室外环境分析与设计.ppt

第2章室外环境分析与设计 本章要点 第一节概述 室外环境设计的特征 室外环境设计的原则 一 室外环境设计的特征 1 保护环境 2 利用环境 3 防御自然 创造宜居环境 室外环境设计的实质就是充分利用各类无害自然环境资源 实现绿色建筑设计 绿色建筑中对自然地防御源于传统却又高于传统 它从人们最初的生存性要求转向了更高的舒适性要求 您的内容打在这里 或者通过复制您的文本后 在此框中选择粘贴 并选择只保留文字 在此录入上述图表的描述说明 保护自然是绿色建筑室外环境设计的基础 也是建造绿色建筑的核心 二 室外环境设计的原则 可持续发展原则绿色建筑存在的基础就是保护全球生态系统环境 节约能源 确保人居环境质量等一系列可持续发展的基本思想 科技性原则发展资源利用与环境保护技术 信息技术的应用 发展新型绿色建筑材料 整体优化原则依据可持续发展的原则 从纵向上对传统的建筑学进行再造 它需要多学科 多领域协同合作才能实现 以人为本原则绿色建筑室外环境设计必须按照人类自身的需求进行 给予使用者足够的关心 经济性原则从建筑的全寿命周期综合核算效益和成本 地域性 历史文化性原则依据当地自然资源条件 经济状况 气候特点等 因地制宜地创造出具有时代特点和地域特征的绿色建筑 第二节城市环境气候分析及其在规划中的应用 城市热岛效应 城市环境气候分析极其在规划中的应用 一 城市热岛效应 城市热岛效应是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象 1 城市热岛效应产生的原因 市区景观 郊区景观 城市下垫面特性的影响 城市人工热源的影响 城市大气污染的影响 城市绿地减少的影响 城市人造屏障的影响 形成热岛环流 影响市区降水量和空气湿度 酷暑天气日数增多 寒冷天气日数较少 2 热岛效应对城市气候的影响 乡村风 1 热岛环流 乡村风与热岛效应的危害 危害人类身体健康 影响城市交通运输 增加城市耗能 大量污染物在热岛中心聚集 浓度剧增 直接刺激人们的呼吸道 轻者引起咳嗽 重者会诱发呼吸系统疾病甚至引发心脏病 高温天气下的热岛效应 为了降低室内气温和使室内空气流通 人们使用空调 电扇等电器 而这些都需要消耗大量的电力 大量的污染物汇集于城市中心 大气能见度降低 影响交通运输安全 同时高温的硬化路面直接威胁交通工具的安全性能 加强城市绿化 构建 森林城市 研究和应用 环境友好 路面 控制城市人口数量 并减少人为排热量 控制大气污染 规划城市格局 因地制宜 2 影响市区降水量和空气湿度 降水量 城市大于郊区 空气湿度 城市低于郊区 3 酷暑天气日数增多 寒冷天气日数减少 酷热天气 35 40摄氏度寒冷天气 低于 5摄氏度 3 利用较高反射率建筑材料减弱城市热岛效应 1 反射率物体表面反射太阳辐射热量的能力叫做反射率 二 城市环境气候分析 根据地区的气候条件来规划是城市规划最基本的原则 第三节绿色建筑选址与室外环境设计 选址与场地安全 建筑气候分区与节能设计 现状绿化与植被保护 一 选址与场地安全 1 绿色建筑的选址与规划的指导思想 绿色建筑的场地选址与规划的目的是在利用场地的自然特征来增加人类的舒适和健康的同时 减少人类活动对环境的影响 并潜在的提供建筑的能源需求 保存场地的资源 并在建造和使用过程中节约使用能源和材料是其重要结果 绿色建筑场地选择与规划应从两方面考虑一 考虑自然环境如地形地貌 风速 日照等对建筑节能的正作用 避免场地周围环境对绿色建筑本身可能产生的不良影响 二 