面类型 适用区域 指数a 梯度风高度 A 近海地区，湖岸，沙漠地区 0.12 300m B 田野，丘陵及中小城市，大城市郊区 0.16 350m C 有密集建筑的大城市区 0.22 400m D 有密集建筑群且房屋较高的城市市区 0.3 450 m 16 人体于室外的热舒适度是人群影响在室外活动的一个重要因素。人们因身处的室外环境的气候情况而感觉到的不舒适程度将影响他们作该类活动的次数及密度。 Givonis热感觉指数是48、根据于2003年在日本进行的实验得出的地区数据，用来预测室外环境的热舒适状况而特别设计的指数系统。它考虑环境温度、相对湿度、风速、太阳辐射及防太阳辐射（如遮光板）及防风（如防风墙）设备对人体热感觉的影响。与Fangers舒适度指数相似，它也分为7个等级，代表热舒适度,由很冷至很热，以4为中等，7位最热。 下表显示根据一些预设的相对湿度，风速及太阳辐射数值，相对于一个热感觉指数的相等温度的计算示例。它概括地显示热感觉指数及气温的关系，太阳辐射的关系。 Givonis热感觉指数 相对湿度(%) 风速(m/s) 太阳辐射(W/m2) 气温(C) 4.5 80 1 400 24.4 5 80 1 4049、0 28.9 5.5 80 1 400 33.4 6 80 1 400 37.8 4.5 80 1 0 31.2 5 80 1 0 35.7 5.5 80 1 0 40.2 6 80 1 0 44.6 Givonis热感觉指数的计算示例 由于Givonis热感觉指数考虑了太阳辐射，它是为评估室外热舒适度而特别建立的系统。因此在此被选择作为分析自然通风时的热舒适度。 基于地区气候状况，Givoni研究得出的室外热感觉指数可根据所在位置的风速及气温，及水平太阳辐射量得出。 热舒适度准则由Givonis热感觉指数测定，当热感觉指数是4时表示中等，代表人体感到舒适。越高的热感觉指数代表越热的热环境。 50、本分析为整个研究地块建立了一个包括主要建筑规划三维模型。此计算流体动力学模型包含了研究范围内所有主要建筑。 由于主建筑规划三维模型庞大而外型复杂，整个计算流体动力学模型的网格数多于80万个，而其体积为800米 (长) x 500米 (宽) x 250米 (高) 。 为配合其复杂的几何形状， 利用了贴体网格技术。下图显示微气候的计算流体动力学模型。 17 模拟结果 室外1.5m高度风速分布图 18 冬季中午舒适度（Givonis） 夏季中午舒适度（Givonis） 结论： 微气候结果显示，整个地块均有较好的风环境，大部分区风速均不超过5m/s。且Givonis舒适度指标在35范围内，具有较好的室51、外舒适性。 3.3 庭院微气候分析庭院微气候分析庭院微气候分析庭院微气候分析 根据地块特点，主要分析以下四个庭院区域内风环境。 19 分析结果 A-A截面风速模拟图 A区域风环境图 N 20 B-B截面风速模拟图 B区域风环境图 C-C截面风速模拟图 C区域风环境图 D-D截面风速模拟图 D区域风环境图 结论 对于项目地块来讲， 四个庭院设计均有不超过3m/s的风速， 故庭院设计可很好的保证其私密性。 3.4 日照分析日照分析日照分析日照分析 研究目的：规划区域内各建筑互相的遮挡情况。 分析模型 21 分析结果（冬至日） 8:00 8:30 9:00 9:30 10:00 10:30 11:052、0 11:30 12:00 12:30 14:00 14:30 22 15:30 16:00 16:30 规划区域内各建筑距离较远且高度较低，两幢较高塔楼也相距较远，故互相之间不影响自然采光。 3.5 太阳能利用太阳能利用太阳能利用太阳能利用 研究屋顶及中央广场区域太阳辐射情况确定太阳能光电板和太阳能热水利用的可行性及广场绿化设计。 分析结果 屋顶太阳年辐射量（Wh/年） 23 W h 1 50 000 0+14 10 00 013 20 00 012 30 00 011 40 00 010 50 00 096 00 0087 00 0078 00 0069 00 0060 00 00I ns53、ol at i on Anal ysi sI nsol at i on Anal ysi sI nsol at i on Anal ysi sI nsol at i on Anal ysi sT ot al R adi at i onT ot al R adi at i onT ot al R adi at i onT ot al R adi at i onV al ue R ange: 600000 - 1500000 W h? E C O T E C T v 5 中央广场太阳年辐射量（Wh/年） 屋顶的年太阳辐射量有1200KWh/年m2，说明天津地区本方案有较好的太阳能资源，可设计为太阳54、能发电或者太阳能热水。 中央广场的年辐射量有1000KWh/年m2，可考虑种植喜阳植物或者设计为运动广场。 24 第三章第三章第三章第三章 体形与空间设计 体形是建筑的形状，所包容的空间是功能的载体，除满足一定的文化背景和美学要求外，还有其丰富的内涵。然而，生态节能建筑对体形有特殊的要求和原则，不同的体形对建筑节能效率的影响会大不相同。