大学课件建筑热环境.ppt

建筑热环境,绪论第一部分 人·建筑·气候——基于人的考虑 第二部分 材料·构造·围护结构——基于技术的考虑 第三部分 建筑·形式·细部——基于设计的考虑 第四部分 舒适·健康·高效——基于未来的考虑,,1. 太阳与建筑,1. 太阳与建筑,1.1 日照的基本原理 1.1.1 阳光的作用 阳光照射，引起动植物各种光生物学反应，促进生物体新陈代谢；紫外线预防和治疗一些疾病（如感冒、支气管炎、扁桃腺炎和佝偻病等），因此，建筑争取适宜的日照，具有重大卫生意义； 阳光中含大量红外线，冬季照射入室，产生辐射热，提高室内温度，有良好的取暖和干燥作用； 日照对建筑物的造型艺术也有一定的影响，能增强建筑物的立体感，不同角度的阴影给人的艺术感觉不同1.1 日照的基本原理,阳光不利的一面： 过量的日照，特别是南方炎热地区的夏季，易造成室内过热，对人体不利； 阳光直射工作面上会产生眩光，损害视力，尤其在工业厂房中，工人会因室内过热与眩光而易疲劳，降低工作效率；直射阳光对物品有褪色、变质等损坏作用； 有些化学药品被晒，还会发生爆炸的危险1.1 日照的基本原理,需要争取日照的建筑：病房、幼儿活动室和农用日光室等，它们对日照各有特殊要求。

 需要避免日照的建筑有两类：一类是防止室内过热；另一类是避免眩光和防止化学作用的建筑，如展览室、阅览室、精密仪器车间，以及某些工厂，实验室，药品车间等建筑对日照的要求据建筑的不同使用性质而定:,了解：太阳运行规律 1.5.1.2 地球绕太阳运行的规律 1.5.1.3 太阳位置的确定，太阳高度角和太阳方位角 1.5.1.4 地方时与标准时,1.1 日照的基本原理,1.1.2 棒影日照图的基本原理及应用 p117,太阳光线与地平面间的夹角叫太阳高度角，用 hs表示； 太阳光线在地平面上的投影线与地平面正南线所夹的角叫太阳方位角，用As 表示；,1.2 建筑遮阳,遮阳的目的：为了防止直射阳光，减少透入室内的太阳辐射热量，防止夏季室内过热，以及避免产生眩光和保护物品1. 太阳与建筑,设计窗口遮阳的要求： 主要防止夏季阳光的直接照射，并尽量避免散射和辐射的影响； 其次要有利于窗口的采光、通风和防雨； 注意不阻挡从窗口向外眺望的视野以及它与建筑造型处理的协调 力求构造简单，经济耐久1.2.1 建筑遮阳的形式,由于日辐射强度随地点、日期、时间和朝向而异，建筑中各向窗口要求遮阳的日期、时间以及遮阳的形式和尺寸，也需根据具体地区的气候和窗口朝向而定。

1. 2 建筑遮阳,建筑遮阳类型很多，可以利用建筑的其他构件，如挑檐、阁板或各种突出构件，也可以专为遮阳目的而设置1. 2 建筑遮阳,一、人工遮阳方式 ▲水平式遮阳 ▲垂直式遮阳 ▲综合式遮阳(格栅) ▲挡板式遮阳,二、绿化遮阳 三、建筑自遮阳和群体互遮阳,1. 2 建筑遮阳,① 水平式遮阳：能有效遮挡高度角较大的、从窗口上方投射下来的阳光，适用于接近南向的窗口，或北回归线以南低纬地区的北向附近的窗口德国柏林的北欧五国大使馆（丹麦、芬兰、冰岛、挪威和瑞典） 采用的水平遮阳板构件，绿色流线型截面的遮阳板密密地覆盖在建筑的窗户外侧，与整个墙面融为一体,1. 2 建筑遮阳,印第安昔埃布洛人悬崖宫殿遮阳 在低纬地区或一年中的夏季，由于太阳高度角很高，建筑的阴影很短，因而水平遮阳比垂直遮阳更加有效在湿热地区，悬挑出的长长的屋檐足以起到遮阳蔽雨的作用1. 2 建筑遮阳,②垂直式遮阳：能有效遮挡高度角较小的、从窗侧斜射的阳光，但对于高度角较大的、从窗口上方投射的阳光，或接近日出、日没时平射窗口的阳光不起遮挡作用；主要适用于东北、北和西北向附近的窗口奔驰公司总部办公大楼 采用的是黄色垂直遮阳板，其竖向的形式成为建筑的一种装饰手法，使人耳目一新，给人一种充满变化的韵律感。

