建筑环境与节能设计作业指导书VIP

建筑环境与节能设计作业指导书TOC\o"1-2"\h\u21789第1章建筑环境设计概述 3269911.1建筑环境设计的定义与目标 3237641.2建筑环境设计的基本原则 3189481.3建筑环境设计的主要内容 325354第2章建筑物理环境设计 446472.1建筑日照与采光设计 46302.1.1设计原则 4133132.1.2设计方法 4260262.2建筑通风与空调设计 4217002.2.1设计原则 4139272.2.2设计方法 448912.3建筑隔声与降噪设计 532862.3.1设计原则 5291982.3.2设计方法 51372第3章建筑室内环境设计 551203.1室内空气质量设计 566803.1.1设计原则 537673.1.2设计内容 513623.2室内热环境设计 5103833.2.1设计原则 5236493.2.2设计内容 541583.3室内光环境设计 6201853.3.1设计原则 6276153.3.2设计内容 65114第4章建筑景观环境设计 6166604.1建筑景观设计的原则与方法 683714.1.1设计原则 619234.1.2设计方法 6211814.2建筑室外空间设计 7327664.2.1空间布局 7249894.2.2景观元素设计 7322684.3绿色景观与生态修复 7113974.3.1绿色景观设计 7324424.3.2生态修复设计 729805第5章建筑节能设计概述 7324645.1建筑节能的概念与意义 7194275.2建筑节能设计的基本原则 8214775.3建筑节能设计的方法与步骤 84701第6章建筑围护结构节能设计 999626.1墙体节能设计 9161476.1.1设计原则 9256286.1.2设计要点 981036.2门窗节能设计 9213786.2.1设计原则 943986.2.2设计要点 10262106.3屋面与地面节能设计 10118586.3.1设计原则 10269596.3.2设计要点 10928第7章建筑供暖、通风与空调系统节能设计 1019857.1供暖系统节能设计 1090357.1.1设计原则 10136577.1.2节能措施 10317097.2通风与空调系统节能设计 11292367.2.1设计原则 11127277.2.2节能措施 11192047.3能源再生与利用 11310567.3.1设计原则 11150457.3.2节能措施 118328第8章建筑电气与照明系统节能设计 118428.1建筑电气系统节能设计 11101328.1.1电气系统概述 12314758.1.2电气系统节能设计原则 1236628.1.3电气系统节能设计措施 123288.2照明系统节能设计 12248078.2.1照明系统概述 1264868.2.2照明系统节能设计原则 12100648.2.3照明系统节能设计措施 12245728.3智能控制系统在节能中的应用 13135328.3.1智能控制系统概述 1314148.3.2智能控制系统在节能中的应用 13476第9章建筑可再生能源利用 13279819.1太阳能利用技术 13182569.1.1太阳能热水系统 13274489.1.2太阳能光伏发电系统 1353399.1.3被动式太阳房设计 1357079.2地热能利用技术 1370709.2.1地源热泵系统 1383629.2.2地热供暖技术 14319129.2.3地热发电技术 14268099.3风能利用技术 1482159.3.1建筑风力发电系统 14215709.3.2风能供暖和制冷技术 145479.3.3建筑通风与风能利用 1419913第10章建筑环境与节能设计实例分析 14350010.1案例一：绿色办公建筑环境与节能设计 141573010.1.1项目背景 14614510.1.2设计策略 142512610.1.3节能效果分析 152865410.2案例二：低碳居住建筑环境与节能设计 152172610.2.1项目背景 151699810.2.2设计策略 15389510.2.3节能效果分析 152693710.3案例三：绿色公共建筑环境与节能设计 152246510.3.1项目背景 15734910.3.2设计策略 151885110.3.3节能效果分析 15第1章建筑环境设计概述1.1建筑环境设计的定义与目标建筑环境设计是指对建筑物周围的自然环境、社会环境及室内外空间环境进行科学、艺术和技术的综合设计。