生態(tài)-建筑體型與熱控制

1、 建筑體形與熱控建筑體形與熱控制制 建筑物與室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的體積的比值。外表面積中，不包括地面和不采暖樓梯間隔墻和戶門的面積。 一般來講，體形系數(shù)越小對節(jié)能越有利 。 體形系數(shù)越大，說明單位建筑空間所分擔(dān)的熱散失面積越大，能耗就越多，在其他條件相同的情況下，建筑物耗熱量指標(biāo)隨體形系數(shù)的增長而增長。有研究資料表明，體形系數(shù)每增大0.01，耗熱量指標(biāo)約增加2.5%。從有利節(jié)能出發(fā)，體系系數(shù)應(yīng)盡可能的小。 一般建筑物的體形系數(shù)宜控制在0.30以下，若體形系數(shù)大于0.30，則屋頂和外墻應(yīng)加強保溫。以便將建筑物耗熱量指標(biāo)控制在規(guī)定水平，總體上實現(xiàn)節(jié)能50%的目標(biāo)。 建筑體形系數(shù)與建筑物

2、的能耗有直接關(guān)系； 體形系數(shù)越大，說明同樣建筑體積的外表面積越大，散熱面積越大，建筑能耗就越高，對建筑節(jié)能越不利；體形系數(shù)越小對建筑節(jié)能越有利。也就是說，在其他條件相同的情況下，體積小、體形復(fù)雜的建筑，以及平房和低層建筑，體形系數(shù)較大，對節(jié)能不利；體積大、體形簡單的建筑，以及多層和高層建筑，體形系數(shù)較小，對節(jié)能較為有利。通常寬的建筑比窄的好，高的比矮的好，外表整齊的比外表凸凹變化的好。減少建筑物體型系數(shù)，也就是減少建筑物外表面積，減少外圍護結(jié)構(gòu)面積，減少建筑形體的凹凸，是節(jié)能的有效措施之一。 通常居住建筑體形系數(shù)控制在0.3。若體形系數(shù)大于0.3，則屋頂和外墻應(yīng)加強保溫，其傳熱系數(shù)應(yīng)滿足規(guī)定。

3、1、底面長寬比（l/b）對體形系數(shù)的影響 當(dāng)建筑物的層數(shù)和層高確定以后，建筑物的體形系數(shù)會隨著建筑物的底面長寬比l/b的增加的而單調(diào)遞增。2、層數(shù)（n）對體形系數(shù)的影響當(dāng)建筑物的層高和底面寬度確定后，不同建筑面積，不同進深的建筑物的最佳層數(shù)及最佳體形系數(shù)結(jié)果如下：3、寬度（b）對體形系數(shù)的影響上文得知通過減少l/b來減少建筑物的體形系數(shù)，但是考慮到人們的生活習(xí)慣以及采光等因素的制約，對于建筑物的寬度通常在814m的范圍內(nèi)，所以為了減少l/b，我們只能通過選擇較大的建筑物寬度去減少體形系數(shù)。（如下表2）4、層高（h）對體形系數(shù)的影響 在建筑物的長度、層數(shù)確定后，建筑物的體形系數(shù)隨著層高的增大而減

4、少，尤其對于底層建筑而言，其建筑體形系數(shù)受層高的影響更大。 為得到合理的有利節(jié)能的建筑體形，體形系數(shù)一般應(yīng)控制在0.3以內(nèi)，住宅進深應(yīng)擴大到10m以上，而長度則以55m為宜。從熱傳遞方面分析，通常建筑物實墻的陽角內(nèi)側(cè)氣流較通風(fēng)口處差且散熱面相對比較大，所以交角處內(nèi)表面的溫度遠比主體內(nèi)表面溫度低。同時由于具有熱橋作用的框架柱或構(gòu)造柱常設(shè)在此處，所以一般交角處是建筑物耗能量較大的部位。如果建筑物設(shè)計成圓柱形，則外墻棱角少，外表面積也小，有利于減少能量的消耗。所以外表面整齊的建筑比外表面凸凹變化的建筑要節(jié)能。從接收太陽輻射熱能考慮，應(yīng)使建筑物南向墻面的面積盡量的大，其他墻面的外表面積盡可能的小，也就

