1、1 建筑方案創作中的綠色策劃模式建筑方案創作中的綠色策劃模式建筑方案創作中的綠色策劃模式建筑方案創作中的綠色策劃模式 華東建筑設計研究院有限公司華東建筑設計研究院有限公司華東建筑設計研究院有限公司華東建筑設計研究院有限公司2010 年年年年 10 月月月月1 目目目目 錄錄錄錄 第一章第一章第一章第一章緒論緒論緒論緒論.3 第一節第一節第一節第一節綠色建筑技術應用概況綠色建筑技術應用概況綠色建筑技術應用概況綠色建筑技術應用概況.3 第二節第二節第二節第二節綠色創作模式主要研究內容綠色創作模式主要研究內容綠色創作模式主要研究內容綠色創作模式主要研究內容.4 第二章第二章第二章第二章可持續場地設計

2、可持續場地設計可持續場地設計可持續場地設計.9 第一節第一節第一節第一節 選址及總平面布局選址及總平面布局選址及總平面布局選址及總平面布局.9 1.1 基地的選址及控制措施基地的選址及控制措施基地的選址及控制措施基地的選址及控制措施.9 1.2 坡地的選址原則坡地的選址原則坡地的選址原則坡地的選址原則.9 第二節第二節第二節第二節 建筑總平面布局建筑總平面布局建筑總平面布局建筑總平面布局.10 2.1 總平面布局的影響因素總平面布局的影響因素總平面布局的影響因素總平面布局的影響因素.10 2.2 建筑群體布局模式建筑群體布局模式建筑群體布局模式建筑群體布局模式. 11 2.3 建筑朝向建筑朝向

3、建筑朝向建筑朝向.12 第三節第三節第三節第三節 工程案列工程案列工程案列工程案列.13 3.1 工程簡介工程簡介工程簡介工程簡介.13 3.2 場地微氣候分析場地微氣候分析場地微氣候分析場地微氣候分析.15 3.3 庭院微氣候分析庭院微氣候分析庭院微氣候分析庭院微氣候分析.18 3.4 日照分析日照分析日照分析日照分析.20 3.5 太陽能利用太陽能利用太陽能利用太陽能利用.22 第三章第三章第三章第三章體形與空間設計體形與空間設計體形與空間設計體形與空間設計.24 第一節第一節第一節第一節建筑單體設計原則建筑單體設計原則建筑單體設計原則建筑單體設計原則.24 第二節第二節第二節第二節建筑形

4、體的選擇建筑形體的選擇建筑形體的選擇建筑形體的選擇.25 第三節第三節第三節第三節體形的控制體形的控制體形的控制體形的控制.26 第四節第四節第四節第四節空間分區空間分區空間分區空間分區.27 4.1 從熱角度考慮從熱角度考慮從熱角度考慮從熱角度考慮.27 4.2 從采光角度考慮從采光角度考慮從采光角度考慮從采光角度考慮.27 4.3 從通風的角度考慮從通風的角度考慮從通風的角度考慮從通風的角度考慮.29 4.4 合理設計蓄熱體合理設計蓄熱體合理設計蓄熱體合理設計蓄熱體.30 第五節第五節第五節第五節 工程案列工程案列工程案列工程案列.30 5.1 項目簡介項目簡介項目簡介項目簡介.30 5.

5、2 規劃布局策略研究規劃布局策略研究規劃布局策略研究規劃布局策略研究.35 5.3 規劃可視度研究規劃可視度研究規劃可視度研究規劃可視度研究.38 第四章第四章第四章第四章圍護結構節能設計圍護結構節能設計圍護結構節能設計圍護結構節能設計.41 第一節第一節第一節第一節節能墻體節能墻體節能墻體節能墻體.41 1.1 雙層墻體雙層墻體雙層墻體雙層墻體.42 1.2 通風墻與通風遮陽墻通風墻與通風遮陽墻通風墻與通風遮陽墻通風墻與通風遮陽墻.42 1.3 充水墻體充水墻體充水墻體充水墻體.42 1.4 墻體綠化墻體綠化墻體綠化墻體綠化.42 第二節第二節第二節第二節 窗的綠色生態設計窗的綠色生態設計窗

6、的綠色生態設計窗的綠色生態設計.42 2.1 側窗側窗側窗側窗.42 2.2 天窗天窗天窗天窗.43 2 第三節第三節第三節第三節 遮陽遮陽遮陽遮陽.43 3.1 內遮陽內遮陽內遮陽內遮陽.43 3.2 外遮陽外遮陽外遮陽外遮陽.43 第四節第四節第四節第四節 工程案列工程案列工程案列工程案列.44 4.1 工程簡介工程簡介工程簡介工程簡介.44 4.2 窗墻面積比計算分析窗墻面積比計算分析窗墻面積比計算分析窗墻面積比計算分析.45 第五章第五章第五章第五章方案創作中的綠色策劃過程方案創作中的綠色策劃過程方案創作中的綠色策劃過程方案創作中的綠色策劃過程.48 第一節第一節第一節第一節建筑創作配

7、合模式建筑創作配合模式建筑創作配合模式建筑創作配合模式.48 第二節第二節第二節第二節課題展望課題展望課題展望課題展望.49 3 第一章第一章第一章第一章 緒論 進入新世紀, 全球經濟一體化速度加快,現代科學技術日新月異。中國經濟快速穩步發展也推動了建筑業的迅猛發展。但在經濟發展的同時社會也面臨著一系列嚴重挑戰：自然資源過度消耗；生態破壞環境污染；氣候變異等。 建筑業也要走可持續發展道路, 其基本內涵即要改變以犧牲環境為代價，掠奪性的，甚至是破壞性的發展模式。提高“綠色建筑設計”水平和推進“綠色節能建筑”的發展已是我國刻不容緩之事。大力發展綠色建筑是當前建筑業的一個重大變革，推進綠色建筑對于中

8、國建筑設計業也是一個新的挑戰，綠色建筑在 21 世紀必將得到長足發展。 綠色建筑設計需體現在建筑設計全周期內， 方案設計階段就成為設計體現綠色理念的關鍵階段。從選址到格局 ,從朝向到風向,從平面到立面,從間距到外形,從單體到群體， 有利于節能并體現空間的陽光感，流動感與體量感。充分應用建筑設計中各類節能、環保生態建筑技術可以在方案設計階段強化可持續設計理念，避免很多在深化設計中可能出現的不合理設計。所以建立方案設計中的綠色策劃模式就顯得尤為重要。 方案設計中的綠色策劃模式的建立可以優化建筑設計中的布局，節能設計及利用可再生能源和節約資源。 布局設計可以充分考慮規劃范圍內的風環境；保護規劃范圍的

9、生態完整性和生物的多樣性；盡量減小規劃范圍的熱島效應；合理優化綠地范圍，局部環境內能夠防止水土流失，降低污染和隔絕噪聲。 節能設計可以充分考慮合理的朝向設計，充分利用自然光代替人工照明；要留出足夠的間距保證冬季的日照時間；優化合理的建筑體形系數以降低建筑能耗；提高圍護結構熱工性能以充分滿足節能和采光的要求。 可再生自然能源的利用對實現綠色建筑至關重要，自然界可再生自然能源有很多，其中太陽能，水能，風能等均是常見的可再生能源。 合理的減少資源消耗對綠色建筑也是有重要的意義，充分的資源再利用及節水技術可以最大限度的降低建筑成本。 第一節第一節第一節第一節 綠色建筑技術應用概況綠色建筑技術應用概況綠

10、色建筑技術應用概況綠色建筑技術應用概況 “綠色”和“生態”作為設計理念,是時下規劃師、建筑師在城市可持續發展戰略背景下積極探索的主題之一。綠色建筑就是指在建筑生命周期(選址、規劃設計、施工、使用管理及拆除過程)中，以最節約能源、最有效利用資源的方式，建造最低環境負荷情況下最安全、健康、高效及舒適的居住 4 空間，達到人及建筑與環境共生共榮、永續發展。綠色建筑最終的目標是以“綠色建筑”為基礎進而擴展至“綠色社區”、“綠色城市”層面，達到促進建筑永續發展的目標。綠色建筑，又稱為生態建筑。這意味著建筑不僅被作為非生命元素來對待，而更被視為自然生態循環系統的一個有機組成部分。 首先，在建筑體形和空間處

11、理上盡量壓縮交通面積以減少不必要的空間浪費；其次，充分利用自然光和自然通風，保證主要工作空間朝向南或西南以爭取最大限度地利用自然能源；第三，采用靈活的鋼框架結構，便于將來任何可能的空間和功能的調整；第四，設置了高反射率的屋頂，不僅由此降低了保暖及空調設備的能耗，還減少了產生城市熱島效應的可能性。 最大限度地利用自然采光和通風，在無法減少建筑面積的情況下，使用了統一而又有變化的建筑語言從視覺上減小建筑體量。塔樓菱形的平面布局，增加了結構的穩定性和靈活性，并與當地的主導風向吻合，從而對改善區域小氣候大有幫助。建議采用低輻射玻璃，以減少對能源的消耗。設置了許多不銹鋼遮陽板來解決西曬的問題。在傾斜的屋

12、頂面上，采用了豎向遮陽板，既可以防陽光直曬，又滿足了通風的要求。 綠色建筑設計理念主要包括以下幾個方面： 節約能源：充分利用自然資源，采用節能高效的建筑圍護結構和采暖空調系統，減少采暖空調系統的使用時間；建筑總平面的布置和設計，宜利用冬季日照并避免冬季主導風向，利用夏季自然通風。 節約資源：在建筑設計、施工和選材均應考慮資源的合理使用和處置，節約材料；綠化的灌溉采用非傳統水源和高效的灌溉方式，節約用水。 與自然和諧共存：綠色建筑要強調與周邊環境相融合，和諧一致、動靜互補，做到保護自然生態環境。 舒適、健康的室內環境：室內不使用對人體有害的建筑材料和裝修材料，室內空氣清新，溫度、濕度適宜，身心健

