建筑节能第四章

1、1,第四章 建筑单体设计与节能,2,第一节 建筑平面尺寸与节能的关系 一、建筑平面形状 建筑平面形状主要取决于建筑物用地地块形状和建筑物的功能。从建筑节能的观点出发，在建筑体积相同的情况下，在满足建筑物功能要求的前提下，围护结构表面积越小，建筑物耗能越少，因此应注意使围护结构表面积与建筑体积之比尽可能小。在这里我们假定某建筑平面为40m40m，高为17m，并定义这时建筑的热耗为100，表8-1列出相同体积下，不同平面形式的能耗大小。,3,第一节 建筑平面尺寸与节能的关系 一、建筑平面形状 建筑平面形状主要取决于建筑物用地地块形状和建筑物的功能。从建筑节能的观点出发，在建筑体积相同的情况下，在满

2、足建筑物功能要求的前提下，围护结构表面积越小，建筑物耗能越少，因此应注意使围护结构表面积与建筑体积之比尽可能小。在这里我们假定某建筑平面为40m40m，高为17m，并定义这时建筑的热耗为100，表8-1列出相同体积下，不同平面形式的能耗大小。,4,三、建筑宽度与节能 增加居住建筑物的宽度对节能有利。居住建筑的宽度与能耗的关系如表8-3所示。从表中可以看出，对于9层的住宅，如宽度从11m增加到14m，能耗可减少67，如果增大到1516m，则能耗可减少1214。,5,四、建筑平面布局与节能 合理的建筑平面布局使建筑在使用上带来极大的方便，同时也能有效地提高室内的热舒适度和有利于建筑节能。在建筑热工

3、环境中，主要从合理的热工环境分区及温度阻尼区的设置两个方面来考虑建筑平面布局。 在设计中，应根据对热环境的不同需求而合理分区，即将热环境质量要求相近的房间相对集中布置。高的设于温度较高区域，从而取得最大限度利用日辐射保持室内具有较高温度，对热环境质量要求较低的房间集中设于平面中温度相对较低的区域，以减少供热能耗。 为了保证主要使用房间的室内热环境质量，可在该热环境区与温度很低的室外空间之间，结合使用情况，设置各式各样的温度阻尼区。这些阻尼区就像是一道“热闸”，不但可使房间外墙的传热损失减少，而且大大减少了房间的冷风渗透，从而减少了建筑的渗透热损失。设于南向的日光间、封闭阳台等都具有温度阻尼区作

4、用，是冬季减少耗热的一个有效措施。,6,二、表面面积系数 利用太阳能作为房屋的热源，建筑物的南墙是得热面，通过合理设计，可以做到南墙收集的热辐射量大于其向外散失的热量，扣除南墙面以外围护结构的热损失为建筑物的净热负荷，这个负荷量与面积大小成正比。因此从建筑节能的角度考虑，以外围护结构总面积越小越好这个标准来评价建筑节能的效果是不够的，应以南墙面积足够大，其它外表面积尽可能小为标准去评价。 表面面积系数：建筑物其它外表面面积之和a1与南墙面积a2之比。它更能表示建筑表面积散热和建筑利用太阳能而得热的综合热工情况。 节能住宅地面所散失的热量比外 表面少很多，地面面积以30%计入外表面积。,7,几点

5、结论： （1）对于长方形建筑，最好的体形是长轴朝向东西的长方形，正方形次之，长轴南北朝向最差。因此，节能建筑中，板式住宅优于点式。 （2）增加建筑物长度对节能有利，长度达到50m后，长度的增加带给节能建筑的节能效果趋于不显著。因此节能建筑长度最好在50m左右，以不小于30m为宜。 （3）增加建筑物层数对节能有利，层数达到八层以上后，层数的增加带给节能建筑的节能效果趋于不显著。 （4）加大建筑物的进深会使表面面积系数增加，从此角度看，建筑物的进深不宜过大，但进深加大，单位集热面的贡献不会减少，同时建筑物体型系数会减小。所以综合考虑，加大建筑物的进深对建筑物节能有利。 （5）体量大的节能建筑比体量

