工程硕士建筑节能技术2

1、2012/5/2993.2建筑单体设计 - 自然采光技术/Natural Lighting3.2建筑单体设计 - 自然采光技术/Natural Lighting TechnologiesTechnologies新型采光系统/Late-model Lighting System光导管 采光设计步骤/LightingDesign Approaches 采光系统设计/Lighting System Design 侧窗采光系统/Side-windows Lighting System 天窗采光系统/Skylight Lighting System 中庭采光系统/Atrium Lighting Syst

2、em 新型采光系统/Late-model Lighting System 新型采光玻璃/Late-modelGlazing （1）导光管（Light Guide）3.2建筑单体设计自然采光技术/Natural LightingTechnologies3.2 建筑单体设计 - 自然采光技术/Natural Lighting Technologies3.2建筑单体设计自然采光技术/Natural LightingTechnologies （2）光导纤维（Optical Fiber）德国柏林波茨坦广场上使用的导光管 “向日葵”的光纤采光系统的集光机、光纤和终端照明器具（吸顶式） 清华大学超低能耗节能

3、楼地下室采用光纤的室内效果（左）和室外“向日葵”(右)Light catcher (sunflower)3.2建筑单体设计 - 自然采光技术/Natural Lighting Technologies 采光搁板（Lighting Shelf）图3-47 西班牙塞维利亚英国馆的反光板设计剖面及照片3.2建筑单体设计 - 自然采光技术/Natural Lighting Technologies3.2建筑单体设计自然采光技术/Natural LightingTechnologies 导光棱镜窗（Optical Prism Window）德国国会大厦执政党厅导光棱镜 3.2建筑单体设计 - 自然采光技

4、术/Natural Lighting Technologies 新型采光玻璃/Late-model Glazing 光致变色玻璃/Photo Chromic Glass 电致变色玻璃/Electro Chromic Glass 聚碳酸酯玻璃/Polyester Glass 光触媒技术的运用/The Use of Photo Catalyst Technology不同双层聚碳酸酯玻璃自然通风/Natural Ventilation 通风的作用/Function of Ventilation 自然通风的形式/Types of Natural Ventilation 自然通风的设计/Natural

5、Ventilation Design 朝向、布局和通风/Orientation,Arrangements And Ventilation 绿化、水体布置和通风/Green,Water Arrangement and Ventilation 开间进深和通风/The Length and Width of Room and Ventilation 窗户和通风/The Window and Ventilation 建筑构件与通风/The Building Component and Ventilation 双层玻璃幕墙通风/The Ventilation of Double Glazing Wall

6、 建筑被动强化通风的方式/Passive System Strength Ventilation 自然通风被动设计需要注意的问题和措施/Ventilation Passive System Design Problemsand Solutions 自然通风的评价/Natural Ventilation Evaluation3.2建筑单体设计自然通风/Natural Ventilation 自然通风的设计/Natural Ventilation Design建筑设计策略： (1)数据收集分析：如果希望建筑能够利用风压获得良好的自然通风效 果， 需要在设计初期阶段搜集详细的气象统计数据，并对场地进

7、行调 研，掌握局部风环境的情况。场地风速频率、平均风速、风向分布、 无风日数， 以及场地周边的建筑、植物分布情况都对通风策略的制定 产生重要影响。 (2)详细设计阶段：可以利用计算机或者风洞试验对通风进行模拟，获 得简化的风压分布图，从而帮助建筑师调整建筑开口部位或对建筑体 形进行优化。如果希望利用热压通风，通常有必要计算“中性面”位 置，可通过调整开口高度、位置等方法，改变中性面高度，从而使得 更多的房间获得良好的通风效果。3.2建筑单体设计 自然通风/Natural Ventilation利用风压实现建筑通风 /Passive Wind Force Ventilation利用热压实现自然通