13、康。 隨著全球氣候的變暖，世界各國對建筑節能的關注程度正日益增加。人們越來越認識到，節能建筑成為建筑發展的必然趨勢，綠色建筑也應運而生。目前，我國政府從保護環境的角度出發，提出“節能省地型住宅和公共建筑”的發展理念，注重以人為本，強調可持續發展，這一舉措具有十分重要的現實意義。 第二節第二節第二節第二節 綠色創作模式主要研究內容綠色創作模式主要研究內容綠色創作模式主要研究內容綠色創作模式主要研究內容 綠色建筑創作策略研究從規劃、設計及運營管理等角度出發，研究綠色建筑技術在建筑創作中的適用性和可行性。課題研究成果不僅能夠科學的指導建筑設計，為業主決策提供理論依據，同時 5 為建成后的運行管理提供

14、參考。通過綠色建筑創作策略研究，隨著我國經濟的飛速發展，綠色建筑策略研究的研究成果可以成為引領“十二五”期間建設高潮的“綠色先鋒”，為其他機場的建設提供參考依據，順應我國節能減排的政策，創造人與自然和諧共生的綠色生態環境。 全面參照 綠色建筑評價標志 GB/T 50378-2006 及美國綠色建筑評價標志 LEEDTM(Leadship in Energy and Environmental Design)，重點從節地與室外環境、節能與能源利用、節水與水資源利用、節材與材料資源利用、室內環境質量和運營管理六個方面分析綠色建筑技術在建筑創作中實施的可能性，為設計提供技術支持，為業主決策提供科學依

15、據，為運行管理提供合理建議。 綠色建筑策略研究出發點是實用性和可操作性，通過研究使綠色建筑技術由理論上升為實踐，更好的推動綠色建筑專題技術的發展。在倡導綠色建筑和可持續發展的今天，在全社會關注建筑節能和綠色環保技術的大背景下，研究成果將會成功并廣泛應用于建筑的設計、運行及改造等綠色建筑事業中。主要研究內容： （1）可持續場地設計研究 可持續設計的目的之一，就是將建設對環境帶來的不良影響最小化，以及最充分地利用場地。在高密度的城市中，如何有效地利用現有場地合理規劃、安排交通成為場地設計的關鍵。此外，運用綠化設計保持自然降水，營造局部小環境也是場地設計的重要因素。 從規劃層面和單體建筑設計層面展開

16、分析研究， 在滿足總體功能的前提下， 重點研究綠化配置、地下空間開發利用、公共交通布局、單體建筑空間布局等，以到達在經濟用地的目的，實現可持續發展。 （2）體形與空間設計 1 住區和外部環境規劃 高層住宅生態設計是城市整體環境的構成元素，應充分考慮城市環境景觀效果，做到合理用地、精心選址，有效控制“容積率”和“建筑密度”，調整好住宅的高度，與周邊環境取得良好的關系，有以下幾項原則： 構成良好的整體風環境：高層住宅的相對們置不但要克服冬季“惡性風流”的滋生，又要創造夏季良好的室外自然通風條件，生態設計應密切關注當地主導風向等氣象資料； 構成開敞的生態自然環境：利用水濱、綠地盡量減少硬地，以綠色和

17、流水作為小氣候的降溫介質，調整夏季炎熱狀況，做到住宅樓的視野開闊； 6 構成“可調節”的植被體系糾正植草就是“綠化”的片面理解，在住區內部生態住宅的南側廣植落葉喬木，夏季樹葉茂盛起遮蔭作用、冬季落葉枝疏能將陽光引入室內，以適應冬寒夏熱的氣候條件，住宅北側宜植常青樹，以起冬季擋風或引導風流的作用。 2 住宅體形 生態住宅的體形構成與生態、節能、舒適緊密相關，生態住宅的體形要滿足冬季能盡量多的受照于太陽輻射，即南側有較為寬廣的立面，而北側體形應使表面積減至最小程度；同時體形應做到對室外自然環境有引導的功能。 住宅體形在城市整體環境中做到建筑與自然的協調共生，可以借助以下手法： 開放空間：高層住宅的

18、生態設計主張住宅底部或群體的配合中，形成開放空間，以架空、脫開等方式，給住區創造相對開敞的空間體系，有利于視野、風環境及人與自然接觸界面的改善； 掏空空間：在高層住宅中部或相應位置處，采用立面掏空方式，以改善住區小環境的自然通風條件，并可以在掏空空間內設置“空中花園”讓居民能就近感受綠色和室外的清新空氣； 除住宅體形之外，為生態設計考慮，其外部的色彩、質感應關注生態技術的熱量釋放和吸收問題，并充分尊重冬寒夏熱的氣候特點。為此，建筑師更應注意控制兩項與體型生態有關的指標：體形系數：以此來控制外墻面積；窗墻比：以此來控制窗洞面積。 3 內部空間 生態住宅的設計最關鍵問題是住宅內部的空間組成和布局，

19、對生態優化而言，住宅內部空間應具備適應冬寒夏熱的能力，以減少能量消耗和室內的不舒適性，生態設計應注意以下幾點： 建立一個通暢、直接的自然通風體系：住宅內部空間宜連續、順暢、洞口位置、高度應充分考慮自然通風的效果，以提高自然通風的風力壓和溫度壓的能力，確保每個居室的各個方位點有良好的通風； 建立生態住宅的溫度分區規劃：溫度分區就是對不同居室的不同溫度要法語進行組合，溫度要求高的主要空間（臥室、客廳等）放在受外界影響較小的位置，如住宅平面的東南角或南側中部、溫度要求低的空間（如廁所、廚房等）置于北側或西北部，以此為主要空間形成抵御冬季寒風的“雙層體系”，在不增加投資的前提下，改善了室內空間的溫度穩

20、定和舒適效果。 （3）圍護結構節能設計 7 根據基址周邊環境能量和當地氣象特征來設計高層建筑的形狀以獲得最佳能量。 減少采暖能量的需求（例如通過優化進入熱量）并不僅僅是建筑朝向問題，也受到建筑平面形式和體型系數的影響。建筑的體形系數是圍值，因此它不僅僅是一個熱工性能參數，而且還體現了作為手段的外界面對空間的建構面積成線性正比，而對于正多面體而言，表面積與體積呈幾何基數關系，此時建筑的體積，即空間的量和維持室內氣候的能耗之間不是線性關系，而是幾何關系，因此建筑在體積擴大時可以只投入較小的能耗增量而獲得較多的舒適空間增量，這意味著減少體型系數可以降低舒適空間的平均成本。在常見的平面形式中，圓形平面

21、可以擁有最小的外圍面積，其次是方形。 同時，小的體型系數往往與空間布局緊湊、功能流線短捷相聯系，所以小的體型系數在某種意義上還常常與較高的功能運作效率相聯系。通過控制體型系數往往可以一舉三得：節能、節材及提高功能運作效率。通常可以通過以下途徑來減小建筑的體型系數：加大建筑進深；規整建筑體型；集中建筑體量。分別表明在每個氣候帶，最適宜的建筑比率，正立面最好的是南北朝向。研究表明，建筑可取的邊長長度，即最適宜的建筑比率。 建筑服務核的布置決定了平面外圍的哪些部分對外開放（例如為了通風和更好的視野） ，合適的位置有利于建筑的熱表現。 設計者在平衡設計時必須結合其他因素考慮太陽光路徑和當地的風向 （如

22、最佳的視野方向、基址形狀和領近建筑等） 。在熱帶地區，服務核可以設在建筑“較熱”的東邊、西邊或兩邊，以作為太陽光緩沖帶。研究表明，在溫帶和寒帶地區通過雙核外形設計，窗戶開在南北向，服務核放在東向或西向， 可以大大節約空調的能耗。 這種方案亦適用于赤道地區的緯度小于 40的地區。這種布置通過“空間隔熱”緩沖區，大大減少了進入建筑內部空間的熱量，同時也最大限度地防止了建筑內部熱量的流失。在各種可能的服務核布置中（即中心核、雙核或單邊核） ，雙核是最可取的） 。 建筑朝向的被動設計與建筑的平面形態、基址上的位置及對太陽光路徑的朝向和當地的風向有關。例如，根據熱帶地區的太陽路徑，建筑形態應該是以東西向

23、為軸線的矩形，以減少建筑開闊面的太陽輻射。這是因為獲得熱量最大的來源是通過窗戶的太陽輻射。 當然，熱量獲得隨著時間和角度的不同而不同。建筑朝向的決定將影響后續的每個設計決策。每個建筑基址都有其特殊性，因此高層建筑的設計毫不例外也與基址相關。在決定如何使基址內的新建筑有利于環境時，必須考慮兩個主要的基址因素：當地氣候和基址內建筑的環境影響。當地氣 8 候的影響可以是正面的也可以是負面的建筑朝向可以通過遮陽帶植物或滲透性墻體加以緩和。通過仔細研究基本微觀氣候條件，就可以確定最合適的基址和建筑外形，消除不適合的基址區域（如被污染的和過于遮避的區域） ；通過建筑形式、植被和遮避帶最大限度地開發基址剩余

24、區域的潛能。 9 第二章第二章第二章第二章 可持續場地設計 第一節第一節第一節第一節 選址及總平面布局選址及總平面布局選址及總平面布局選址及總平面布局 建筑場地設計得當與否直接影響節能建筑的效果，同時對使用者的舒適度以及建筑的性能也有著重要的影響。場地可以通過設計及構筑物的配置來改善其微氣候環境，充分發揮有益于提高節能效益的基地條件，避免克服不利因素。綠色生態建筑的總平面設計有廣泛的余地和發展前景。總平面設計的綠色生態意識是注重建筑與基地條件協調過程中對微氣候環境的尊重，通過建筑設計的手法達到節能的目的。 通常在進行場地設計之前，需要進行收集有關的基礎資料，并對基地的現有特征和限制條件進行評估

25、和分析。一般建筑場地設計要考慮的因素很復雜，其中與節能相關的包括地形、植被、太陽輻射、風和現有建筑等。這些因素共同創造了微氣候。如果建筑師在場地設計中考慮了場地的自然條件及微氣候，空間就會更加舒適、高效，并且也會充滿趣味。 1.1 基地的選址及控制措施基地的選址及控制措施基地的選址及控制措施基地的選址及控制措施 建筑所處位置的地形地貌（如是否位于平地或坡地、山谷或山頂、江河或湖泊水系旁邊）將直接影響建筑室內外的熱環境及采暖制冷能耗的大小。建造者在規劃設計中不再是單純的強調美觀、人的舒適性和方便性的主觀需求，而是更注重建筑的形式、布局及技術要充分尊重基地的土地特征，使之對基地的影響降至最小。 在

