Ecotect生态建筑技术在高层办公楼设计中的应用

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1、万方数据_技术专栏·TechniqueApplicationofEcotectinHi-riseBuildingDesign撰文梁智尧严钧长沙理工大学建筑与城市规划学院周清会上海曼恒数字技术有限公司冉贞国北海城市设计事务所摘要随着我国经济的飞速发展和能源问题的日益严重．生态建筑设计变得越来越重要。本文运用实例分析的方法，对Ecotect在生态建筑设计中的运用作了详细的阐述和分析．力图提炼出对当前生态建筑设计有指导意义的方法和策略。关键词Ecotect遮阳设旋太阳辐射采光分析建筑设计1棚谜早在上世纪中叶，Victor

2、Olgyay及AladarOlgyay兄弟就已经出版多部有关气候与建筑设计的著作⋯，Olgyay将建筑视为人类生存的掩蔽所，系统地探索了地方建筑与气候的关系、地方特色与气候的关系以及社区聚落选址与气候的关系，并于1953年提出一种理想的建筑设计方法论——建筑气候设计系统分析方法。该方法是在建筑方案设计阶段就开始从简单定性到复杂定量化分析建筑设计各要素，如朝向、体形、遮阳等与建筑热环境和热舒适之间的关系。Olgyay提出的“生物气候设计方法”比较全面而综合地考虑了所有气候要素对建筑设计的影响，以及相应的室内热环境和热

3、舒适问题。而在2001年，由美国建筑师诺波特噪希纳所著的《Heating，Cooling．Lighting：DesignMethodsforArchitects>12]，以及美国建筑师GZ．Brown和MarkDeKey所著的《Sun，Wind&Light：ArchitecturalDesignStrategies》131这两本书几乎是对建筑气候设计分析方法的全面总结和深入探讨。但上述两本书所提供的传统分析方法需要大量的手工作图，实际运用时，在时间和准确度上存在着一定的问题。而Ecotect生态建筑模拟软件似平是为

4、弥补这一缺陷而开发的。Ecotect是由英国Square0Be公司开发的一个全面的技术性能分析辅助设计软件，提供了一种交互式的分析方法。Ecotect具有的分析功能有：热工分析、日照分析、照明分析、声学设88otd图1全年气温变化立体图计、造价分析。软件在各分析功能上采用了不同的计算核心算法。但无论其计算核心采用哪种算法，我们首先注意到的是，软件设计的理念是来源于建筑气候设计系统的分析方法，是这种方法在计算机领域的再现。建筑气候设计系统分析方法是帮助建筑设计人员了解他们在方案阶段的决策所带来的能耗结果，并且给他们提

5、供信息，使他们能够应用能源的观点生成形式，而不是仅仅把能耗作为一种必须满足的限制条件。跟其它能耗模拟软件如Esp—r、Energyplus等不同，“能耗一建筑形式”之间的关系在建筑气候设计系统的分析方法中成为重点14I。本文以一高层办公楼方案设计过程为例，探讨这样一种新型的设计方法。万方数据100∞一80色70螽钾兰50萎40兰30。20100图2全年气各级干球温度频数圜暖互五：口l图3月平均相对湿度图4夏季风向和风频分析图图5被动措施对改善热舒适环境的有效范围2实例分析2．1项目概况该办公楼设计方案位于北海市，东

6、临北京路，西面有一座25层的高层住宅楼；办公楼共25层，总建筑面积14486．2平方米。由于北海市是一个以旅游业为主的城市，当地政府部门规定建筑的主立面必须面临街道，并对主立面的造型和色彩有很严格的要求。这导致了该办公楼的主立面是东西朝向，同时也对建筑的节能带来一定的问题。2．2气候数据分析北海市与海南省隔海相望，邻近东南亚诸国，处于大西南、海南及东南亚的中枢位置，属于亚热带海洋性季风气候。由于北海市没有气象站，于是我们采用经纬度和气候特征跟北海市都比较接近的钦州市气象站的典型气候年逐时气候数据，作为Ecotect

7、对建筑模拟分析的气候数据库，并利用Ecotect中的气候分析工具对北海的的气候情况进行分析。(1)干球温度和相对湿度根据《民用建筑热工设计规范》(GB50176—93)的气候分区，北海属于夏热冬暖气候区。图1～2分别是Ecotect气候分析工具生成的全年气温变化立体图和全年各级干球温度频数，图中我们可以看到北海全年气温变化缓和，最冷月平均气温14．6℃。最热月平均温度28℃，而25--30。C之间的高温天气出现小时数有3052h。所以在夏季，要提高建筑室内的人体舒造度，遮阳和防辐射的措施必须在方案阶段就要给予足够重

8、视。由于北海受亚热带海洋性季风气候的影响，全年的相对湿度都很高，基本上保持在70％左右(图3)。虽然在夏季，海洋为北海带来了大量的风(图4)，但高湿度使夏季白天利用自然通风的措施降温变得不可取。反而要避免夏季高温高湿的空气侵入室内，这在方案设计中需特别注意的。(2)各种被动式设施的效果和最佳朝向Ecotect的气候工具中提供了～个非常有用的功能——温湿度表分