建筑單體設計與節(jié)能課件

1、第四章建筑單體設計與節(jié)能2022/7/31第四章建筑單體設計與節(jié)能4.1 建筑平面尺寸與節(jié)能的關系4.2 建筑體形與節(jié)能的關系4.3 合理選擇外墻保溫方案4.4 窗的設計與節(jié)能的關系4.5 建筑自然通風與節(jié)能4.6 典型的低能耗建筑舉例分析本章章節(jié)內容第四章建筑單體設計與節(jié)能一、建筑平面形狀建筑設計時，原則上應使圍護結構的總面積越小越好。在相同的建筑體積V下，由于圍護結構的總面積不同，熱耗相差很大。設計時應注意使圍護結構面積A與建筑體積V之比為最小。 建筑平面形狀與能耗關系第1節(jié) 建筑平面尺寸與節(jié)能的關系平面形狀 正方形 長方形 細長方形 L形 回字形 U形 A/V 0.16 0.17 0.1

2、8 0.195 0.210.25 熱耗（% ） 100 106 114 124 136 163 第四章建筑單體設計與節(jié)能第1節(jié) 建筑平面尺寸與節(jié)能的關系二、建筑長度與節(jié)能 從100米減至50米，能耗增加810；從100米減至25米，對于五層住宅，能耗增加25；九層住宅，能耗增加1721。 建筑長度與熱耗的關系室外計算溫度（oC）住宅建筑長度（米）2550100150200-2012111010097.996.1-3011910910098.396.5-4011710810098.396.7第四章建筑單體設計與節(jié)能第1節(jié) 建筑平面尺寸與節(jié)能的關系三、建筑寬度與節(jié)能 對于九層住宅建筑，如寬度由11

3、米增加到14米，能耗可減少67，如增大到1516米，則能耗可減少1214。 建筑寬度與熱耗的關系室外計算溫度（oC）住宅建筑寬度（米）1112131415161718-2010095.79288.786.283.681.680-3010095.293.190.388.386.684.683.1-4010096.793.791.98987.184.384.2第四章建筑單體設計與節(jié)能第1節(jié) 建筑平面尺寸與節(jié)能的關系四、建筑平面布局與節(jié)能 熱工環(huán)境的合理分區(qū) 溫度阻尼區(qū)的設置 第四章建筑單體設計與節(jié)能圖5 平面，選自Architecture and the Environment: Bioclima

4、tic Building Design P229考莫茲銀行總部大廈， 德國法蘭克福1 提升梯2 辦公空間3 辦公室4 空中庭院5 露臺6 中庭7 文件提升間8 廚房9 女廁10 男廁11 殘疾人廁所12 消防通道第四章建筑單體設計與節(jié)能第四章建筑單體設計與節(jié)能第四章建筑單體設計與節(jié)能第四章建筑單體設計與節(jié)能第2節(jié) 建筑體型與節(jié)能的關系一、圍護結構面積與節(jié)能的關系建筑物圍護結構總面積與建筑面積之比AA0這一指標表征建筑物的長度和寬度以及立面的造型，從表中可以看出，圍護結構總面積與建筑面積之比每變化0.01，可使能耗增加或者減少，對于五層住宅，能耗增、減1.251.75，九層住宅增、減1.52.0

5、。第四章建筑單體設計與節(jié)能第2節(jié) 建筑體型與節(jié)能的關系第四章建筑單體設計與節(jié)能第2節(jié) 建筑體型與節(jié)能的關系但須注意的是，在考察圍護結構對節(jié)能之影響時，僅考慮圍護結構總面積是不夠的，尚需考慮外墻(含窗)與屋頂保溫性能之比。通常的辦法，是計算屋頂傳熱系數(shù)與外墻和窗的加權平均傳熱系數(shù)之比。這是因為對于面積相同的建筑而言，隨著層數(shù)的增加，屋頂面積占全部外圍護結構面積之比逐漸減小，同時，屋頂耗熱占整個建筑外圍護結構耗熱的比例也越來越小。 第四章建筑單體設計與節(jié)能第2節(jié) 建筑體型與節(jié)能的關系二、表面面積系數(shù)南墻面足夠大，其它外表面盡可能小 “表面面積系數(shù)的概念，即建筑物其它外表面面積之和A1(單位m2)與