26、建筑的功能布局中，強調土地的綜合利用是十分重要的一個環節。亦即在建筑功能布局時，把工作、居住、交通和其他服務設施結合起來綜合予以考慮，把人們能夠就近入學、就近工作、就近享用各種服務設施，縮短人們每天的出行距離，減少能耗。 建設生態化城市人居環境，需要在滿足人們適度舒適的前提下，適當提高人口密度，以達到節約能源的目的。與此同時，亦有助于城市中心的復興，提高城市中心的活力。但是另一方面，又要避免局部地區過分密集，建筑對城市的許多負面影響大多是由于建筑的過分密集造成的。 1.2 坡地的選址原則坡地的選址原則坡地的選址原則坡地的選址原則 充分利用已開發的土地資源，盡量減少對未開發土地的生態環境的破壞和

27、干擾，是可持續場地規劃的重要原則。 眾所周知，山的南坡更加暖和，并且生長期最長。對大多數建筑類型而言，如果還有選擇地理位置的余地，那么山的南坡仍然是最佳的選擇。 由于太陽在冬天對山的南坡的照射最為直接，因此這里單位面積所接受到的太陽能量也最多。又由于在山的南坡，物體投射到地面的陰影最短，因此，這里受到陰影的遮蔽也最少，這兩個原因，使得山的南坡成為冬天里最暖和的地方。 在寒冷地區：山的南坡日照最強，來自北方的冷風被山所阻擋。所以別把房子建在多風的山頂和冷空氣聚積的低洼地帶。 10 炎熱干燥地區：應當把房屋建在山頂，以最大限度地保證自然風暢通無阻，但不要建在山頂的西邊，以避開下午炙熱的陽光。 建筑

28、若能依山就勢，挖掘轉移和傾倒土方以及支撐土墻所耗費的能源與資源就會減少。另外，結合坡地的設計有助于阻止原生土壤流失和植被破壞。解決這個問題最適宜的設計手法就是高架走道和利用點狀支撐結構。 寒冷地區：南向山坡地下部，接受最多的太陽輻射，冬季有防風保護，并且不受谷底聚集的寒冷空氣的影響。 溫和地區：山坡的中上部，日照和通風條件理想，并不受山脊風的影響。 干熱地區：山坡底部，夜間下沉空氣制冷，朝向東面，以減少下午的太陽輻射影響。附近如果有大面積水體，并且夏季風經過水面冷卻可以導入建筑，這樣的場地無疑更為有利。 濕熱地區：山坡頂部，通風條件良好，朝向東面，以減少下午的太陽輻射得熱。 第二節第二節第二節

29、第二節 建筑總平面布局建筑總平面布局建筑總平面布局建筑總平面布局 2.1 總平面布局的影響總平面布局的影響總平面布局的影響總平面布局的影響因素因素因素因素 建筑的總平面布局，應強調空間的通透與開敞。結合地形特點，增加開敞空間；合理配置綠化，有意識的組織自然通風和減少太陽輻射；充分利用太陽能，以達到降低能耗，改善人居環境的目的。 各種建筑朝向墻面及居室內可能獲得的日照時間和日照面積。建筑物墻面上的日照時間和日照面積。建筑物墻面上的日照時間，決定墻面接受太陽輻射熱量的多少。冬季因為太陽方位角變化的范圍小，在各朝向墻面上獲得的日照時間的變化幅度很大。以北京地區為便，在建筑物無遮擋情況下，以南墻面的日

30、照時間最長，自日出至日沒，都能得到日照。北墻面則全日得不到日照。在南偏東（西）300 朝向的范圍內，冬至日可有 9 小時日照，而東、西朝向只有 4.5 小時日照。 夏季由于太陽方位角變化的范圍較大，各朝向的墻面上，都能獲得一定日照時間。以東南和西南朝向獲得日照時間較多，北向較少。夏至日南偏東及偏西 600 朝向的范圍內，日照時間均在 8 小時以上。 建筑物室內的日照情況，同墻面上的日照情況大體相似。以北京地區（窗口寬 2.10 米,高1.5）為例，在無遮擋情況下，冬季在南偏東（西）450 朝向的范圍內，室內日照時間都比較多，冬至日在這個朝向上，均有 6.5 小時以上的日照時間。 同時由于冬季太

31、陽高度角較低，照到室內深度較大，所以在南偏東（西）450 朝向的范圍內，室內日照面積都較小。在北偏東（西）450 朝向的范圍內，冬至日室內全無日照。 夏季在南偏東（西）300 朝向的范圍內，日照時間不多，而且日照面積很小，夏至日室內日照為 45.5 小時之間，日照面積只有冬至日的 47.3%。在東、西朝向上，夏季室內日照時間較多，而且日照面積很大，在夏至日室內日照時間有 6 小時，日照面積為冬至日的 2.7 倍。在北偏東（西）450 朝向的范圍內，夏至日室內日照時數有 35 小時，日照面積也比東、西朝向少。從日照時間和日照面積的分析來看，北京地區的最佳建筑朝向在南偏東（西）300 朝向的范圍內

32、。 各種朝向墻面上可能接受的太陽輻射熱量。墻面上接受的太陽直射輻射熱量，除了與照射角度 11 和日照時間有關外，還與日照時間內的太陽輻射強茺有關。根據北京地區多年的實測值，計算出最冷月（1 月份）和最熱月（7 月份）各朝向墻面上接受的太陽直射輻射熱日總量，并作出太陽輻射熱日總量變化圖，冬季各朝向墻面上接受的太陽直射輻射熱量，以南向最高為 16529 千焦/平方米日。而在北偏東（西）300 朝向的范圍內，冬季接受不到太陽直射輻射熱。 夏季各朝向墻面上接受的太陽直射輻熱量，以東、西向為最多，分別為 7176 千焦/平方米日和8830 千焦/平方米日，南向次之為 4985 千焦/平方米日，北向最少為

33、 3031 千焦/平方米日。由于太陽直射輻射強度一般是上午低、下午高，所以無論冬季或夏季，墻面上接受的太陽輻射熱量，都是偏西的朝向比相應的偏東的朝向稍高一些。 夏季室外的最高氣溫，是出現在 1317 時之間，此時太陽位置正在西半天的方位上。可知建筑朝向在南偏西 45900（西向）朝向的范圍內，西曬是比較強烈的。 各種朝向居室內可能獲得的紫外線量，太陽光譜中的紫外線，有殺菌及改善室內衛生條件的效果。在一天中陽光紫外線的成份，是隨太陽高度角的增加而增加，所以一天正午前后紫外線最多，日出以后及日沒以前為最少。 根據多年的實踐證明，在冬季各朝向居室內接受紫外線，以南向、東南和西南朝向較多，東、西朝向較

34、少，大約只南向的二分之一。東北、西北和北向的居室，接受紫外線更少，太約只有南向和東南向的三分之一左右。這是由于日照時間少或沒有日照，僅接受天空中散射輻射中的微量紫外線的緣故。因此，從接受紫外線多少來考慮，南偏東 45到西偏西 45朝向的范圍內為較佳的建筑朝向。 主導風向與建筑朝向的關系。主導風向對冬季室內熱損耗程度及夏季室內自然通風影響很大，因此選擇建筑朝向，應在考慮日照的同時注意主導風向。 在北方寒冷地區，冬季為了建筑防寒，大部分主要居室的布置，應避免對著冬季主導風向，以免熱損耗過大，影響室內溫度。如北京地區，冬季主導風向是北風和西北風，從北偏南偏東 60到南偏西 60朝向的范圍內，處于背風

35、面，是冬季建筑物防寒的適宜朝向。 在南方炎熱地區，爭取良好自然通風是選擇建筑朝向的主要因素之一。應將建筑物朝向盡量布置在與夏季主導風向入射角小于 45的朝向上，使室內得到更多的穿堂風。 但當總平面布置是行列式方式時，應當避免建筑物正對夏季主導風（即風向入射角等于零冬） ，以避免兩棟建筑物之間，產生旋渦區過大，對后排建筑物的自然通風不利。在這種情況下，建筑朝向宜采取與夏季主導風向入射角在 3060之間的朝向上，以利于室內自然通風。 在多種風沙地區，建筑朝向要避免面對風沙出現季節和主導風向。宜使建筑物的縱軸平行于風沙季節的主導風向，如此可以保持室內的衛生條件，減少大面積墻面遭受風沙侵襲。此外，還要

36、注意小氣候中的風向問題。全國各地的風向圖，列出了各地全年和夏季的年風頻率和主導風向，設計時可查找參考。 2.2 建筑群體布局模式建筑群體布局模式建筑群體布局模式建筑群體布局模式 公共建筑群體布局模式相對比較靈活。而居住建筑由于形式相對比較固定，因此布局模式一般主要有行列式、周邊式、散點式等幾種。在居住區內，居民多數行動是在住宅組團內進行的，那里 12 鄰里交往頻繁，人民互相學習，互相幫助。因此居住區的規劃布置要有一個適當的規模，考慮人對外部空間的心理感受，并滿足一定的日照標準，提供一個舒適的生活空間。 由于建筑可以遮擋陽光和風，他們就在自身周圍創造出一系列不同的微氣候環境。設置室外活動場所的位

37、置綜合考慮陽光和風的方向。在溫和濕潤的夏季，當夏天風和陽光的方向是交叉的，室外活動場地可以布置在北面。那里有更多的陰影，并且有風吹過這個空間。然而當夏季風和陽光的方向一致時，活動場所不應該布置在北面。因為那樣就沒有風了。當涼風與炎熱的太陽照射方向相反時，活動場所可以設置在有蔭涼的地方，同時建筑不會遮擋住風。 1 行列式 行列式即建筑成行成排布置。這種住宅的布置方式曾經在我國十分普遍。它的優點是每戶都能爭取到好的朝向，有利于通風，又便于工業化施工。缺點是呆板單調，缺少變化，組團內部不易形成院落空間。另外，行列式南北向布置得住宅組團，冬季終日陰影區面積很大。在嚴寒地區，積雪不化，公共空間活動場地基

