與風(fēng)、光、熱有關(guān)的建筑設(shè)計策略

1、與風(fēng)、光、熱有關(guān)的建筑設(shè)計策略1、氣候?qū)ㄖ挠绊慉.氣候因素（日照、降水、風(fēng)、溫度、濕度.） 直接影響建筑的功能、形式、維護(hù)結(jié)構(gòu)等B.氣候 影響水、土壤、植被 地理因素影響建筑C.氣候 影響人的心理、生理 影響建筑，體現(xiàn)為不同地區(qū)的習(xí)俗、信仰、審美等D.現(xiàn)代化的采暖、空調(diào)、照明 消耗能源E.被動式措施和技術(shù)： 例如：圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫和利用太陽輻射； 圍護(hù)結(jié)構(gòu)防熱和遮陽； 自然通風(fēng)和天然采光F.由建筑師獨立完成的設(shè)計工作：日照和遮陽設(shè)計、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫防水防濕防露、自 然通風(fēng)、天然采光等G.需其它專業(yè)與建筑師配合完成：供暖和空調(diào)、機械通風(fēng)、人工照明等2、設(shè)計策略A.設(shè)計策略的4個標(biāo)準(zhǔn)： 和能量有

2、關(guān)； 是“被動式”的； 設(shè)計策略必須是利用了主要的建筑形式和組織關(guān)系； 對建筑外觀有潛在主要影響；B.設(shè)計策略在3種不同尺度下的體現(xiàn)： 以太陽能為例 建筑組群如何安排房屋和街道來利用太陽能； 建筑單體如何安排主要區(qū)域接收陽光； 建筑構(gòu)件如何開窗、如何布置遮陽； 3、組團(tuán)策略 建筑單體間、單體與開放空間、單體與街道間的關(guān)系很重要，它們決定了進(jìn)入場地的 風(fēng)、光、熱等資源 對建筑采暖、降溫、照明負(fù)荷有主要影響。3.1 有關(guān)利用風(fēng)的策略： A. “通風(fēng)走廊” 開發(fā)密度較高的地區(qū)會比低密度區(qū)產(chǎn)生和貯存更多熱量。夜晚時，高密度區(qū)和周圍鄉(xiāng)村溫差更大，較暖的城市空氣易上升產(chǎn)生負(fù)壓，并從城市周圍吸收涼空氣。利用

3、這種效應(yīng)的關(guān)鍵：冷空氣源 周邊有未開發(fā)土地 冷空氣走廊 寬敞林蔭道或線性公園另一特例： 斯圖加特市重力驅(qū)使下，密度大的冷空氣以類似水的模式傾斜向下移動 B. “通風(fēng)良好的街道” 平行于主導(dǎo)風(fēng)向的街道有最高街道風(fēng)速，垂直會使大部分風(fēng)吹過建筑，并在街道內(nèi)形成低速和更紊亂的風(fēng)。 如果街道走向與主導(dǎo)風(fēng)向成一個斜角，將使建筑的兩側(cè)產(chǎn)生正壓，另兩側(cè)產(chǎn)生負(fù)壓 使建筑內(nèi)的對流最大化 如果街道走向偏離主導(dǎo)風(fēng)向不太遠(yuǎn)，仍會促進(jìn)風(fēng)在街道內(nèi)良好循環(huán)。 狹窄街道上的高大建筑 最大的防風(fēng)作用 寬闊街道上的低矮建筑 促進(jìn)空氣流動 C. “分散的建筑” 理想狀態(tài)：具有連續(xù)和寬闊的開放空間，使每棟建筑能保持通風(fēng)。 每棟建筑背風(fēng)

4、面都會產(chǎn)生一個風(fēng)速降低的區(qū)域。當(dāng)一棟建筑直接位于另一建筑背面，如果要確保該建筑有充分的通風(fēng)，建筑間距應(yīng)為其高度的5-7倍。 如果建筑錯開排列，建筑四周的風(fēng)流將有助于鄰近建筑的通風(fēng)，這樣一來建筑間沿風(fēng)向上的間隔就可以縮小。 3.2 冬天利用太陽能的策略： A. “東西拉長的建筑組團(tuán)” Acoma印第安人村莊排列的長而薄、東西向拉長的住宅組團(tuán)。組團(tuán)南北分的足夠遠(yuǎn) 即使太陽高度角很低也不會互相遮擋。 如果場地有坡度，建筑間距會發(fā)生很大變化。 對北半球來說，北向斜坡 間隔需要增大 南向斜坡 間隔可以減小 福斯特的“Solar city”中， 建筑是東西拉長的，行與行間大致平行 平面上建筑間成18夾角排

5、列，利用1-11月上午10點到下午2點的陽光 設(shè)置地下停車以提高首層地面標(biāo)高 削掉建筑北側(cè)頂部一部分體量來減少遮擋 B. “太陽罩” 為一個選定場地確定一個最大可建空間，這個空間不會遮蔽鄰近場地 確保太陽光進(jìn)入鄰近場地。 太陽罩的大小和形狀 隨場地大小、朝向、緯度、一天需要日照時間及鄰近場地建筑遮陽量決定。3.3 有關(guān)太陽或風(fēng)成為不利因素時，如何阻擋的策略： A. “遮陽共享” 街道狹窄，兩側(cè)建筑高聳，這是美國干熱地區(qū)城市的布局的特征。 B. “高密度城市” C. “擋風(fēng)物” 4、有關(guān)建筑單體通風(fēng)案例一 印度昌迪加爾法院 勒柯布西耶 關(guān)鍵： V形頂棚，前后檐翹起，兼有遮陽和匯集雨水排水的功能