6、南墻面面積A2(單位m2)之比，這一比值，更能反映建筑體型對太陽能利用的影響 從節(jié)能的角度講，合理的設計應基于這一原理，即：應使南墻面吸收的輻射熱量的最大，且盡可能地大于其向外散失的熱量，以將這部份熱量用于補償建筑的凈負荷。 第四章建筑單體設計與節(jié)能第2節(jié) 建筑體型與節(jié)能的關系第四章建筑單體設計與節(jié)能第2節(jié) 建筑體型與節(jié)能的關系二、表面面積系數(shù)對于長方形節(jié)能建筑，最好的體型是長軸朝向東西向，正方形次之，長軸朝向南北向最差增加建筑長度對節(jié)能建筑有利（50m)增加建筑的層數(shù)對節(jié)能建筑有利（8層）進深大對建筑的節(jié)能有利體量大的節(jié)能建筑比體量小的節(jié)能建筑節(jié)能上更有利第四章建筑單體設計與節(jié)能第2節(jié) 建筑

7、體型與節(jié)能的關系第四章建筑單體設計與節(jié)能第2節(jié) 建筑體型與節(jié)能的關系第四章建筑單體設計與節(jié)能第2節(jié) 建筑體型與節(jié)能的關系三、建筑體形與節(jié)能的關系 嚴寒和寒冷地區(qū)居住建筑的體形系數(shù)限值夏熱冬冷地區(qū)居住建筑的體形系數(shù)限值公共建筑建筑層數(shù)3層48層913層14層嚴寒地區(qū)0.500.300.280.25寒冷地區(qū)0.520.330.300.26建筑層數(shù)3層411層12層體形系數(shù)0.550.400.35單棟建筑面積300A800A800 體形系數(shù)0.500.40第四章建筑單體設計與節(jié)能第2節(jié) 建筑體型與節(jié)能的關系三、建筑體形與節(jié)能的關系 控制體型系數(shù) (1)加大建筑的體量， 加大建筑的長度和進深；(2)建

8、筑外形不宜變化過多；(3)合理提高建筑物的層數(shù)；(4)多個點式的組合體第四章建筑單體設計與節(jié)能第2節(jié) 建筑體型與節(jié)能的關系四、考慮建筑日輻射得熱量 第四章建筑單體設計與節(jié)能第2節(jié) 建筑體型與節(jié)能的關系四、考慮日輻射得熱量 各種體型和朝向的外墻接受輻射的比值比值0o15o30o45o67.5o90o1:111.0151.0771.1271.07112:11.271.271.2641.2151.0040.8513:11.51.4871.4411.3341.0210.8514:11.71.6781.6031.4511.0590.815:11.871.851.7521.5621.1030.81第四章建

9、筑單體設計與節(jié)能第3節(jié) 合理選擇外墻保溫方案總層數(shù)進深（米）長度（米）深長比耗熱量指標（W/m2）ABC41262.51/5.219.8519.5619.671453.571/3.8218.3418.2118.14510601/621.6121.2221.4212501/4.1719.4919.2619.24610501/521.4721.1321.561241.671/3.4719.2819.2819.1471042.861/4.321.2121.2121.218846.881/5.8624.2924.2924.531037.51/3.7521.821.4121.3第四章建筑單體設計與節(jié)能第