38、本無日照，不利于居民戶外活動。 2 周邊式 周邊式即建筑沿道路周邊布置。其優點是具有良好的空間圍合感，有安靜，安全，方便的內院。缺點是有近 40%得住戶深受東西曬之苦，尤其是在轉角處，建筑形成自身陰影遮擋，使一定數目的房間終日不見陽光，對自然通風也不利。 3 混合式 混合式是在改變單純的周邊式或行列式布置產生的。優點是圍合了部分外部空間，節約了用地，空間較為通透，減少了條形住宅的封閉感，景觀較為活潑，而且還可以提供一塊有陽光的場地供廣大居民活動。對于居住區來說，這是十分難能可貴的。缺點是仍然有部分住宅日照條件不好。同時，混合式的布置方式在一定程度上兼具前兩種組團布置模式的缺點，而且電式住宅的外

39、墻面積大，對節能不利。 4 散點式 散點式即住宅單體全部選用點式，包括多層點式及高層點式。散點式并非一盤散沙，而是有一定規律的，一般常圍繞住宅組團的中心設施，公共綠地，水面等布置。優點是空間通透，對整個居住區的日照通風有利。缺點是圍合空間需精心設計，否則易被外來者穿越，造成居民使用上的不適。 不同的布局模式各有其特點，在規劃設計時我們應該綜合考慮。 2.3 建筑朝向建筑朝向建筑朝向建筑朝向 選擇并確定建筑整體布局的朝向是建筑整體布局首先要考慮的主要因素之一。朝向的選擇原則是冬季能獲得足夠的日照，并避開主導風向；夏季能利用自然通風，并防止太陽輻射。良好朝向是相對于建筑所處地區和特定地段條件而言的

40、，在多種因素中，日照、采光、通風是評價建筑室內空間環境的主要因素，也是確定建筑朝向的主要依據。 能否在冬天采集到溫暖的陽光，以及在夏天避免驕陽的炙烤，建筑物修建的方位和朝向對此有非常重要的意義。因此應盡量避免東西朝向。收條件所限不能保證時，可采用鋸齒或錯位方式布置 13 房間，以減少東西曬。同時可結合遮陽，綠化等措施來進一步減少西向熱輻射強度。廊式空間，陽臺空間的處理一方面可遮陽蔽日，以減少室內的熱輻射；另一方面也滿足了人與自然接觸，對外交往的生理及心理需求，創造更好的人類居住環境。 建筑朝向的選擇，涉及到當地氣候條件、地理環境、建筑用地情況等，必須全面考慮。選擇的總原則是：在節約用地的前提下

41、，要滿足冬季能爭取較多的日照，夏季避免過多的日照，并有利于自然通風的要求。從長期實踐經驗來看，南向是全國各地區都較為適宜的建筑朝向。但在建筑設計時，建筑朝向受各方面條件的制約，不可能都采用南向。這就應結合各種設計條件，因地制宜地確定合理建筑朝向的范圍，以滿足生產和生活的要求。 選擇建筑朝向，一般主要從以下幾個方面來考慮。 各種建筑朝向墻面及居室內可能獲得的日照時間和日照面積。建筑物墻面上的日照時間和日照面積。建筑物墻面上的日照時間，決定墻面接受太陽輻射熱量的多少。冬季因為太陽方位角變化的范圍小，在各朝向墻面上獲得的日照時間的變化幅度很大。以北京地區為便，在建筑物無遮擋情況下，以南墻面的日照時間

42、最長，自日出至日沒，都能得到日照。北墻面則全日得不到日照。在南偏東（西）300 朝向的范圍內，冬至日可有 9 小時日照，而東、西朝向只有 4.5 小時日照。 夏季由于太陽方位角變化的范圍較大，各朝向的墻面上，都能獲得一定日照時間。以東南和西南朝向獲得日照時間較多，北向較少。夏至日南偏東及偏西 600 朝向的范圍內，日照時間均在 8 小時以上。 建筑物室內的日照情況，同墻面上的日照情況大體相似。以北京地區（窗口寬 2.10 米,高 1.5）為例，在無遮擋情況下，冬季在南偏東（西）450 朝向的范圍內，室內日照時間都比較多，冬至日在這個朝向上，均有 6.5 小時以上的日照時間。 同時由于冬季太陽高

43、度角較低，照到室內深度較大，所以在南偏東（西）450 朝向的范圍內，室內日照面積都較小。在北偏東（西）450 朝向的范圍內，冬至日室內全無日照。 夏季在南偏東（西）300 朝向的范圍內，日照時間不多，而且日照面積很小，夏至日室內日照為 45.5 小時之間，日照面積只有冬至日的 47.3%。在東、西朝向上，夏季室內日照時間較多，而且日照面積很大，在夏至日室內日照時間有 6 小時，日照面積為冬至日的 2.7 倍。在北偏東（西）450 朝向的范圍內，夏至日室內日照時數有 35 小時，日照面積也比東、西朝向少。從日照時間和日照面積的分析來看，北京地區的最佳建筑朝向在南偏東（西）300 朝向的范圍內。

44、第三第三第三第三節節節節 工程案列工程案列工程案列工程案列 3.1 工程工程工程工程簡介簡介簡介簡介 本工程為天津某項目投標，研究其規劃布局對建筑環境的影響是十分有必要的。 合適的建筑形體朝向及布局可以充分利用風壓的作用實現自然通風，開闊辦公人員的視野，提高室內的舒適性。充分利用自然通風可有效的置換室內的空氣，引入室外新風可以改善空氣品質， 14 并節約室內空氣調節系統的能耗。 合適的建筑位置和高度可以改善規劃區域內的日照效果，可以保證辦公樓本身具有良好的光環境，又可避免對其他建筑產生過分的遮擋，充分利用自然采光可以有效的節約照明能耗，改善辦公人員的工作光舒適感，提高辦公人員的工作效率。 通過

45、對建筑規劃范圍內的建筑環境分析，可以使得建筑本身融入設計地塊，達到設計與環境在生態上的和諧統一。 天津位于中緯度歐亞大陸東岸，面對太平洋，季風環流影響顯著，冬季受蒙古冷高氣壓控制，盛行偏北風 ；夏季受西太洋副熱帶高氣壓左右， 多偏南風。天津氣候屬暖溫帶半濕潤大陸季風型氣候，有明顯由陸到海的過渡特點：四季明顯，長短不一；降水不多，分配不均；季風顯著，日照較足；地處濱海，大陸性強。年平均氣溫 12.3 。 7 月最熱，月平均氣溫可達 26 ； 1 月最冷，月平均氣溫為 -4 。年平均降水量為 550 680 毫米 , 夏季降水量約占全年降水量的 80 。 主導風向為西北偏北風，計算風速取 4m/s

46、。 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 k

47、m /h?W eat her T oolkm /h380 梯度風示意圖 梯度風滿足下式： aggZZUU= 地形特點取值見表，本項目系數a取值為0.22。 地形特點系數取值 地面類型 適用區域 指數a 梯度風高度 A 近海地區，湖岸，沙漠地區 0.12 300m B 田野，丘陵及中小城市，大城市郊區 0.16 350m C 有密集建筑的大城市區 0.22 400m D 有密集建筑群且房屋較高的城市市區 0.3 450 m 16 人體于室外的熱舒適度是人群影響在室外活動的一個重要因素。人們因身處的室外環境的氣候情況而感覺到的不舒適程度將影響他們作該類活動的次數及密度。 Givonis熱感覺指數是

48、根據于2003年在日本進行的實驗得出的地區數據，用來預測室外環境的熱舒適狀況而特別設計的指數系統。它考慮環境溫度、相對濕度、風速、太陽輻射及防太陽輻射（如遮光板）及防風（如防風墻）設備對人體熱感覺的影響。與Fangers舒適度指數相似，它也分為7個等級，代表熱舒適度,由很冷至很熱，以4為中等，7位最熱。 下表顯示根據一些預設的相對濕度，風速及太陽輻射數值，相對于一個熱感覺指數的相等溫度的計算示例。它概括地顯示熱感覺指數及氣溫的關系，太陽輻射的關系。 Givonis熱感覺指數 相對濕度(%) 風速(m/s) 太陽輻射(W/m2) 氣溫(C) 4.5 80 1 400 24.4 5 80 1 40

49、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熱感覺指數的計算示例 由于Givonis熱感覺指數考慮了太陽輻射，它是為評估室外熱舒適度而特別建立的系統。因此在此被選擇作為分析自然通風時的熱舒適度。 基于地區氣候狀況，Givoni研究得出的室外熱感覺指數可根據所在位置的風速及氣溫，及水平太陽輻射量得出。 熱舒適度準則由Givonis熱感覺指數測定，當熱感覺指數是4時表示中等，代表人體感到舒適。越高的熱感覺指數代表越熱的熱環境。

50、本分析為整個研究地塊建立了一個包括主要建筑規劃三維模型。此計算流體動力學模型包含了研究范圍內所有主要建筑。 由于主建筑規劃三維模型龐大而外型復雜，整個計算流體動力學模型的網格數多于80萬個，而其體積為800米 (長) x 500米 (寬) x 250米 (高) 。 為配合其復雜的幾何形狀， 利用了貼體網格技術。下圖顯示微氣候的計算流體動力學模型。 17 模擬結果 室外1.5m高度風速分布圖 18 冬季中午舒適度（Givonis） 夏季中午舒適度（Givonis） 結論： 微氣候結果顯示，整個地塊均有較好的風環境，大部分區風速均不超過5m/s。且Givonis舒適度指標在35范圍內，具有較好的室

