节能生态建筑实例

主动式太阳房在太阳能系统中安装用常规能源驱动的系统，可以根据需要调节室温达到舒适的环境条件。主动式太阳房系统的组成有三部分，即集热、蓄热和供热。被动式太阳房被动式太阳房在大多数情况下集热部件与建筑结构融为一体，使房屋构件一物多用，如南窗既是房屋的采光部件又是太阳能系统的集热部件；墙体既是房屋的维护结构，又是太阳能系统的集热蓄热部件。这样既达到利用太阳能的目的，又是房屋结构的一部分，还可节约费用。被动式与主动式相比较其特点是，具有结构简单、造价便宜、管理方便等优点。被动式太阳能系统的成本通常低于主动式太阳能，成本不仅包括初装费用，还包括后期维护和配件更换费用。被动式太阳能与主动式太阳能更倾向于是互补之关系，而并非互斥。理想的状态之一是，先采用被动式太阳能系统，减少建筑能耗，再采用主动式太阳能产生通用的电能，彻底消除对化石燃料的依赖。

《建筑师技术设计指南》一书中指出，根据高效、可持续的设计原则，蓄热是第一层面，被动式太阳能是第二层面，而主动式太阳能是第三层面。并不是说要三选一，而是像金字塔一样排列，形成累积的效应。

试想这样一个例子，假如某建筑物没有采用蓄热和被动式太阳能措施，就先安装主动式太阳能，那么必定增加不必要的初始安装功率，增加成本，还浪费能源和材料。

在被动式太阳能系统中，普通玻璃起到的作用是让太阳辐射透过，并且不让红外辐射透过，这就是它的本质。能够满足这个要求的材料，理论上都可以作为被动式太阳能系统的采集器。

被动式太阳能房屋设计的五要素

采光口（Aperture）

允许阳光射入的玻璃窗便是典型的采光口。一般来说，采光口与正南方的角度不应超过30度，而且在采暖季节中早上9点至下午3点间不被其他建筑或大叔遮蔽阳光吸热器（Absorber）

蓄热体的坚固深色表面就是太阳能吸收器。这个吸热表面可以是砌体墙、地板、分隔物或储水容器，吸热表面必须放置在太阳辐射经过的路径上。蓄热体（Thermalmass）

蓄热体能够储存由太阳能产生的热能。吸热器和蓄热体往往都是合为一体的，区别在于吸热器是指暴露在太阳辐射下的吸热表面，而蓄热体是指表面下的蓄热物质。热能分配（Distribution）

指热能从蓄热体传递到室内各个部分的发式。一个严格的被动式太阳能设计应该只采用三种天然的热传递方式，即热传导、对流和热辐射。有些情况下，会使用风扇、管道和送风机来促进热能的再分配。

调节器（Control）

悬挑的屋顶能够遮蔽夏季烈日。其他用于避免温度过高或过低的装置还包括电子传感器、可控制的排风设备、百叶窗和遮阳篷。从太阳能热利用的角度被动太阳能供暖系统又可分为五种类型1.直接受益式：利用南墙直接照射的太阳房[如a.b]2.集热蓄热墙式：利用南墙进行集热蓄热[如c.d]3.综合式：温室和前两种相结合的方式[如e.f]4.屋顶集热蓄热式：利用屋顶进行集热蓄热[如g]5.热虹吸式(对流环路式)：利用热虹吸作用进行加热循环[如h]国内节能生态建筑实例清华大学设计研究中心建筑工程介绍：

清华大学设计楼位于中国北京清华大学主楼前区中心绿地（“绿十字”区）东侧，建筑面积约6800平方米。主要用作于清华大学建筑设计研究院进行生产、教学、科研等用房。由于该在项目中清华大学建筑设计研究院得到了足够的研究和开发建设资金，同时也自己充当了业主、设设计者以及使用者的三从角色，所以在中国建筑界来看该项工程作为实践研究项目有着起其他工程无法比拟的先天优势。也正因为业主的最高决策层正对绿色化运动的高度重视和研究的开展导致了该项工程成为了办公建筑绿色化的探索项目。为此，清华大学建筑设计研究院专门成立了设计小组（其中包括了建筑、暖通、经济预算、给排水等）并且得到了清华大学热能工程系暖通专业研究小组的积极配合。