5、是說南向墻面與其他各方位墻面的面積比應(yīng)是越大越好。另外，也可以利用植物來調(diào)節(jié)氣溫，在日照強烈的墻面，種植植物來吸收太陽熱量，減少傳入室內(nèi)的熱源(1)減少建筑面寬，加大建筑幢深。對體量10008000m2的建筑，當(dāng)幢深從8m增至12m時，各類型建筑的耗熱指標(biāo)都有大幅度的降低，但幢深在14m以上再繼續(xù)增加則耗熱指標(biāo)降低很少，在建筑面積較小(2000m2以下)和層數(shù)較多(6層以上)時指標(biāo)還可能回升。加大幢深由8m增大到14m，可使建筑耗熱指標(biāo)降低11%33%(總建筑面積越大，層數(shù)越多耗熱指標(biāo)降低越大)，其中尤以幢深從8m增至12m時指標(biāo)降低的比例最大。因此，對于體量10008000m2的南向住宅建筑

6、幢深設(shè)計為1214m，對建筑節(jié)能是比較適宜的。(2)增加建筑物的層數(shù)。層數(shù)一般可加大體量，降低耗熱指標(biāo)。當(dāng)建筑面積在2000m2以下時，層數(shù)以35層為宜，層數(shù)過多則底面積太小，對減少熱耗不利;當(dāng)建筑面積為30005000m2時，層數(shù)以56層為宜，當(dāng)建筑面積為50008000 m2時，層數(shù)以68層為宜。6層以上建筑耗熱指標(biāo)還會繼續(xù)降低，但降低幅度不大。(3)建筑體型不宜變化過多。嚴寒地區(qū)節(jié)能型住宅的平面形式應(yīng)追求平整、簡潔，如直線型、折線型和曲線型。在節(jié)能規(guī)劃中，對住宅形式的選擇不宜大規(guī)模采用單元式住宅錯位拼接，不宜采用點式住宅或點式住宅拼接。一是盡量減少體型的不必要的、小尺度的凸凹不齊，以利于

7、降低體形系數(shù)，減少熱量損失。二是做到各單元的有機組合，盡量利用外墻面重疊，以減少外墻面積。尤其注意山墻的面積的有效控制，減少西曬問題出現(xiàn)。三是將控制體形系數(shù)量化的極限范圍內(nèi)，在滿足必要的平面功能布局的要求的同時，盡量的增加南向墻體表面面寬，減小進深。并為防止夏季過熱采取適當(dāng)?shù)恼陉柎胧?。四是將控制體形系數(shù)控制在極限范圍內(nèi)，適宜地作建筑底層架空處理；并結(jié)合底層環(huán)境景觀進行設(shè)計，起到夏季導(dǎo)風(fēng)、冬季防風(fēng)的作用綠色建筑：綠色建筑： 讓城市生活更低碳、更美好讓城市生活更低碳、更美好綠色綠色建筑技術(shù)與典型案例分析建筑技術(shù)與典型案例分析1 什么是綠色建筑 初步了解綠色建筑2 綠色建筑關(guān)鍵技術(shù) 深入理解綠色建筑

8、3綠色建筑的典范 形象認識綠色建筑概念的澄清 綠色建筑的“綠色”，并不是指一般意義的立體綠化、屋頂綠色建筑花園，而是代表一種概念或象征，指建筑對環(huán)境無害，能充分利用環(huán)境自然資源，并且在不破壞環(huán)境基本生態(tài)平衡條件下建造的一種建筑，又可稱為可持續(xù)發(fā)展建筑、生態(tài)建筑、回歸大自然建筑、節(jié)能環(huán)保建筑等。 綠色建筑綠色建筑是在建筑的全壽命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材)、保護環(huán)境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。 綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)GB 50378-2006經(jīng)濟效益環(huán)境效益社會效益節(jié)能環(huán)保適用綠色建筑三大要素及其三大效益節(jié)能節(jié)水節(jié)材節(jié)地室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量智