51、外舒適性。 3.3 庭院微氣候分析庭院微氣候分析庭院微氣候分析庭院微氣候分析 根據地塊特點，主要分析以下四個庭院區域內風環境。 19 分析結果 A-A截面風速模擬圖 A區域風環境圖 N 20 B-B截面風速模擬圖 B區域風環境圖 C-C截面風速模擬圖 C區域風環境圖 D-D截面風速模擬圖 D區域風環境圖 結論 對于項目地塊來講， 四個庭院設計均有不超過3m/s的風速， 故庭院設計可很好的保證其私密性。 3.4 日照分析日照分析日照分析日照分析 研究目的：規劃區域內各建筑互相的遮擋情況。 分析模型 21 分析結果（冬至日） 8:00 8:30 9:00 9:30 10:00 10:30 11:0

52、0 11:30 12:00 12:30 14:00 14:30 22 15:30 16:00 16:30 規劃區域內各建筑距離較遠且高度較低，兩幢較高塔樓也相距較遠，故互相之間不影響自然采光。 3.5 太陽能利用太陽能利用太陽能利用太陽能利用 研究屋頂及中央廣場區域太陽輻射情況確定太陽能光電板和太陽能熱水利用的可行性及廣場綠化設計。 分析結果 屋頂太陽年輻射量（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 ns

53、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 中央廣場太陽年輻射量（Wh/年） 屋頂的年太陽輻射量有1200KWh/年m2，說明天津地區本方案有較好的太陽能資源，可設計為太陽

54、能發電或者太陽能熱水。 中央廣場的年輻射量有1000KWh/年m2，可考慮種植喜陽植物或者設計為運動廣場。 24 第三章第三章第三章第三章 體形與空間設計 體形是建筑的形狀，所包容的空間是功能的載體，除滿足一定的文化背景和美學要求外，還有其豐富的內涵。然而，生態節能建筑對體形有特殊的要求和原則，不同的體形對建筑節能效率的影響會大不相同。體形設計是建筑藝術創作的重要部分，結合節能策略的建筑形體設計賦予建筑創作更多的理性，并為創作帶來靈感，而對建筑體形的節能控制則為建筑節能打好一個堅實的基礎。 第一節第一節第一節第一節 建筑單體設計原則建筑單體設計原則建筑單體設計原則建筑單體設計原則 生態節能建筑

55、設計首先要考慮其所在的氣候區。 我國幅員遼闊，地形復雜。由于地理緯度、地勢等條件的不同，各地氣候相差懸殊。因此針對不同的氣候條件，各地建筑的節能設計都對應不同的做法。炎熱地區的建筑需要遮陽、隔熱和通風，以防室內過熱；寒冷地區的建筑則要防寒和保溫，讓更多的陽光進入室內。為了明確建筑和氣候兩者的科學關系，使各類建筑更充分地作用和適應性氣候條件，做到因地制宜。 作為遮蔽所而存在的建筑物是人類生產生活不可或缺的附屬物，建筑一般分為民用建筑和工業建筑兩類，民用建筑又分為居住建筑和公共建筑，公共建筑包含有辦公建筑，商業建筑，旅游建筑，科教文衛建筑，通信建筑以及交通運輸用房。 建筑是藝術與技術的結合，并且隨

56、著技術的發展與進步，建筑中的技術含量有著明顯的增長和專業化的趨勢，具體到生態建筑更是如此，很難想象一個缺乏生態技術的生態建筑會是個什么樣子，可以說，生態建筑的持續性在很大強度上是依賴于技術的有效性。 夏熱冬冷地區的設計原則： 我國夏熱冬冷地區的氣候特點是夏季炎熱悶濕，晝夜溫差小，持續時間長。冬季氣溫雖然比寒冷地區高，但日照率低，潮濕陰冷。潮濕是該地區冬夏兩季的共同特點。因此，該地區設計的首要問題是夏季應盡可能減少太陽輻射得熱，冬季應有適當的保溫措施，其可以采取的技術措施包括： 1 采用疏朗開敞的建筑形式和建筑布局。 2 考慮夏季導風的措施，兼顧冬季防風。 3 在平，剖面中組織自然通風。 4 設

57、置內庭院，形成局部冷源。 5 開少量東西窗，以利于自然通風。 6 在夏季，對房屋，窗口進行遮陽。 7 對外墻，屋頂進行隔熱處理。其中屋頂隔熱最為重要，其次是東西向墻，可以采用蓄水屋面，種植屋面。 8 提高窗的熱工性能。 25 9 開口部位在冬季采取保溫措施。 10 對地面采取防止泛潮的措施，如采用虛熱系數小或帶有微孔德耐磨材料（如防潮磚等）做地面面層，底層等。 11 采用淺色的建筑里面。 12 采用自然空調。 在寒冷地區和夏熱冬冷地區，由于冬季與夏季的設計手法有時是相互矛盾的，因此在設計中應該考慮留有變通的余地。例如遮陽設施可以采取活動式的，冬季需要陽光照射時拆去，夏天裝上，空間或構件也可以設

58、計成多功能的，例如用側窗采光的中庭冬天可以集熱，夏天可以抽風。葉片兩面分別鍍有深色涂料和反射性材料的百葉窗，冬天時可以利用深色涂料的一面吸收熱量提高室溫，夏天時可以利用反射一面反射陽光。 要強調因地制宜的原則，在總體設計中貫穿生態設計策略，為建筑單體創造良好的生態環境，催化生態建筑單體的生成。利用場地周邊地理環境和建筑形體組織外部空間促進自然通風和降溫，避開冬季風主導方向，避免不利風道產生；通過群體的組合形成完整的院落空間，創造良好的微氣候，利用場地中的水體和綠化，調節微氣候；通過建筑群體的組合，采用更適宜的結構方式，節約土地，發展地下建筑，掩體建筑，凡此種種都要求我們深入研究環境特征，充分利

59、用環境優勢，在設計中通過新建的建筑物發掘出環境最優的生態潛能。 第二節第二節第二節第二節 建筑建筑建筑建筑形體的選擇形體的選擇形體的選擇形體的選擇 建筑形體是一幢建筑物給人的第一直觀印象。決定建筑體形的因素，或許是基地體形狀，或許是建筑內部空間，或許是出于某種寓意，或許是多種目的的綜合結果。由于決定因素的不同，建筑體形的形態千變萬化。通過建筑體形設計達到節能目的是其中重要的一種。建筑體形決定了一定圍合體積下接觸室外空氣和光線的外表面積，以及室內通風氣流的路線長度，因此體形對建筑節能有重要影響。不同氣候區及不同功能的建筑，節能要求所塑造的建筑體形是不同的。從節能角度出發來進行建筑體形設計已經成為

60、許多建筑師設計構思的出發點，并產生了許多新穎別致、令人耳目一新的建筑作品。 1 保溫方面考慮 從保溫方面考慮體形，通常采取擴大受熱面，整合體塊和減少體形系數等方法，以最大獲取太陽能，同時減少熱損失。 2 從太陽能利用角度考慮 建筑南向玻璃在向外散失熱量的同時也將太陽輻射引入室內，如果吸收的太陽輻射熱量大于向外散失的熱量，則這部分盈余的熱量能夠補償其他外界面的熱損失。受熱界面的面積越大，補償給建筑的熱量就越多。因此太陽能建筑的體形不能以外表面面積越小越好來評價，而是以南墻面的集 26 熱面足夠大來評價。 3 采光和通風 為了達到此目的，建筑師通常設計研究具有自遮陽效果或者有利于自然通風的形體。除

61、非建筑體量非常小，通常緊湊的體形不利于夏季的自然通風，并且增加了建筑的照明能耗和空調能耗等，這必然增加成本。 4 設計建筑的體形時，如果需要考慮相鄰的建筑或未建場地利用日照的可能性，就需要引入太陽圍合體的概念。太陽圍合體指特定場地上不會遮蔽相鄰場地的醉倒可建體積。它的大小，形狀由場地的大小，朝向，緯度，需要日照的時段及相鄰街道或建筑容許的遮陽程度決定。 第三節第三節第三節第三節 體形的控制體形的控制體形的控制體形的控制 建筑外界面是建筑與環境之間的通道。由于建筑體形不同，其室內與室外的熱交換過程中界面面積也不相同。并且因形狀不同帶來的角部熱橋敏感部位增減，也會給熱傳導造成影響。所以控制體形，給

62、建筑師推薦相應的對節能有利的體形，使建筑設計過程對體形有正確的評價。 1 體形系數 體形系數是指被圍合的建筑物室內單位體積所需建筑圍護結構的表面面積。它不僅僅是一個熱工性能參數，而且還體現了作為手段的外界面對空間的建構圍護效率。因而，體形系數也是一個界面圍護效率系數。由于熱工能耗與建筑的外表面積呈線性正比，而對于正多面體而言，表面積與體積呈幾何級數關系。 因此建筑在體積擴大時可以只投入較小的能耗增量而獲得較多的舒適空間增量。 2 表面面積系數 主要針對南向設置集熱面的節能建筑體形的控制。從建筑熱工上講，采暖建筑的能耗與外表面面積的大小成正比。集熱裝置接受太陽輻射，同時也向外散失熱量。經熱工計算

63、，進行和合理設計,如玻璃的層數及設置適當的集熱部件活動保溫裝置，可以做到集熱裝置吸收的輻射熱量大于散失的熱量。這部分熱量用于補償住宅的采暖負荷。因此，集熱面積越大，補償的熱量就越多。 3 有利于避風的建筑形態 當風吹向建筑時，風向和風速會發生相應的改變。建筑的三維尺寸對其周圍的風環境產生較大的影響，從節能的角度考慮，應創造有利的建筑形態，減少風流，減少風壓，減少熱耗損失。 當建筑物的外墻轉角由直角改為圓角時有利于消除風渦流。臺階狀建筑物或墻面與屋面圓滑過渡的建筑有利于導風和化解風勢。屋頂面層為粗糙表面可以使冷風分解為無數小渦流，既可以減少風速又能多獲得太陽能。 4 日照遮擋少的建筑形態 不同平