6、頂下部與建筑使用空間之間為架空空間，有利于氣流暢通，加快風(fēng)速 案例二 干城章嘉公寓 查爾斯柯里亞關(guān)鍵：垂直交通核與通風(fēng)流線分開，避免走廊擋風(fēng)的問題 錯層布置為熱壓通風(fēng)提供了一些機會，同時層高上的變化有助于用最少的分隔形成明確的 空間界限，從而減少對風(fēng)的阻擋 4.1 風(fēng)壓通風(fēng)與熱壓通風(fēng) 風(fēng)壓通風(fēng) 因迎風(fēng)面空氣壓力增高，背風(fēng)面空氣壓力降低，從而產(chǎn)生壓差形成由迎風(fēng)面流向背風(fēng)面的空氣流動現(xiàn)象。 熱壓通風(fēng) 由室內(nèi)外空氣溫度差而造成空氣密度差，從而產(chǎn)生壓差形成熱氣向上冷氣向下的空氣流動現(xiàn)象。 案例三 特吉巴歐文化中心 倫佐皮亞諾關(guān)鍵：每個空間周圍被高高的由金屬桿件外包薄木板條構(gòu)成的構(gòu)筑物包圍，皮亞諾稱其為

7、“盒子” 最初所有盒子被放在通風(fēng)廊兩側(cè)，一面打開面對主導(dǎo)風(fēng)向，一面背對它們。 風(fēng)洞試驗顯示盒子朝向主導(dǎo)風(fēng)向時作用很小，盒子背對主導(dǎo)風(fēng)向朝向太陽時才有煙囪的拔風(fēng)功能。 覆蓋在外部肋板上的水平條板不只是為了裝飾。位于底部的水平條板間距較寬，使氣流可以水平 通過。在中部，由于水平條板密集，迫使水平流動受阻的空氣上升。而上部的水平條板間距又較 寬，其水平流動的低氣壓正好產(chǎn)生了將兩層肋板之間空氣向上吸的效果。 空間內(nèi)當(dāng)氣流被阻擋時，2種解決方式：開頂部氣窗或通風(fēng)口通過在小空間降低頂棚來形成增壓通風(fēng) 4.2 增加高、低開口間的距離 加強熱壓通風(fēng) 熱壓通風(fēng)是一種重力通風(fēng)系統(tǒng)，當(dāng)風(fēng)被遮擋或無風(fēng)時，利用煙囪效應(yīng)

8、的熱壓通風(fēng)也可達(dá)到通風(fēng)效果，且不受建筑朝向的影響。其關(guān)鍵在于擴大進(jìn)出風(fēng)口的垂直高差和距離 將出風(fēng)口布置在由于風(fēng)流經(jīng)建筑產(chǎn)生的負(fù)壓區(qū) 提高出風(fēng)效率 4.3 增大迎風(fēng)面和背風(fēng)面上開口面積 加強風(fēng)壓通風(fēng) 空氣流過房間會帶走熱量，其流速與進(jìn)出風(fēng)口的面積大小、室外風(fēng)速大小、風(fēng)相對于開口的方向都有關(guān)系 氣流的速度取決于進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口之間的壓力差。當(dāng)進(jìn)出風(fēng)口面積較大，且與風(fēng)向垂直時，通風(fēng)速度最大 4.4 通風(fēng)口的安排 室內(nèi)平均空氣速度取決于室外自由風(fēng)速大小、進(jìn)風(fēng)口與風(fēng)向夾角、通風(fēng)口的位置、尺寸和大小。 當(dāng)一面墻上只有一個開口，且開口占墻面積三分之二 室內(nèi)平均風(fēng)速約為室外的13%17% 當(dāng)開口面積與墻面積之比

9、在33%99% 變化時 室內(nèi)風(fēng)速的差異很小 當(dāng)同一面墻上有兩個開口時 室內(nèi)平均風(fēng)速約為室外的22% 當(dāng)在開口之間的墻上設(shè)置垂直于墻的翼板，風(fēng)斜吹向墻時 室內(nèi)平均風(fēng)速為室外的35% 當(dāng)開口位于兩面墻上時，兩個開口總存在風(fēng)壓差 室內(nèi)平均風(fēng)速更高，是室外的35%65% 當(dāng)窗戶的垂線方向偏離風(fēng)向超過40，會導(dǎo)致室內(nèi)風(fēng)速極大減小 4.5 當(dāng)建筑不能通過開窗得到自然通風(fēng) 捕風(fēng)器 通常在低層高密度區(qū)，由于建筑阻擋很難有良好通風(fēng)，可利用捕風(fēng)器 5、有關(guān)建筑單體熱循環(huán)能量能在建筑內(nèi)通暢的流動有蓄熱體能貯存能量，平衡不同時段冷暖需求的差異5.1 蓄熱體幾種蓄熱體：trombe墻、水、陽光間、巖床在被動式采暖和降溫系統(tǒng)中，除建筑結(jié)構(gòu)蓄熱外，額外增加蓄熱體往往很有益。巖床就是一種增加蓄熱能力的方法