体形设计是建筑艺术创作的重要部分，结合节能策略的建筑形体设计赋予建筑创作更多的理性，并为创作带来灵感，而对建筑体形的节能控制则为建筑节能打好一个坚实的基础。 第一节第一节第一节第一节 建筑单体设计原则建筑单体设计原则建筑单体设计原则建筑单体设计原则 生态节能建筑55、设计首先要考虑其所在的气候区。 我国幅员辽阔，地形复杂。由于地理纬度、地势等条件的不同，各地气候相差悬殊。因此针对不同的气候条件，各地建筑的节能设计都对应不同的做法。炎热地区的建筑需要遮阳、隔热和通风，以防室内过热；寒冷地区的建筑则要防寒和保温，让更多的阳光进入室内。为了明确建筑和气候两者的科学关系，使各类建筑更充分地作用和适应性气候条件，做到因地制宜。 作为遮蔽所而存在的建筑物是人类生产生活不可或缺的附属物，建筑一般分为民用建筑和工业建筑两类，民用建筑又分为居住建筑和公共建筑，公共建筑包含有办公建筑，商业建筑，旅游建筑，科教文卫建筑，通信建筑以及交通运输用房。 建筑是艺术与技术的结合，并且随56、着技术的发展与进步，建筑中的技术含量有着明显的增长和专业化的趋势，具体到生态建筑更是如此，很难想象一个缺乏生态技术的生态建筑会是个什么样子，可以说，生态建筑的持续性在很大强度上是依赖于技术的有效性。 夏热冬冷地区的设计原则： 我国夏热冬冷地区的气候特点是夏季炎热闷湿，昼夜温差小，持续时间长。冬季气温虽然比寒冷地区高，但日照率低，潮湿阴冷。潮湿是该地区冬夏两季的共同特点。因此，该地区设计的首要问题是夏季应尽可能减少太阳辐射得热，冬季应有适当的保温措施，其可以采取的技术措施包括： 1 采用疏朗开敞的建筑形式和建筑布局。 2 考虑夏季导风的措施，兼顾冬季防风。 3 在平，剖面中组织自然通风。 4 设57、置内庭院，形成局部冷源。 5 开少量东西窗，以利于自然通风。 6 在夏季，对房屋，窗口进行遮阳。 7 对外墙，屋顶进行隔热处理。其中屋顶隔热最为重要，其次是东西向墙，可以采用蓄水屋面，种植屋面。 8 提高窗的热工性能。 25 9 开口部位在冬季采取保温措施。 10 对地面采取防止泛潮的措施，如采用虚热系数小或带有微孔德耐磨材料（如防潮砖等）做地面面层，底层等。 11 采用浅色的建筑里面。 12 采用自然空调。 在寒冷地区和夏热冬冷地区，由于冬季与夏季的设计手法有时是相互矛盾的，因此在设计中应该考虑留有变通的余地。例如遮阳设施可以采取活动式的，冬季需要阳光照射时拆去，夏天装上，空间或构件也可以设58、计成多功能的，例如用侧窗采光的中庭冬天可以集热，夏天可以抽风。叶片两面分别镀有深色涂料和反射性材料的百叶窗，冬天时可以利用深色涂料的一面吸收热量提高室温，夏天时可以利用反射一面反射阳光。 要强调因地制宜的原则，在总体设计中贯穿生态设计策略，为建筑单体创造良好的生态环境，催化生态建筑单体的生成。利用场地周边地理环境和建筑形体组织外部空间促进自然通风和降温，避开冬季风主导方向，避免不利风道产生；通过群体的组合形成完整的院落空间，创造良好的微气候，利用场地中的水体和绿化，调节微气候；通过建筑群体的组合，采用更适宜的结构方式，节约土地，发展地下建筑，掩体建筑，凡此种种都要求我们深入研究环境特征，充分利59、用环境优势，在设计中通过新建的建筑物发掘出环境最优的生态潜能。 第二节第二节第二节第二节 建筑建筑建筑建筑形体的选择形体的选择形体的选择形体的选择 建筑形体是一幢建筑物给人的第一直观印象。决定建筑体形的因素，或许是基地体形状，或许是建筑内部空间，或许是出于某种寓意，或许是多种目的的综合结果。由于决定因素的不同，建筑体形的形态千变万化。通过建筑体形设计达到节能目的是其中重要的一种。建筑体形决定了一定围合体积下接触室外空气和光线的外表面积，以及室内通风气流的路线长度，因此体形对建筑节能有重要影响。不同气候区及不同功能的建筑，节能要求所塑造的建筑体形是不同的。从节能角度出发来进行建筑体形设计已经成为60、许多建筑师设计构思的出发点，并产生了许多新颖别致、令人耳目一新的建筑作品。 1 保温方面考虑 从保温方面考虑体形，通常采取扩大受热面，整合体块和减少体形系数等方法，以最大获取太阳能，同时减少热损失。 2 从太阳能利用角度考虑 建筑南向玻璃在向外散失热量的同时也将太阳辐射引入室内，如果吸收的太阳辐射热量大于向外散失的热量，则这部分盈余的热量能够补偿其他外界面的热损失。受热界面的面积越大，补偿给建筑的热量就越多。因此太阳能建筑的体形不能以外表面面积越小越好来评价，而是以南墙面的集 26 热面足够大来评价。 3 采光和通风 为了达到此目的，建筑师通常设计研究具有自遮阳效果或者有利于自然通风的形体。除61、非建筑体量非常小，通常紧凑的体形不利于夏季的自然通风，并且增加了建筑的照明能耗和空调能耗等，这必然增加成本。 4 设计建筑的体形时，如果需要考虑相邻的建筑或未建场地利用日照的可能性，就需要引入太阳围合体的概念。太阳围合体指特定场地上不会遮蔽相邻场地的醉倒可建体积。它的大小，形状由场地的大小，朝向，纬度，需要日照的时段及相邻街道或建筑容许的遮阳程度决定。 第三节第三节第三节第三节 体形的控制体形的控制体形的控制体形的控制 建筑外界面是建筑与环境之间的通道。由于建筑体形不同，其室内与室外的热交换过程中界面面积也不相同。