室外環(huán)境規(guī)劃中的節(jié)能技術(shù)

室外環(huán)境規(guī)劃中的節(jié)能技術(shù)第1頁/共37頁2.1環(huán)境降溫節(jié)能的概念一、室外熱環(huán)境的概念圖2-1室外熱環(huán)境形成機(jī)理圖2-1室外熱環(huán)境形成機(jī)理圖2-1室外熱環(huán)境形成機(jī)理圖2-1室外熱環(huán)境形成機(jī)理第2頁/共37頁2.1環(huán)境降溫節(jié)能的概念二、城市熱島效應(yīng)第3頁/共37頁2.1環(huán)境降溫節(jié)能的概念1、室外環(huán)境對(duì)人的熱舒適性影響合理的建筑設(shè)計(jì)和布局，高效美觀的綠化形式、植物搭配及水景設(shè)計(jì)，可以改善室外熱環(huán)境及其環(huán)境舒適度。2、室外環(huán)境對(duì)室內(nèi)環(huán)境的影響室外熱濕環(huán)境會(huì)通過傳導(dǎo)、輻射、對(duì)流和自然通風(fēng)等形式通過建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)作用于室內(nèi)環(huán)境，對(duì)室內(nèi)環(huán)境造成影響。3、室外環(huán)境對(duì)建筑能耗的影響三、室外環(huán)境規(guī)劃的重要性第4頁/共37頁2.2室外熱環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)策略圖2-3江南傳統(tǒng)民居一、中國傳統(tǒng)建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)第5頁/共37頁2.2室外熱環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)策略圖2-4高樓林立的城市二、目前設(shè)計(jì)中存在的問題

(1)高密度的建筑區(qū)

第6頁/共37頁2.2室外熱環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)策略(2)不透水鋪裝的大量采用

圖2-5不透水路面第7頁/共37頁2.2室外熱環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)策略(3)不合理的建筑布局圖2-6香港淘大花園(4)不合理的綠地規(guī)劃第8頁/共37頁調(diào)研設(shè)計(jì)地段的各種氣候地理數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)各種氣候地理要素對(duì)區(qū)域環(huán)境的影響采用技術(shù)手段解決氣候地理要素與區(qū)域環(huán)境要求的矛盾結(jié)合特定的地段區(qū)分各種氣候要素的重要程度，采取相應(yīng)的技術(shù)手段進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，尋求最佳設(shè)計(jì)方案2.2室外熱環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)策略三、氣候適應(yīng)性策略及方法第9頁/共37頁2.2室外熱環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)策略三、氣候適應(yīng)性策略及方法圖2-7斯圖加特市21世紀(jì)規(guī)劃的建議圖第10頁/共37頁2.2室外熱環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)策略小區(qū)規(guī)劃中應(yīng)用氣候適應(yīng)性策略時(shí)，主要分析方法如下：日照分析室外遮陽設(shè)計(jì)風(fēng)、溫場分析室外風(fēng)溫環(huán)境設(shè)計(jì)降低熱島強(qiáng)度，提高室外舒適性圖2-8室外熱環(huán)境設(shè)計(jì)方法第11頁/共37頁2.3建筑氣候一、日照指物體表面被太陽光直接照射的現(xiàn)象。日照在一年中是不斷變化的，這是由于地球按一定的軌道繞太陽運(yùn)動(dòng)造成。地球公轉(zhuǎn)的軌道平面叫黃道面。由于地軸是傾斜的，它與黃道面約成66°33′的交角。在公轉(zhuǎn)的運(yùn)行中，這個(gè)交角和地軸的傾斜方向，都是固定不變的。這樣一來，就使太陽光線垂直照射在地球上的范圍，在南、北緯23°27′緯度線之間作周期性變動(dòng)，這兩條緯度線則分別叫做南回歸線和北回歸線。如圖2-9所示為地球繞太陽運(yùn)行一周的行程，由于地球繞太陽的運(yùn)動(dòng)，形成春分、夏至、秋分、冬至四個(gè)重要節(jié)氣。這四個(gè)節(jié)氣也是室外熱環(huán)境分析的關(guān)鍵日。第12頁/共37頁2.3建筑氣候一、日照?qǐng)D2-9地球繞太陽運(yùn)行圖第13頁/共37頁2.3建筑氣候太陽運(yùn)行規(guī)律描述中有三個(gè)參數(shù)：太陽赤緯角、太陽高度角、太陽方位角。赤緯角描述地球繞太陽公轉(zhuǎn)的行程，不同季節(jié)有不同的太陽赤緯角；太陽高度角是指太陽光線與地平面的夾角。太陽光線在地平面上的投影線與地平面正南子午線的夾角稱為太陽方位角。二、太陽輻射到達(dá)地面的太陽輻射由兩部分組成，一部份是方向未經(jīng)改變的，叫做直射輻射；另一部分是由于被大氣中氣體分子、液體或固體顆粒反射，達(dá)到地面時(shí)無特定的方向，叫做散射輻射。第14頁/共37頁第15頁/共37頁二、太陽輻射總輻射totalradiation到達(dá)地球表面的太陽輻射地面太陽輻射強(qiáng)度影響因素太陽高度角大氣透明度緯度云量海拔對(duì)室內(nèi)環(huán)境的影響夏季增加室內(nèi)冷負(fù)荷可利用的清潔能源2.3建筑氣候第16頁/共37頁2.3建筑氣候三、氣溫氣象學(xué)定義：距離地表高1.5m背陰處的空氣溫度。氣溫變化日變化年變化對(duì)室內(nèi)環(huán)境的影響新風(fēng)溫度室內(nèi)外溫差傳熱引起負(fù)荷的變化圖2-10城市熱島效應(yīng)第17頁/共37頁2.3建筑氣候四、風(fēng)描述風(fēng)有三個(gè)重要概念：風(fēng)向、風(fēng)頻、風(fēng)玫瑰圖。風(fēng)向指風(fēng)吹來的風(fēng)向，用16個(gè)方位表示。風(fēng)頻，即各風(fēng)向的頻率。風(fēng)頻是了解某地各風(fēng)向出現(xiàn)頻繁程度的特征量，它是用各風(fēng)向出現(xiàn)的次數(shù)占風(fēng)向總觀測次數(shù)的百分率來表示。風(fēng)向玫瑰圖，即風(fēng)向分布圖。其繪制方法是將極坐標(biāo)圖分成八個(gè)方位，分別是N，S，E，W，NW，NE，SW，SE。某氣象觀測站的風(fēng)玫瑰圖如圖2-11所示。圖2-11某氣象觀測站的風(fēng)玫瑰圖第18頁/共37頁第19頁/共37頁2.3建筑氣候季候風(fēng)monsoon：太陽輻射在地球上照射不均勻產(chǎn)生溫差引起的大氣環(huán)流。地方風(fēng)localwind：局部地面情況變化引起的小范圍大氣環(huán)流。風(fēng)玫瑰圖windrose：反映一個(gè)地方風(fēng)速、風(fēng)向分布頻率的圖形。對(duì)室內(nèi)環(huán)境的影響：冬季冷風(fēng)滲透、侵入自然通風(fēng)風(fēng)力發(fā)電第20頁/共37頁2.3建筑氣候五、降水定義：從大地蒸發(fā)的水蒸汽進(jìn)入大氣層后，經(jīng)過凝結(jié)以液態(tài)或固態(tài)的形式降到地面。降水性質(zhì)降水量：降水未經(jīng)蒸發(fā)滲透，積累在水平面上的水層厚度，單位mm。降水時(shí)間：降水從開始到結(jié)束的時(shí)間。降水強(qiáng)度：單位時(shí)間內(nèi)的降水量。第21頁/共37頁2.3建筑氣候第22頁/共37頁2.3建筑氣候六、空氣濕度定義：濕空氣中含水蒸汽量的多少。絕對(duì)濕度absolutehumidity：每立方米濕空氣中含有水蒸汽的質(zhì)量。相對(duì)濕度