1. 2 建筑遮阳,普赖斯大厦 ▲与水平遮阳相比，垂直遮阳主要是根据太阳方位角来实现对光线的遮挡，因此垂直遮阳能够有效地挡住高度角很低的光线，适合用于遮挡东西向阳光 ▲ 普莱斯大厦(1956)是赖特晚期代表作，大面积的垂直遮阳板形成了鲜明的竖向线条，与短促有力的水平遮阳板相结合，共同营造出丰富,1. 2 建筑遮阳,亚利桑那州凤凰坡中央图书馆 ▲亚利桑那州凤凰坡中央图书馆则将垂直遮阳作为其一种标志或装饰：由钢架支撑起的片片三角帆布最直观地向我们展示了垂直遮阳所具有的艺术感染力，在浩瀚、酷热的西部沙漠之中，那片片白帆仿佛使人们看到蔚蓝的大海1. 2 建筑遮阳,柏林墨西哥大使馆 18m高的主立面上，混凝土垂直遮阳构件从上到下贯穿整个高度1. 2 建筑遮阳,③综合式遮阳：能有效遮挡高度角中等的、从窗前斜射下来的阳光，遮阳效果比较均匀；主要适用于东南或西南向附近的窗口印度昌迪加尔议会大厦和高等法院——勒·柯布西埃 成功地运用格栅遮阳其粗犷的混凝土装饰面层、独特的造型与格栅遮阳完美结合在一起 1. 2 建筑遮阳,波士顿市政厅 波士顿市政厅(1964)绐人留下的第一印象是极富韵律的、柱廊般的混凝土垂直遮阳板。

因为层层向内缩进的平面使得每层的窗户都于不知不觉中获得了自然的水平遮阳1. 2 建筑遮阳,奥地利某住宅,④挡板式遮阳和帘式遮阳：能有效遮挡高度角较小、正射窗口的阳光；主要适用于东、西向附近的窗口1. 2 建筑遮阳,苏黎世玻璃外遮阳建筑,1. 2 建筑遮阳,瑞士某办公楼,1. 2 建筑遮阳,1. 2 建筑遮阳,⑤建筑互遮阳与建筑自遮阳,孟买干城章嘉公寓 ▲柯里亚设计的孟买干城章嘉公寓(1970—1983)所采用的遮阳方式也属建筑自遮阳 ▲这类遮阳方式没有明显的遮阳构件，而呈通过建筑自身的凸凹来形成大面积阴影，最主要的采光窗都位于阴影之中，而暴露在墙体表面的窗洞口往往尺寸较小1. 2 建筑遮阳,沙特阿拉伯国家商业银行 戈登·邦夏（Gordon Bunshaft）[美] 厚重的外墙避免了强烈阳光的直晒和沙漠热风的侵袭，大厦中的各个房间通过中央天井间间接采光1. 2 建筑遮阳,⑥绿化遮阳大自然给我们提供了一些天然的遮阳手段，树木或攀缘植物可以用来遮挡阳光，形成阴影，其效果总体来说相当不错绿化遮阳不同于建筑构件遮阳之处还在于它的能量流向植被通过光合作用将太阳能转化为生物能，植被叶片本身的温度并未显著升高。