并且因形状不同带来的角部热桥敏感部位增减，也会给热传导造成影响。所以控制体形，给62、建筑师推荐相应的对节能有利的体形，使建筑设计过程对体形有正确的评价。 1 体形系数 体形系数是指被围合的建筑物室内单位体积所需建筑围护结构的表面面积。它不仅仅是一个热工性能参数，而且还体现了作为手段的外界面对空间的建构围护效率。因而，体形系数也是一个界面围护效率系数。由于热工能耗与建筑的外表面积呈线性正比，而对于正多面体而言，表面积与体积呈几何级数关系。 因此建筑在体积扩大时可以只投入较小的能耗增量而获得较多的舒适空间增量。 2 表面面积系数 主要针对南向设置集热面的节能建筑体形的控制。从建筑热工上讲，采暖建筑的能耗与外表面面积的大小成正比。集热装置接受太阳辐射，同时也向外散失热量。经热工计算63、，进行和合理设计,如玻璃的层数及设置适当的集热部件活动保温装置，可以做到集热装置吸收的辐射热量大于散失的热量。这部分热量用于补偿住宅的采暖负荷。因此，集热面积越大，补偿的热量就越多。 3 有利于避风的建筑形态 当风吹向建筑时，风向和风速会发生相应的改变。建筑的三维尺寸对其周围的风环境产生较大的影响，从节能的角度考虑，应创造有利的建筑形态，减少风流，减少风压，减少热耗损失。 当建筑物的外墙转角由直角改为圆角时有利于消除风涡流。台阶状建筑物或墙面与屋面圆滑过渡的建筑有利于导风和化解风势。屋顶面层为粗糙表面可以使冷风分解为无数小涡流，既可以减少风速又能多获得太阳能。 4 日照遮挡少的建筑形态 不同平64、面的建筑形体在不同季节内阴影位置和面积不同，节能建筑应选择日照遮挡少的建筑形体，以减少日照遮挡对太阳辐射得热的影响， 27 第四节第四节第四节第四节 空间分区空间分区空间分区空间分区 4.1 从热角度考虑从热角度考虑从热角度考虑从热角度考虑 （一）居住建筑 由于人们对各种房间的使用要求及在室内活动的情况不同，因而对各个房间室内热环境的需求也各异。居住者大部分生活在起居室和卧室内，对这部分热舒适指标比较关心，可以布置于采集太阳能较多的位置以保证室温。而对诸如厨房等则要求不高，可以放在西北侧。 （二）公共建筑 1 缓冲区 公共建筑中的一些房间，由于自身的使用性质，或者使用时间的长短，对温度没有严格65、的要求。可作为缓冲区，如商业建筑中的楼梯间、储藏室和卫生间等，应适应当集中，尽量沿西向或者东向布置，以减少营业厅的直接太阳辐射得热。实践证明这是一种有效的，有不会增加投资的节能设计方法。 如果缓冲区朝南，它可以为附近空间供热。这种情况下，其温度接近于室内温度。如果朝向东、西、北，它可以减小围护结构的热损失，但是不能提供冬季太阳得热。 2 产热区 在许多建筑的中心区域，由于设备和人员密集，会产生大量的热量。在有采暖需求的建筑可以利用这样的热源提供部分需热量。这类热源可以布置到利于向北面供暖的区域。 再温暖气候区，制冷需求占主导地位，产热区应该与其他空间隔离开。例如，商业建筑中应考虑商品自身发热及66、展示所需照明设备的发热量对周围环境的影响，散热量很大的电器售卖区一般应布置在顶层，以避免影响其他营业时间，并且可以设计单独的通风系统。 3 大进深建筑的日照 理想的被动式太阳能采暖建筑是在其南北进深方向不超过两个分区。这种布局使得建筑南面收集的太阳热能可以传递到北面。但是公共建筑往往在进深方向有多个分区，这就成为节能设计的挑战。 4.2 从采光角度考虑从采光角度考虑从采光角度考虑从采光角度考虑 在建筑节能设计中照明用能的多少占整个建筑节能的重要组成部分。因此我们提倡尽可能多利用天然采光，减少人工照明的使用。但是玻璃窗损失的热能是同等面积墙体的 6 倍。我们必须在对采光和热损失进行优化设计。 所67、有朝向均有自然采光的可能性，只是如何利用恰当的手段和技术的问题。采光最大的挑战是为最需要的区域提供光线，如建筑北向房间、内部空间和地面层。底层建筑的自然采光相对较好。单层建筑所有的室内空间都有可能引入自然光线。多层建筑的采光要困难一些，这时就应该在增加 28 占用土地和利用自然采光之间做权衡。 （一）不同地区建筑的采光 1 都市地区 在高楼的城市中，由于建筑之间相互遮挡，较低建筑或楼层的自然采光比较困难。所以，应将更需要光线的房间布置在上部，而不需要光线的房间布置在靠近地面的楼层。解决这一问题还可以利用中庭和采光井，将光线引入建筑中心，但是要注意保温，以减小热损失。对于顶部楼层，天窗能有效的弥68、补侧窗采光的不足。 2 寒冷气候区 应恰当地利用保温窗，在引入自然光的同时，不过多的损失舒适性和能量，慎重选择窗户，可以在大面积使用玻璃的同时，限制进入室内的太阳得热。垂直于太阳光的表面能获得大量的能量，这些能量成为寒冷天气的免费热源，但在夏季却成为空调设备的主要负荷。恰当的窗户朝向和遮阳设施有助于在减少夏季得热的同时，增加冬季得热。 3 多阴天的地区 多云的天空是比较明亮的漫射光源，对于自然采光设计来说是理想的光源。由于它不像直射阳光那样强烈，因此更容易控制。如果该地区多阴天或者雨天，增加窗户面积就成为有效地自然采光方法。增大北立面窗户面积的情况下，要注意必须采取措施避免过多的热损失。在多阴69、天地区推荐采用高透光率的玻璃。 4 多晴天地区 晴天能获得的光线主要是直射阳光，是来自太阳的最强光源，同时也最难控制。