自然通风在适宜地域建筑设计中的运用(一)
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中空式外遮阳自然通风一体化系统设计的建构作者:龙隽来源:《建筑与文化》2013年第07期摘要:遮阳和自然通风是两种传统而有效的降低夏季室温的节能手段。
目前国内对自然通风与遮阳构件的关系方面的研究较少。
在新的背景下,本文提出了“中空式外遮阳通风一体化系统”的概念,此系统试图结合建筑遮阳与自然通风这两方面的优势,尝试以新的方法处理建筑遮阳与自然通风的关系,使其二者之间、二者与建筑之间进一步整合为有机整体。
关键词:外遮阳自然通风一体化设计1 概念的提出目前,对于被外遮阳板遮挡的这部分太阳能的回收利用上,常见的做法是在遮阳板上附加太阳能电池板,或作为太阳能热水器的集热器以获得生活热水。
但作者认为,遮阳板无论是作为太阳能电池板还是作为热水集热器,两种方法回收的太阳能都几乎没有对解决夏季建筑最主要的任务——降低室内温度——做出直接贡献。
如果遮阳板能利用太阳的辐射热作为热压通风的热源,驱动自然通风,这样既把太阳辐射挡在建筑外,又把太阳辐射热变害为利,为自然通风服务,可谓一举两得。
因此,作者提出了“中空式外遮阳通风一体化系统”(Incorporate System of Canulate Shading & Natural Ventilation)的概念(以下简称ISV系统)。
2 ISV系统的基本原理本系统的基本构造及原理如图1所示:在建筑的外窗两侧,安装两片中空的垂直遮阳板,外墙在紧邻遮阳板上下两端的部分开孔(分别称为进风口和回风口),使遮阳板的空气腔下部开口与室内空气连通,空气腔的上部开口(出风口)则与室外大气联通。
夏季,进风口、出风口开启,回风口关闭。
遮阳板阻挡阳光进入室内,同时吸收阳光太阳辐射热,板壁温度升高,通过辐射和对流换热使腔内空气受热,腔内空气密度降低后自然上升,经上部排气口排出室外,此时腔体下部形成一定负压,室内空气从下部进风口进入腔体。
此时室内处于负压状态,因此可在房间的另一面设置新风口,使新鲜的凉爽空气流进室内,形成循环通风换气过程。
第一章1.室内设计大处着眼、细处着手,总体与细部深入推敲。
大处着眼即仅仅围绕室内设计的基本观点,在思考问题和着手设计时有()观念。
答案:全局2.室内设计以满足人和人际活动的()为核心。
答案:需要(需求)3.室内设计要持有动态和()的发展观。
答案:可持续4.室内设计以()的需求为设计依据,设计才能有的放矢,所开展的具体工作才有实际意义。
答案:使用者5.中式风格的室内环境,没有()搭配,这样的中式风格显然是名不副实的,很难引起情感共鸣。
答案:中式家具6.室内设计以几大内容为核心?答案:室内界面设计;室内陈设设计;室内空间规划;室内物理环境设计7.室内设计应体现()与( )。
答案:历史文脉;时代感8.室内环境需要与建筑整体的哪些方面协调统一?答案:风格;性质;标准9.()等的尺寸,以及安置、使用它们时所需的空间范围,是室内空间规划与组织的重要依据。
答案:灯具;电器;家具10.人体尺度以及人们在室内活动时所需的空间范围是室内设计中()的依据。
答案:陈设设计;空间规划;界面设计11.室内设计的模型即按照空间的()等的实际情况,将其按比例制成实体。
答案:家具陈设;风格色彩;界面形式;形态尺寸12.室内设计必须根据建筑物的()、()和(),运用物质技术手段和建筑设计原理,来创造功能合理、舒适优美、满足人们物质和精神生活需要的室内环境。
答案:所处环境;使用功能;相应标准13.室内环境既要具有使用价值,能满足相应的功能要求,同时又要反映出()、()等精神因素。
答案:环境气氛;空间风格14.空间规划不属于室内设计的内容。