减少建设用地给周边环境造成负面影响 要坚持 可持续发展 思想必须合理利用土地资源 保护耕地 林地及生态湿地应避免靠近城市水源保护区 以减少对水源地的污染和破坏必须保证场地环境安全可靠 确保对自然灾害有充分的抵御能力 2 建筑气候分区与节能设计 1 建筑选址方面规划设计策略 建筑选址从表面来看 在建筑规划中的关系并不大 但是一个合理的 科学的选址对于建筑物空间的有效利用 对于建筑物周边的环境有着直接的影响 如 在建筑选址规划的时候 应避免选在山谷 沟底以及低洼地的凹形地带 因为冬季的冷空气气流会在这类地形形成聚集 并可能形成 霜洞 而出现 霜洞效应 位于凹地的底层或半地下建筑为保持所需的室内温度所消耗的能量 就会相应的增加 扩展阅读 自然灾害与建筑选址 建筑正对 川 形山冲口低洼处可能发生灾难 在干旱的河道上修建住宅招致水灾 建筑距离沙石结构的山体太近面临山体滑坡的威胁 城乡聚落建在正对山口的低洼处将面临自然灾害 楼房距离江 河 岸太近存在塌陷隐患 台风影响下的金帅饭店大楼倒塌 2 建筑布局方面的节能设计策略 从绿色环保理念的角度出发 在建筑布局方面 建筑规划设计不仅要完成好建筑选址方面的相关工作 还要根据建筑的具体用途及类型与周围的生态良好融合进行合理布局规划设计 在规划设计的过程中应该更充分利用可再生能源 比如 太阳能 风能 地热以及环境气候能源等 尽量减少在建设及使用过程中的能源消耗 在建筑规划设计时 应对建筑物地势变化特点 周围建筑物的遮蔽情况和其具体朝向关注 考虑冬夏季主导风向建筑布局 不同建筑布局方式的风影示意 在规划设计过程中 设计合理的通风 避风是建筑绿色环保规划设计的重要内容 在炎热的夏天 良好的通风环境 可以有效的避免局部高温的出现 让人有一个舒适的居住环境 达到利用自然资源降温 减少空调 风扇等用电带来的耗能情况 在寒冷的冬天 合理的避风设计 可以减少由于冷空气的流动将对周围建筑物围护体系造成的影响 避免导致建筑物的防寒能力减弱 因此 在建筑规划设计时 风 合理的导向尤为必要 改善风环境 受来自西伯利亚冷空气的影响 我国北方城市冬季寒流风向主要是西北风 因此 在建筑规划中为了节能 应采用封闭西北向的周边式布局方式 建筑的几种避风方案 a b c 避免局地疾风 在建筑布局时 将高度相似 且长度是高度2 3倍的建筑排列在街道两侧 并两排建筑物间的过道中会形成风漏斗现象 如图2 8所示 会使风速提高30 左右 在建筑布局中应尽量避免 风漏斗现象示意图 3 建筑朝向方面的绿色节能设计策略 建筑物的朝向也是影响建筑绿色环保规划设计的因素之一 在建筑物的朝向的问题上 要考虑较多的因素 如 建筑地址所在的具体地段 地质环境 地理纬度 气候条件特征等 通常情况下 建筑 最佳朝向 良好朝向 等都是针对那些在建筑布局时有具体地区条件的来说的 日照条件是建筑物特别是住宅必不可少的条件 点式和条式住宅组合布置时 应将点式住宅布置在朝向较好的位置 将条状住宅布置在其后 以便利用空隙争取日照 如图B所示 争取良好的日照条件 在布置多排多列楼栋时 应采用错位布局 以便利用山墙空隙争取日照 如图A所示 错位布置 点式和条式住宅组合布置 处于严寒地区的城市 其住宅布置可采用东西向住宅围成的封闭式或半封闭的周边式方案 这种布局不仅可以扩大南北向住宅间距 还可以形成较大的院落 对节能节地有利 方案1 方案2 方案3 方案4 全封闭围合时 住宅楼的开口位置和方位以向阳和居中为好 南北向与东西向住宅的围合方式 南北向与东西向住宅围合一般有四种情况 从对争取室内日照 