眩光和过度得热是直射阳光引起的两个最严重的问题。直射阳光非常明亮，透过一个小洞口的入射阳光就能够为很大的室内空间提供足够的采光。由于阳光是平行光源，所以很容易引导直射阳光，将它反射到建筑深处。反射窗台或带倾斜过梁的高窗可以增加透入的光线。另一个方法是分体式百叶。下部的百叶控制眩光，上部的百叶通常开启引入光线。 （二）不同功能空间的采光 不同功能空间接受天然光的程度不尽相同，最不需要遮阳控制及需要高照度的区域，是最适合自然采光的场所，如走廊，楼梯，中庭等；低照度要求的区域，无法获70、得自然采光，常常布置在建筑中心，如电梯，机械室和服务区域。这样可减少造价相对较高的围护结构和玻璃窗面积，降低了建筑的体形系数和照明用电的消耗。西面的光线通常很难控制，常常导致很高的制冷负荷和因眩光引起的视觉不适。所以，西面最好用做辅助房间，或光线变化无关紧要的空间，应避免设置工作区域。当然，如果采用了有效地外部设施控制直射阳光和眩光，西向还是可以用的。 29 （三）充分利用天然采光的设计原则 太阳高度角从冬季到夏季，从早上到晚上，每时每刻都在发生着变化。窗户的设计应该保证尽可能多的太阳光进入室内，但又不会形成眩光。当冬天太阳高度角比较低的时候，从窗户进来的直射光很可能会和周围环境形成强烈的亮度71、对比而形成眩光。 进入室内的天然光的数量取决于窗户开口的大小、 太阳辐射强度以及周围环境对太阳光的反射。开口的尺寸、角度、形状以及房间的层高、进深、室内家具的摆设都会影响天然采光在室内的分布。 4.3 从通风的角度考虑从通风的角度考虑从通风的角度考虑从通风的角度考虑 （一）通风原理 自然通风的降温原理有两种，其一是通过对流和蒸发直接使人体降温，称为人体降温。第二种是通过促使包围人体的建筑结构降温间接地使人体降温，称为结构降温，又称为夜间通风降温。降温方法的选择取决于气候因素、建筑类型以及所需的室内气候条件。 （二）通风方式 随着建筑技术的逐渐进步和不可再生能源的日益匮乏，建筑的高能耗问题越来越72、凸显出来。在发达的工业化国家，近 40的能源是在建筑中消耗的，据专家粗略估算，其中的 2334 可通过正确的、理想的建筑措施节省下来，建筑的节能设计受到越来越多的重视。近年来，在对节能技术广泛和深入研究的基础上，一些国家的建筑师们在一系列建筑创作中做出了探索和实践，自然通风和机械辅助式自然通风是一项成熟而低廉的技术措施，在建筑设计中应充分、合理地加以使用。自然通风取代空调制冷技术有两方面的意义:一是实现了被动式制冷。自然通风可在不消耗不可再生能源情况下降低室内温度,改善室内热环境；二是可提供新鲜、清洁的自然空气，带走潮湿污浊的空气，有利于人体的生理和心理健康。 自然通风在实现原理上有利用风压、73、利用热压、风压与热压相结合以及机械辅助通风等几种形式。现代人类对自然通风的利用已经不同于以前开窗、开门通风，而是综合利用室内外条件来实现。如根据建筑周围环境、建筑布局、建筑构造、太阳辐射、气候、室内热源等，来组织和诱导自然通风。在建筑构造上，通过中庭、双层幕墙、风塔、门窗、屋顶等构件的优化设计，来实现良好的自然通风效果。 自然通风最基本的动力是风压和热压。在具有良好的外部风环境的地区，风压可作为实现自然通风的主要手段。所示在我国大量的非空调建筑中，利用风压促进建筑的室内空气流通，改善室内的空气环境质量，是一种常用的建筑处理手段。风洞试验表明：当风吹向建筑时，因受到建筑的阻挡，会在建筑的迎风面产74、生正压力。同时，气流绕过建筑的各个侧面及背面，会在相应位置产生负压力。风压通风就是利用建筑的迎风面和背风面之间的压力差实现空气的流通。压力差的大小与建筑的形式、建筑与风的夹角以及建筑周围的环境有关。当风垂直吹向建筑的正立面时，迎风面中心处正压最大，在屋角和屋脊处负压最大。 自然通风的另一原理是利用建筑内部空气的热压差即通常讲的“烟囱效应”来实现建筑的 30 自然通风。利用热空气上升的原理，在建筑上部设排风口可将污浊的热空气从室内排出，而室外新鲜的冷空气则从建筑底部被吸人。热压作用与进、出风口的高差和室内外的温差有关，室内外温差和进、出风口的高差越大，则热压作用越明显。在建筑设计中，可利用建筑物75、内部贯穿多层的竖向空腔 如楼梯间、中庭、拔风井等满足进排风口的高差要求，并在顶部设置可以控制的开口，将建筑各层的热空气排出，达到自然通风的目的。与风压式自然通风不同，热压式自然通风更能适应常变的外部风环境和不良的外部风环境。 在建筑的自然通风设计中，风压通风与热压通风往往是互为补充、密不可分的。一般来说，在建筑进深较小的部位多利用风压来直接通风，而进深较大的部位则多利用热压来达到通风效果。 4.4 合理设计蓄热体合理设计蓄热体合理设计蓄热体合理设计蓄热体 蓄热体一般指可以存储热量的集热体。它有附属于建筑物构造体中或不附属于建筑物两种存在方式。如属于构造一部分时，则一方面支撑建筑物，另一方面具有76、储热体的功能。不为构造体的蓄热体能很简单地设置于建筑物中，可灵活增减，配合季节调节室内温度变化。 第五节第五节第五节第五节 工程案列工程案列工程案列工程案列 5.1 项目简介项目简介项目简介项目简介 本项目为位于大连，北侧面海，为打造地区标志性建筑而进行绿色生态设计。