64、面的建筑形體在不同季節內陰影位置和面積不同，節能建筑應選擇日照遮擋少的建筑形體，以減少日照遮擋對太陽輻射得熱的影響， 27 第四節第四節第四節第四節 空間分區空間分區空間分區空間分區 4.1 從熱角度考慮從熱角度考慮從熱角度考慮從熱角度考慮 （一）居住建筑 由于人們對各種房間的使用要求及在室內活動的情況不同，因而對各個房間室內熱環境的需求也各異。居住者大部分生活在起居室和臥室內，對這部分熱舒適指標比較關心，可以布置于采集太陽能較多的位置以保證室溫。而對諸如廚房等則要求不高，可以放在西北側。 （二）公共建筑 1 緩沖區 公共建筑中的一些房間，由于自身的使用性質，或者使用時間的長短，對溫度沒有嚴格

65、的要求。可作為緩沖區，如商業建筑中的樓梯間、儲藏室和衛生間等，應適應當集中，盡量沿西向或者東向布置，以減少營業廳的直接太陽輻射得熱。實踐證明這是一種有效的，有不會增加投資的節能設計方法。 如果緩沖區朝南，它可以為附近空間供熱。這種情況下，其溫度接近于室內溫度。如果朝向東、西、北，它可以減小圍護結構的熱損失，但是不能提供冬季太陽得熱。 2 產熱區 在許多建筑的中心區域，由于設備和人員密集，會產生大量的熱量。在有采暖需求的建筑可以利用這樣的熱源提供部分需熱量。這類熱源可以布置到利于向北面供暖的區域。 再溫暖氣候區，制冷需求占主導地位，產熱區應該與其他空間隔離開。例如，商業建筑中應考慮商品自身發熱及

66、展示所需照明設備的發熱量對周圍環境的影響，散熱量很大的電器售賣區一般應布置在頂層，以避免影響其他營業時間，并且可以設計單獨的通風系統。 3 大進深建筑的日照 理想的被動式太陽能采暖建筑是在其南北進深方向不超過兩個分區。這種布局使得建筑南面收集的太陽熱能可以傳遞到北面。但是公共建筑往往在進深方向有多個分區，這就成為節能設計的挑戰。 4.2 從采光角度考慮從采光角度考慮從采光角度考慮從采光角度考慮 在建筑節能設計中照明用能的多少占整個建筑節能的重要組成部分。因此我們提倡盡可能多利用天然采光，減少人工照明的使用。但是玻璃窗損失的熱能是同等面積墻體的 6 倍。我們必須在對采光和熱損失進行優化設計。 所

67、有朝向均有自然采光的可能性，只是如何利用恰當的手段和技術的問題。采光最大的挑戰是為最需要的區域提供光線，如建筑北向房間、內部空間和地面層。底層建筑的自然采光相對較好。單層建筑所有的室內空間都有可能引入自然光線。多層建筑的采光要困難一些，這時就應該在增加 28 占用土地和利用自然采光之間做權衡。 （一）不同地區建筑的采光 1 都市地區 在高樓的城市中，由于建筑之間相互遮擋，較低建筑或樓層的自然采光比較困難。所以，應將更需要光線的房間布置在上部，而不需要光線的房間布置在靠近地面的樓層。解決這一問題還可以利用中庭和采光井，將光線引入建筑中心，但是要注意保溫，以減小熱損失。對于頂部樓層，天窗能有效的彌

68、補側窗采光的不足。 2 寒冷氣候區 應恰當地利用保溫窗，在引入自然光的同時，不過多的損失舒適性和能量，慎重選擇窗戶，可以在大面積使用玻璃的同時，限制進入室內的太陽得熱。垂直于太陽光的表面能獲得大量的能量，這些能量成為寒冷天氣的免費熱源，但在夏季卻成為空調設備的主要負荷。恰當的窗戶朝向和遮陽設施有助于在減少夏季得熱的同時，增加冬季得熱。 3 多陰天的地區 多云的天空是比較明亮的漫射光源，對于自然采光設計來說是理想的光源。由于它不像直射陽光那樣強烈，因此更容易控制。如果該地區多陰天或者雨天，增加窗戶面積就成為有效地自然采光方法。增大北立面窗戶面積的情況下，要注意必須采取措施避免過多的熱損失。在多陰

69、天地區推薦采用高透光率的玻璃。 4 多晴天地區 晴天能獲得的光線主要是直射陽光，是來自太陽的最強光源，同時也最難控制。眩光和過度得熱是直射陽光引起的兩個最嚴重的問題。直射陽光非常明亮，透過一個小洞口的入射陽光就能夠為很大的室內空間提供足夠的采光。由于陽光是平行光源，所以很容易引導直射陽光，將它反射到建筑深處。反射窗臺或帶傾斜過梁的高窗可以增加透入的光線。另一個方法是分體式百葉。下部的百葉控制眩光，上部的百葉通常開啟引入光線。 （二）不同功能空間的采光 不同功能空間接受天然光的程度不盡相同，最不需要遮陽控制及需要高照度的區域，是最適合自然采光的場所，如走廊，樓梯，中庭等；低照度要求的區域，無法獲

70、得自然采光，常常布置在建筑中心，如電梯，機械室和服務區域。這樣可減少造價相對較高的圍護結構和玻璃窗面積，降低了建筑的體形系數和照明用電的消耗。西面的光線通常很難控制，常常導致很高的制冷負荷和因眩光引起的視覺不適。所以，西面最好用做輔助房間，或光線變化無關緊要的空間，應避免設置工作區域。當然，如果采用了有效地外部設施控制直射陽光和眩光，西向還是可以用的。 29 （三）充分利用天然采光的設計原則 太陽高度角從冬季到夏季，從早上到晚上，每時每刻都在發生著變化。窗戶的設計應該保證盡可能多的太陽光進入室內，但又不會形成眩光。當冬天太陽高度角比較低的時候，從窗戶進來的直射光很可能會和周圍環境形成強烈的亮度

71、對比而形成眩光。 進入室內的天然光的數量取決于窗戶開口的大小、 太陽輻射強度以及周圍環境對太陽光的反射。開口的尺寸、角度、形狀以及房間的層高、進深、室內家具的擺設都會影響天然采光在室內的分布。 4.3 從通風的角度考慮從通風的角度考慮從通風的角度考慮從通風的角度考慮 （一）通風原理 自然通風的降溫原理有兩種，其一是通過對流和蒸發直接使人體降溫，稱為人體降溫。第二種是通過促使包圍人體的建筑結構降溫間接地使人體降溫，稱為結構降溫，又稱為夜間通風降溫。降溫方法的選擇取決于氣候因素、建筑類型以及所需的室內氣候條件。 （二）通風方式 隨著建筑技術的逐漸進步和不可再生能源的日益匱乏，建筑的高能耗問題越來越

72、凸顯出來。在發達的工業化國家，近 40的能源是在建筑中消耗的，據專家粗略估算，其中的 2334 可通過正確的、理想的建筑措施節省下來，建筑的節能設計受到越來越多的重視。近年來，在對節能技術廣泛和深入研究的基礎上，一些國家的建筑師們在一系列建筑創作中做出了探索和實踐，自然通風和機械輔助式自然通風是一項成熟而低廉的技術措施，在建筑設計中應充分、合理地加以使用。自然通風取代空調制冷技術有兩方面的意義:一是實現了被動式制冷。自然通風可在不消耗不可再生能源情況下降低室內溫度,改善室內熱環境；二是可提供新鮮、清潔的自然空氣，帶走潮濕污濁的空氣，有利于人體的生理和心理健康。 自然通風在實現原理上有利用風壓、

73、利用熱壓、風壓與熱壓相結合以及機械輔助通風等幾種形式。現代人類對自然通風的利用已經不同于以前開窗、開門通風，而是綜合利用室內外條件來實現。如根據建筑周圍環境、建筑布局、建筑構造、太陽輻射、氣候、室內熱源等，來組織和誘導自然通風。在建筑構造上，通過中庭、雙層幕墻、風塔、門窗、屋頂等構件的優化設計，來實現良好的自然通風效果。 自然通風最基本的動力是風壓和熱壓。在具有良好的外部風環境的地區，風壓可作為實現自然通風的主要手段。所示在我國大量的非空調建筑中，利用風壓促進建筑的室內空氣流通，改善室內的空氣環境質量，是一種常用的建筑處理手段。風洞試驗表明：當風吹向建筑時，因受到建筑的阻擋，會在建筑的迎風面產

74、生正壓力。同時，氣流繞過建筑的各個側面及背面，會在相應位置產生負壓力。風壓通風就是利用建筑的迎風面和背風面之間的壓力差實現空氣的流通。壓力差的大小與建筑的形式、建筑與風的夾角以及建筑周圍的環境有關。當風垂直吹向建筑的正立面時，迎風面中心處正壓最大，在屋角和屋脊處負壓最大。 自然通風的另一原理是利用建筑內部空氣的熱壓差即通常講的“煙囪效應”來實現建筑的 30 自然通風。利用熱空氣上升的原理，在建筑上部設排風口可將污濁的熱空氣從室內排出，而室外新鮮的冷空氣則從建筑底部被吸人。熱壓作用與進、出風口的高差和室內外的溫差有關，室內外溫差和進、出風口的高差越大，則熱壓作用越明顯。在建筑設計中，可利用建筑物

75、內部貫穿多層的豎向空腔 如樓梯間、中庭、拔風井等滿足進排風口的高差要求，并在頂部設置可以控制的開口，將建筑各層的熱空氣排出，達到自然通風的目的。與風壓式自然通風不同，熱壓式自然通風更能適應常變的外部風環境和不良的外部風環境。 在建筑的自然通風設計中，風壓通風與熱壓通風往往是互為補充、密不可分的。一般來說，在建筑進深較小的部位多利用風壓來直接通風，而進深較大的部位則多利用熱壓來達到通風效果。 4.4 合理設計蓄熱體合理設計蓄熱體合理設計蓄熱體合理設計蓄熱體 蓄熱體一般指可以存儲熱量的集熱體。它有附屬于建筑物構造體中或不附屬于建筑物兩種存在方式。如屬于構造一部分時，則一方面支撐建筑物，另一方面具有