其目标在于创造舒适、健康、美观、可持续发展的建筑环境，满足人们的使用需求，同时降低对自然环境的负面影响。1.2建筑环境设计的基本原则（1）以人为本：关注人的生理和心理需求，创造适宜的人居环境。（2）可持续发展：充分考虑资源节约、环境友好、生态平衡等因素，实现经济、社会、环境三者协调发展。（3）因地制宜：根据不同地域的自然条件、文化背景和建筑特点，进行针对性的设计。（4）整体优化：协调建筑与周围环境的关系，实现室内外空间环境的和谐统一。（5）科技创新：运用先进的技术手段，提高建筑环境设计的科学性和实用性。1.3建筑环境设计的主要内容（1）自然环境设计：包括气候、地形、植被、水体等要素的设计，旨在创造与自然和谐共生的建筑环境。（2）社会环境设计：涉及交通、配套设施、社区服务等方面，旨在满足人们的生活需求，提高居住品质。（3）室内环境设计：包括空间布局、采光、通风、声环境、热环境等方面，旨在创造舒适、健康的室内空间。（4）景观设计：通过绿化、水体、铺装、小品等元素的搭配，提升建筑环境的美观性和生态性。（5）节能设计：运用节能技术、材料和策略，降低建筑环境能耗，提高能源利用效率。（6）环境艺术设计：通过艺术手法，提升建筑环境的审美价值和人文内涵。（7）环境评价：对建筑环境设计成果进行综合评价，以保证设计目标的实现。第2章建筑物理环境设计2.1建筑日照与采光设计2.1.1设计原则建筑日照与采光设计应遵循以下原则：充分利用自然光源，提高室内光照质量，降低能耗，同时考虑建筑物的朝向、开窗方向、窗户面积及遮阳设施等因素。2.1.2设计方法（1）分析建筑物所在地的气候特点，确定合理的建筑朝向；（2）根据室内空间功能需求，确定采光标准；（3）优化窗户设计，提高窗户的采光功能；（4）设置合理的遮阳设施，防止夏季过热及眩光；（5）利用计算机模拟技术，评估采光效果。2.2建筑通风与空调设计2.2.1设计原则建筑通风与空调设计应遵循以下原则：保证室内空气质量，提高舒适度，降低能耗，同时考虑自然通风与空调系统的互补性。2.2.2设计方法（1）分析建筑物所在地的气候特点，确定合理的开窗方向和面积；（2）利用建筑物的布局和形态，创造良好的通风条件；（3）设计合理的空调系统，满足室内热湿负荷需求；（4）采用高效节能的空调设备，降低能源消耗；（5）考虑新风引入和室内空气循环，提高室内空气质量。2.3建筑隔声与降噪设计2.3.1设计原则建筑隔声与降噪设计应遵循以下原则：降低噪声对室内外环境的影响，提高室内舒适度，同时考虑建筑物的构造、材料及设备等因素。2.3.2设计方法（1）分析建筑物所在地的噪声环境，制定合理的隔声标准；（2）采用隔声功能良好的建筑材料和构造措施；（3）合理布局建筑物内部空间，减少噪声传播；（4）针对设备噪声，采用减振、隔声和消声等措施；（5）利用绿化、地形等自然条件，降低外部噪声对建筑物的影响。第3章建筑室内环境设计3.1室内空气质量设计3.1.1设计原则室内空气质量设计应遵循以下原则：保证室内空气质量达到国家相关标准要求；满足室内人员的舒适与健康需求；充分考虑室内外空气交换，实现空气流通；采取有效措施降低室内空气污染。3.1.2设计内容（1）新风系统设计：根据室内人员密度、活动强度及室内空气质量要求，合理设计新风量，保证室内空气质量。（2）室内空气污染物控制：针对室内装修、家具及设备等可能产生的污染物，采取有效措施进行控制和治理。（3）室内空气流通设计：优化室内布局，提高室内空气流通效率，降低空气污染物浓度。3.2室内热环境设计3.2.1设计原则室内热环境设计应遵循以下原则：满足室内人员舒适度要求；节能降耗，提高能源利用效率；适应季节变化，实现室内温度的适宜调节。3.2.2设计内容（1）保温隔热设计：合理选择建筑材料，提高建筑围护结构的保温隔热功能，降低热损失。（2）室内温度调节：根据季节变化和室内人员需求，采用合理的供暖、制冷方式，实现室内温度的调节。（3）可再生能源利用：充分利用太阳能、地热等可再生能源，提高室内热环境质量，降低能源消耗。3.3室内光环境设计3.3.1设计原则室内光环境设计应遵循以下原则：满足室内人员视觉需求；提高照明质量，减少光污染；节约电能，降低能源消耗。3.3.2设计内容（1）自然采光设计：优化建筑布局，提高室内自然采光效果，减少人工照明使用。（2）照明系统设计：合理选择光源、灯具及控制方式，提高照明质量和节能效果。