大连属于北温带季风型大陆性气候，是东北地区最温暖的地方。年平均气温 10C 左右，其中 8 月最热，平均气温24C，日最高气温超过 30C 的天数只有 10 至 12 天。1 月最冷，平均气温-5C，极端最低气温可达-21C 左右。60%-70%的降水集中于夏季，多暴雨，且夜雨多于日雨。 31 N15?30?45?60?75?9077、?105?120?135?150?165?180?195?210?225?240?255?270?285?300?315?330?345? 10? 20? 30? 40? 50? 60? 70? 80?89101112131415161st Jan1st Feb1st M ar1st Apr1st M ay1st Jun1st Jul1st Aug1st Sep1st O ct1st N ov1st D ecStereographi c D i agramStereographi c D i agramStereographi c D i agramStereographi c D i agr78、amLocat i on: D al i an, CH N Sun Posi t i on: - 178. 9? 55. 2?H SA: - 178. 9? VSA: 124. 8?W eather T oolTi m e: 12: 00D at e: 1st Apr i lD ot t ed l i nes: Jul y- D ecem ber . 太阳轨迹图 N O R T H15?30?45?60?75?E A S T105?120?135?150?165?S O U T H195?210?225?240?255?W E S T285?300?315?330?345?10 km /h2079、 km /h30 km /h40 km /h50 km /hhr s451+4053603152702251801359045Prevai l i ng W i ndsPrevai l i ng W i ndsPrevai l i ng W i ndsPrevai l i ng W i ndsW i nd Frequency (H rs)W i nd Frequency (H rs)W i nd Frequency (H rs)W i nd Frequency (H rs)Locat i on: D al i an, CH N ( 38. 9? 121. 6?D at e: 1st Janua80、r y - 31st D ecem berTi m e: 00: 00 - 24: 00?W eat her T ool 区域风玫瑰图 32 Jan14t h28t hFeb14t h28t hM ar14t h28t hApr14t h28t hM ay14t h28t hJun14t h28t hJul14t h28t hAug14t h28t hSep14t h28t hOct14t h28t hNov14t h28t hDec14t h28t h1st Januar y t o 31st Decem ber- 10- 10001010202030304040?DR Y BULB TEM81、 PER ATURE - Dal i an, CHN 全年气温变化图 Jan14t h28t hFeb14t h28t hMar14t h28t hApr14t h28t hMay14t h28t hJun14t h28t hJul14t h28t hAug14t h28t hSep14t h28t hOct14t h28t hNov14t h28t hDec14t h28t h1st Januar y t o 31st DecemberRELATI VE HUM I DI TY - Dal i an, CHN 0% 0% 20% 20% 40% 40% 60% 60% 80% 80% 10082、% 100% 全年湿度变化图 JanFebMarAprMayJunJulAugSepOctNovDec110010009008007006005004003002001000Radiation flux (W/m?Date: Sat 01/Jan to Fri 30/DecGlobal radiation: (x.aps) 全年直接辐射变化图 33 夏季室外风环境及建筑表面风压图 34 冬季季室外风环境及建筑表面风压图 冬至日日照阴影图 夏至日日照阴影图 35 规划可视度分析 区域太阳能利用 5.2 规划布局策略研究规划布局策略研究规划布局策略研究规划布局策略研究 塔楼平面为钻石形状，研究三种83、不同朝向的方案，通过计算模拟塔楼的风压分布得到朝向的优化方案。 36 方案一规划布局 方案二规划布局 方案三规划布局 模型及网格 37 模拟结果 38 方案一压力图 方案二压力图 方案三压力图 结论： 方案一 方案二 方案三 迎风面相对最大压力（Pa) 20 19 20 背风面相对最小压力（Pa) -0.5 -3 -3 压差（Pa) 20.5 22 23 通过模拟比较可知：方案一的压差小于方案二及方案三，即其所受到的风力作用最小，对高层建筑来讲，其所受的风力荷载最小，相对于其他两种方案可以相应的减少结构材料，即使在设计相同的结构方案下，其风力作用下的安全性能是最好的，故选用方案一作为优化方案。