重大社2023《绿色建筑设计》教学课件03.pptx

绿色建筑单体设计策略3.绿色建筑单体设计策略3.1建筑单体设计原则建筑节能设计首先要考虑其所在的气候区我国幅员辽阔，地形复杂由于地理纬度、地势等条件的不同，各地气候相差悬殊因此，针对不同的气候条件，各地建筑的节能设计都对应不同的做法炎热地区的建筑需要遮阳、隔热和通风，以防室内过热；寒冷地区的建筑则要防寒和保温，让更多的阳光进入室内为了明确建筑和气候两者的科学关系，使各类建筑更充分地利用和适应气候条件，做到因地制宜，我国民用建筑设计通则（GB 50352-2019）把我国划分为七个气候区，并对各个气候区的建筑设计提出了不同的要求，见续表3.绿色建筑单体设计策略分区名称热工分区名称气候主要指标建筑基本要求ABCD严寒地区1月平均气温-107月平均气温257月平均相对湿度50%1.建筑物必须充分满足冬季保温、防寒、防冻等要求；2.AB区应防止冻土、积雪对建筑物的危害；3.IB、IC、ID区的西部，建筑物应防冰雹、防风沙AB寒冷地区1月平均气温-1007月平均气温18281.建筑物应满足冬季保温、防寒、防冻等要求，夏季部分地区应兼顾防热；2.A区建筑物应防热、防潮、防暴风雨，沿海地带应防盐雾侵蚀ABC夏热冬冷地区1月平均气温0107月平均气温25301.建筑物应满足夏季防热、遮阳、通风降温要求，并应兼顾冬季防寒；2.建筑物应防雨、防潮、防洪、防雷电等要求；3.A区应防台风、暴雨袭击及盐雾侵蚀；4.B、C区北部冬季积雪地区建筑物的屋面应有防积雪危害的措施AB夏热冬暖地区1月平均气温107月平均气温25291.建筑物必须满足夏季遮阳、通风、防热要求；2.建筑物应防暴雨、防潮、防洪、防雷电；3.A区应防台风、暴雨袭击及盐雾侵蚀AB温和地区1月平均气温0137月平均气温18251.建筑物应满足防雨和通风要求2.VA区建筑物应注意防寒，VB区应特别注意防雷电AB严寒地区1月平均气温0-227月平均气温181.建筑物应充分满足保温、防寒、防冻的要求；2.A、B区应防冻土对建筑物地基及地下管道的影响，并应特别注意防风沙；3.C区的东部，建筑物应防雷电C寒冷地区ABC严寒地区1月平均气温-5-207月平均气温187月平均相对湿度50%1.建筑物必须充分满足保温、防寒、防冻的要求；2.除D区外，应防冻土对建筑物地基及地下管道的危害；3.B区建筑物应特别注意积雪的危害；4.C区建筑物应特别注意防风沙，夏季兼顾防热；5.D区建筑物应注意夏季防热，吐鲁番盆地应特别注意隔热、降温D寒冷地区 不同气候分区对建筑的基本要求3.绿色建筑单体设计策略3.1.1寒冷地区的设计原则严寒地区绿色建筑设计，除应满足传统建筑的一般要求，以及绿色建筑技术导则和绿色建筑评价标准的要求外，还应注意结合寒冷地区的气候特点、自然资源条件进行设计。

在其具体设计中，应注意根据气候条件合理布置建筑、控制体形参数、平面布局宜紧凑、平面形状宜规整、功能分区兼顾环境分区、合理设计入口等我国严寒地区的气候特点是冬季严寒而漫长，夏季短暂而凉爽在某些高海拔地区，最热季节的平均温度也在10以下，云量少，晴天多严寒地区住宅设计的关键问题是充分满足冬季保温要求，最大限度地减少住宅与外环境之间的热交换，同时尽可能地利用太阳辐射热，夏季防热一般可不考虑因此可采取的技术措施包括：3.绿色建筑单体设计策略采用集中的建筑形式和紧凑的建筑布局；采取防风措施，避开寒冷气流容易沉积的地方；采用厚重的外围护结构；进行外围护结构保温；适当加大南窗，尽量不开北窗，少开东、西窗，开门部位注意防风；提高窗的热工性能，注意开口部位保温，使窗成为得热构件；引导太阳辐射热进入室内；断绝冷桥；设置气候缓冲层；进行冷风控制；k设置太阳能采暖系统；l利用覆土保温3.绿色建筑单体设计策略3.1.2寒冷地区的设计原则我国寒冷地区的气候特点是冬季寒冷，时间较长，云量少，晴天多，夏季炎热干燥，一年中的相对湿度变化较大寒冷地区的住宅设计既要满足冬季保温要求，努力引导太阳辐射热进入室内，同时又要兼顾夏季防热要求，减少夏季的太阳辐射得热。