减少日照遮挡方面来看 方案2和方案4的布局方式最好 气候特点和太阳高度角遮荫时期和遮荫时间遮荫部位朝向 4 遮荫措施 绿化遮荫 建筑遮荫 地貌遮荫 3 建筑绿化作用 用树丛改变气流方向 调节空气湿度遮阳防辐射降低城市噪声污染防尘及净化空气 4 水系与地貌的保护利用 水循环系统的平衡是绿色建筑诸多系统平衡中的重要一项 综合利用传统水源与非传统水源 采用再生水 雨水等代替市政自来水或地下水供给景观 绿化 冲厕等杂用水 采用节水器具 设施与系统 提高用水效率 减少市政供水量和污水排放量 是绿色建筑水循环系统的根本要求 重视 一是增强地面透水能力一是增加绿化面积 5 光污染控制及室外绿色照明 地块周边的高层建筑或者大面积玻璃墙会通过反光辐射的方式对建筑环境造成较为严重的影响 在夏天时反光会造成建筑物局部温度升高 影响人们的正常生活 不利于人身心健康 光污染即噪光污染 所谓噪光 是对人体心理和生理健康产生一定影响和危害的光线 噪光污染主要是指白光污染 人工白昼和彩光污染 1 白光污染 2 人工白昼 3 彩光污染 4 室外绿色照明 实施绿色照明的宗旨是要在我国推广高效照明器具 节约照明用电 建立优质高效 经济 舒适安全可靠 有益环境和改善人们生活质量 提高工作效率 保护人民身心健康的照明环境 减少环境污染 这些建立在高科技手段上的夜间照明方式将保证在节约能源 防治光污染的前提下使夜间照明获得可持续发展的空间 6 创造良好的声环境 1 小区声环境污染 生态小区声环境污染包括室外声环境污染和室内声环境污染 造成室外声环境污染的噪声源主要有 交通噪声 工业噪声 施工噪声及社会噪声 如生态小区邻近铁路 公路 含高速公路 城市主干道 含城市高架 轻轨等 就可能由交通噪声对小区造成声污染 如生态小区邻近高噪声工厂 或车间 就可能由工业噪声对小区造成声污染 临近生态小区的建筑工地施工就可能对小区造成施工噪声污染 如生态小区临近舞厅 OK厅 体育场 观众观看比赛时的吹呼声 群众集会 学校操场 广播体操 街头群众自娱自乐的活动均可能对小区造成社会噪声污染 生态小区室内声环境污染的噪声源主要是 从分户墙 楼板及分户门传入的邻室或楼梯间的讲话声 音乐声 家用电器产生的噪声及各种撞击声 高层住宅电梯运行时产生的噪声 有时还有抽水马筒及污水管道排污时产生的噪声 2 降低生源噪声辐射 降低声源噪声辐射是控制噪声根本和有效的措施声源处即使局部地减弱了辐射强度 也可使在中间传播途径中接收处的噪声控制工作大大简化可通过改进结构设计 改进加工工艺 提高加工精度 吸声 隔声 减振 安装消声器等控制声源 3 噪声污染生态工程防护措施 把影响建筑声环境的外部干扰降到最低规划 建筑规划中避免交通噪声 工厂噪声技术 利用临街建筑物作为后面建筑的防噪屏障 加装声屏障管理 严格施工噪声管理对居住区锅炉房 水泵房 变电站采取消声减噪措施 布置在小区边缘角落处 与住宅有适当的防护距离 第四节绿化设计 植物对绿色建筑的贡献 环境绿化设计 建筑立体绿化 绿化是缓解热岛效应 污染等现代城市问题最经济有效的方法 一棵50年树龄的树 以累计计算产生氧气的价值约31200美元 吸收有毒气体 防止大气污染价值约62500美元 增加土壤肥力价值约31200美元 涵养水源价值37500美元 为鸟类及其他动物提供繁衍场所价值31250美元 产生蛋白质价值2500美元 一 植物对绿色建筑的贡献 1 绿化调节热环境 夏季的天然空调和冬季的绿色保温材料 夏季由于植物的蒸腾散热作用 屋顶被冷却 降低室内的温度 减轻室内空调的负荷冬季隔绝室外的冷空气 