84、 5.3 规划可视度研究规划可视度研究规划可视度研究规划可视度研究 研究目的：塔楼西侧为两片绿地，分析两种方案对这片绿地的可视化程度，得出塔楼在规划区域内布局的优化方案。 39 模拟结果： 方案一规划可视度 40 方案二规划可视度 结论： 面积比率（%） 可视百分比范围（%） 方案 0 方案一 0%25% 5.84 14.91 25%50% 94.16 85.11 面积比率对比0%25%0%25%25%50%25%50%010203040506070809010012方案面积比率 计算结果显示：由于方案二的塔楼位置约在方案一东侧 40m左右位置处，造成在塔楼南侧 5 个建筑遮挡视线的影响程度方85、案二比方案一要大，所以方案一在可视百分比 25%50%范围内的面积比率高于方案二，即在对绿地范围的可视程度而言，方案一要优于方案二。 41 第四章第四章第四章第四章 围护结构节能设计围护结构节能设计围护结构节能设计围护结构节能设计 在拥挤的城市环境中，建筑选址、体形和朝向往往易受到诸多因素的制约，而没有太多的灵活性可言，因此很多情况下建筑师用来调节的主要手段就是围护结构设计。 被动式节能是指建筑物本身通过各种自然的方式来收集和储存能量，建筑物与其周围的环境之间形成自循环的系统，不需要耗能的机械设备来提供支持也能充分利用自然资源，达到节约传统能源的效果。另外也可以说是利用建筑结构本身来完成对自然86、界的适应，使建筑物以趋利避害的方式来节约传统能源，这些特性也决定了推广被动式节能建筑的可行性。 主动式节能是指利用各种机电设备组成主动系统（自身需要耗能）来收集、转化和储存能量，以充分利用太阳能、风能、水能、生物能等可再生能源，同时提高传统能源的使用效率。主动式节能的特点是对设备和技术的要求较高；一次性投资大；在使用过程中需要消耗能源，最好作为被动式设计的补充手段应用在建筑中。但对于机场航站楼这样的大型建筑来说，主动式节能是必须的而且必将大有可为。 虽然建筑体形和朝向对于减少过多的太阳辐射量很重要，但是也可能通过建筑围护结构设计，部分抵消因不当朝向和体形造成的得热量。此类设计方法包括浅色外墙面87、局部遮阳的窗户、足够的保温措施等等。同样的，通过立面和窗户的细部设计也可以部分地补偿不当的朝向所引起的通风问题。 从适宜居住的角度讲，我国绝大部分地区的居住建筑都需要采取一定的技术措施来保证冬夏两季的室内热舒适环境。冬夏两季室内维持的温度与室外的温度有很大的差别。这个温差导致能量以热的形式流出或者流入室内，采暖、空调设备消耗的能量只要就是用来补充这个能量损失的。在相同的室内外温差条件下， 建筑围护结构保温隔热性能好坏直接影响到流出或者流入室内热量的多少。建筑围护结构保温隔热性能好，流出或者流入室内的热量就少，采暖、空调设备消耗的能量也就少；反之，建筑围护结构保温隔热性能差，流出或流入室内的热88、量就多，采暖、空调设备消耗的能量就多。 第一节第一节第一节第一节 节能墙体节能墙体节能墙体节能墙体 在一栋建筑的外围护结构中，墙体所占的比列最大，通过墙体传入和传出的热量也最多。因此首先要注意提高墙体的保温隔热性能，减少通过墙体的热损失。提高墙体保温隔热性能的方法大致 42 有两类，一类就是一般保温隔热墙体，另一类就是集热蓄热墙。 1.1 双层墙体双层墙体双层墙体双层墙体 双层墙也叫夹心墙,是可以承重保温的墙体,从墙体的受力性能,耐久性和隔热抗震等看,这种墙体是其他墙体难以比拟的,它是西方很多国家普遍应用的节能墙体.在我国的北方也有应用了.它由内外层墙体和夹心保温层组成.可以就地取材的使用各种89、保温材料.它的内外墙变形协调,即使在大地震情况下,外墙也不会失稳破坏.它的内墙耐久性好,裂缝很少出现.它就象马步站桩一样,很有功力。两层墙体之间留有一定得间距，夏季做通风间层用，有时还可以向间层内喷撒水，达到蒸发降温的目的；冬季做封闭空气间层，加强了墙体的保温性能。 1.2 通风墙与通风遮阳墙通风墙与通风遮阳墙通风墙与通风遮阳墙通风墙与通风遮阳墙 通风墙主要利用通风间层排除一部分热量。例如空斗砖墙或空心圆孔板墙之类的墙体，在墙上部开排风口，在下部开进风口，利用风压与热压的综合作用，使间层内空气流通排除热量。通风遮阳墙是墙体既设通风间层，又设遮阳构件，既遮挡阳光直射减少日辐射的吸收，又通过间层的90、空气流动带走部分热量的墙体。 通风遮阳墙在墙面上还可以种植攀缘植物，如牵牛花等绿化遮阳。 1.3 充水墙体充水墙体充水墙体充水墙体 利用水的流动性和蓄热系数高的特点，可以构造一种水墙式应变界面：将水充入墙体内的间层或导管内，通过调节间层或导管内水量的多少来控制墙体的隔热性能以及热容量，还可以借此形成的水流的往复循环系统在夏季带走墙体吸收的多余热量。如将此墙应用于夏热冬冷的建筑西墙，冬季墙体导管内不充水，空气间层加大，隔热性能提高而利于保温；在夏季使墙体内充满循环水流，大部分太阳辐射热被水流吸收带走，既阻隔了日晒，又获得了热水，可谓一举两得。 1.4 墙体绿化墙体绿化墙体绿化墙体绿化 通过种植攀91、缘植物对墙体绿化，减少太阳辐射。 