9、能控制減少環(huán)境污染減少二氧化碳排放“健康”“適用”“ 高效”2 綠色建筑關(guān)鍵技術(shù) 深入理解綠色建筑1-11-1、太陽能光熱系統(tǒng)、太陽能光熱系統(tǒng)太陽能供暖利用太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，通過集熱設(shè)備采集太陽光的熱量，再通過熱導(dǎo)循環(huán)系統(tǒng)將熱量導(dǎo)入至換熱中心，然后將熱水導(dǎo)入地板采暖系統(tǒng)，通過電子控制儀器控制室內(nèi)水溫。在陰雨雪天氣系統(tǒng)自動切換至燃氣鍋爐輔助加熱讓冬天的太陽能供暖得以完美的實現(xiàn)。春夏秋季可以利用太陽能集熱裝置生產(chǎn)大量的免費熱水。1-21-2、太陽能光伏系統(tǒng)、太陽能光伏系統(tǒng)熱冷冷熱熱熱熱冷冷暖暖暖暖暖冷在冬天，我們從土壤中吸取熱量冷暖在夏天，我們把熱量排到土壤中2、地源熱泵系統(tǒng)(原理：以巖土體為冷熱

10、源，由水源熱泵機組、地埋管換熱系統(tǒng)、建筑物內(nèi)系統(tǒng)組成的供熱空調(diào)系統(tǒng)。)3、毛細管三維輻射采暖制冷系統(tǒng)冬季，毛細管內(nèi)流淌著較低溫度的熱水，均勻柔和的向房間輻射熱量；夏季毛細管內(nèi)流動著溫度較高的冷水，均勻柔和的向房間輻射冷量。由于毛細管席換熱面積大，傳熱速度快，因此傳熱效率更高。 4 4、溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)、溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng) 溫度、濕度分別獨立處理，可實現(xiàn)精確控制，處理效率高，能耗低。5-1、用光導(dǎo)管進行自然采光適用范圍1.家庭照明、別墅、車庫2.大型商場、醫(yī)院、養(yǎng)老院3.廠房、倉庫、辦公樓、會議室4.學(xué)校教室、博物館、體育場館5.危險產(chǎn)地照明、地下室照明6.水產(chǎn)養(yǎng)殖、科學(xué)研究 有人工作

11、時自動打開該區(qū)的燈光和空調(diào)；無人時自動關(guān)燈和空調(diào),有人工作而又光線充足時只開空調(diào)不開燈，自然又節(jié)能。 會議室中安裝人體感應(yīng)，可做到有人開燈/開空調(diào)，無人關(guān)燈/關(guān)空調(diào)，以免忘記造成浪費5-25-2、智能照明系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)6 6、圍護結(jié)構(gòu)、圍護結(jié)構(gòu)6-1 墻體節(jié)能 墻體節(jié)能技術(shù)又分為復(fù)合墻體節(jié)能與單一墻體節(jié)能。復(fù)合墻體節(jié)能是指在墻體主體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增加一層或幾層復(fù)合的絕熱保溫材料來改善整個墻體的熱工性能。根據(jù)復(fù)合材料與主體結(jié)構(gòu)位置的不同，又分為內(nèi)保溫技術(shù)、外保溫技術(shù)及夾心保溫技術(shù)。單一墻體節(jié)能指通過改善主體結(jié)構(gòu)材料本身的熱工性能來達到墻體節(jié)能效果，目前常用的墻材中加氣混凝土、空洞率高的多孔磚或空