76、儲熱體的功能。不為構造體的蓄熱體能很簡單地設置于建筑物中，可靈活增減，配合季節調節室內溫度變化。 第五節第五節第五節第五節 工程案列工程案列工程案列工程案列 5.1 項目簡介項目簡介項目簡介項目簡介 本項目為位于大連，北側面海，為打造地區標志性建筑而進行綠色生態設計。大連屬于北溫帶季風型大陸性氣候，是東北地區最溫暖的地方。年平均氣溫 10C 左右，其中 8 月最熱，平均氣溫24C，日最高氣溫超過 30C 的天數只有 10 至 12 天。1 月最冷，平均氣溫-5C，極端最低氣溫可達-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?90

77、?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 agr

78、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 . 太陽軌跡圖 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 /h20

79、 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 Janua

80、r y - 31st D ecem berTi m e: 00: 00 - 24: 00?W eat her T ool 區域風玫瑰圖 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 TEM

81、 PER ATURE - Dal i an, CHN 全年氣溫變化圖 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% 100

82、% 100% 全年濕度變化圖 JanFebMarAprMayJunJulAugSepOctNovDec110010009008007006005004003002001000Radiation flux (W/m?Date: Sat 01/Jan to Fri 30/DecGlobal radiation: (x.aps) 全年直接輻射變化圖 33 夏季室外風環境及建筑表面風壓圖 34 冬季季室外風環境及建筑表面風壓圖 冬至日日照陰影圖 夏至日日照陰影圖 35 規劃可視度分析 區域太陽能利用 5.2 規劃布局策略研究規劃布局策略研究規劃布局策略研究規劃布局策略研究 塔樓平面為鉆石形狀，研究三種

83、不同朝向的方案，通過計算模擬塔樓的風壓分布得到朝向的優化方案。 36 方案一規劃布局 方案二規劃布局 方案三規劃布局 模型及網格 37 模擬結果 38 方案一壓力圖 方案二壓力圖 方案三壓力圖 結論： 方案一 方案二 方案三 迎風面相對最大壓力（Pa) 20 19 20 背風面相對最小壓力（Pa) -0.5 -3 -3 壓差（Pa) 20.5 22 23 通過模擬比較可知：方案一的壓差小于方案二及方案三，即其所受到的風力作用最小，對高層建筑來講，其所受的風力荷載最小，相對于其他兩種方案可以相應的減少結構材料，即使在設計相同的結構方案下，其風力作用下的安全性能是最好的，故選用方案一作為優化方案。

84、 5.3 規劃可視度研究規劃可視度研究規劃可視度研究規劃可視度研究 研究目的：塔樓西側為兩片綠地，分析兩種方案對這片綠地的可視化程度，得出塔樓在規劃區域內布局的優化方案。 39 模擬結果： 方案一規劃可視度 40 方案二規劃可視度 結論： 面積比率（%） 可視百分比范圍（%） 方案 0 方案一 0%25% 5.84 14.91 25%50% 94.16 85.11 面積比率對比0%25%0%25%25%50%25%50%010203040506070809010012方案面積比率 計算結果顯示：由于方案二的塔樓位置約在方案一東側 40m左右位置處，造成在塔樓南側 5 個建筑遮擋視線的影響程度方

85、案二比方案一要大，所以方案一在可視百分比 25%50%范圍內的面積比率高于方案二，即在對綠地范圍的可視程度而言，方案一要優于方案二。 41 第四章第四章第四章第四章 圍護結構節能設計圍護結構節能設計圍護結構節能設計圍護結構節能設計 在擁擠的城市環境中，建筑選址、體形和朝向往往易受到諸多因素的制約，而沒有太多的靈活性可言，因此很多情況下建筑師用來調節的主要手段就是圍護結構設計。 被動式節能是指建筑物本身通過各種自然的方式來收集和儲存能量，建筑物與其周圍的環境之間形成自循環的系統，不需要耗能的機械設備來提供支持也能充分利用自然資源，達到節約傳統能源的效果。另外也可以說是利用建筑結構本身來完成對自然

86、界的適應，使建筑物以趨利避害的方式來節約傳統能源，這些特性也決定了推廣被動式節能建筑的可行性。 主動式節能是指利用各種機電設備組成主動系統（自身需要耗能）來收集、轉化和儲存能量，以充分利用太陽能、風能、水能、生物能等可再生能源，同時提高傳統能源的使用效率。主動式節能的特點是對設備和技術的要求較高；一次性投資大；在使用過程中需要消耗能源，最好作為被動式設計的補充手段應用在建筑中。但對于機場航站樓這樣的大型建筑來說，主動式節能是必須的而且必將大有可為。 雖然建筑體形和朝向對于減少過多的太陽輻射量很重要，但是也可能通過建筑圍護結構設計，部分抵消因不當朝向和體形造成的得熱量。此類設計方法包括淺色外墻面

87、、局部遮陽的窗戶、足夠的保溫措施等等。同樣的，通過立面和窗戶的細部設計也可以部分地補償不當的朝向所引起的通風問題。 從適宜居住的角度講，我國絕大部分地區的居住建筑都需要采取一定的技術措施來保證冬夏兩季的室內熱舒適環境。冬夏兩季室內維持的溫度與室外的溫度有很大的差別。這個溫差導致能量以熱的形式流出或者流入室內，采暖、空調設備消耗的能量只要就是用來補充這個能量損失的。在相同的室內外溫差條件下， 建筑圍護結構保溫隔熱性能好壞直接影響到流出或者流入室內熱量的多少。建筑圍護結構保溫隔熱性能好，流出或者流入室內的熱量就少，采暖、空調設備消耗的能量也就少；反之，建筑圍護結構保溫隔熱性能差，流出或流入室內的熱

88、量就多，采暖、空調設備消耗的能量就多。 第一節第一節第一節第一節 節能墻體節能墻體節能墻體節能墻體 在一棟建筑的外圍護結構中，墻體所占的比列最大，通過墻體傳入和傳出的熱量也最多。因此首先要注意提高墻體的保溫隔熱性能，減少通過墻體的熱損失。提高墻體保溫隔熱性能的方法大致 42 有兩類，一類就是一般保溫隔熱墻體，另一類就是集熱蓄熱墻。 1.1 雙層墻體雙層墻體雙層墻體雙層墻體 雙層墻也叫夾心墻,是可以承重保溫的墻體,從墻體的受力性能,耐久性和隔熱抗震等看,這種墻體是其他墻體難以比擬的,它是西方很多國家普遍應用的節能墻體.在我國的北方也有應用了.它由內外層墻體和夾心保溫層組成.可以就地取材的使用各種

89、保溫材料.它的內外墻變形協調,即使在大地震情況下,外墻也不會失穩破壞.它的內墻耐久性好,裂縫很少出現.它就象馬步站樁一樣,很有功力。兩層墻體之間留有一定得間距，夏季做通風間層用，有時還可以向間層內噴撒水，達到蒸發降溫的目的；冬季做封閉空氣間層，加強了墻體的保溫性能。 1.2 通風墻與通風遮陽墻通風墻與通風遮陽墻通風墻與通風遮陽墻通風墻與通風遮陽墻 通風墻主要利用通風間層排除一部分熱量。例如空斗磚墻或空心圓孔板墻之類的墻體，在墻上部開排風口，在下部開進風口，利用風壓與熱壓的綜合作用，使間層內空氣流通排除熱量。通風遮陽墻是墻體既設通風間層，又設遮陽構件，既遮擋陽光直射減少日輻射的吸收，又通過間層的

90、空氣流動帶走部分熱量的墻體。 通風遮陽墻在墻面上還可以種植攀緣植物，如牽牛花等綠化遮陽。 1.3 充水墻體充水墻體充水墻體充水墻體 利用水的流動性和蓄熱系數高的特點，可以構造一種水墻式應變界面：將水充入墻體內的間層或導管內，通過調節間層或導管內水量的多少來控制墻體的隔熱性能以及熱容量，還可以借此形成的水流的往復循環系統在夏季帶走墻體吸收的多余熱量。如將此墻應用于夏熱冬冷的建筑西墻，冬季墻體導管內不充水，空氣間層加大，隔熱性能提高而利于保溫；在夏季使墻體內充滿循環水流，大部分太陽輻射熱被水流吸收帶走，既阻隔了日曬，又獲得了熱水，可謂一舉兩得。 1.4 墻體綠化墻體綠化墻體綠化墻體綠化 通過種植攀

91、緣植物對墻體綠化，減少太陽輻射。 第二節第二節第二節第二節 窗的窗的窗的窗的綠綠綠綠色生態設計色生態設計色生態設計色生態設計 窗戶的基本作用是采光、通風和觀看等。這幾方面綜合考慮才能確定窗口的理想位置和大小。 2.1 側窗側窗側窗側窗 （一）側窗的自然采光 各個朝向的窗戶均有采光的可能性。窗戶的最佳朝向由用途決定的。例如，如果冬天采用被動式太陽能采暖，南向玻璃是最有利的；北向玻璃幾乎沒有直射光，但自然采光條件優越。然而為了獲得最佳效果，每個朝向應該區別對待。 北向能獲得高質量的均勻光線和最小的得熱量，但在采暖期存在著熱損失大和隨之而來的舒適性差的問題。只在清晨和黃昏前需要遮陽。 43 南向盡管

92、光線變化大，仍是獲得強烈光線的最佳朝向，并且很容易遮陽。 東西向遮陽困難。遮陽對于這兩個朝向的舒適性至關重要，尤其是西向。 （二）側窗的增效措施 大面積玻璃并不能保證良好的采光。有幾種裝置和建筑設計技巧可以獲得滿意的光線質量和數量。這些裝置的大體功能有三：漫射或反射陽光使其重新分布；消除室內表面過多的亮光；消除眩光和直接陽光輻射。諸如反光板、百葉和深窗洞等建筑元素都可以改善光線分布。如果是淺色的，采光會更加均勻。另外，建筑的遮陽板以及室外的植物在夏季都能阻擋直射陽光，減少得熱；在冬季陽光仍能進入建筑提供熱量。 （三）側窗的自然通風 穿堂風的效果依賴于設計。自動控制風口一般適用于大型公共建筑。窗