6、小的节能建筑在节能方面更有利。所以发展多层节能住宅比低层节能住宅效果好，收益大。,8,9,四、注意建筑日辐射得热量 太阳辐射得热对建筑能耗的影响很大， 夏季太阳辐射 得热增加制冷负荷， 冬季太阳辐射得热降低采暖负荷。由 于太阳高度角和方位角的变化规律， 南北朝向的建筑夏季 可以减少太阳辐射得热， 冬季可以增加太阳辐射得热， 是 最有利的建筑朝向。但由于建筑物的朝向还要受到许多其他 因素的制约， 不可能都作到南北朝向。 建筑物的长宽比对节能也有很大影响。当建筑物为正南朝向时，一般来说长宽比越大，得热越多，但随着朝向的变化，其得热量会逐渐减少。当偏向角达到67度时，长宽比对建筑物得热几乎没有影响。

7、当偏向角为90度时，则长宽比越大，得热越少。,10,第三节 合理选择外墙保温方案 在计算建筑物耗热量指标时，由于朝向不同，各墙面传热系数的修正系数也有很大差别。例如，北向外墙为0.92，而南向为0.70。因此，存在保温结构的优化方案。即在北向外墙加强保温，大幅降低北外墙平均传热系数，同时适当放宽南外墙保温性能，也能使建筑物耗热量指标降低。 p105给出了具体计算实例。,11,12,二、附加物对窗节能效果的影响 1、窗的夜间保温对节能的影响 保温窗帘和保温板对减少夜晚窗的热耗起着重要作用。 但是节能率的灵敏度在不同，从p1078图8-1214可以看出，保温热阻从0.156m2k / w增加到1

8、m2k / w时，灵敏度最高，大于1 m2k / w后，再增加夜间保温热阻，节能率增加有限。因此，窗在夜间应设保温窗帘或保温板。窗的夜间保温热阻应选择在临界值附近以取得较好的节能和经济效果。 2、窗外遮挡对节能的影响 住宅的阳台在冬季会遮挡一部分进入窗的阳光，遮挡的程度取决于阳台的挑出尺寸，且遮挡的情况与朝向也有关。从p108图8-1516可以看出，在南向阳台挑出尺寸大于0.5m后，节能率开始下降，而东西向阳台挑出尺寸则对节能率影响不大。因此，可以适当减少南向阳台挑出尺寸。,13,第五节 建筑自然通风与节能,14,第六节 一个典型的低能耗建筑 低能耗建筑建筑的设计指导思想是：在将建筑热能损耗减

9、至最小的同时，最大限度地利用太阳能。德国马尔占低能耗公寓大楼是低能耗建筑中很有代表性的一个。 朝向：南北朝向，充分利用太阳能。 体型设计：采用扇形平面样式，可以使每个房间都可以有阳面，并能获得充分日照。并且缩小耗能较高的北立面的尺寸。 围护结构：采用保温性能优良的墙体将北面几乎完全封闭，该墙面尽量少设窗户，减少热耗。南立面、墙表面整个用玻璃制成，以争取取得更多的日照和太阳能。南立面的外门窗均是落地的，并且划分简单以提高效率。 平面布置：面向北向安排的冷房间、楼梯、走廊和浴室作为南面暖房间的一个传热缓冲带，它们通过滑动墙连接一起，这样即使阳光从侧面照射，也可以散布到房间深处。起居室、厨房和卧室这些主要房间朝阳，入口、门厅和浴室则安排在背荫面。公寓南立面上的阳台调出尺寸经过计算，使其可以在冬天可以让阳光进入建筑物而在夏天可以遮挡阳光。 该建筑的供热通风系统与计算机连接，以便及时调节，节约能源，并保证不间断控制。,15,概念：被动式太阳能建筑和主动式太阳能建筑 被动式太阳能建筑：通过建筑朝向和周围环境的合理布置，以及建筑材料、构造的合理措施，并采取一些与建筑构件密切配合的太阳能收集、