8、风 /Passive Thermal Force Ventilation烟囱效应 （Chimney Domino Effect） 3.2建筑单体设计 - 自然通风/Natural Ventilation热压取决于室内外温差和气流通道的高度的乘积。 在居住建筑中，气流 的有效高度很小，所以大的室内外温差，才能引起热压通风。夏季室内外温差很小，热压通风作用很小。冬季温差很大，但不需要较高的气流。 在厨房浴室的垂直通道可以延伸到几层楼高，这样形成有效的热压自然通风。但在寒冷地区，避免烟道和风道靠外墙布置，在顶部要避免“倒灌现象“ 3.2建筑单体设计-自然通风/Natural Ventilation3

9、.2建筑单体设计-自然通风/Natural Ventilation3.2建筑单体设计 - 自然通风/Natural Ventilation3.2建筑单体设计自然通风/Natural Ventilation 建筑被动强化通风的方式/Passive System Strength Ventilation3.2建筑单体设计自然通风/Natural Ventilation 以色列沙漠研究中心捕风塔塔内温度分布 3.2建筑单体设计自然通风/Natural Ventilation 太阳能烟囱/Solar Chimney3.2 建筑单体设计自然通风/Natural Ventilation 清华大学超低能耗楼

10、楼梯间与通风井道的组合进行自然通风 3.2建筑单体设计自然通风/Natural Ventilation 通风和被动太阳能系统整合/Ventiltion Integrated with Passive Solar System太阳能强化进行自然通风 可再生资源利用/Renewable Resources Uses 太阳能在建筑中的应用/SolarEnergy Utilization in Building 被动式太阳能建筑/Passive Solar Building 主动式太阳能系统/Active Solar System 太阳能光电技术/Solar Photovoltaic Technolo

11、gy 风能在建筑中的应用/Wind Energy Source Used in Building 地热能在建筑中的应用/Geothermal Energy Used in Building 生物质能在建筑中的应用/Biomass Energy Used in Building我国太阳能资源的分布同欧洲相比可再生资源利用/Renewable Resources Uses我国太阳能资源的分布状况可再生资源利用/Renewable Resources Uses我国太阳能资源的分布同美洲相比 被动式太阳能建筑/Passive Solar Building被动式太阳能设计 Passive Solar E

12、nergy Building Design蓄热体是热容量较大的物体，它的物理性质及布置位置与室内温度波动 状况有很大关系 被动式太阳能设计 Passive Solar Energy Building Design 2. 集热墙式 Trombe wall working principle 蓄热系数大的材质： 砖石水 相变蓄热材料 深色表面有利吸收太阳能量 2005年12月建设部出台GB50364-2005被动式太阳能设计 Passive Solar Energy Building Design蓄热体是热容量较大的物体，它的物理性质及布置位置与室内温度波动状况有很大关系 被动式太阳能设计 Pas

13、sive Solar Energy Building Design 水墙 太阳能在建筑中的综合应用 被动式太阳能设计 Passive Solar Energy Building Design 1.直接得热式（direct gain heating system） 1. 玻璃选择 2. 夏季结合遮阳 3. 室内储热物质 4. 减少夜间玻璃处散热 被动式太阳能设计 Passive Solar Energy Building Design 3. 附加式阳光间 Attached sunspace working principle 被动式太阳能设计 Passive Solar Energy Build

14、ing Design 地冷空调 被动式太阳能设计 Passive Solar EnergyBuilding Design被动式太阳能设计 Passive Solar Energy Building Design四 被动蒸发降温 被动式太阳能设计 Passive Solar Energy Building Design如果水面深度有限，水池上面需要考虑保温措施 被动式太阳能设计 Passive Solar Energy Building Design德国莱比锡博览会馆屋面喷洒系统 主动式太阳能系统/Active Solar System太阳能热水器 Solar Hot Water真空管集热器 主

15、动式太阳能系统/ActiveSolar System太阳能热水器 Solar Hot Water主动式太阳能系统/ActiveSolar System太阳能热水器Solar Hot Water主动式太阳能建筑 平谷太阳能集热器和屋面一体化设计 主动式太阳能系统/Active Solar System-光伏在建筑中的应用 太阳能光伏利用系统主动式太阳能系统/Active Solar System-光伏在建筑中的应用 主动式太阳能系统/Active Solar System-光伏在建筑中的应用 主动式太阳能系统/Active Solar System-光伏在建筑中的应用 主动式太阳能系统/Acti