10、4節(jié) 窗的設計與節(jié)能的關系一、窗墻比、玻璃層數(shù)及朝向對節(jié)能的影響控制窗墻面積比居住建筑的窗墻面積比限值公共建筑建筑每個朝向的窗（包括透明幕墻）墻面積比均不應大于0.70。當不能滿足本條文的規(guī)定時，必須按標準的規(guī)定進行權衡判斷朝向嚴寒地區(qū)寒冷地區(qū)夏熱冬冷地區(qū)北25%30%40%東西30%35%35%南45%50%45%第四章建筑單體設計與節(jié)能第4節(jié) 窗的設計與節(jié)能的關系一、窗墻比、玻璃層數(shù)及朝向 對節(jié)能的影響提高玻璃層數(shù) 嚴寒和寒冷地區(qū)應采用雙層窗甚至三層窗，增加窗扇層數(shù)，增大窗的熱阻。 采用雙玻窗，玻璃之間空氣層厚度以20 30mm為宜。 KKK 高保溫性能的雙層低輻射Low-e 玻璃窗，或

11、Low-e 中空復合玻璃窗。第四章建筑單體設計與節(jié)能1）高透型Low-E玻璃 產(chǎn)品特性： a、較高的可見光透射率：采光自然，效果通透； b、較高的太陽能透過率，透過玻璃的太陽熱輻射多； c、極高的中遠紅外線反射率：優(yōu)良的隔熱性能，較低U值。適用范圍： a、寒冷的北方地區(qū)。冬季太陽熱輻射透過玻璃進入室內增加室內的熱能，而室內的暖氣、家電、人體等發(fā)出的遠紅外被阻隔反射回室內，有效地降低暖氣能耗； b、適用于外觀設計透明、通透、采光自然的建筑物，有效避免”光污染”危害； c、合成中空玻璃使用，節(jié)能效果更加優(yōu)良。LOW-E玻璃的分類第四章建筑單體設計與節(jié)能2）遮陽型Low-E玻璃產(chǎn)品特性： a、適宜的

12、可見光透過率，對室外的強光具有一定的遮蔽性； b、較低的太陽能透過率，有效阻止太陽熱輻射進入室內； c、極高的中遠紅外線反射率，限制室外物體的二次熱輻射進入室內。適用范圍： a、適用于南方地區(qū)及北方地區(qū)。該產(chǎn)品不僅冬季限制部分太陽熱能進入室內，在夏季則能限制更多的太陽能進入室內，因為冬季太陽能的強度僅為夏季的1/3左右，因而保溫性能并未受到影響。從節(jié)能效果看，遮陽型不低于高透型； b、其豐富的裝飾性能起到一定的室外實現(xiàn)的遮蔽作用，適用于各類型建筑物； c、合成中空玻璃使用，節(jié)能效果更加明顯。第四章建筑單體設計與節(jié)能3）雙銀Low-E玻璃產(chǎn)品特性： 雙銀Low-E玻璃，因其膜層中有雙層銀層面而得

13、名，其屬于Low-E玻璃膜系結構中較復雜的一種，是高級Low-E玻璃。它突出了玻璃對太陽熱輻射的遮蔽效果，將玻璃的高透光性與太陽熱輻射的低透過性巧妙地結合在一起，因此與普通Low-E玻璃比較，在可見光透射率相同的情況下具有更低太陽能透過率。適用范圍： 不受地區(qū)限制，適合于不同氣候特點的廣大地區(qū)。第四章建筑單體設計與節(jié)能第4節(jié) 窗的設計與節(jié)能的關系二、附加物對節(jié)能效果的影響窗的夜間保溫對節(jié)能效果的影響窗外遮擋對節(jié)能效果的影響第四章建筑單體設計與節(jié)能第5節(jié) 建筑自然通風與節(jié)能風壓通風 建筑內部保留貫通風道管式通風效率高第四章建筑單體設計與節(jié)能第5節(jié) 建筑自然通風與節(jié)能貫流通風與風向的關系 第四章建筑單體設計與節(jié)能第5節(jié) 建筑自然通風與節(jié)能單側風壓通風 第四章建筑單體設計與節(jié)能第5節(jié) 建筑自然通風與節(jié)能文丘里現(xiàn)象 第四章建筑單體設計與節(jié)能第5節(jié) 建筑自然通風與節(jié)能熱壓通風 通風效率與高度差、溫度差成正比煙囪效應-豎向腔體第四章建筑單體設計與節(jié)能第5節(jié) 建筑