与风、光、热有关的建筑设计策略

1、与风、光、热有关的建筑设计策略1、气候对建筑的影响A.气候因素（日照、降水、风、温度、湿度.） 直接影响建筑的功能、形式、维护结构等B.气候 影响水、土壤、植被 地理因素影响建筑C.气候 影响人的心理、生理 影响建筑，体现为不同地区的习俗、信仰、审美等D.现代化的采暖、空调、照明 消耗能源E.被动式措施和技术： 例如：围护结构保温和利用太阳辐射； 围护结构防热和遮阳； 自然通风和天然采光F.由建筑师独立完成的设计工作：日照和遮阳设计、建筑围护结构保温防水防湿防露、自 然通风、天然采光等G.需其它专业与建筑师配合完成：供暖和空调、机械通风、人工照明等2、设计策略A.设计策略的4个标准： 和能量有

2、关； 是“被动式”的； 设计策略必须是利用了主要的建筑形式和组织关系； 对建筑外观有潜在主要影响；B.设计策略在3种不同尺度下的体现： 以太阳能为例 建筑组群如何安排房屋和街道来利用太阳能； 建筑单体如何安排主要区域接收阳光； 建筑构件如何开窗、如何布置遮阳； 3、组团策略 建筑单体间、单体与开放空间、单体与街道间的关系很重要，它们决定了进入场地的 风、光、热等资源 对建筑采暖、降温、照明负荷有主要影响。3.1 有关利用风的策略： A. “通风走廊” 开发密度较高的地区会比低密度区产生和贮存更多热量。夜晚时，高密度区和周围乡村温差更大，较暖的城市空气易上升产生负压，并从城市周围吸收凉空气。利用

3、这种效应的关键：冷空气源 周边有未开发土地 冷空气走廊 宽敞林荫道或线性公园另一特例： 斯图加特市重力驱使下，密度大的冷空气以类似水的模式倾斜向下移动 B. “通风良好的街道” 平行于主导风向的街道有最高街道风速，垂直会使大部分风吹过建筑，并在街道内形成低速和更紊乱的风。 如果街道走向与主导风向成一个斜角，将使建筑的两侧产生正压，另两侧产生负压 使建筑内的对流最大化 如果街道走向偏离主导风向不太远，仍会促进风在街道内良好循环。 狭窄街道上的高大建筑 最大的防风作用 宽阔街道上的低矮建筑 促进空气流动 C. “分散的建筑” 理想状态：具有连续和宽阔的开放空间，使每栋建筑能保持通风。 每栋建筑背风

4、面都会产生一个风速降低的区域。当一栋建筑直接位于另一建筑背面，如果要确保该建筑有充分的通风，建筑间距应为其高度的5-7倍。 如果建筑错开排列，建筑四周的风流将有助于邻近建筑的通风，这样一来建筑间沿风向上的间隔就可以缩小。 3.2 冬天利用太阳能的策略： A. “东西拉长的建筑组团” Acoma印第安人村庄排列的长而薄、东西向拉长的住宅组团。组团南北分的足够远 即使太阳高度角很低也不会互相遮挡。 如果场地有坡度，建筑间距会发生很大变化。 对北半球来说，北向斜坡 间隔需要增大 南向斜坡 间隔可以减小 福斯特的“Solar city”中， 建筑是东西拉长的，行与行间大致平行 平面上建筑间成18夹角排

5、列，利用1-11月上午10点到下午2点的阳光 设置地下停车以提高首层地面标高 削掉建筑北侧顶部一部分体量来减少遮挡 B. “太阳罩” 为一个选定场地确定一个最大可建空间，这个空间不会遮蔽邻近场地 确保太阳光进入邻近场地。 太阳罩的大小和形状 随场地大小、朝向、纬度、一天需要日照时间及邻近场地建筑遮阳量决定。3.3 有关太阳或风成为不利因素时，如何阻挡的策略： A. “遮阳共享” 街道狭窄，两侧建筑高耸，这是美国干热地区城市的布局的特征。 B. “高密度城市” C. “挡风物” 4、有关建筑单体通风案例一 印度昌迪加尔法院 勒柯布西耶 关键： V形顶棚，前后檐翘起，兼有遮阳和汇集雨水排水的功能

6、顶下部与建筑使用空间之间为架空空间，有利于气流畅通，加快风速 案例二 干城章嘉公寓 查尔斯柯里亚关键：垂直交通核与通风流线分开，避免走廊挡风的问题 错层布置为热压通风提供了一些机会，同时层高上的变化有助于用最少的分隔形成明确的 空间界限，从而减少对风的阻挡 4.1 风压通风与热压通风 风压通风 因迎风面空气压力增高，背风面空气压力降低，从而产生压差形成由迎风面流向背风面的空气流动现象。 热压通风 由室内外空气温度差而造成空气密度差，从而产生压差形成热气向上冷气向下的空气流动现象。 案例三 特吉巴欧文化中心 伦佐皮亚诺关键：每个空间周围被高高的由金属杆件外包薄木板条构成的构筑物包围，皮亚诺称其为

7、“盒子” 最初所有盒子被放在通风廊两侧，一面打开面对主导风向，一面背对它们。 风洞试验显示盒子朝向主导风向时作用很小，盒子背对主导风向朝向太阳时才有烟囱的拔风功能。 覆盖在外部肋板上的水平条板不只是为了装饰。位于底部的水平条板间距较宽，使气流可以水平 通过。在中部，由于水平条板密集，迫使水平流动受阻的空气上升。而上部的水平条板间距又较 宽，其水平流动的低气压正好产生了将两层肋板之间空气向上吸的效果。 空间内当气流被阻挡时，2种解决方式：开顶部气窗或通风口通过在小空间降低顶棚来形成增压通风 4.2 增加高、低开口间的距离 加强热压通风 热压通风是一种重力通风系统，当风被遮挡或无风时，利用烟囱效应

8、的热压通风也可达到通风效果，且不受建筑朝向的影响。其关键在于扩大进出风口的垂直高差和距离 将出风口布置在由于风流经建筑产生的负压区 提高出风效率 4.3 增大迎风面和背风面上开口面积 加强风压通风 空气流过房间会带走热量，其流速与进出风口的面积大小、室外风速大小、风相对于开口的方向都有关系 气流的速度取决于进风口与出风口之间的压力差。当进出风口面积较大，且与风向垂直时，通风速度最大 4.4 通风口的安排 室内平均空气速度取决于室外自由风速大小、进风口与风向夹角、通风口的位置、尺寸和大小。 当一面墙上只有一个开口，且开口占墙面积三分之二 室内平均风速约为室外的13%17% 当开口面积与墙面积之比

9、在33%99% 变化时 室内风速的差异很小 当同一面墙上有两个开口时 室内平均风速约为室外的22% 当在开口之间的墙上设置垂直于墙的翼板，风斜吹向墙时 室内平均风速为室外的35% 当开口位于两面墙上时，两个开口总存在风压差 室内平均风速更高，是室外的35%65% 当窗户的垂线方向偏离风向超过40，会导致室内风速极大减小 4.5 当建筑不能通过开窗得到自然通风 捕风器 通常在低层高密度区，由于建筑阻挡很难有良好通风，可利用捕风器 5、有关建筑单体热循环能量能在建筑内通畅的流动有蓄热体能贮存能量，平衡不同时段冷暖需求的差异5.1 蓄热体几种蓄热体：trombe墙、水、阳光间、岩床在被动式采暖和降温系统中，除建筑结构蓄热外，额外增加蓄热体往往很有益。岩床就是一种增加蓄热能力的方法