（3）照明控制系统：采用智能照明控制系统，实现室内照明的分区、分时控制，提高照明舒适度和节能效果。第4章建筑景观环境设计4.1建筑景观设计的原则与方法4.1.1设计原则建筑景观设计应遵循以下原则：（1）整体性原则：建筑景观设计应与周边环境相协调，形成和谐统一的整体。（2）功能性原则：景观设计应满足使用功能，提高室外空间品质。（3）生态性原则：注重绿色景观的营造，保护生态环境，提高生物多样性。（4）美观性原则：追求景观的美学效果，创造舒适宜人的室外空间。4.1.2设计方法建筑景观设计方法包括：（1）空间组织法：通过合理的空间布局，形成有序、富有层次的景观空间。（2）景观元素法：运用植物、水体、铺装等景观元素，丰富室外空间。（3）生态修复法：运用生态学原理，对受损的生态环境进行修复。（4）文化表达法：融入地域文化特色，提升景观的内涵与价值。4.2建筑室外空间设计4.2.1空间布局建筑室外空间设计应考虑以下方面：（1）功能分区：根据使用需求，合理划分活动、休闲、绿化等功能区域。（2）交通组织：优化交通流线，提高室外空间的使用效率。（3）视线组织：考虑景观视线，营造优美的景观效果。4.2.2景观元素设计建筑室外空间景观元素设计包括：（1）植物配置：选择适宜的植物种类，注重季相变化，营造丰富的植物景观。（2）水体设计：合理利用自然水体，创造动态与静态相结合的水景。（3）铺装设计：选用环保、耐用的材料，形成美观、舒适的铺装景观。4.3绿色景观与生态修复4.3.1绿色景观设计绿色景观设计要点如下：（1）植被选择：选用适应性强、生长迅速的本土植物，提高绿化效果。（2）绿化布局：合理布局乔、灌、草等多种植被，提高生态效益。（3）雨水花园：利用雨水收集、净化、渗透等技术，实现雨水的有效利用。4.3.2生态修复设计生态修复设计应关注以下方面：（1）土壤修复：采用物理、化学、生物等方法，改善土壤质量。（2）水体修复：运用人工湿地、生态浮床等技术，提高水体的自净能力。（3）生态补偿：在景观设计中，对受影响的生态环境进行补偿，实现生态平衡。第5章建筑节能设计概述5.1建筑节能的概念与意义建筑节能是指在建筑的设计、施工、运营及维护过程中，采取一系列技术和管理措施，降低建筑能源消耗，提高能源利用效率的过程。建筑节能对于缓解我国能源压力、减少环境污染、促进可持续发展具有重要意义。（1）缓解能源压力：我国经济的快速发展，能源需求不断增长，而建筑能耗在总能耗中所占比例逐年上升。建筑节能有助于降低能源消耗，缓解能源压力。（2）减少环境污染：建筑能源消耗主要以化石能源为主，燃烧化石能源会产生大量二氧化碳、硫化物等污染物。建筑节能可以减少污染物排放，改善环境质量。（3）促进可持续发展：建筑节能有利于提高资源利用效率，实现经济、社会和环境的协调发展，促进可持续发展。5.2建筑节能设计的基本原则建筑节能设计应遵循以下基本原则：（1）整体性原则：建筑节能设计应从整体出发，综合考虑建筑物的地理位置、气候条件、功能需求等因素，实现能源消耗的最优化。（2）适应性原则：建筑节能设计应结合当地气候特点，选用适宜的技术措施，提高建筑物的能源利用效率。（3）经济性原则：建筑节能设计应在保证节能效果的前提下，充分考虑投资与收益的平衡，实现经济效益最大化。（4）安全性原则：建筑节能设计应保证建筑物在设计使用年限内的安全功能，避免因节能措施不当导致的安全隐患。（5）可操作性原则：建筑节能设计应充分考虑施工、运营和维护的可行性，保证节能措施的顺利实施。5.3建筑节能设计的方法与步骤建筑节能设计主要包括以下方法与步骤：（1）建筑能耗分析：通过对建筑物所在地区的气候数据、建筑功能需求等进行分析，计算建筑物在设计寿命周期内的能源消耗。（2）节能目标确定：根据能耗分析结果，制定合理的节能目标，包括节能率、能源消耗强度等。（3）节能措施选取：结合建筑物特点和节能目标，选取适宜的节能措施，如优化建筑设计、选用高效节能材料、采用可再生能源等。（4）节能方案设计：对选定的节能措施进行详细设计，包括建筑体型、朝向、通风、采光、围护结构等方面的设计。（5）节能效果评估：通过模拟计算或实地测试，评估节能方案的实际效果，验证是否达到预期目标。（6）方案优化：根据评估结果，对节能方案进行优化调整，直至满足节能目标。（7）施工图设计：在节能方案的基础上，完成施工图设计，保证节能措施在施工过程中得以准确实施。（8）施工、运营与维护：加强对建筑节能施工、运营与维护的管理，保证节能效果得以持续发挥。第6章建筑围护结构节能设计6.1墙体节能设计6.1.1设计原则墙体作为建筑的主要围护结构之一，其节能设计。