12、心砌塊可用作單一節(jié)能墻體。 6-2 窗戶節(jié)能 窗戶節(jié)能技術(shù)主要從減少滲透量、減少傳熱量、減少太陽輻射能三個方面進行。遮陽板建筑主體外立面有一條條橫向排列的金屬是遮陽百葉（穿孔透光鋁板），百葉上有著大小長短不等的方型鏤空，據(jù)說這一設(shè)計是史蒂芬霍爾受一片棕櫚葉的啟發(fā)設(shè)計而成（會呼吸的表皮）根據(jù)太陽運行角度，室內(nèi)光線強度要求，采用機翼性電控遮陽系統(tǒng)，在太陽輻射強烈的時候打開，遮擋太陽輻射，降低空調(diào)能耗。在冬季和陰雨天的時候打開，讓陽光射入室內(nèi)，降低采暖能耗。電控智能遮陽6-3 屋面節(jié)能有屋頂花園的建筑不一定是綠色建筑，屋頂花園卻是綠色建筑的要素之一7 7、節(jié)水節(jié)水黃花鳶尾梭魚草再力花水蔥污水采集器過

13、濾器再次使用（1）雨水和污水的回收利用（2）節(jié)水器具的使用8、節(jié)材（1）建筑材料就地取材，至少20%(按價值計)的建筑材料產(chǎn)于距施工現(xiàn)場500公里范圍內(nèi)。（2）使用耐久性好的建筑材料，如高強度鋼、高性能混凝土、高性能混凝土外加劑等。（3）建筑垃圾資源化綜合再利用，可再循環(huán)材料（按價值計）占所用總建筑材料的10。（4）在保證性能的前提下，優(yōu)先使用利用工業(yè)或生活廢棄物生產(chǎn)的建筑材料。（5）使用可改善室內(nèi)空氣質(zhì)量的功能性裝飾裝修材料。（6）結(jié)構(gòu)施工與裝修工程一次施工到位，避免重復(fù)裝修與材料浪費。（1）建筑場地選址無洪災(zāi)、泥石流及含氡土壤的威脅，建筑場地安全范圍內(nèi)無電磁輻射危害和火、 爆、有毒物質(zhì)等危

14、險源。（2）住區(qū)建筑布局保證室內(nèi)外的日照環(huán)境、采光和通風(fēng)的要求，滿足城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計規(guī)范GB 50180中有關(guān)住宅建筑日照標(biāo)準(zhǔn)的要求。（3）綠化種植適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蚝屯寥罈l件的鄉(xiāng)土植物，選用少維護、耐候性強、病蟲害少，對人體無害的植物。 （4）住區(qū)的綠地率不低于30%，人均公共綠地面積 1-2/人。9、節(jié)地3綠色建筑的典范 形象認識綠色建筑系統(tǒng)包括：集熱系統(tǒng)、儲熱系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)、生活熱水系統(tǒng)奧運會期間可為16800名運動員提供洗浴熱水的預(yù)加熱；奧運會后，供應(yīng)全區(qū)近2000戶居民的生活熱水需求。3）景觀與水處理花房相結(jié)合，在陽光花房中，組成植物及微生物食物鏈處理生活污水，實現(xiàn)中水利用。5）奧運村部

15、分建筑賽后需拆遷，多采用拆遷后可回收再利用無毒無味無污染材料，有效節(jié)約資源，控制環(huán)境污染。雨水收集和灰水處理系統(tǒng)的在住宅中應(yīng)用的詳細介紹潛在潛在的的成本節(jié)約成本節(jié)約 雨水收集和灰水處理系統(tǒng)的廣泛使用將有助于減小和控制表面徑流。它可以減少對其他污水處理設(shè)施使用的需求，同時供應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施以應(yīng)付日益增加的用水需求，因此供應(yīng)了愛爾蘭供水的總成本。通過減少污水處理廠的處理量來減少污水的處理費用，從而在未來減少了對污水處理廠的升級費用。典型的典型的DRWHDRWH系統(tǒng)由三部分組成：系統(tǒng)由三部分組成：徑流輸送區(qū)集水區(qū)儲水罐 雨水收集是一項為家庭使用提供可再生清潔水來源的工藝，收集來的雨水主要用于非飲用水，例如