设计楼从1997年开始进行策划，经过多轮方案演变而得的。其目标除了探索绿色（生态）建筑的试验，追求节能外，还为工作人员创造一个高效、健康的室内工作环境。建筑包含有大小不等的设计工作室、办公室、展览室、多功能厅外，还有一个视听设备齐全、独具风格的学术报告厅。建筑主入口立面朝西，长轴沿东西向布置，南侧为三层高的室内中庭，光线充足并有较大面积的天然植物及草坪等。针对绿色化目标，设计小组在建筑设计和设备采用了多层次的设计策略，在遮阳、防晒、隔热、通风、节电、节水、利用太阳能、楼宇自动化、绿化引入室内采取大量具体措施。按照设计者的意图可归纳成缓冲层策略，利用自然能源策略，健康无害策略和整体设计策略，在下一节将会细细介绍。由于该项设计的成就突出，从而在中国国内获得不少奖项。设计楼建筑平面总体设计介绍：

设计楼建筑平面基本呈长方形，设计紧凑、完整减少了冬季建筑的热损失。长轴为东西方向，楼、电梯间与门庭、会议室等非主要工作室，布置在建筑的东西两侧，缓解了东西日照对主要工作区域的影响。工作空间划分为大开间开敞式设计工作室区域与小开间办公室，其可以根据不同功能需要加以安排，使工作室的布置具有一定的灵活性。建筑南向是一个3层高的绿化中庭，不但能为员工提供一个生机勃勃的良好景观与休息活动空间，而且可以有效地缓解外部环境对办公空间的影响。1.缓冲层策略

热缓冲中庭(边庭)

在的设计中比较明显的算是在南向的一个体积较大的绿化中庭。虽然那只是一个位于建筑南部的边庭，但是其物理功能内涵较之传统的位于建筑内心的中庭要丰富。其基本概念如图所示：在冬季，该中庭是一个全封闭的大暖房。在“温室作用”下，成为大开间办公环境的热缓冲层，有效地改善了办公室热环境并节省供暖的能耗。在过渡季节，它是一个开敞空间，室内和室外保持良好的空气流通，有效的改善了工作室的小气候。在夏天，中庭南窗的百页遮阳板系统能有效的遮蔽直射阳光，使中庭成为了一个巨大的凉棚。中庭南侧为全玻璃外墙，上部开设了天窗，从而利用中庭顶部的反射装饰板，保证开敞办公室的天然光利用。设计小组还认为中间的“光廊”采用了一部分天空光线，帮助提高设计室的天光照度。热缓冲中庭(边庭)防晒墙与架空屋顶

该建筑的主入口为西向，因此如何有效地防止西晒成为热缓冲策略的重要组成部分。在最早的方案中，设计小组曾经考虑采用加拿大伟视(VisionWall)公司的三层夹膜low-e玻璃产品用作建筑全部外窗和幕墙，由于其具有良好的热性能(其热阻为普通双层真空玻璃的8倍，同时透明度也极高)。但最终根据经济性的比较(其价格是一般国产双层玻璃的近10倍)，以及维护方面的考虑(配件与玻璃均需要进口，不易更换、维护)，最终放弃了这一想法，确定采用缓冲层的概念，即在西向设计一面大尺度的防晒墙，这面由混凝土制成的防晒墙完全与建筑脱开，在夏季与过渡季节，可以完全遮挡西晒的直射阳光。同时防晒墙与建筑主体之间的空隙(4.5m宽)还有利于室内空气的流通(拔风作用)并可保证主体建筑室内的均匀天光照明。在冬季，防晒墙能有效的遮挡西北风，在阳光照度大的天气甚至还能积蓄热量而成为一个蓄热体，在建筑西侧形成一个热保护层，从而有效缓解外部气温对建筑内部的影响。除此之外，从建筑造型角度看，防晒墙的设计手法和细部处理给人们以一种新颖的感觉，极富有个性的。

防晒墙

该建筑缓冲层概念的另一个重要体现是架空“天棚”的设计，其在夏季其对于屋顶的热缓冲作用也是十分明显的。除了通过架设太阳能板，可以充分利用太阳的辐射能量并遮蔽直射阳光外，通过架空层的空气流动，也能迅速带走热量，降低屋顶表面的温度。同时屋顶的棚架结构为办公楼今后的发展也预留了一定的余地。遮阳板系统

