建筑周边微环境设计与建筑节能

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1、建筑周边微环境设计与建筑节能【摘要】建筑节能途径涉及建筑规划、体形设计、建材等方面，通过规划设计改善室外区域气候微环境 是建筑节能有效途径。分析通过规划设计改善周边微环境的方法来达到建筑节能。包括室外风环境的规 划、室外热环境的规划以及室外光环境的规划来达到建筑节能的目的。【关键词】建筑节能；建筑环境；区域气候；风环境；热环境；光环境面对全球能源环境问题，不少全新的设计理念应运而生，如低能耗建筑、零能建筑和绿色建筑等， 它们本质上都要求建筑师从整体综合设计概念出发，坚持与能源分析专家、环境专家、设备师和结构师 紧密配合。在建筑规划和设计时，根据大范围的气候条件影响，针对建筑自身所处的具体环境气

2、候特征， 重视利用自然环境（如外界气流、雨水、湖泊和绿化、地形等）创造良好的建筑室内微气候，以尽量减少对 建筑设备的依赖。具体措施可归纳为以下三个方面：合理选择建筑的地址、采取合理的外部环境设计（主 要方法为：在建筑周围布置树木、植被、水面、假山、围墙;合理设计建筑形体（包括建筑整体体量和建筑 朝向的确定），以改善既有的微气候;合理的建筑形体设计是充分利用建筑室外微环境来改善建筑室内微环 境的关键部分，主要通过建筑各部件的结构构造设计和建筑内部空间的合理分隔设计得以实现。通过对建筑外环境的规划设计来达能建筑节能的目的，主要从三个方面来实现，第一是建筑的风环 境，二是建筑的热环境，三是建筑的光环

3、境。一、建筑周边风环境的设计建筑周边空气流动情况对小区内的微气候有着重要的影响：局部地方网速太大则可能对人们的生活、 行动造成不便；在某些地主如果形成旋涡和死角，就有可能造成污染物聚集，不利于人体健康；夏季建 筑前后压差过小不利于建筑的风压自然通风；冬季建筑前后风压差过大会增加建筑冷风净透能耗。风环境设计策略：冬季防风设计，避免局部风速过大（北风和西北风盛行）要利于人们行走方 便；抑制高层风速，避免冷风渗透，加大冬季采暖负荷以及损坏下班等不利情况的发生。利于夏季自然通风（南风和东南风盛行）尽可能保持申通风道，避免某些地方出现一旋涡和死 角；保证建筑两侧有足够压差，以利于自然通风。室外舒适概念（

4、舒适的风速v5m/s）风级描述风速（m/s）风的效果2微风1.6-3.3脸上能感觉到风3温和的风3.4-5.4头发会被吹乱4中等风5.5-7.9灰尘被扬起，纸张被吹乱5清闲的风8.0-10.7身体能感觉到风的压力6强风10.8-13.8撑伞很困难7接近大风13.9-17.1行走觉得不便8大风17.2-20.7一般可以阻止前进9强烈的大风20.8-24.4人会被吹倒住区风环境的评价及其标准：根据当地的风玫瑰图，对风环境进行典型扩展名条件的模拟预测，优化规 划设计高安。达到：（1）在建筑物周围行人区1.5m处网速小于5m/s;（2）冬季保证建筑物前后压差不大于5pa;（3）夏季保证75%以上的板式

5、建筑前后保持1.5pa左右的压差，从而保证室内有效的自然通风；（4）夏季小区内部风声是否有较大面积局部旋涡和死角，不利于热量及污 染物的排放。建筑周边空气流动的模拟方法（图一）二、建筑周边热环境设计室外热环境的作用：决定室外环境的舒适性和空气品质；影响室内环境的建筑能否及自然通风效果。 分析室外热环境的目的：指导建筑设计，建筑节能，舒适性；指导城市规划，改善微气候，减热岛 效应。住区热环境评价与设计要求-进行住区微环境分析评价与优化设计的目的是：利用园林绿化或建 筑外部设计减小热岛效应，使其对局部微气候，居民和野生动植物居住环境的影响降低到最低程度，保 证在冬季和夏季也有舒适的室外活动空间。建