16、沖廁，洗衣，洗車和灌溉花園。然而，收集來的雨水通過特殊的工藝也是可以飲用的。這個DRWH系統(tǒng)的應(yīng)用將會帶來世界范圍內(nèi)大量家庭用水的節(jié)約。通過對裝有此系統(tǒng)的房屋的深入研究，公用的供水體積將會減少30%92%。屋頂雨水收集是最常用的技術(shù)。相比其他的集水方式，從屋頂來的集水受污染的更少。 集水區(qū)必須做到兩點：防漏不對雨水造成太大的污染 屋頂是最常被用作家庭雨水收集系統(tǒng)的場所。屋頂?shù)牟牧蠈τ晁氖占瘮?shù)量和質(zhì)量是至關(guān)重要的。一個良好的流域面總是有助于建立更好的水質(zhì)和更多的水量。 一個精心設(shè)計的屋頂通常有0.7至0.9的徑流系數(shù)，包括溢出，滲漏，屋頂潤濕和蒸發(fā)等流失的，這些都減少了實際流入到儲水箱的雨水流

17、量。 ：在愛爾蘭，鍍鋅鋼，不銹鋼，玻璃纖維和塑料是用于檐槽和落水管最普通的材料。 位置位置：儲水罐可以放在屋內(nèi)，或者作為一個單獨的裝置放在 屋外。材料材料：最長用于制造儲水槽的材料就是水泥磚、金屬、普通水泥混凝土和鋼筋水泥混凝土。形狀形狀：儲水罐形狀的選擇取決于儲水罐是地上式還是地下 式的。尺寸尺寸：罐的尺寸在4000L到16000L最為合理，具體的尺寸根據(jù)屋頂可利用面積，降雨量和房屋居住人口所決定。經(jīng)濟經(jīng)濟：儲水罐通常是這個系統(tǒng)中最貴的組成部分，大概是整 體價值的50%70%。屋頂集水區(qū) 檐槽落水管儲水罐過濾&泵房 簡單的處理工藝就可以使雨水的水質(zhì)大大提高，然而要用于飲用就要通過復(fù)雜

18、且昂貴的過程了。這里介紹了一些簡單卻可以大大提高雨水質(zhì)量的處理方式：a消毒為雨水提高微生物質(zhì)量，其中加氯消毒是最常見最方便的方法。b砂濾法最簡單的方法可以提高收集雨水的細菌質(zhì)量。d巴氏滅菌法這個方法是通過紫外射線和太陽能熱量的結(jié)合來實現(xiàn)的。對于像淋浴這樣的有特殊要求的水質(zhì)，單單一種方式的水處理方式是不夠的。而如果是沖廁或者花園灌溉這樣低水質(zhì)要求的水，曾可采用最簡單的處理方式。合理利用 灰水（GW）是從淋浴、水槽、浴缸、洗衣機、廚房水槽和洗碗機使用過的水收集而來的，不包括黑水來源（馬桶，淋浴和小便池）。在愛爾蘭，灰水在家庭污水中占到了50%80%，所以灰水的再利用可以發(fā)揮更大的節(jié)水潛能。表表4 4展示了一個典型的愛爾蘭展示了一個典型的愛爾蘭家庭灰水處理系統(tǒng)的使用家庭灰水處理系統(tǒng)的使用 灰水水質(zhì)用物理參數(shù)和化學(xué)參數(shù)表示。溫度顏色濁度懸浮固體含量總氮總磷 兩個基本階段系統(tǒng)：粗過濾和消毒聯(lián)合 粗過濾通常包括一個金屬過濾器，作為一個格柵將懸浮顆粒截留并有效去除有機污染物。消毒的實現(xiàn)則通過氯或溴。 物理過程的系統(tǒng)： 主要包括了深層過濾。物理過程（特別是膜系統(tǒng)）可以處理出大量的澄清水。膜系統(tǒng)對比膜孔徑大的懸浮顆粒形成了一個永久性的障礙