答案:错15.室内设计中不需要考虑投资额的大小。
答案:错16.对装饰材料的了解有助于提高室内设计的可行性。
答案:对第二章1.空间物质功能的实现,受到()等多方面的影响。
答案:空间围合形式;家具设施的选择布置;材料的组织形式2.套内建筑面积即入户门之内的平面面积。
答案:对3.楼间距的最小值应保证房子最底层窗户在冬至日日照时间不低于()小时。
建筑中的气候适应性设计气候适应性设计是指建筑物在不同气候条件下,通过采取适当的设计策略,以提供舒适室内环境并降低能源消耗。
在设计建筑物时,充分考虑周围的气候条件对于建筑的使用效果和可持续性至关重要。
本文将探讨建筑中的气候适应性设计原则与方法。
一、建筑朝向与布局建筑朝向是气候适应性设计中至关重要的因素。
根据当地的经纬度和气候特点,选择适当的朝向可以最大限度地利用太阳辐射和自然通风。
例如,在寒冷地区,将主要的窗户朝向南方可以最大程度吸收太阳能,并减少能源的使用。
而在炎热地区,则可以通过选择东西向的朝向,减少阳光直射的时间,降低建筑内部的温度。
此外,建筑的布局也需要考虑气候因素。
如何最大化利用自然通风和避免热岛效应是气候适应性设计中的重要考虑因素。
合理设置建筑的开口和通风口,可以促进室内外的空气流通,提供舒适的室内环境。
二、建筑外立面设计建筑外立面设计是实现气候适应性的重要手段之一。
通过选择适当的外墙材料和结构形式,可以有效地减少气候变化对室内温度的影响。
例如,使用保温材料和节能窗户,可以在寒冷气候下降低热量的散失,并在炎热气候下减少热量的吸收。
同时,建筑外立面的设计还应考虑到降低热岛效应的因素。
选择具有反射性能的材料,可以减少太阳辐射的吸收,降低建筑物的表面温度。
此外,通过绿化墙面或设置屋顶花园等手段,也可以增加建筑物的热负荷。
三、节能系统设计节能系统设计是建筑中的气候适应性设计的重中之重。
选择合适的供暖、通风、空调系统,并采用智能控制手段,可以在不同气候条件下实现舒适室内环境的同时,降低能源的消耗。
例如,在采暖设计中,可以选择地源热泵或太阳能供暖系统,以利用可再生能源,减少对传统能源的依赖。
在通风系统设计中,可以采用自然通风与机械通风相结合的方式,根据实际需求调整通风量,提供舒适的室内空气质量。
此外,智能控制系统的应用可以实现对建筑内部环境的精细调控。
通过传感器实时监测室内外的温度、湿度和CO2浓度等参数,并根据需求自动调节供暖、通风和空调设备的运行,实现能源的最优利用。
亚热带建筑气候适应性案例中国5大气候区典型城市及气候适应性建筑实例五大气候区代表性城市与气候适应性建筑从建筑热工设计角度分区,我国可分为5个气候区,分别是:严寒、寒冷、夏热冬冷、夏热冬暖和温和气候。
每个气候区都有各自的气候特点,建筑设计应当针对这些气候特点提出相应的设计策略。
以下就对五大气候区中挑选的代表城市分别对其气候进行分析,并阐述当地气候适应性建筑实例。
一、严寒地区代表城市——呼和浩特1、呼和浩特气候特征呼和浩特位于内蒙古自治区中部(图2.1.1)。
东经110°46′--112°10′,北纬40°51′--41°8‘,地处内蒙古自治区中部山脚下,全市总面积17,224平方公里。
呼和浩特属中温带大陆性季风气候,四季气候变化明显,差异较大,其特点:冬季漫长严寒,夏季短暂炎热,春秋两季气候变化剧烈。
年平均气温由北向南递增,北部大青山区仅在2℃左右,南部达到6.7℃。
最冷月气温-12.7~16.1℃;最热月平均气温17-22.9℃。
平均年较差为34.4-35.7℃,平均日较差为l3.5-13.7℃。
极端气温最高38.5℃,最低-41.5℃。
无霜期:北部山区为75天,低山丘陵区110天,南部平原区为113-134天:日照年均1 600小时。
