第二章 室外环境规划中的节能技术

.,第二章室外环境中的节能技术,.,2.1环境降温节能的概念,一、室外热环境的概念,图2-1室外热环境形成机理,图2-1室外热环境形成机理,图2-1室外热环境形成机理,图2-1室外热环境形成机理,.,2.1环境降温节能的概念,二、城市热岛效应,.,2.1环境降温节能的概念,1、室外环境对人的热舒适性影响合理的建筑设计和布局，高效美观的绿化形式、植物搭配及水景设计，可以改善室外热环境及其环境舒适度。2、室外环境对室内环境的影响室外热湿环境会通过传导、辐射、对流和自然通风等形式通过建筑外围护结构作用于室内环境，对室内环境造成影响。3、室外环境对建筑能耗的影响,三、室外环境规划的重要性,.,2.2室外热环境规划设计策略,图2-3江南传统民居,一、中国传统建筑规划设计,.,2.2室外热环境规划设计策略,图2-4高楼林立的城市,二、目前设计中存在的问题(1)高密度的建筑区,.,2.2室外热环境规划设计策略,(2)不透水铺装的大量采用,图2-5不透水路面,.,2.2室外热环境规划设计策略,(3)不合理的建筑布局,图2-6香港淘大花园,(4)不合理的绿地规划,.,调研设计地段的各种气候地理数据评价各种气候地理要素对区域环境的影响采用技术手段解决气候地理要素与区域环境要求的矛盾结合特定的地段区分各种气候要素的重要程度，采取相应的技术手段进行建筑设计，寻求最佳设计方案,2.2室外热环境规划设计策略,三、气候适应性策略及方法,.,2.2室外热环境规划设计策略,三、气候适应性策略及方法,图2-7斯图加特市21世纪规划的建议图,.,2.2室外热环境规划设计策略,小区规划中应用气候适应性策略时，主要分析方法如下：,图2-8室外热环境设计方法,.,2.3建筑气候,一、日照,指物体表面被太阳光直接照射的现象。日照在一年中是不断变化的，这是由于地球按一定的轨道绕太阳运动造成。地球公转的轨道平面叫黄道面。由于地轴是倾斜的，它与黄道面约成6633的交角。在公转的运行中，这个交角和地轴的倾斜方向，都是固定不变的。这样一来，就使太阳光线垂直照射在地球上的范围，在南、北纬2327纬度线之间作周期性变动，这两条纬度线则分别叫做南回归线和北回归线。如图2-9所示为地球绕太阳运行一周的行程，由于地球绕太阳的运动，形成春分、夏至、秋分、冬至四个重要节气。这四个节气也是室外热环境分析的关键日。,.,2.3建筑气候,一、日照,图2-9地球绕太阳运行图,.,2.3建筑气候,太阳运行规律描述中有三个参数：太阳赤纬角、太阳高度角、太阳方位角。赤纬角描述地球绕太阳公转的行程，不同季节有不同的太阳赤纬角；太阳高度角是指太阳光线与地平面的夹角。太阳光线在地平面上的投影线与地平面正南子午线的夹角称为太阳方位角。二、太阳辐射到达地面的太阳辐射由两部分组成，一部份是方向未经改变的，叫做直射辐射；另一部分是由于被大气中气体分子、液体或固体颗粒反射，达到地面时无特定的方向，叫做散射辐射。,.,.,二、太阳辐射总辐射totalradiation到达地球表面的太阳辐射地面太阳辐射强度影响因素太阳高度角大气透明度纬度云量海拔对室内环境的影响夏季增加室内冷负荷可利用的清洁能源,2.3建筑气候,.,2.3建筑气候,三、气温,气象学定义：距离地表高1.5m背阴处的空气温度。气温变化日变化年变化对室内环境的影响新风温度室内外温差传热引起负荷的变化,图2-10城市热岛效应,.,2.3建筑气候,四、风描述风有三个重要概念：风向、风频、风玫瑰图。风向指风吹来的风向，用16个方位表示。风频，即各风向的频率。风频是了解某地各风向出现频繁程度的特征量，它是用各风向出现的次数占风向总观测次数的百分率来表示。风向玫瑰图，即风向分布图。其绘制方法是将极坐标图分成八个方位，分别是N，S，E，W，NW，NE，SW，SE。某气象观测站的风玫瑰图如图2-11所示。,图2-11某气象观测站的风玫瑰图,.,.,2.3建筑气候,季候风monsoon：太阳辐射在地球上照射不均匀产生温差引起的大气环流。地方风localwind：局部地面情况变化引起的小范围大气环流。风玫瑰图windrose：反映一个地方风速、风向分布频率的图形。对室内环境的影响：冬季冷风渗透、侵入自然通风风力发电,.,2.3建筑气候,五、降水定义：从大地蒸发的水蒸汽进入大气层后，经过凝结以液态或固态的形式降到地面。降水性质降水量：降水未经蒸发渗透，积累在水平面上的水层厚度，单位mm。降水时间：降水从开始到结束的时间。降水强度：单位时间内的降水量。,.,2.3建筑气候,.,2.3建筑气候,六、空气湿度定义：湿空气中含水蒸汽量的多少。绝对湿度absolutehumidity：每立方米湿空气中含有水蒸汽的质量。相对湿度relativehumidity：湿空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的饱和绝对湿度的比值。对室内环境的影响新风含湿量,.,2.3建筑气候,.,2.4风环境设计,所谓风环境是指室外空气流动在建筑区域的分布一、风环境基础知识1主导风向和风速在我国绝大多数地区，不同季节一般都有主导风向和风速，主导风向是指一段时间内频率出现最高的风向，可以通过风玫瑰图得到。2城市梯度风建筑小区并不是一个孤立的系统，其周围存在着建筑和其他物体，来流风呈现下低上高的梯度风分布。,.,图2-12梯度风示意图,2.4风环境设计,.,图2-13室外风环境设计图,2.4风环境设计,3建筑周围气流特征,4城市内部风特点,.,二、风环境主要影响因素1建筑密度,2.4风环境设计,图2-14建筑风速与建筑密度关系的拟合公式,.,2建筑体量,2.4风环境设计,图2-15建筑体量与背风涡流区范围的关系,.,3迎风面积迎风面积是指建筑外墙垂直于风向的投影面积。迎风面积越大，由于背风涡流区的影响，风速越低。,2.4风环境设计,.,2.4风环境设计,三、风环境规划设计方法1建筑朝向,图2-16不同风向入射角对建筑气流影响,2建筑间距,.,3建筑形体设计,2.4风环境设计,图2-17华南理工大学综合教学楼鸟瞰图,.,4建筑平面布局一般建筑群的平面布局有行列式、自由式、点式、周边式三种。,2.4风环境设计,图2-18建筑平面布局对风环境的影响a）行列式；b）错列式；c）斜列式；d）周边式