风与建筑节能综述.doc

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1、风与建筑节能综述地球大气中各处接收到的太阳辐射能和放出的长波辐射能是不同的，因此，空气在大气中各处的温度也不同，这就造成了气压的差别。大气总是由气压高的地方向气压低的地方流动，而水平方向的大气流动就形成了风。风能就是空气的动能，风能的大小决定于风速和空气的密度。利用风促进室内通风换气和风力发电是建筑节能设计的主要方法。1朝向设计建筑朝向设计是建筑节能设计的重要内容。建筑朝向选择的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向，夏季能利用自然通风并防止太阳辐射。水平通风就是通常所说的“穿堂风”。水平通风是建筑在迎风面和背风面的空气压力差产生的内部空气流动，夏季它可以降低建筑外表面

2、温度，促进室内气流循环，改善室内热环境，满足人体舒适度，减少空调使用时间，节约能源。中国建筑气候区由严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区和温和地区组成。严寒地区和寒冷地区在建筑朝向选择上要避开冬季主导风向，避免建筑内部热量的损失，提高能源利用效率。夏热冬冷地区和夏热冬暖地区在建筑朝向选择上要尽量与夏季主导风向垂直，并且在内部空间设计通畅的通风路径，利用自然风降低温度，改善室内热环境。合理的城市规划能巧妙地利用风为城市营造舒适的居住环境。位于美国南卡罗来纳州的Ashley和Cooper河之间半岛上的城市查尔斯顿市(见图1)，城市规划设计为了利用凉爽的西北向夏季风，

3、将街道东西向排列，从城市河岸的一侧一直延伸到另一侧，从而把风引入城市，让整个城市拥有一个清凉的夏季。合理的小区规划对居住建筑的节能也非常重要。南京聚福园小区内的建筑全为南北朝向，住宅建筑长轴和夏季东南风成30°～45°夹角，南部楼栋以3个单元、两个单元拼接并且结合消防间距留出8～20m距离，形成楼栋风道，有利于夏季东南风畅通，并阻挡冬季东北风，从建筑朝向设计上为建筑节能提供了有利条件(见图2)。2空间设计4学海无涯自然通风的效果与空间设计有着密切的关系。通过模型试验，我们可以发现不同平面形状上的空气流动线路是不同的，风向也是其中关键的因素。在平面上，进出风口的位置关系影响

4、着空气流动线路。空气流动线路上的隔断墙、家具等因素也会影响通风效果。建筑平面设计中使空气流动线路畅通是改善自然通风效果，减少空调耗能的重要手段。在建筑剖面设计上，将进风口放在较低的位置，把出风口放在较高的位置，可以更好地改善室内热环境。增大出风口面积也比增大进风口面积更有利于通风。在建筑空间内部提高顶棚高度，形成上下贯通空间，在顶部设置出风口，让上升和滞留在室内上部的热气顺畅排出，可节约机械排风所耗能源。为了促进气流上升，通过设置太阳能烟囱也可以实现高效的低能耗通风(见图3)。图3太阳能烟囱示意图由诺曼•福斯特爵士1994年担纲设计的德意志商业银行总部大楼于1997年竣工

5、。这座53层、高298.74m的三角形高塔是世界上第一座高层生态建筑，也是目前欧洲最高的一栋超高层办公楼。福斯特设计了一个三角形平面，电梯井、楼梯井直达顶层，三面围绕的49层通风大厅成为塔楼的中心，13个3层高的花园盘旋环绕在大厅周围。三角形平面把办公区分成3个部分，各部分既有适宜管理的尺度，又有足够的进深使周围的专用办公室能面对一个随意的内部空间，提供一种没有严格等级划分，能促进相互交流的办公氛围。花园提供了日常交往的场所，在此能看到其他楼层上的人，这种设计方法旨在消除人们之间的心理隔阂。尽管花园和大厅增加了建筑物的空间，但这样的建筑外形可使阳光最大限度地进入建筑内部，

6、使内部的办公室直接得到阳光，获得最好的景观，并结合自然对流与中央筒体的“烟囱效应”，使大厦具有良好的自然通风(见图4)。3地面设计建筑地面设计中利用风来提高居住舒适度，节约能源的做法是高温高湿地区的架空地面设计。在夏热冬暖地区，夏季通常既炎热又潮湿，通过架空地面设计，避免地面下的蓄热和湿气的滞留，促进通风，达到室内环境的舒适。有些建筑将一层架空，形成外部活动场所，既丰富了地面公共空间的功能，又解决了上部室内空间的湿热问题，是建筑设计利用风实现环境舒适的绿色环保方法。4墙体设计建筑墙体的防风和引风设4学海无涯计是建筑节能设计的两个方面。在寒冷地区，提高墙体密闭性，防止寒风侵

7、入，可以节约采暖能源。在炎热地区，设置双层墙体，让空气在墙的空隙中流动，冷却室内空间，可以节约制冷能源。在一些建筑设计中，透空墙体的设置，将室内空间需要的风引入室内，同时也不会失去其室内私密性。而更积极的建筑设计手法是设置导风墙，引风入室，并且安装可控百叶板控制风量，主动利用风能，满足室内环境使用要求。新近落成的诺基亚绿色大楼位于北京经济技术开发区东部，占地面积70000多m2，集诺基亚大中国区总部、产品研发机构于一身，有近2000名员工在此办公。大楼从设计阶段就严格遵循美国绿色建筑协会制订的“绿色建筑评估体系”标准，采用了“