提高室内的保温效果 屋顶有绿化与无绿化温度差别 屋顶有绿化的房子比没有绿化的温度低17 屋顶 屋脊的绿化可保护屋脊免受紫外线的照射 防止建筑物的老化 2 净化空气 释氧固碳降温调湿滞尘吸收有害气体吸收空气中的病菌 3 水土保持作用树冠可以截留10 20 的雨水 减弱雨水对土壤的溅击 枯枝落叶层拦阻地表径流 庞大的根系具有固土作用 4 减噪 树木对声波有散射的作用 声波通过时 枝叶摆动 使声波减弱而逐渐消失 同时叶表面的气孔和粗糙的毛 就象电影院里的多孔纤维吸音板一样 能把噪声吸收掉 绿化带隔绝和吸收噪音 绿化减噪效果示意 二 环境绿化设计 1 城市区域环境绿化 1 大片林地的存在 可以造成绿地与其周围地区的温度差异 进而造成区域性的微风和气体环流 绿地中的凉空气不断向城市建筑密集地区流动 从而调节气温 输入新鲜空气 改善通风条件 2 带状绿地的作用与其设计密切相关 如带状开敞绿地 若与夏季主导风向平行 则具有良好的通风效应 若绿化林带与冬季主导风向垂直 则具有良好的防风效应 既可降低风速 又可减少风沙 改造局地气候 2 节约能源的理想种植设计 理想的节能种植设计平面布局 树木布局与通风 3 建筑立体绿化 窗台绿化 屋顶绿化 坡面绿化 墙面绿化 棚架绿化 阳台绿化 立体绿化 屋顶绿化 绿化功能 1 改善城市环境面貌 提高市民生活和工作环境质量 2 缓解大气浮尘 净化空气 3 保护建筑物顶部 延长屋顶建材使用寿命 4 缓解城市热岛效应 5 保温隔热 减少空调的使用 节约能源 6 消弱城市噪音 7 增加空气湿度 净化水源 8 提高国土资源利用率 9 可种植瓜果蔬菜 形成城市菜园 果园 10 可根据喜好建立简单休闲娱乐设计 屋顶绿化 注意事项 草坪式 采用抗逆性强的草本植被平铺栽植于屋顶绿化结构层上 重量轻 适用范围广 养护投入少 此型可用于那些屋顶承重差 面积小的住房 组合式 允许使用少部分低矮灌木和更多种类的植被 能够形成高低错落的景观 但是需要定期养护和浇灌 此类型介于二者之间 与拓展型相比 在维护 费用和重量上都有增加 花园式 可以使用更多的造景形式 包括景观小品 建筑和水体 在植被种类上也进一步丰富 允许栽种较为高大的乔木类 需定期浇灌和施肥 要考虑周全 气生根吸附类 复式攀援类 钩刺类 墙面绿化 植物材料 常春藤 络石 凌霄 藤本月季 三角梅 多花蔷薇 倒地铃 西番莲 葎草 墙面绿化 种植形式 一 模块式将几何单体构件搭接或绑缚固定在骨架上 形成各种景观效果 寿命较长 适用于大面积的高难度的墙面绿化 对墙面景观营造效果最好 二 铺贴式即在墙面直接铺贴植物生长基质或模块 形成一个墙面种植平面系统 图2 易施工 效果好 三 攀爬或垂吊式即在墙面种植攀爬或垂吊的藤本植物 如种植爬山虎 络石 常春藤 扶芳藤 绿萝等 图3 简便易行 造价较低 透光透气性好 四 摆花式即在不锈钢 钢筋混凝土或其它材料等做成的垂面架中安装盆花实现垂面绿化 这种墙面绿化方式与模块化相似 是一种 缩微 的模块 安装拆卸方便 选用的植物以时花为主 适用于临时墙面绿化或竖立花坛造景 五 布袋式这一工艺是首先在做好防水处理的墙面上直接铺设软性植物生长载体 比如毛毡 椰丝纤维 无纺布等 然后在这些载体上缝制装填有植物生长及基材的布袋 最后在布袋内种植植物实现墙面绿化 六 板槽式即在墙面上按一定的距离安装V型板槽 在板槽内填装轻质的种植基质 再在基质上种植各种植物 图6 阳台绿化 阳台类型 阳台是建筑立面上的重要装饰部位 既是供人休息 纳凉的生活场所 