建筑節(jié)能第四章

1、第四章第四章 建筑單體設(shè)計與節(jié)能建筑單體設(shè)計與節(jié)能第一節(jié)第一節(jié) 建筑平面尺寸與節(jié)能的關(guān)系建筑平面尺寸與節(jié)能的關(guān)系 一、建筑平面形狀一、建筑平面形狀 建筑平面形狀主要取決于建筑物用地地塊形狀和建筑物的功能。從建筑節(jié)能的觀點(diǎn)出發(fā)，在建筑體積相同的情況下，在滿足建筑物功能要求的前提下，圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面積越小，建筑物耗能越少，因此應(yīng)注意使圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面積與建筑體積之比盡可能小。在這里我們假定某建筑平面為40m40m，高為17m，并定義這時建筑的熱耗為100，表8-1列出相同體積下，不同平面形式的能耗大小。第一節(jié)第一節(jié) 建筑平面尺寸與節(jié)能的關(guān)系建筑平面尺寸與節(jié)能的關(guān)系 一、建筑平面形狀一、建筑平面形狀 建筑平

2、面形狀主要取決于建筑物用地地塊形狀和建筑物的功能。從建筑節(jié)能的觀點(diǎn)出發(fā)，在建筑體積相同的情況下，在滿足建筑物功能要求的前提下，圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面積越小，建筑物耗能越少，因此應(yīng)注意使圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面積與建筑體積之比盡可能小。在這里我們假定某建筑平面為40m40m，高為17m，并定義這時建筑的熱耗為100，表8-1列出相同體積下，不同平面形式的能耗大小。三、建筑寬度與節(jié)能三、建筑寬度與節(jié)能 增加居住建筑物的寬度對節(jié)能有利。居住建筑的寬度與能耗的關(guān)系如表8-3所示。從表中可以看出，對于9層的住宅，如寬度從11m增加到14m，能耗可減少67，如果增大到1516m，則能耗可減少1214。四、建筑平面布局與節(jié)能四、

3、建筑平面布局與節(jié)能 合理的建筑平面布局使建筑在使用上帶來極大的方便，同時也能有效地提高室內(nèi)的熱舒適度和有利于建筑節(jié)能。在建筑熱工環(huán)境中，主要從合理的熱工環(huán)境分區(qū)及溫度阻尼區(qū)的設(shè)置兩個方面來考慮建筑平面布局。 在設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)對熱環(huán)境的不同需求而合理分區(qū)，即將熱環(huán)境質(zhì)量要求相近的房間相對集中布置。高的設(shè)于溫度較高區(qū)域，從而取得最大限度利用日輻射保持室內(nèi)具有較高溫度，對熱環(huán)境質(zhì)量要求較低的房間集中設(shè)于平面中溫度相對較低的區(qū)域，以減少供熱能耗。 為了保證主要使用房間的室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量，可在該熱環(huán)境區(qū)與溫度很低的室外空間之間，結(jié)合使用情況，設(shè)置各式各樣的溫度阻尼區(qū)。這些阻尼區(qū)就像是一道“熱閘”，不但可使

4、房間外墻的傳熱損失減少，而且大大減少了房間的冷風(fēng)滲透，從而減少了建筑的滲透熱損失。設(shè)于南向的日光間、封閉陽臺等都具有溫度阻尼區(qū)作用，是冬季減少耗熱的一個有效措施。二、表面面積系數(shù)二、表面面積系數(shù) 利用太陽能作為房屋的熱源，建筑物的南墻是得熱面，通過合理設(shè)計，可以做到南墻收集的熱輻射量大于其向外散失的熱量，扣除南墻面以外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損失為建筑物的凈熱負(fù)荷，這個負(fù)荷量與面積大小成正比。因此從建筑節(jié)能的角度考慮，以外圍護(hù)結(jié)構(gòu)總面積越小越好這個標(biāo)準(zhǔn)來評價建筑節(jié)能的效果是不夠的，應(yīng)以南墻面積足夠大，其它外表面積盡可能小為標(biāo)準(zhǔn)去評價。 表面面積系數(shù)：建筑物其它外表面面積之和A1與南墻面積A2之比。它更能表

5、示建筑表面積散熱和建筑利用太陽能而得熱的綜合熱工情況。 節(jié)能住宅地面所散失的熱量比外 表面少很多，地面面積以30%計入外表面積。 幾點(diǎn)結(jié)論：（1）對于長方形建筑，最好的體形是長軸朝向東西的長方形，正方形次之，長軸南北朝向最差。因此，節(jié)能建筑中，板式住宅優(yōu)于點(diǎn)式。（2）增加建筑物長度對節(jié)能有利，長度達(dá)到50m后，長度的增加帶給節(jié)能建筑的節(jié)能效果趨于不顯著。因此節(jié)能建筑長度最好在50m左右，以不小于30m為宜。（3）增加建筑物層數(shù)對節(jié)能有利，層數(shù)達(dá)到八層以上后，層數(shù)的增加帶給節(jié)能建筑的節(jié)能效果趨于不顯著。（4）加大建筑物的進(jìn)深會使表面面積系數(shù)增加，從此角度看，建筑物的進(jìn)深不宜過大，但進(jìn)深加大，單位