第二节第二节第二节第二节 窗的窗的窗的窗的绿绿绿绿色生态设计色生态设计色生态设计色生态设计 窗户的基本作用是采光、通风和观看等。这几方面综合考虑才能确定窗口的理想位置和大小。 2.1 侧窗侧窗侧窗侧窗 （一）侧窗的自然采光 各个朝向的窗户均有采光的可能性。窗户的最佳朝向由用途决定的。例如，如果冬天采用被动式太阳能采暖，南向玻璃是最有利的；北向玻璃几乎没有直射光，但自然采光条件优越。然而为了获得最佳效果，每个朝向应该区别对待。 北向能获得高质量的均匀光线和最小的得热量，但在采暖期存在着热损失大和随之而来的舒适性差的问题。只在清晨和黄昏前需要遮阳。 43 南向尽管92、光线变化大，仍是获得强烈光线的最佳朝向，并且很容易遮阳。 东西向遮阳困难。遮阳对于这两个朝向的舒适性至关重要，尤其是西向。 （二）侧窗的增效措施 大面积玻璃并不能保证良好的采光。有几种装置和建筑设计技巧可以获得满意的光线质量和数量。这些装置的大体功能有三：漫射或反射阳光使其重新分布；消除室内表面过多的亮光；消除眩光和直接阳光辐射。诸如反光板、百叶和深窗洞等建筑元素都可以改善光线分布。如果是浅色的，采光会更加均匀。另外，建筑的遮阳板以及室外的植物在夏季都能阻挡直射阳光，减少得热；在冬季阳光仍能进入建筑提供热量。 （三）侧窗的自然通风 穿堂风的效果依赖于设计。自动控制风口一般适用于大型公共建筑。窗93、户的形式对室内气流的路径和降温效果有很大的影响。 2.2 天窗天窗天窗天窗 建筑中心采光是通过天窗实现的，一般类型包括平天窗、高侧窗、矩形天窗和锯齿形天窗。天窗最适合大空间单层建筑的采光，而不适合照亮特定的物体，也不适合多层建筑，除非是顶层房间或者通过中庭采光。屋顶采光来自没有遮挡的天空，是最有效的采光方式，也能用于通风。中小学特别适合利用自然采光，因为一般都是在白天使用，而且很多是单层建筑，可以用天光来照亮内部空间，从而设计成进深相对较大的建筑。 第三节第三节第三节第三节 遮阳遮阳遮阳遮阳 3.1 内遮阳内遮阳内遮阳内遮阳 内遮阳因其安装、使用和维护保养都十分方便而应用普遍。无论是自己挑选加94、工的布帘还是生产商提供的遮阳产品，如百叶帘、卷帘、垂直帘等，用户可选择的式样很多。浅色的窗帘比深色的遮阳效果好。 但是，内遮阳的隔热效果不如外遮阳。使用内遮阳时，阳光照射到玻璃，并透过玻璃到达遮阳设施，使房间升温。而外遮阳使得大部分阳光只能直射到遮阳设施，来自阳光的辐射热不能直接到达室内空间。因此，用外遮阳较内遮阳可以使室温低 10%20%。 这意味着可以节约大量的空调电费。 当然，对于住宅室内窗帘的实用功能不仅限于遮阳的考虑，还有私密性的需要，即遮挡外来视线。而且窗帘还是改善室内空间品质的重要手段之一，因此在居住建筑中室外遮阳不可能完全替代室内窗帘。 3.2 外遮阳外遮阳外遮阳外遮阳 夏季外95、窗节能设计应该首选外遮阳。使用外遮阳往往不只是使用者个人的事情，因为建筑立面会不可避免地为之改变。经常可以看到，夏季炎热地区一些未经过遮阳设计的公寓住宅，许多住家 44 各自拉起了帆布蓬和安装遮阳板，或者种植植物。而有些不恰当的遮阳措施既达不到有效地隔热，还给居住生活带来不便。这就需要建筑师在建筑设计时结合造型予以充分的考虑。 随着住宅空调的日益普及，夏季空调耗能巨大。炎热的夏季，在通过建筑外窗的热量中，占窗面积 80%的玻璃的得热是第一位，是造成室内过热或严重增加空调制冷负荷的主要原因。因此遮阳是夏季隔热最有效的措施，它反射和吸收绝大部分的太阳热能，避免太阳辐射直接进入室内空间，有利于防止温96、室升高和波动，达到节能目的。 第第第第四四四四节节节节 工程案列工程案列工程案列工程案列 4.1 工程简介工程简介工程简介工程简介 本项目位于四川省成都市，由四幢塔楼和商业裙房组成，北临红星路三段，南临北纱帽街，东临大慈寺路， 西临江南馆路， 本分析根据建筑师要求， 在满足 公共建筑节能设计标准 (GB50189-2005)的条件下，最大限度的应用单层玻璃，满足使用要求。 项目效果图 45 项目规划平面图 4.2 窗墙面积比计算窗墙面积比计算窗墙面积比计算窗墙面积比计算分析分析分析分析 根据提供资料，对各朝向的窗墙面积比进行了计算，结果如下： 1北向（红星路三段） ECADI 计算面积（m2)97、 图纸标注面积（m2) A 复合铝板+B 石材 2962 2962 C 中空玻璃 2808 D 非中空玻璃 3454 6263 窗墙比 0.68 0.68 2南向（北纱帽街） ECADI 计算面积（m2) 图纸标注面积（m2) B 石材 5728 5728 C 中空玻璃 3190 D 非中空玻璃 298 6173 窗墙比 0.38 0.52 3东向（大慈寺路） ECADI 计算面积（m2) 图纸标注面积（m2) A 复合铝板+B 石材 1701 1701 C 中空玻璃 939 D 非中空玻璃 428 1368 窗墙比 0.45 0.45 4西向（江南馆街） ECADI 计算面积（m2) 图纸标98、注面积（m2) B 石材 1216 1216 46 C 中空玻璃 1899 D 非中空玻璃 347 2246 窗墙比 0.65 0.65 各朝向外窗（包括玻璃幕墙）热工性能要求： 根据公共建筑节能设计标准(GB50189-2005)，商业裙楼各朝向外窗（包括玻璃幕墙）热工性能要求如下表所示： 朝向 窗墙比 传热系数 W/(m2K) 遮阳系数 SC 可见光透射比 北向（红星路三段） 0.58 2.5 0.50 南向（北纱帽街） 0.52 2.5 0.40 东向（大慈寺路） 0.37 3.0 0.50 0.40 西向（江南馆街） 0.65 2.5 0.40 各立面外窗（包括玻璃幕墙）选用建议： 目99、前，商业裙楼各立面可能部分采用钢化透明玻璃(19mm)，其传热系数为 5.3 W/(m2K)，遮阳系数为 0.81。