也是室内与室外空间的链接通道 阳台绿化是利用各种植物材料 包括攀缘植物 把阳台装饰起来 在绿化美化建筑物的同时 美化城市 阳台绿化是建筑和街景绿化的组成部分 也是居住空间的扩大部分 既有绿化建筑 美化城市的效果 又有居住者的个体爱好以及阳台结构特色的体现 挑阳台 转角阳台 半凸半凹阳台 凹阳台 第五节节地及公共设施集约化利用 一 我国土地使用制度及利用现状 根据我国 宪法 和 土地管理法 及其实施条例的规定 我国土地使用制度内容包括几个方面 国家实行国有土地有偿有限期使用制度除国家核准的划拨土地外 凡新增土地和原使用的土地改变用途或使用条件 进行市场交易等 均实行有偿有限期的使用 我国城市土地的利用现状 我国大规模的建筑开发已经对城市结构的城市形态产生了巨大的影响 城市用地不断增加使城市土地利用失控 造成耕地大量流失 城市结构空和间不合理 造成城市用地紧张与浪费并存 由于一些城市之间结构样式趋同 重复建设 造成土地资源和财力 物力的巨大浪费 值得注意的是 城市扩张用地 大部分是地理位置优越 土质肥沃 交通方面 农田基本设施较完善的菜地和高产农田 特别是在经济发达地区城市人口增加快 城市占地增多 所占地中的耕地比也相应增加 这些问题使城市与土地的问题更加尖锐 二 绿色建筑的节地途径 1 适当建造多层 高层建筑 以提高建筑容积率 同时降低建筑密度 2 利用地下空间 增加城市容量 改善城市环境3 提高城市用地集约度 增加绿地面积 改善生态环境 充分利用周边配套公共建筑设施 合理规划用地 4 提倡因地制宜 因形就势 多利用零散地 坡地建房 充分利用地方材料 保护自然环境 使建筑与自然环境互生共荣 增加绿化面积 5 开发节地建筑材料 廉价 节能 节地是绿色建筑材料的发展方向 三 旧区改造 1 造成我国建筑不到使用年限提前拆除原因 1 城市规划改变 用地性质发生改变 遗留产业建筑大规模拆除 不到使用寿命的综合改造达到延用 达到使用寿命的再利用的可行性研究2 原有建筑的品质或功能不能适应不断变化的新的要求旧建筑考虑改造可行性 新建筑考虑全寿命周期的可改造性3 质量问题 旧建筑在抗震 防火 节能等方面存在不满足现有规范的问题 或由于设计 施工和使用不当出现质量问题旧建筑专项改造和综合改造应考虑旧建筑废弃物的再利用 2 废旧建材的利用 第二章实例 深圳泰格公寓 高档涉外服务式公寓 泰格公寓已通过美国绿色建筑委员会LEED LeadershipinEnergy EnvironmentalDesign 认证 获得银奖 大陆地区第一个LEED认证商业项目 国际最完善 最有影响力的评估标准 案例 深圳泰格公寓 土地面积 17247 69M2 总建筑面积 42441 13M2 其中计入容积率建筑面积34511 71M2 高层住宅21083 21M2 多层住宅12699 03M2 容积率2 0 总户数 232户 地下停车位 121辆 地面停车位 79辆 建筑覆盖率 26 47 绿化率 45 8 总栋数 A B C D E F G共七栋 开工时间 2003年3月第一期 A D栋 试营业 2004年12月第二期 E F栋 试营业 2005年4月第三期 G栋 试营业 2005年6月 规划设计 泰格公寓现有位置是一块建设剩下来的荒坡地 地形十分复杂 又夹在虎山 明华中心 工业大道 龟山路之间 在这里建泰格公寓很具挑战性 在规划设计中 采取以下原则 密切结合地形 巧妙利用地形 尊重地貌 尽量保护原生植物 少破坏植被 不能遮挡海边遥望大南山的视线 处理好与明华中心的关系 节约各种资源 