设计小组认为适当的遮阳设计对减少太阳辐射进入建筑内部是十分必要和有效的，所以该建筑很注重遮阳板系统的设计。目前许多比较先进的办公建筑中使用了可自动调节的遮阳装置，可以根据天气的变化、季节的不同，调整对太阳能量的获得。但考虑到这类设备往往难于维护，并且造价十分昂贵。所以设计小组在设计中采用了非机械的固定遮阳板设计。通过对北京地区的气象资料研究后对遮阳板进行了计算并对计算结果折衷，选用外遮阳方式并确定南窗遮阳板长度为0.9米，每排间距为2米，材料采用反射性较好得铝合金。

外立面的遮阳板措施维护旨系统送体系跌的缓州冲：再维护敢结构炼相信稍是缓涂冲设爱计概移念中疼一个脑很重左要的菌环节队。根虑据中艘国的屋现有瓣建造喝技术婆，外春墙材臭料选还用了真30幸0厚雹的陶请砾空壮心砖秋，屋帅顶为锋10推0厚朵钢筋备混凝黄土板兆加5溜0厚讨的聚嚷胺酯倦发泡珠材料犹，其毒具有扎良好穗的保呜温隔裕热性砌能。滚在窗息户选主材上森，设哨计小孟组选仪用了亦性能趣较好说的双织层玻涌璃，吸其中蚂南侧匠玻璃症幕墙羡选用趟的是滤6C迟+1秆2A艰+6示C的挑中空嚼玻璃充（其并中C自表示污通明抄玻璃殊，A北为空犬气层戏），删传热雾系数邀为冬支季2号.6淘1,改夏急季2护.5味3。陷西侧事东侧映以及四北侧夹玻璃践选用寻了6化C+叔9A客+6甩C，冒热传骄热系浪数为棚冬季居2.时79算夏2覆.7减0。醉南侧畅中庭胶天窗撒为了形防止近过度家日晒黑，采赖用了迁21蠢厚（携6C远+9跃A+堤6C烫）镀野膜发册射玻不璃，朋太阳井辐射院的通欲过率炭仅为礼19践.6驳，因顶此夏步季能害有效须过渡凭太阳音辐射卸能量郑。2.利妹用自帜然能贵源策兆略蛇太阳累能的慌利用螺在谢设计鼓楼的净设计雨过程舰中，明设计福小组俭对太琴阳能龟利用水的可聋能性齿进行痛了充境分的受研究瘦与评总估。律原来谨最初耽考虑肥的是矩利用铅常见走的太远阳能奥转化糊为热梳能的蒸原理扑，以封太阳蹄能集捕热板桌为空谦调系茄统提璃供初塌级热犬源，揪同时就太阳供能热瓜水系址统还急可以张用于监地下革室的用除湿杨(再妄生干巡寿燥剂豪技术注)。柏但由购于建硬筑上机取消衬了全洲部的熄地下喂室，滚并且纪太阳监能利悉用中葵存在村一定世的局匀限性艺(昂陵贵、界不稳匠定、悼季节子性强净、效府率低盛——群缺乏扭足够疯的屋哭顶面脆积等辞)，杏所以化取消伤了这毕个想骂法。客经过棋反复封论证牲研究渣，设不计小点组决舅心采笑用在惑中国疤更为制超前金的方爪案—扶—太胞阳能象光电跌板发悄电技赵术，颜目的变也是姐为了独向前环迈出诞试验好性的迎一步拍。通钓过与掀一家倦日本斥公司哥(K盆yo时ce两ra霜)的迟接触斜，已说考虑狮使用敬一部境分太朋阳能搞光电划板为绒设计该楼的迫报告待厅的吴照明鬼与电副器系蚀统提刚供电国能。箩日方亦提供宗了两猴种可尽选择匪的主呜要产汇品：慈一是岛透明辉的太浓阳能糊板(删Tr兽an俭sp遮ar解en柏t秧So蚀la地r相Ce序ll唐)，鼓这种嫩新技献术产挺品可扣直接享用于平南向畅的窗筹户；纯二是锈普通辞的太塑阳能旺光电察板，剃一般鹅架设卸在建桐筑屋欧顶。天因为荒两者宁的价颈格相兽差了匪近3赔倍所认以采浓用后窜者。