16、veSolar System-光伏在建筑中的应用主动式太阳能系统/ActiveSolar System-光伏在建筑中的应用主动式太阳能系统/Active Solar System-光伏在建筑中的应用 主动式太阳能系统/ActiveSolar System-光伏在建筑中的应用主动式太阳能系统/ActiveSolar System-光伏在建筑中的应用主动式太阳能系统/Active Solar System-光伏在建筑中的应用 主动式太阳能系统/Active Solar System-光伏在建筑中的应用主动式太阳能系统/ActiveSolar System-太阳能灶 /SolarCooking bo

17、x-type/闷箱型-透过聚焦式 主动式太阳能系统/ActiveSolar System-太阳能灶/Solar Cooking panel-type/平板反射型主动式太阳能系统/Active Solar System-太阳能灶/Solar Cooking Curved concentrator or Parabolic-type/曲线聚焦型风能在建筑中的应用/Wind Energy Source Used in Building主动式太阳能系统/Active Solar System-太阳能灶/Solar Cooking walloven type/墙上壁炉型风能 风能在建筑中的应用/Wind

18、Energy Source Used in Building风能在建筑中的应用/WindEnergy Source Used in Building与常规能源相比，风力发电的最大问题是其不稳定性，解决这个问题可以采取的方式有：与电网相连(电网实际充当了巨大的蓄电池)；采用大型蓄电池；采用“风力光伏”互补系统；采用“风力柴油机”互补系统。由于风轮机的输出功率与风速的立方成正比，因而风力发电机常常被安装在屋顶上，建筑师必须考虑工业产品的风轮机如何与建筑物的造型、风格相协调。地源热泵 地源热泵技术是一项值得大面积推广的建筑供能技术。地源热泵是一种利用浅层和深层的大地能量，包括土壤、地下水、地表水等天

19、然能源作为冬季热源和夏季冷源，然后再由热泵机组向建筑物供冷供热的系统，是一种利用可再生能源的既可供暖又可制冷的新型中央空调系统。 。 抽取地下水水源热泵，但由于技术限制，全部回灌不易做到，监督实施也比较困难，而且容易造成地下水污染在国外目前大面积推广使用的是埋管式地源热泵技术，是充分利用浅层地热的最佳技术途径。 目前埋管式地源热泵在欧美国家已得到普遍应用，已被充分证明是成熟可行的技术，在我国，建设部和一些省市的建筑节能政策中明确提出要推广使用地源热泵。 （欧美普遍使用的是在别墅中，在冬天取暖、夏天空调的地区） 地热能在建筑中的应用/Geothermal Energy Used in Build

20、ing 二 地源热泵的种类 （1） 土壤热交换器地源热泵 （2） 地下水地源热泵 （3） 地表水地源热泵 a 蛇行埋管 b水平埋管 c垂直埋管埋管式地热源泵系统三种埋管形式地热能在建筑中的应用/Geothermal Energy Used in Building建筑设计策略 （1） 如果采用第一种方式，建筑周围要有足够空间(空地、停车场等)进行埋管，地埋管换热系统勘察应包括下列内容：岩土层的结构；岩土体 热物性；岩土体温度； 地下水静水位、水温、水质及分布；地下水径流方向、速度；冻土层厚度。如果采取第二三种方式，需要设计合理的 取水构筑物，这都影响到场地规划设计。 （2） 各户的小型热泵，能够像普通空调那样自行调节和分户计量，并且不必悬挂室外机，利于建筑立面的简洁化。 （3） 末端装置：地源热泵的末端装置有多种选择，常见的有风机盘管，也可采用辐射吊顶，但必须注意克服夏季吊顶表面结露问题，这些末端装置会影