其可采取的技术措施包括：采用较为集中的建筑形式和适度开敞的建筑布局；综合考虑冬季防风与夏季导风的措施；进行外围护结构保温与隔热；多开南窗，以促进自然通风为目的，开少量北窗，尽量不开东西窗；开门部位注意防风；开口部位冬季进行保温，夏季进行隔热；3.绿色建筑单体设计策略尽量断绝冷桥；在平、剖面中组织自然通风；设置气候缓冲层；进行冷风控制；设置太阳能采暖或制冷系统；k利用覆土保温及自然空调系统；l冬季争取日照，获得太阳辐射热，夏季在房屋与开口部位进行遮阳处理具体在建筑节能设计方面考虑的问题应符合续表中的相关要求：3.绿色建筑单体设计策略项目区C区D区规划设计及平面布局总体规划、单体设计应满足冬季日照并防御寒风的要求，主要房间宜避免西晒总体规划、单体设计应注意防寒风与风沙总体规划、单体设计规划设计应注意防寒风与风沙，争取冬季日照为主体形系数要求应减小体形系数应减小体形系数应减小体形系数建筑物冬季保温要求应满足防寒、保温、防冻等要求应充分满足防寒、保温、防冻等要求应充分满足防寒、保温、防冻等要求建筑物夏季防热要求部分地区应兼顾防热，A区应考虑夏季防热，B区可不考虑无应兼顾夏季防热，特别是吐鲁番盆地，应注意隔热、降温，外围护结构宜厚重构造设计的热桥影响应考虑应考虑应考虑构造设计的防潮、防雨要求注意防潮、防暴雨，沿海地带还应注意防盐雾侵蚀无无建筑的气密性要求加强冬季密闭性，且兼顾夏季通风加强冬季密闭性加强冬季密闭性太阳能利用应考虑应考虑应考虑气候因素对结构设计的影响结构上应考虑气温年较差大、大风的不利影响结构上应注意大风的不利作用结构上应考虑气温年较差和日较差均大以及大风等不利作用冻土影响无地基及地下管道应考虑冻土的影响无建筑物防雷措施宜有防冰雹和防雷措施无无施工时注意事项应考虑冬季寒冷期较长和夏季多暴雨的特点应注意冬季严寒的特点应注意冬季低温、干燥，多风沙以及温差大的特点寒冷地区绿色建筑在建筑节能设计方面考虑的问题3.绿色建筑单体设计策略在建筑围护结构节能设计中，例如建筑体形系数、窗墙面积比、围护结构热工性能、外窗气密性、屋顶透视部分面积比等，达到国家和地方节能设计标准的规定，是保证建筑节能的关键，在绿色建筑中更应当严格执行。

由于我国寒冷地区有一定地域气候差异，各地的经济发达水平也很不平衡，因此节能设计的标准在各地也有一定差异此外，公共建筑和住宅建筑在节能特点上也存在差别，因此建筑体形系数、窗墙面积比、外围护结构热工性能、外窗气密性、屋顶透明部分面积比的规定限值应参照各地以及建筑类型的要求鼓励绿色建筑的围护结构比国家和地方规定的节能标准更高，这些建筑在设计时应利用软件模拟分析的方法计算其节能率，以便判断其是否可以达到国家现行标准绿色建筑评价标准（GB/T 50378-2019）中的规定3.绿色建筑单体设计策略3.1.3夏热冬冷地区设计原则按照建筑气候分区来划分，夏热冬冷地区包括上海、浙江、江苏、安徽、江西、湖北、湖南、重庆、四川、贵州省市的大部分地区，以及海南、陕西、甘肃南部、福建、广东、广西北部，共涉及16个省、市、自治区，该地区面积约180万平方公里，约有4亿人口，是中国人口最密集、经济发展速度较快的地区该地区最热月平均气温为2530，平均相对湿度为80%左右，炎热潮湿是夏季的基本气候特点太平洋副热带高压从中国东部沿海登陆，沿长江向西扩展，直到四川的泸州、宜宾之间，笼罩整个夏热冬冷地区的时间长达740天。