幅虽然售太阳夺能光江电板卧系统徐目前肥在发家达国葬家已嗓得到偿了充充分的田利用僻，但腐是它秘依旧午是高宣层次弯和先只进的堂利用衰太阳睬能的辣技术倒而且炕其造愧价是兰十分聋昂贵院的。翅就普女通的焦太阳介能光很电板失而言惭，按崭照日门本厂坦商的光报价岂，每患发电常3.般6千富瓦就委需投至资约猴40权～5洪0万佛人民宫币(南包括迈光电企板本隔身和好蓄电盏输电旗系统棍电路沙造价黎)。芽建筑宋打算虚投入岩10毛0～要20粥0万楼元(拦人民首币)收，换漏来的院是不赚到1伞0千驳瓦的散发电少量(爽仅能言满足捎一个天学术幸报告胃厅的图用电谨量)松，这步在中昼国来吓说代旧价是洗非常搞昂贵字的。深井克水利虫用凯设计坊小组木认为型大地栽所蕴诉含的庄热量遣和温揪度是矩一个杏恒定谋、安殿全的冠可替险代能看源从罚而是玩很值越得利搞用的冤。而舌目前嘴在对烤大地厦能量挡的应糠用中芽，深狡井水旁回灌依技术茶是一逮种比筑较成锡熟的抽方案此。所朋以在随设计害楼的沫设计负过程远中，拥曾确猎定了姨利用萍深井傍水作鞠为天密然冷页源(就热源顶)的例空调趴方案坛。这邮一方质案的烘构想芝是：忍在地横段周乖围共权打三孕口深朝水井籍。其乎中一宾口井求从地非下8冬0m娇处抽必取地荡下水贷，经撕过板涉式换榴热器束间接梁提供肌给热盯泵系谜统，狮以常诱规方协式作贫为终丧端输剧出，石从另绵两口族井则狸将水旺回灌故至地赔下。叶这种进方案聪的优架点在鸭于能伏节省惕相当泄的能水耗；岛热泵走系统酷已有磨定型近的、殊容易树获得怪的产往品；列深井患水回敌灌在倾国内盏也已涛有应秩用，窑因此糠技术份上与核经济鸣上比蜻较合窑理可霸行。菌经过感经济挣比较糊计算验，与屿常规亡电制拜冷空齿调相星比，岛深井蔑水系耍统可呼节能沿15蚂%，阻而造垃价基钉本相抢当。清然而访令人研遗憾离的是即由于赛深井属水的合抽水唇来源储是深通度为齿80树m左酸右的没地下净水，屿且回适灌深庸度也杆大致扩在这抖个高你度，吐而这启一标痕高正帆好是夜目前真清华捷校内闲饮用水水的谈水层浓标高每，处侮于防法止回黑灌污谅染和盗安全际的考谣虑，煌最终洪放弃景了这嗽一方柏案。3.员健康替化、悬无害衫化策柴略施自然博通风环通醋过对健以前搅的一次些办阔公建员筑的禁大量瘦使用谋空调护的批寨判，水设计规组认刘为在默通风庸处理例上应思通过枪与自韵然界刮充分贺的合榜作而史不是抓对立互，在啄过渡菠季节予主要驰依靠宝自然妈通风抢满足卖工作施环境颜的需询求，努那么肤就不类但可体以节航省大布量的输空调算能耗喜，还舍能塑丙造一殖个较额之以今往更丝式加健污康的暖工作凳环境废。针匙对该菜建筑箱，设喊计的室基本爷思路愚是利昼用大链开间粘办公集室与嘴北侧浪办公川室之拔间的扑吹拔用空间鹅顶部症空气剪的加咳热所公长生伟的烟拼囱效涝应，准在热粱压和白风压件的共译同作弓用下厕，利废用自场然通皂风提领供一奔个健根康舒擦适的仗内部惨工作阁环境击，并池且达橡到建河筑节宝能与葵改善消室内凝空气云品质侨。在励设计欢过程摘中，涨热能浑系设亭计小吃组运慎用仿返真技森术（狐CF脉D）欲以及畏三维恐动态洒计算渐机软唇件S假TA胆CH猾-3退对方燥案进靠行了壁仿真潜研究科后，吨对原壳有的执方案持提出决了一岛系列唐的修写改措导施。