6、筑周边热环境设计-绿地面积的增加，建筑表面的绿化，树木的配置规划，人工减少，建筑布局的优化，街区的换气效率，土地利用的规划凤水蒸汽蒸塩丸阳辐射 ，太阳遠蔽的効采 日光反射效果 凤遠降低的影叱 稣蒸汽的蒸垸水惫汽植物对室外热环境具有多方面的影响太阳遮蔽的效果日光反射效果网速降低的影响水蒸汽的蒸发动量輸运方程阳辐射凤太阳汚染物人工利融人工排热汚染物通凤自由水面不透水地面（歩道）2.温度输运方程（显热）3.（水蒸汽輸送方程式）辐射热传导长波、短:K蒸汽水議汽日射、J6人舛模型热平衡式7.壁面地面的&地表显热潜热的平衡式热传导方程式图二图三室 外 环 境 的 复 杂 传 执八、过程汚染物螯运方程式三、

7、建筑周边光环境设计阳光是地球万物赖以生存的重要气候因素之一。阳光照射室内，不仅具有杀菌、清洁空气、增高室 温的作用，还可以使居民的精神爽快，体质增强，工作效率提高。在建筑规划设计中合理地布置住宅群 体，道路宽度，以及绿化植物的配置规划，有效地利于自然光源，达到冬日阳光充裕，夏日避免阳光直 射，从而有效减少建筑的能耗。1.住宅群体的布置1）错落布置-利用太阳方位角，通过山墙间隙提高日照水平。图四2）点条结合-利用更多的山墙间隙采光:在保证采光日照的条件下，可大大缩小住宅间距。（图五）3）成角度布局-住宅方位偏东（或偏西）布置，相当于加大了间距，但阳光的入室照射面积比南向小。 （图六）点条结合住宅

8、群体布置图五成角度布局图六4）.适当运用东西向住宅-东西向住宅的优缺点:冬季可两面受阳，十分温暖，夏季西晒却非常严重。适当增加东西向住宅不但可增加建房面积，还可扩大南北向住宅的间距，形成院落式的室外空间，利于抵挡寒风。东西向 住宅布置时必须 考虑其与南北向 住宅的相互遮挡 关系。（图七）东西向住宅与南北住宅的交接（图七）2. 道路布置居住区道路中日照时间的长短不仅随纬度改变，还与道路的走向和相对宽度有关。纬度越高，道 路相对宽度越大。此外，同一纬度各走向的道路具有不同的日照特点。东西走向的道路在冬季的某些日 子里，因太阳高度角较低，甚至全天都可能处于阴影中，因而十分寒冷:夏季因高度角较大，中午

9、时分， 街道仅有部分被遮荫，因而特别热。南北向道路要好于东西向道路。冬季中午可以很好的接受日照，道 路温暖而明亮:夏季除了中午暂时全都有日照外，各道路都有部分被遮荫，避免了道路的过热现象。采用 与子午线成一定角度(如朽“)时，有较大的优点，在9:戊卜15:oo的有效日照时段里，冬季各条道路都能 获得一定的太阳直接辐射，夏季中午时刻各条道路都有部分被遮荫，基本上避免了冬季过冷、夏季过热 现象。3. 绿化布置住宅的南侧适宜种植枝条张开、树叶松散、分支点较高的落叶植物，树木应尽量靠近住宅2。这 样，在冬季，由于太阳高度角较低，充足的阳光可通过树干直接照射住宅的墙壁和窗户，而在夏季，较 高的太阳高度角

10、使部分阳光透过树冠照射住宅屋顶，起到遮阳作用。避免在南向近距离种植常青树木和 建造人造构筑物遮挡南向采光。4. 室外活动场地的布置室外活动场地可在住宅附近露天布置，最好在场地西南侧种植落叶乔木，让居民在冬季享受更多的 日照，夏季减少阳光的照射。尤其是托儿所、老年公寓的附近更应有开阔的场地，以保障特殊人群获得 更多的日照。5. 充分利用太阳能天然光不仅是人们身体生长发育必不可少的重要因素，同时它也是无污染的可再生资源，居住区 中可利用太阳能加热凉水，用于洗浴和浇花等。结束语通过对建筑周边微环境的设计-建筑周边风环境，建筑周边热环境及建筑周边光环境的设计，根据当 地的地理环境位置及气候条件进行综合分析合理布置建筑群体，合理规划绿化植物配置设计等方式来达 到建筑节能的目的，充分有效的利用自然资源，减少建筑能耗，实现低能耗建筑、零能建筑和绿色建筑 的可持续发展建筑形式。【参考文献】1.改善区域气候环境是建筑节能重要的途径，李英，胡英，文献标识码-A,文章编号1001-6864 (2004) 03-0073-022建筑周边微环境模拟方法及工程应用-李晓锋，清华大学建筑节能研究中心3居住区光环境设计研究-高磊，西安建筑科技大学硕士论文