下面的计算均是根据钢化透明玻璃的热工参数推断中空 Low-e 玻璃的热工参数。 1传热系数【单位：W/(m2K)】 规范规定值 非中空玻璃幕墙传热系数 非中空玻璃比例 中空Low-e玻璃幕墙传热系数计算值 北向 （红星路三段） 2.5 5.3 0.48 -0.1 南向（北纱帽街） 2.5 5.3 0.29 1.4 东向（大慈寺路） 2.5 5.3 0.44 0.3 西向（江南馆街） 2.5 5.3 0.29 1.4 2遮阳系数 规范规定值 非中空玻璃幕墙遮阳系数 非中空玻璃比例 100、中空 Low-e 玻璃幕墙遮阳系数计算值 北向（红星路三段） 0.5 0.81 0.48 0.2 南向（北纱帽街） 0.4 0.81 0.29 0.23 东向（大慈寺路） 0.4 0.81 0.44 0.08 西向（江南馆街） 0.4 0.81 0.29 0.23 3可见光透射比 规范规定值 非中空玻璃幕墙可见光透射比 非中空玻璃比例 Low-e 中空玻璃幕墙可见光透射比 北向（红星路三 47 段） 南向 （北纱帽街） 东向 （大慈寺路） 0.4 0.84 0.31 0.20 西向 （江南馆街） 由结果可以看出： ? 北向（红星路三段）和西向（江南馆街）窗墙比均已经超出公共建筑节能设计标准(G101、B50189-2005)对窗墙比的要求，需进行动态权衡计算；建议通过一些建筑手法（比如玻璃后面衬保温材料等）将窗墙比控制在 0.70 以下。 ? 北向（红星路三段）的非中空玻璃所占的比例太大，需要减少至 10以内，即北向（红星路三段）的非中空玻璃面积应小于 770m2。 ? 南向（北纱帽街）的非中空玻璃所占的比例也太大，需要减少至 10以下，即东向（大慈寺路）的非中空玻璃面积应小于 730m2。 ? 东向（大慈寺路）的非中空玻璃所占的比例也太大，需要减少至 10以下，即东向（大慈寺路）的非中空玻璃面积应小于 350m2。 ? 西向（江南馆街）的非中空玻璃所占的比例也太大，需要减少至 10以下，102、即东向（大慈寺路）的非中空玻璃面积应小于 400m2。 ? 此时应控制玻璃幕墙的传热系数2.2 W/(m2K)、遮阳系数0.35，采用常规的低透光型低辐射中空玻璃窗(6 Low-E +12A+6)及断热型材【断热型材的传热系数应5.0W/(m2K)，窗框比例10】即可满足节能要求。 48 第五章第五章第五章第五章 方案创作中的绿色策划过程方案创作中的绿色策划过程方案创作中的绿色策划过程方案创作中的绿色策划过程 第一节第一节第一节第一节 建筑创作配合模式建筑创作配合模式建筑创作配合模式建筑创作配合模式 由于绿色建筑本身涉及很多专业，而建筑师在方案创作的过程中又很难面面俱到，所以存在建筑物理专业工103、程师配合建筑师在方案创作中给与优化意见，避免由于建筑初期的考虑不周全而导致后期设计力不从心，绿色建筑发展本着优化项目提升建筑品质的考虑，对方案创作过程中各部分环节给与配合工作，如下表： 建筑专业创作过程 绿色建筑专业创作过程 建筑创作步骤 时间（天） 绿色建筑专业工作步骤 时间（天） 1 理解设计任务书 1-2 天 1 理解设计任务书 1-2 天 2 查阅资料 2-3 天 2 查阅资料 2-3 天 3 方案形体构想 5 天 3 绿色概念策划 5 天 4 sketch 建模 1 天 4 整理气象参数文件 1 天 5 优化形体（控制体形系数，避免影响后续设计的节能效果） 2 天 6 建立微气候分析104、模型 2 天 7 运行程序得到初步结论（控制建筑布局，得到利于各季节微气候的方案） 2 天 8 建立采光日照分析模型 2 天 5 方案论证及调整 10 天 9 运行程序得到初步结论（控制建筑高度，得到利于各季节采光日照的方案） 2 天 6 效果图 7 天 10 整理绿色建筑文本 7 天 7 整理文件 2 天 11 整理绿色建筑给其他各专业的要求文件 2 天 8 给各专业提资料 1 天 12 给各专业提资料 1 天 9 正式出标 3 天 13 提建筑专业调整正式出标 3 天 49 第二节第二节第二节第二节 课题展望课题展望课题展望课题展望 本课题虽然取得一定的成果，但由于能力和专业的局限，研究还有很多不足与遗憾，课题组也希望在以后的科研项目继续展开类似的研究工作： 1 由于建筑创作中还有很多的其他专业的要求，绿色策划模式并没有与其完整配合，比如消防，车行路线或者业主的特殊要求，建筑创作应该是由各个专业共同设计完成的成果，目前还没有系统的和其他各专业配合的经验。 2 绿色策划模式以建筑物理模拟为专业基础，存在大量的数值试验过程，需要实测给与结果正确的论证评判，希望相关专家支持以后完成这项工作。