绿化股引入焰室内恒绿工色办嫌公建诱筑设席计顾盛名思室义，钟不可情能缺剂少现缝实中弱的“预绿色悦”。括设艳计小负组将谊植被篮绿化甚系统仿引入秋办公分建筑飘时，愚不仅冰仅出奔于节套能的完考虑征，更线是在珍追求棒一种鉴努力嘱与自啊然保厅持接颠近的耽生活烈。设疑计小销组认娱为南到侧中鸣庭的原绿化灭平台用(种虽植有铲天然拆草皮休和树环木花漆草)谊不但介为工题作者题提供陵了充要满生易机的撤、令阳人愉使快的颜视觉哑效果遥以及赔一个盛休憩慌与交恰流的妈场所斥，同念时绿亭色植昌物的堡存在救本身逐亦成忘为一兰个健吹康的皮自然热调节认器—删—绿巩色中裕庭的观草坪摔、树烦木等可植被尿在促动进室医内空壁气清特洁新陈鲜，爸改善签空气辅湿度肚条件变(北唐京的色空气托往往巧比较貌干燥届，尤现其是芹在冬估季里帜)，狗降低固室内训温度滑(夏倡季)表等等梦方面虎都将公起到恩有效棕的作讲用。战为了滔实现醒这个吸想法活，结混构工饼程师抹专门野对楼获板进曾行了摇特殊哄处理单，并辣在绿进化部访分的隶楼板简下降掘了9狗0M距M，嫌同时颈加大臣其承吸载力燥。材料哑的无趴害化趁在职设计剃楼建龄筑与润装修心材料瓜的选句择方烛面，蛙设计鸣小组淋尽可冬能选启用一床些低首放射井性、咽低污障染的滚绿色身建筑飞材料赌并考卡虑多腐使用报一些锁可再醋生建谷材，荒例委如设料计室授内部体不做弄天然聚装饰桨石材斥的装川饰，诊不做赠大量宗的木胞装饰洞等。诸另外肤鉴于损对地杆毯的凝综合轮考虑运，在岗该办蛇公楼起设计扯中取惭消了辞地毯药的铺歉设，织而才吹用一毕种橡痛胶地防面的组处理铲，这办与普慨通的禾水泥帜或水腿磨石僚地面盼相比造，减箩少了疏人员狮行走角的噪波音，屋而且递造价壶适中嘴，同遭时避里免了动地毯熄可能发造成父的危柄害。4.蜡整体龙的节假能方枯案南在设妖计楼酿的设挽计中色，除器了以险上的唤绿色鲜化设夹计策楚略外材，设罗计小牌组的坚工作群还涉艇及到甩其它季的许行多重皇要方棍面：欧绿色西照明疯设异计楼末照明迟系统拍设计稠希望环能够痕突破衔以往津办公疮建筑胶中照姨度不恨适(呈过高滴或过扎低)炊、浪企费严文重(柔“长具明灯咳”)骆以及爪计算精机屏乓幕眩阔光等常许多勇问题霉，通冤过合靠理设雁计与引选择辨照明墙灯具帐，达闷到绿凶色照禽明的权目标胞。其脾基本层的策缺略如贤下：间合摸理照线度标尘准：处按照债在V证DT捉(V后ir圈tu侵al兵D贪is象pl炭ay屯T全er桂mi登na剥l)绿工作哈环境你中防友止昡搜光的吉标准圾，确芦定了线合理谦的照悟度标伴准：奏设计桃室为鄙30镜0－迎50宗0L搞ux六,被走廊扮为1腹50谷Lu泻x瓣分级漠设计拣提卧供背外景照雨明与吴工作荐照明漆两种速方式蛙：即原满足郑低标季准的膨背景重照度打水平当(以拐柔和斗的反连射、艇漫射景光为鼓主)胜与符敢合工惕作面欲照度晶要求大的工诱作照唇明相攀结合倡。欺分区抗集控黑对催背景直照明很灯具宜进行等分区俩的开耀关控龙制。贫在白睬天，凶当靠遣窗区绑域的哨自然灭光照捉度水扯平足创够时负，可立以将厚该区曾域的刺背景唇照明哀关闭涉；在腐假日仆或夜坛间加监班情朝况下逐，分蛋区集职控也庄将有鹅效的筒避免病浪费降。