而遮阳构件在吸收太阳能后温度会显著升高，其中一部分热量还会通过各种方式向室内传递1. 2 建筑遮阳,弗冒尤斯地方中等职业学校 诺曼·福斯特 建筑向阳的一侧设计了一组精美的银色遮阳板，以遮挡夏季的酷热还在建筑周边配置了高大的落叶阔叶乔木，阳光透过树叶和遮阳板的缝隙投下缕缕光斑所选用树种的姿态与屋顶形状非 常相象，现代建筑同样可以与优美的自然环境相融合1. 2 建筑遮阳,巴黎 阿拉伯世界文化中心 ——让·努维尔 像光圈一样调节的采光遮阳窗,⑦自动调节遮阳构件,1. 2 建筑遮阳,巴黎 阿拉伯世界文化中心 ——让·努维尔 像光圈一样调节的采光遮阳窗,1. 2 建筑遮阳,巴黎 阿拉伯世界文化中心 ——让·努维尔 像光圈一样调节的采光遮阳窗,1.2.2 遮阳构件尺寸计算 p124,1.2.3 遮阳设施构造设计要点 p129,1. 2 建筑遮阳,① 遮阳的板面组合与构造 设计者应在满足遮挡直射阳光的前提下，选择对通风采光、视野、构造和立面处理等更为有利的板面组合形式② 遮阳板的安装位置遮阳板的安装位置对防热和通风的影响很大,1. 2 建筑遮阳,③ 材料与颜色为减轻自重，以采用轻质材料为宜；另外要求坚固耐久、轻便灵活、外表面对太阳辐射热的吸收系数要小、内表面的辐射系数也要小。

颜色对隔热效果的影响：以安装在窗口内侧的百页板为例，暗色、中间色和白色的对太阳辐射热透过的百分比分别为：86%、 74% 和62%因此，遮阳板朝向阳光的一面，应涂以浅色发亮的油漆，而在背阳光的一面，应涂以较暗的无光泽油漆，以避免眩光1. 2 建筑遮阳,1. 2 建筑遮阳,遮阳一方面可以隔热降温，同时又对采光、通风有一定影响在很多地区，夏季需遮阳而冬季又需要有日照，因此理想的尺寸应是根据当地冬季和夏季的太阳高度角变化分别计算，使其在室内过热时有满窗遮阳，而在低温时又有足够的日照,1. 太阳与建筑,1.3 太阳能的利用 在建筑上太阳能的利用主要包括：一是太阳能集热系统，利用太阳能集热，提供生活热水、采暖等二是太阳能光电系统，将太阳能转化为电能1.3.1 太阳能集热系统 主动式太阳能集热系统包括太阳能集热器，热传递装置和交换器，蓄热装置和热量供给装置 主动式太阳能集热系统可分为热风采热式、热水采热式和太阳能空调1.3 太阳能的利用,1.3.1 太阳能集热系统 被动式太阳能建筑可分为直接受益式、集热墙式、附加阳光间式、屋顶池式、和对流环路式前三种应用比较广泛1.3 太阳能的利用,1.3.2 太阳能光电集成建筑 太阳能光电集成建筑又称光伏集成建筑，如太阳能光电屋顶、太阳能电力墙和太阳能光电玻璃。

太阳能房 安装太阳能热水器提供生活热水，太阳电池板提供生活用电，通过对建筑方位的选取及设计，使建筑能够实现最佳采光、采暖，达到夏季凉爽，冬季保暖的目的1.3 太阳能的利用,德国弗莱堡太阳能小区——罗尔夫·迪斯 太阳船社区 向日葵住宅,1.3 太阳能的利用,洛杉矶水电局停车场太阳能板遮阳蓬,加州州立工艺大学光伏系统太阳能房,2 可持续发展的建筑观,可持续发展的建筑观追求与大自然相和谐的完美境界，不仅包括设计可持续发展的建筑，同时也包括建筑与景观的结合，与社会文化的融合可持续发展的建筑观带给我们的是舒适、健康、高效的室内热环境2 可持续发展的建筑观,2 可持续发展的建筑观,2010普利策奖获得者 妹岛和世与西泽立卫事务所,2 可持续发展的建筑观,习题： 1、了解棒影日照图的原理及应用 2、结合实例谈谈各种遮阳形式的特点及应用 3、可持续发展的建筑观与建筑热环境设计的关系（舒适、健康、高效）,。