relativehumidity：濕空氣的絕對(duì)濕度與同溫度下飽和空氣的飽和絕對(duì)濕度的比值。對(duì)室內(nèi)環(huán)境的影響新風(fēng)含濕量第23頁/共37頁2.3建筑氣候第24頁/共37頁2.4風(fēng)環(huán)境設(shè)計(jì)所謂風(fēng)環(huán)境是指室外空氣流動(dòng)在建筑區(qū)域的分布一、風(fēng)環(huán)境基礎(chǔ)知識(shí)1．主導(dǎo)風(fēng)向和風(fēng)速在我國絕大多數(shù)地區(qū)，不同季節(jié)一般都有主導(dǎo)風(fēng)向和風(fēng)速，主導(dǎo)風(fēng)向是指一段時(shí)間內(nèi)頻率出現(xiàn)最高的風(fēng)向，可以通過風(fēng)玫瑰圖得到。2．城市梯度風(fēng)建筑小區(qū)并不是一個(gè)孤立的系統(tǒng)，其周圍存在著建筑和其他物體，來流風(fēng)呈現(xiàn)下低上高的梯度風(fēng)分布。第25頁/共37頁圖2-12梯度風(fēng)示意圖2.4風(fēng)環(huán)境設(shè)計(jì)第26頁/共37頁圖2-13室外風(fēng)環(huán)境設(shè)計(jì)圖2.4風(fēng)環(huán)境設(shè)計(jì)3．建筑周圍氣流特征4．城市內(nèi)部風(fēng)特點(diǎn)第27頁/共37頁二、風(fēng)環(huán)境主要影響因素1．建筑密度2.4風(fēng)環(huán)境設(shè)計(jì)圖2-14建筑風(fēng)速與建筑密度關(guān)系的擬合公式第28頁/共37頁2．建筑體量2.4風(fēng)環(huán)境設(shè)計(jì)圖2-15建筑體量與背風(fēng)渦流區(qū)范圍的關(guān)系第29頁/共37頁3．迎風(fēng)面積迎風(fēng)面積是指建筑外墻垂直于風(fēng)向的投影面積。迎風(fēng)面積越大，由于背風(fēng)渦流區(qū)的影響，風(fēng)速越低。2.4風(fēng)環(huán)境設(shè)計(jì)第30頁/共37頁2.4風(fēng)環(huán)境設(shè)計(jì)三、風(fēng)環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)方法1．建筑朝向圖2-16不同風(fēng)向入射角對(duì)建筑氣流影響2．建筑間距第31頁/共37頁3．建筑形體設(shè)計(jì)2.4風(fēng)環(huán)境設(shè)計(jì)圖2-17華南理工大學(xué)綜合教學(xué)樓鳥瞰圖第32頁/共37頁4．建筑平面布局一般建筑群的平面布局有行列式、自由式、點(diǎn)式、周邊式三種。2.4風(fēng)環(huán)境設(shè)計(jì)圖2-18建筑平面布局對(duì)風(fēng)環(huán)境的影響a）行列式；b）錯(cuò)列式；c）斜列式；d）周邊式；e）自由式第33頁/共37頁2.4風(fēng)環(huán)境設(shè)計(jì)

圖2-19建筑平面布局合理設(shè)計(jì)第34頁/共37頁