降水量:年平均降水量为335.2-534.6毫米,其地域分布是西南最少,年雨量仅350毫米;平原区在400毫米左右;大青山区在430-500毫米;最多是大青山乡一前响村,年均降水达到534.6毫米;其次是井乡,年均降水量为489.3毫米;最少是在南坪乡、黑城乡、新营镇一带,年均降水量仅为335.2-362.8毫米。
2、蒙古民居蒙古包蒙古包自匈奴时代起就已出现,一直沿用至今。
蒙古包外观呈圆形,顶为圆锥形,围墙为圆柱形,四周侧壁分成数块,每块高160厘米左右,用条木编围砌盖;游牧区多为游动式。
蒙古人用羊胃形容自己的毡包,因为十三世纪的蒙古包其形如此(图2.1.1)。
自然通风设计的原则1.方向性原则:根据气象条件和建筑环境确定主要通风方向。
通风要求建筑物内的空气流动畅通,避免有害气体积聚,同时也要考虑建筑的设计风格和整体空间布局。
通风方向应该与周围环境相协调,能够最大限度地利用自然气流来实现通风效果。
2.利用地形地势原则:充分利用地形和地势来设计通风系统。
如设计建筑物的位置和高度以便于形成气流,利用风景区的天然风扇效应,山谷和开阔地带之间的温差产生自然气流等。
同时,应充分考虑建筑物周围的地形地势对气流产生和调节的影响,创造有利于通风的环境。
3.尺度原则:根据不同的功能需求和建筑物的尺度确定通风的形式。
对于大型建筑物,可以采用自然通风与机械通风相结合的方式,以获得更好的通风效果。
而对于小型建筑物,尽量利用自然通风来实现通风需求,以避免机械通风给人们带来的噪音和能耗。
4.采光原则:自然通风与采光紧密相连。
采光对于建筑物的舒适性和能源效益具有重要的影响。
自然通风的设计应充分考虑采光的需求,合理设置窗户、天窗和壁龛等,以提供充足的自然光线,并利用采光的热效应促进空气流动。
5.防火防水原则:将防火和防水措施纳入自然通风设计中。
建筑物的通风系统应考虑如何排除烟雾,防止火灾的蔓延。
同时,在设计时应尽量减少通风系统对建筑物的渗漏,确保建筑物的结构和设备的安全。
6.可持续性原则:自然通风设计应考虑建筑物的可持续性。
自然通风是一种环保和节能的通风方式,可以降低建筑物的能耗和碳排放。
因此,在设计中应考虑如何最大限度地利用自然气流,以实现绿色建筑的目标。
7.人体舒适性原则:自然通风的设计应使人们感到舒适。
设计时要考虑建筑物的室内空气质量,避免有害气体的积聚和空气污染。
同时,要考虑到建筑物的气温和湿度对人体的影响,合理调节通风量,以提供良好的室内环境。
总而言之,自然通风设计的原则是在考虑气象条件、地形地势、建筑尺度、采光需求、防火防水要求、可持续性和人体舒适性等方面综合考虑,充分利用自然气流,以实现良好的通风效果和舒适的室内环境。
生态理念在建筑装饰设计中的应用摘要:生态理念越来越受到人们的重视,也逐渐被运用于建筑装饰设计中。
文章紧握时代脉络从生态理念及建筑设计装饰所处宏观环境、生态理念及建筑装饰设计的理论阐释、生态理念在建筑装饰设计中的应用三个方面进行了分析,希望生态理念能够在建筑设计装饰中更多更完美地呈现。
关键字:生态理念;建筑装饰;应用近年,随着社会经济的快速发展,生态问题也日益突出。
全球变暖、臭氧空洞、资源匮乏等全球问题,甲醛超标、以次充好等材料问题,瘦肉精、牛肉膏、毒奶粉等食品安全问题都严重危害着人类的身体健康,影响着人类的可持续发展,甚至有着2012世界末日的传言。
建筑以及建筑装饰作为人类生存必不可少的物质条件,有必要将生态理念运用其中,呈现生态、和谐、统一的建筑装饰景观,实现人类与建筑的和谐、统一。
一、生态理念及建筑装饰设计所处宏观环境随着近年来中国房地产的快速发展,在经济利益的趋导下的建筑设计及装饰也存在较多的不环保现象,这引起了国家及政府的重视。
无论是国内或是国外近年来都越来越重视生态环保,重视生态理念的传播和运用。