坡场景喂设置辜提扫供几键种常眼见的疏场景来照明单控制哑面板飞，如辜阴天巷、晴唤天、动会议码、夜认间等翼模式摘，根源据不华同的络要求暴与外楚界情惠况提瓜供背荣景照吉明，雾从而降避免身了过屠度设逝计与淹过度强使用层的浪域费。蛇工查作照辞明个调人调怜节测除了匪背景设照明筝应具英有足赢够灵效活性妻外，扣工作储照明滥亦应族具有近可调斑性，强并由榨工作枪者自暂行控针制。脖节能刮灯具镜提坛供高佣效的麦灯具眼，以敢更少储的电宴能换转取更派多的匹光能材，而深同时尤又大服大减剥少了慰热能绩的产砍生。国外镰节能归生态伯建筑贫实例Ju畜bi时le音e全Ca爱mp恐us艰,弦Un钓iv扭er扔si耽ty白o抵f痰No键tt歇in聚gh攻am鹊(希UK宅)建筑慰工程奏介绍这个浇建筑索是u讨ni腥ve荷rs马it屋y梨of尤N妨ot羽ti况ng拍ha然m的超新校降园。萌离主拐校院农不远若，大占概有业1公节里，绩之间驱有校锐巴免芬费接吵送。矮因为限该校卵从9循0年茎代开盐始学次生的竹数量线不断挺的增湾多（繁其中泊可能此有不赛少的臣中国我留学话生吧名），喝学校非就决许定在银19刮96嘴年举贼行了允一次枯投标庭进行态新校株园建插设。紫该建际筑群善有教哭室，切图书径馆，凳餐厅情和宿兼舍，秘还有壤景观听，可咳谓是红一个裳完整竭的生夸态社滴区。盆工程像耗资衰总共陕有5煤千万萍英镑崇，其誉中部隔分是领得到狡EU船奖金席的资叫助。蒜业主巧有足孙够的它经费纵，于画是在犯为校盟园提冒供良孤好的迁教学痕环境导和住牵宿环稠境的喜同时推，还扬想把顶建筑耻作为溉一个械地区达的可乖持续炉发展成（生愈态）朴的建浇筑可孝参考歼的例蜻子。雕参加墙锦标狐的有话Fe山il傲de航n晴Cl遍eg狼g，定Ma坏cC龟or血ma侮c困Ja乡丰mi旧es仅on胀&炕P丑ri困ch自ar貌d,蛮M辅ic各ha荐el懂H奔op秀ki池ns杜。祸最后判Mi轧ch鸦ae绵l碑Ho侮pk类in廊s赢弄得。应结构蜘以及外设施坚工程病是O部ve必A药ru色p魂&亲Pa愿rt朗ne苍rs缸景衣观设对计：荣B垄at睬tl怀e任Mc木Ca什rt泡hy攻。旨Mi院ch武ae冲l鼠Ho跳pk拘in化s辞的方与安的猫目标砖是在济资金铺的控蒸制下傻达到叮最大杯的生患态效温应。地段问原来劫都是卖工业犹厂房傲，图寄片看拔来是校已经泡废弃习掉的息。建倦筑师虑因势锤就宜合，把练建筑占放在帜海拔黎相对瓦高的启北边论，而艰把湖类和景得观放柳在南想边。薪水在沸这个踩建筑肉群相月对来溜说显忙得非姿常重唤要的吨，在蜘建筑罩的周封围都傅设置晌了小惜水道悼把雨纺水引销入湖韵里面乌。这甩个景饰观带置于是岂就形怎成了遣建筑摆群和燥城市量边界筋的缓退冲带呼，不微但为欧学生壮提供茧一个碎宜人捡的休偿息场泥所而帜且还艳从新州塑造网了自响然空差间从攻而把菊野生赵动物验引入抄人的暮空间骆。把稀主干跪到设刃置在帅建筑亏背面柔，防扎止建直筑里剃面有锁车辆线的出的现，施使得诵人在眨建筑降环境层中感锦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