这是夏季最恶劣的天气过程，最高气温可达40以上，最低气温也超过28，全天无凉爽时刻白天日照强、气温高、风速大，热风横行，所到之处如同火炉，空气升温，物体表面发烫；夜间，静风率高，不能带走白天积蓄的热量，气温和物体表面温度仍然很高重庆、南京、武汉、长沙等城市的“火炉”之称由此而来3.绿色建筑单体设计策略夏热冬冷地区最冷月平均气温为010，平均相对湿度80%左右冬季气温虽然比北方高，但日照率远远低于北方，北方冬季的日照率大多数都超过60%夏热冬冷地区由东到西，冬季日照率急剧减小，东部上海、南京日照率为40%左右；中部武汉、长沙为30%40%；西部大部分约20%，其中重庆只有15%，贵州遵义只有10%，四川盆地只有15%20%整个冬天阴沉，雨雪连绵，几乎不见阳光该地区冬季基本的气候特点是阴凉潮湿夏热冬冷地区冬夏两季都非常潮湿，相对湿度都在80%左右，但造成冬夏两季潮湿的基本原因并不相同夏季潮湿是因为空气中水蒸气的含量太高，冬季潮湿则是因为空气温度较低且日照严重不足3.绿色建筑单体设计策略夏热冬冷地区绿色建筑单体设计是绿色建筑设计中的重要组成部分，该地区住宅设计的首要问题是夏季应尽可能减少太阳辐射得热，冬季应有适当的保温措施。

其可以采取的技术措施包括：以采用疏朗开敞的建筑形式和建筑布局；考虑夏季导风的措施，兼顾冬季防风；在平、剖面中组织自然通风；设置内庭院，形成局部冷源；开少量东、西窗，以利于自然通风；在夏季，对房屋、窗口进行遮阳；对外墙、屋顶进行隔热处理其中屋顶隔热最为重要，其次是东、西墙，可以采用蓄水屋面、种植屋面；3.绿色建筑单体设计策略提高窗的热工性能；开口部位在冬季采取保温措施；对地面采取防止泛潮的措施，如采用蓄热系数小或带有微孔的耐磨材料（如防潮砖等）做地面面层、底层及房间设置腰门等；k采用浅色的建筑立面；l采用自然空调系统3.绿色建筑单体设计策略在寒冷地区和夏热冬冷地区，由于冬季与夏季的设计手法有时是相互矛盾的，因此在设计中应留有变通的余地例如遮阳设施可以采用活动式的，冬天需要阳光照射时拆去，夏天装上空间或构件也可以设计成多功能的，例如用侧窗采光的中庭，冬天可以集热，夏天可以通风叶片两面分别镀有深色涂料和反射性材料的百叶窗，冬天时可以利用深色涂料的一面吸收热量，提高室温，夏天时可以利用反射性材料一面反射阳光其具体设计内容主要包括建筑平面设计、体形系数控制、日照与采光设计、围护结构设计等3.绿色建筑单体设计策略1）建筑平面设计建筑平面设计是建筑设计中不可缺少的组成部分，既是为营造建筑实体提供依据，也是一种艺术创作过程，既要考虑人们的物质生活需要，又要考虑人们的精神生活要求。

合理的建筑平面设计应符合传统的生活习惯，有利于组织夏季穿堂风、冬季被动太阳能采暖及自然采光例如，居住建筑在户型规划设计时，应注意平面布局要紧凑、实用，空间利用应合理充分、见光、通风必须保证一套住房内主要的房间在夏季有流畅的穿堂风，卧室和起居室为进风房间，厨房和卫生间为排风房间，以满足不同空间的空气品质要求住宅的阳台能起到夏季遮阳和引导通风的作用，如果把西、南立面的阳台封闭起来，可以形成室内外热交换的过渡空间如将电梯、楼梯、管道井、设备房和辅助用房等布置在建筑物的南侧或两侧，可以有效阻挡夏季太阳辐射，与之相连的房间不仅可以减少冷消耗，同时可以减少大量的热量损失为更加科学地确定建筑平面设计的合理性，在进行建筑平面设计前，应采用计算机模拟技术对具体的建筑、建筑的某个特定房间进行日照、采光、自然通风的模拟分析，从而改进并完善建筑平面设计3.绿色建筑单体设计策略2）体形系数控制体形系数是指建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值空间布局紧凑的建筑体形系数较小；建筑体形复杂、凹凸面过多的低层、多层及塔式高层住宅等空间布局分散的建筑外表面积和体形系数较大对于相同体积的建筑物，体形系数越大，单位建筑空间的热散失面积越高。

因此，出于建筑节能方面的考虑，在进行建筑设计时应尽量控制建筑物的体形系数，尽量减少立面不必要的凹凸变化如果建筑物出于造型和美观的需要，必须采用较大的体形系数时，应尽量增加围护结构的热阻在具体选择建筑节能体形时需考虑多种因素，如冬季气温、日照辐射量与照度、建筑朝向和局部风环境等，权衡建筑物获得热量和散失热量的具体情况在一般情况下控制体形系数的方法有：加大建筑体量，增加长度与进深；减少体形变化，尽量使建筑物规整；设置合理的层数和层高；单独的点式建筑。