不管是在法律上或是政策上我国都开始完善生态理念并支持其在建筑设计装饰中的应用。
我国曾先后提出“走可持续发展的道路”,禁止“高污染、高能耗、高资源消耗”的装饰材料的发展,建设“资源节约型、环境友好型社会”,建设“低碳环保型社会,支持并鼓励高效、节能、环保及可再生产品的发展。
例如我国推出的鼓励新能源使用,对购买新能源汽车的用户采取财政补贴的措施;加强对产品质量的监督,推广并运用优质的环保产品,开发环保筑装饰材料。
在这种较好的宏观环境下,生态理念有必要运用于建筑设计装饰中,实现其真正意义上价值的升华。
二、生态理念及建筑装饰设计的理论阐释(一)生态理念的理论阐释生态理念是关于生态的多方面的理论,其最终目的就是实现人与自然的和谐统一,环境和经济共同发展。
如回收后再使用、使用绿色环保材料、采用可再生的新能源、走低碳路线等都是生态理念的体现。
建筑自然通风的研究与应用现状(姓名:学号:)摘要:在建筑能耗越来越大的今天,自然通风是重要的绿色建筑被动式设计策略,对于节能减排,提高建筑环境舒适度和改善室内空气品质等方面具有至关作用。
本文主要针对自然通风的特点和原理、自然通风的影响因素以及目前自然通风的研究方法进行具体总结,最后在目前自然通风的研究现状下,写出自己以后对自然通风更深一步研究想法。
关键字:建筑能耗,自然通风,特点和原理,影响因素,研究方法,研究想法0引言改革开放以来,人们的生活水平在不断的提高,居住环境条件也在不断的改善,因此,建筑能耗也越来越大。
在一些发达国家,建筑能耗占社会总能耗的比例为30%~40%,这其中又以暖通空调能耗所占的比例最高。
在我国,近十年来建筑能耗总量正以惊人的速度在增长。
2001年,社会总能耗中的27.6%是建筑能耗,现在这个比例差不多达到30%。
据预测,当2020年时,这个比例将达到35%,而建筑能耗中的60%~70%将是空调系统的能耗。
为了降低能耗,许多建筑采取了减少通风量,尤其是减少新风量并增加房间密闭性等措施,再加上运行管理不善及室内建筑装饰材料散发的挥发性有机混合物的增加,导致室内空气质量恶化,使人感到精神的压抑和烦躁,甚至会导致一系列健康问题,如“病态建筑综合症”。
自然通风作为一种节能的通风技术,一种有效的被动式制冷手段,它利用可再生能源(风能)来降低室内温度,带走室内湿气,降低了不可再生能源的消耗,有利于减少建筑能耗,它是建筑节能领域里最廉价的技术措施之一。
因为室内四季的负荷变化受室外气候条件的影响很大,因此在很多情况下,采用合理的通风技术既可以满足室内人员对舒适度的要求,又减少空调系统的运行时间。
做到建筑与景观发展,自然与人和谐共生的境界。
1 自然通风的特点及原理1.1自然通风的特点自然通风是一种比较经济的通风方式。
它不消耗动力,也可获得较大的通风换气量,简单易行,节约能源,有利于环境保护,被广泛应用于工业和民用建筑中。
自然通风在适宜地域建筑设计中的运用(一)
摘要]本文首先介绍了建筑中自然通风技术的作用原理,指出了自然通风的经济效益和环境
效益,进而论证了在建筑设计中如何实现自然通风,提出自然通风这项传统的技术要与建筑
所处地域的自然地理气候特征相适应,并辅以实例分析了自然通风与地域气候的完美结合。
旨在引起在地域建筑设计中对自然通风传统适宜技术的重视。
关键词]自然通风机理效益地域建筑设计
长久以来,自然通风做为一项传统的建筑防热技术,在世界各地的传统民居中,得到了广泛
的应用。在湿热地区,人们看到的传统民居往往有这样的外表:建筑都有开阔的窗户;采用
轻便的墙体;深远的挑檐;高高在上的顶棚并且设置有通风口;建筑往往架空,以避开地面
的潮气和热气,采集更多的凉风——这样形象的背后,隐藏着劳动人民对利用自然通风技术
的朴素观念。自然通风是一种具有很大潜力的通风方式,是人类历史上长期赖以调节室内环
境的原始手段。