营造舒适 方便 健康 安宁 优美 适宜各国人士居住的环境 2002年6月 2003年9月 建成后的绿色建筑 69 案例 深圳泰格公寓 1 选址和建筑环境 水土保持和泥沙淤积控制 根据项目实际情况制定水土保持和地表沉积控制计划建筑选址 符合深圳市总体规划要求 与周边环境关系协调开发密度 容积率2 0 地下停车库 降低开发密度 减少开发行为对环境的负面影响交通 1 地处交通便利地区 靠近公共交通站点 可以有效地减少私车的使用 2 在地下室为15 的用户提供自行车位 并提供自行车租借业务 提供新型电瓶车 在相应车位配备两台充电器 部分解决大社区内的交通问题 缓解环境压力 3 分析住户的性质提供121个地下停车位 同时小区的停车场向社会开放以求资源共享减少环境影响 案例 深圳泰格公寓 1 选址和建筑环境 保护或恢复绿地 小区绿化率达到45 8 在规划建设中 尽量不改变场地及周边原有绿地的功能和形态 保护好原有树木 植被 案例 深圳泰格公寓 1 选址和建筑环境 热岛效应 通过屋顶绿化和每户的平台绿化和出挑花槽形成立体绿化 减少热岛效应 有效改善小区局部生态环境 对非屋顶 不渗透表面提供遮阳措施 譬如栽植竹子 灌木或者乔木进行遮阳 泰格公寓G栋30米 18米的洞口把中心庭院和明华中心前广场两个空间联系起来 视线通畅 有利于通风 形成减少热岛效应的 巨洞 案例 深圳泰格公寓 1 选址和建筑环境 整体绿化 泰格公寓怀抱虎山 虎山延伸到中心庭院 中心庭院并不大 却是绿化的重点 除了消防通道 游泳池 儿童活动场地以外 都尽量用绿化覆盖 庭院绿化 屋顶绿化 加上ABCDF栋的退台绿化 建筑立面上的花池 与虎山的天然绿化结合 形成令人赏心悦目 生态效果好的立体绿化 A户型 B户型 C户型 建筑模拟及集成优化 风环境模拟 小区热岛强度分析 原方案 小区热岛强度分析 现方案 案例 深圳泰格公寓 2 节水措施 雨水管理 景观设计中尽量减少硬质铺地面积 采用植草砖 在增加绿地面积的同时提高渗透地表面积 设置植被过滤带进行雨水过滤 降低流速 促使泥沙沉淀 提高就地渗透率 去除污物 绿化屋顶 可以承接雨水并将部分雨水以蒸发的方式返还到大气中 因此不再设置雨水回收 减少用水 采用节水龙头 抽水马桶采用3 6升节水型马桶 公共区域采用无水小便池使用水量减少20 以上 中水利用 制定水量平衡方案多目标梯级使用水资源 有直饮水 自来水 废水 中水四种 分质供水 最大限度的节约用水 1 公寓与人体有直接接触的水全部采用直饮水 包括洗漱 淋浴 洗菜等 2 由自来水制作直饮水剩下的废水用作冲厕所 景观用水 3 不足部分 道路洒水 庭院绿化 由处理生活污水产生的中水承担 4 泳池水景观补水用自来水 78 案例 深圳泰格公寓 2 节水措施 景观用水 进行土壤和气候分析 种植本地植物和耐早植物 并通过选用渗透性的地面材料达到水份保持可以减少饮用水灌溉50 以上屋顶绿化 全部采用耐旱植物 依靠雨水生长人工进行少量保养 人工湿地 为满足中心庭院绿化用水和道路洒水的需要 选择在D E栋之间的绿地上兴建人工湿地工程 将A B C D栋全部以及E栋部分共27户的生活污水处理成中水 案例 深圳泰格公寓 3 能源利用和大气保护 节能系统热水系统 采用全天候的热泵热水系统24小时提供热水 综合能源利用率是普通燃气锅炉热水系统的两倍太阳能利用 使用太阳能灯进行庭院夜间照明 遮阳 阳台和遮阳板 大大降低室内冷负荷 Low E中空玻璃中央空调能量分户计费系统屋顶绿化隔热 顶层房间温度降低2摄氏度 案例 深圳泰格公寓