93、戶的形式對室內氣流的路徑和降溫效果有很大的影響。 2.2 天窗天窗天窗天窗 建筑中心采光是通過天窗實現的，一般類型包括平天窗、高側窗、矩形天窗和鋸齒形天窗。天窗最適合大空間單層建筑的采光，而不適合照亮特定的物體，也不適合多層建筑，除非是頂層房間或者通過中庭采光。屋頂采光來自沒有遮擋的天空，是最有效的采光方式，也能用于通風。中小學特別適合利用自然采光，因為一般都是在白天使用，而且很多是單層建筑，可以用天光來照亮內部空間，從而設計成進深相對較大的建筑。 第三節第三節第三節第三節 遮陽遮陽遮陽遮陽 3.1 內遮陽內遮陽內遮陽內遮陽 內遮陽因其安裝、使用和維護保養都十分方便而應用普遍。無論是自己挑選加

94、工的布簾還是生產商提供的遮陽產品，如百葉簾、卷簾、垂直簾等，用戶可選擇的式樣很多。淺色的窗簾比深色的遮陽效果好。 但是，內遮陽的隔熱效果不如外遮陽。使用內遮陽時，陽光照射到玻璃，并透過玻璃到達遮陽設施，使房間升溫。而外遮陽使得大部分陽光只能直射到遮陽設施，來自陽光的輻射熱不能直接到達室內空間。因此，用外遮陽較內遮陽可以使室溫低 10%20%。 這意味著可以節約大量的空調電費。 當然，對于住宅室內窗簾的實用功能不僅限于遮陽的考慮，還有私密性的需要，即遮擋外來視線。而且窗簾還是改善室內空間品質的重要手段之一，因此在居住建筑中室外遮陽不可能完全替代室內窗簾。 3.2 外遮陽外遮陽外遮陽外遮陽 夏季外

95、窗節能設計應該首選外遮陽。使用外遮陽往往不只是使用者個人的事情，因為建筑立面會不可避免地為之改變。經常可以看到，夏季炎熱地區一些未經過遮陽設計的公寓住宅，許多住家 44 各自拉起了帆布蓬和安裝遮陽板，或者種植植物。而有些不恰當的遮陽措施既達不到有效地隔熱，還給居住生活帶來不便。這就需要建筑師在建筑設計時結合造型予以充分的考慮。 隨著住宅空調的日益普及，夏季空調耗能巨大。炎熱的夏季，在通過建筑外窗的熱量中，占窗面積 80%的玻璃的得熱是第一位，是造成室內過熱或嚴重增加空調制冷負荷的主要原因。因此遮陽是夏季隔熱最有效的措施，它反射和吸收絕大部分的太陽熱能，避免太陽輻射直接進入室內空間，有利于防止溫

96、室升高和波動，達到節能目的。 第第第第四四四四節節節節 工程案列工程案列工程案列工程案列 4.1 工程簡介工程簡介工程簡介工程簡介 本項目位于四川省成都市，由四幢塔樓和商業裙房組成，北臨紅星路三段，南臨北紗帽街，東臨大慈寺路， 西臨江南館路， 本分析根據建筑師要求， 在滿足 公共建筑節能設計標準 (GB50189-2005)的條件下，最大限度的應用單層玻璃，滿足使用要求。 項目效果圖 45 項目規劃平面圖 4.2 窗墻面積比計算窗墻面積比計算窗墻面積比計算窗墻面積比計算分析分析分析分析 根據提供資料，對各朝向的窗墻面積比進行了計算，結果如下： 1北向（紅星路三段） ECADI 計算面積（m2)

97、 圖紙標注面積（m2) A 復合鋁板+B 石材 2962 2962 C 中空玻璃 2808 D 非中空玻璃 3454 6263 窗墻比 0.68 0.68 2南向（北紗帽街） ECADI 計算面積（m2) 圖紙標注面積（m2) B 石材 5728 5728 C 中空玻璃 3190 D 非中空玻璃 298 6173 窗墻比 0.38 0.52 3東向（大慈寺路） ECADI 計算面積（m2) 圖紙標注面積（m2) A 復合鋁板+B 石材 1701 1701 C 中空玻璃 939 D 非中空玻璃 428 1368 窗墻比 0.45 0.45 4西向（江南館街） ECADI 計算面積（m2) 圖紙標

98、注面積（m2) B 石材 1216 1216 46 C 中空玻璃 1899 D 非中空玻璃 347 2246 窗墻比 0.65 0.65 各朝向外窗（包括玻璃幕墻）熱工性能要求： 根據公共建筑節能設計標準(GB50189-2005)，商業裙樓各朝向外窗（包括玻璃幕墻）熱工性能要求如下表所示： 朝向 窗墻比 傳熱系數 W/(m2K) 遮陽系數 SC 可見光透射比 北向（紅星路三段） 0.58 2.5 0.50 南向（北紗帽街） 0.52 2.5 0.40 東向（大慈寺路） 0.37 3.0 0.50 0.40 西向（江南館街） 0.65 2.5 0.40 各立面外窗（包括玻璃幕墻）選用建議： 目

99、前，商業裙樓各立面可能部分采用鋼化透明玻璃(19mm)，其傳熱系數為 5.3 W/(m2K)，遮陽系數為 0.81。下面的計算均是根據鋼化透明玻璃的熱工參數推斷中空 Low-e 玻璃的熱工參數。 1傳熱系數【單位：W/(m2K)】 規范規定值 非中空玻璃幕墻傳熱系數 非中空玻璃比例 中空Low-e玻璃幕墻傳熱系數計算值 北向 （紅星路三段） 2.5 5.3 0.48 -0.1 南向（北紗帽街） 2.5 5.3 0.29 1.4 東向（大慈寺路） 2.5 5.3 0.44 0.3 西向（江南館街） 2.5 5.3 0.29 1.4 2遮陽系數 規范規定值 非中空玻璃幕墻遮陽系數 非中空玻璃比例

100、中空 Low-e 玻璃幕墻遮陽系數計算值 北向（紅星路三段） 0.5 0.81 0.48 0.2 南向（北紗帽街） 0.4 0.81 0.29 0.23 東向（大慈寺路） 0.4 0.81 0.44 0.08 西向（江南館街） 0.4 0.81 0.29 0.23 3可見光透射比 規范規定值 非中空玻璃幕墻可見光透射比 非中空玻璃比例 Low-e 中空玻璃幕墻可見光透射比 北向（紅星路三 47 段） 南向 （北紗帽街） 東向 （大慈寺路） 0.4 0.84 0.31 0.20 西向 （江南館街） 由結果可以看出： ? 北向（紅星路三段）和西向（江南館街）窗墻比均已經超出公共建筑節能設計標準(G

101、B50189-2005)對窗墻比的要求，需進行動態權衡計算；建議通過一些建筑手法（比如玻璃后面襯保溫材料等）將窗墻比控制在 0.70 以下。 ? 北向（紅星路三段）的非中空玻璃所占的比例太大，需要減少至 10以內，即北向（紅星路三段）的非中空玻璃面積應小于 770m2。 ? 南向（北紗帽街）的非中空玻璃所占的比例也太大，需要減少至 10以下，即東向（大慈寺路）的非中空玻璃面積應小于 730m2。 ? 東向（大慈寺路）的非中空玻璃所占的比例也太大，需要減少至 10以下，即東向（大慈寺路）的非中空玻璃面積應小于 350m2。 ? 西向（江南館街）的非中空玻璃所占的比例也太大，需要減少至 10以下，

102、即東向（大慈寺路）的非中空玻璃面積應小于 400m2。 ? 此時應控制玻璃幕墻的傳熱系數2.2 W/(m2K)、遮陽系數0.35，采用常規的低透光型低輻射中空玻璃窗(6 Low-E +12A+6)及斷熱型材【斷熱型材的傳熱系數應5.0W/(m2K)，窗框比例10】即可滿足節能要求。 48 第五章第五章第五章第五章 方案創作中的綠色策劃過程方案創作中的綠色策劃過程方案創作中的綠色策劃過程方案創作中的綠色策劃過程 第一節第一節第一節第一節 建筑創作配合模式建筑創作配合模式建筑創作配合模式建筑創作配合模式 由于綠色建筑本身涉及很多專業，而建筑師在方案創作的過程中又很難面面俱到，所以存在建筑物理專業工

103、程師配合建筑師在方案創作中給與優化意見，避免由于建筑初期的考慮不周全而導致后期設計力不從心，綠色建筑發展本著優化項目提升建筑品質的考慮，對方案創作過程中各部分環節給與配合工作，如下表： 建筑專業創作過程 綠色建筑專業創作過程 建筑創作步驟 時間（天） 綠色建筑專業工作步驟 時間（天） 1 理解設計任務書 1-2 天 1 理解設計任務書 1-2 天 2 查閱資料 2-3 天 2 查閱資料 2-3 天 3 方案形體構想 5 天 3 綠色概念策劃 5 天 4 sketch 建模 1 天 4 整理氣象參數文件 1 天 5 優化形體（控制體形系數，避免影響后續設計的節能效果） 2 天 6 建立微氣候分析

104、模型 2 天 7 運行程序得到初步結論（控制建筑布局，得到利于各季節微氣候的方案） 2 天 8 建立采光日照分析模型 2 天 5 方案論證及調整 10 天 9 運行程序得到初步結論（控制建筑高度，得到利于各季節采光日照的方案） 2 天 6 效果圖 7 天 10 整理綠色建筑文本 7 天 7 整理文件 2 天 11 整理綠色建筑給其他各專業的要求文件 2 天 8 給各專業提資料 1 天 12 給各專業提資料 1 天 9 正式出標 3 天 13 提建筑專業調整正式出標 3 天 49 第二節第二節第二節第二節 課題展望課題展望課題展望課題展望 本課題雖然取得一定的成果，但由于能力和專業的局限，研究還有很多不足與遺憾，課題組也希望在以后的科研項目繼續展開類似的研究工作： 1 由于建筑創作中還有很多的其他專業的要求，綠色策劃模式并沒有與其完整配合，比如消防，車行路線或者業主的特殊要求，建筑創作應該是由各個專業共同設計完成的成果，目前還沒有系統的和其他各專業配合的經驗。 2 綠色策劃模式以建筑物理模擬為專業基礎，存在大量的數值試驗過程，需要實測給與結果正確的論證評判，希望相關專家支持以后完成這項工作。