空调的产生,使人们可以主动地控制居住环境,而不是象以往一样被动地适应自然;空调的
大量使用,使人们渐渐淡化了对自然通风的应用。而在空调技术得以普及的今天,迫于节约
能源、保持良好的室内空气品质的双重压力下,全球的科学家不得不重新审视自然通风这一
传统技术。在这样的背景下,把自然通风这种传统建筑生态技术重新引回现代建筑中,有着
比以往更为重要的意义。
1.自然通风的理论机理
通常意义上的自然通风指的是通过有目的的开口,产生空气流动。这种流动直接受建筑外表
面的压力分布和不同开口特点的影响。压力分布是动力,而各开口的特点则决定了流动阻力。
就自然通风而言,建筑物内空气运动主要有两个原因:风压以及室内外空气密度差。这两种
因素可以单独起作用,也可以共同起作用。
1.1风压作用下的自然通风
风的形成是由于大气中的压力差。如果风在通道上遇到了障碍物,如树和建筑物,就会产生
能量的转换。动压力转变为静压力,于是迎风面上产生正压(约为风速动压力的0.5-0.8倍),
而背风面上产生负压(约为风速动压力的0.3—0.4倍)。由于经过建筑物而出现的压力差促使
空气从迎风面的窗缝和其他空隙流入室内,而室内空气则从背风面孔口排出,就形成了全面
换气的风压自然通风。某一建筑物周围风压与该建筑的几何形状、建筑相对于风向的方位、
风速和建筑周围的自然地形有关。
1.2热压作用下的自然通风
热压是室内外空气的温度差引起的,这就是所谓的“烟囱效应”。由于温度差的存在,室内外
密度差产生,沿着建筑物墙面的垂直方向出现压力梯度。如果室内温度高于室外,建筑物的
上部将会有较高的压力,而下部存在较低的压力。当这些位置存在孔口时,空气通过较低的
开口进入,从上部流出。如果,室内温度低于室外温度,气流方向相反。热压的大小取决于
两个开口处的高度差和室内外的空气密度差。而在实际中,建筑师们多采用烟囱、通风塔、
天井中庭等形式,为自然通风的利用提供有利的条件,使得建筑物能够具有良好的通风效果。
1.3风压和热压共同作用下的自然通风
在实际建筑中的自然通风是风压和热压共同作用的结果,只是各自的作用有强有弱。由于风
压受到天气、室外风向、建筑物形状、周围环境等因素的影响,风压与热压共同作用时并不
是简单的线性叠加。因此建筑师要充分考虑各种因素,使风压和热压作用相互补充,密切配
合使用,实现建筑物的有效自然通风。
1.4机械辅助式自然通风
在一些大型建筑中,由于通风路径较长,流动阻力较大,,单纯依靠自然风压与热压往往不
足以实现自然通风。而对于空气污染和噪声污染比较严重的城市,直接的自然通风还会将室
外污浊的空气和噪声带入室内,不利于人体健康。在这种情况下,常常采用一种机械辅助式
的自然通风系统。该系统有一套完整的空气循环通道,辅以符合生态思想的空气处理手段(如
土壤预冷、预热、深井水换热等),并借助一定的机械方式加速室内通风。
2.采用自然通风的的经济效益和环境效益
自然通风是当今建筑普遍采取的一项改革建筑热环境、节约空调能耗的技术,采用自然通风
方式的根本目的就是取代(或部分取代)空调制冷系统。而这一取代过程有两点至关重要的
意义:一是实现有效被动式制冷,当室外空气温湿度较低时自然通风可以在不消耗不可再生
能源的情况下降低室内温度,带走潮湿气体,达到人体热舒适,即使室外空气温湿度超过舒
适区,需要消耗能源进行降温降湿处理,也可以利用自然通风输送处理后的新风,而省去风
机能耗,且无噪声。这有利于减少能耗、降低污染,符合可持续发展的思想。二是可以提供
新鲜、清洁的自然空气(新风),有利于人的生理和心理健康。室内空气品质的低劣在很大
程度上是由于缺少充足的新风。空调所造成的恒温环境也使得人体抵抗力下降,引发各种“空
调病”。而自然通风可以排除室内污浊的空气,同时还有利于满足人和大自然交往的心理需
求。