6、集熱面的貢獻(xiàn)不會減少，同時建筑物體型系數(shù)會減小。所以綜合考慮，加大建筑物的進(jìn)深對建筑物節(jié)能有利。（5）體量大的節(jié)能建筑比體量小的節(jié)能建筑在節(jié)能方面更有利。所以發(fā)展多層節(jié)能住宅比低層節(jié)能住宅效果好，收益大。四、注意建筑日輻射得熱量四、注意建筑日輻射得熱量 太陽輻射得熱對建筑能耗的影響很大， 夏季太陽輻射 得熱增加制冷負(fù)荷， 冬季太陽輻射得熱降低采暖負(fù)荷。由 于太陽高度角和方位角的變化規(guī)律， 南北朝向的建筑夏季 可以減少太陽輻射得熱， 冬季可以增加太陽輻射得熱， 是 最有利的建筑朝向。但由于建筑物的朝向還要受到許多其他 因素的制約， 不可能都作到南北朝向。 建筑物的長寬比對節(jié)能也有很大影響。當(dāng)建筑

7、物為正南朝向時，一般來說長寬比越大，得熱越多，但隨著朝向的變化，其得熱量會逐漸減少。當(dāng)偏向角達(dá)到67度時，長寬比對建筑物得熱幾乎沒有影響。當(dāng)偏向角為90度時，則長寬比越大，得熱越少。 第三節(jié)第三節(jié) 合理選擇外墻保溫方案合理選擇外墻保溫方案 在計算建筑物耗熱量指標(biāo)時，由于朝向不同，各墻面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的修正系數(shù)也有很大差別。例如，北向外墻為0.92，而南向為0.70。因此，存在保溫結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方案。即在北向外墻加強(qiáng)保溫，大幅降低北外墻平均傳熱系數(shù)，同時適當(dāng)放寬南外墻保溫性能，也能使建筑物耗熱量指標(biāo)降低。 P105給出了具體計算實例。二、附加物對窗節(jié)能效果的影響二、附加物對窗節(jié)能效果的影響1、窗的夜間保溫

8、對節(jié)能的影響、窗的夜間保溫對節(jié)能的影響 保溫窗簾和保溫板對減少夜晚窗的熱耗起著重要作用。 但是節(jié)能率的靈敏度在不同，從P1078圖8-1214可以看出，保溫?zé)嶙鑿?.156m2K / W增加到1 m2K / W時，靈敏度最高，大于1 m2K / W后，再增加夜間保溫?zé)嶙?，?jié)能率增加有限。因此，窗在夜間應(yīng)設(shè)保溫窗簾或保溫板。窗的夜間保溫?zé)嶙钁?yīng)選擇在臨界值附近以取得較好的節(jié)能和經(jīng)濟(jì)效果。2、窗外遮擋對節(jié)能的影響、窗外遮擋對節(jié)能的影響 住宅的陽臺在冬季會遮擋一部分進(jìn)入窗的陽光，遮擋的程度取決于陽臺的挑出尺寸，且遮擋的情況與朝向也有關(guān)。從P108圖8-1516可以看出，在南向陽臺挑出尺寸大于0.5m后

9、，節(jié)能率開始下降，而東西向陽臺挑出尺寸則對節(jié)能率影響不大。因此，可以適當(dāng)減少南向陽臺挑出尺寸。 第五節(jié)第五節(jié) 建筑自然通風(fēng)與節(jié)能建筑自然通風(fēng)與節(jié)能 第六節(jié)第六節(jié) 一個典型的低能耗建筑一個典型的低能耗建筑 低能耗建筑建筑的設(shè)計指導(dǎo)思想是：在將建筑熱能損耗減至最小的同時，最大限度地利用太陽能。德國馬爾占低能耗公寓大樓是低能耗建筑中很有代表性的一個。 朝向：南北朝向，充分利用太陽能。 體型設(shè)計：采用扇形平面樣式，可以使每個房間都可以有陽面，并能獲得充分日照。并且縮小耗能較高的北立面的尺寸。 圍護(hù)結(jié)構(gòu)：采用保溫性能優(yōu)良的墻體將北面幾乎完全封閉，該墻面盡量少設(shè)窗戶，減少熱耗。南立面、墻表面整個用玻璃制成，以爭取取得更多的日照和太陽能。南立面的外門窗均是落地的，并且劃分簡單以提高效率。 平面布置：面向北向安排的冷房間、樓梯、走廊和浴室作為南面暖房間的一個傳熱緩沖帶，它們通過滑動墻連