应遵循以下原则：（1）合理选择墙体材料，提高材料的热工功能；（2）优化墙体结构设计，降低传热系数；（3）考虑建筑物的整体节能要求，合理配置墙体保温层；（4）保证墙体的气密性，减少热量损失。6.1.2设计要点（1）根据我国建筑气候分区，合理选择墙体材料及厚度；（2）采用高效保温材料，提高墙体保温功能；（3）考虑墙体内、外表面材料的太阳辐射吸收系数，降低墙体得热；（4）优化墙体构造设计，提高热工功能；（5）充分考虑墙体与屋面、地面的连接部位，避免热桥现象。6.2门窗节能设计6.2.1设计原则门窗作为建筑围护结构的重要组成部分，其节能设计应遵循以下原则：（1）提高门窗的保温功能；（2）减少门窗的传热系数；（3）提高门窗的气密性；（4）合理利用自然光，提高室内舒适度。6.2.2设计要点（1）选择合适的门窗材料，提高热工功能；（2）优化门窗构造设计，降低传热系数；（3）采用双层或三层玻璃，提高保温功能；（4）设置合理的门窗开启方向，减少热量损失；（5）提高门窗密封功能，减少冷热空气交换。6.3屋面与地面节能设计6.3.1设计原则屋面与地面作为建筑围护结构的底部和顶部，其节能设计应遵循以下原则：（1）提高保温层的热阻值；（2）降低屋面与地面的传热系数；（3）合理利用可再生能源；（4）保证屋面与地面的防水、防潮功能。6.3.2设计要点（1）根据建筑气候分区，选择合适的屋面与地面保温材料；（2）合理设置屋面与地面的保温层厚度，提高热工功能；（3）采用高效防水、防潮材料，保证屋面与地面的使用寿命；（4）考虑屋面绿化、太阳能利用等可再生能源技术的应用；（5）优化屋面与地面的构造设计，降低热桥现象。第7章建筑供暖、通风与空调系统节能设计7.1供暖系统节能设计7.1.1设计原则在建筑供暖系统设计中，应遵循节能、环保、经济、安全的原则。合理选择供暖方式、设备和技术，降低能源消耗，提高供暖效率。7.1.2节能措施（1）优化供暖系统布局，减少热损失；（2）选择高效节能的供暖设备，如热泵、太阳能供暖等；（3）利用低温热源，提高热能利用率；（4）采用分时、分区、分温的供暖控制策略；（5）提高供暖系统的自动控制水平，实现能源的合理分配和利用。7.2通风与空调系统节能设计7.2.1设计原则通风与空调系统设计应遵循节能、舒适、环保、经济的原则，充分考虑室内空气质量、热湿环境等因素，实现高效、合理的能源利用。7.2.2节能措施（1）合理设计通风与空调系统，降低风阻，提高风量利用率；（2）选择高效节能的空调设备，如变频空调、热泵空调等；（3）利用新风预处理技术，降低空调系统能耗；（4）采用智能控制系统，实现通风与空调系统的优化运行；（5）优化空调末端设备布局，提高空调效果，降低能耗。7.3能源再生与利用7.3.1设计原则能源再生与利用设计应遵循循环利用、高效利用、环保经济的原则，提高能源利用效率，降低能源消耗。7.3.2节能措施（1）利用可再生能源，如太阳能、地热能等，为建筑供暖、通风与空调系统提供热源或冷源；（2）采用热回收技术，实现废热的回收利用；（3）优化能源系统运行策略，提高能源利用效率；（4）实施能源监测与评估，为能源管理提供依据；（5）推广节能技术和产品，降低建筑能耗。注意：本章节内容仅为指导性建议，具体设计时需结合建筑实际情况、当地气候条件及国家相关政策进行综合考虑。第8章建筑电气与照明系统节能设计8.1建筑电气系统节能设计8.1.1电气系统概述建筑电气系统是建筑功能正常运行的重要保障，包括供电、配电、用电设备等多个方面。本节主要从电气系统的角度探讨节能设计方法。8.1.2电气系统节能设计原则（1）合理选择电气设备，提高设备效率；（2）优化电气系统设计，降低线路损耗；（3）充分利用可再生能源，提高能源利用率；（4）合理配置电气设备，实现能源需求侧管理。8.1.3电气系统节能设计措施（1）采用高效变压器，降低变压器损耗；（2）合理设计配电系统，减少线路损耗；（3）采用无功补偿装置，提高功率因数；（4）选用高效电动机和电气设备，降低用电设备损耗；（5）利用建筑电气监控系统，实现能源管理和优化运行。8.2照明系统节能设计8.2.1照明系统概述照明系统在建筑中占有重要地位，其节能设计对降低建筑能耗具有显著影响。本节主要介绍照明系统的节能设计方法。8.2.2照明系统节能设计原则（1）合理选择光源和灯具，提高照明效率；（2）优化照明布局，提高光利用率；（3）采用智能照明控制系统，实现按需照明；（4）充分利用自然光，减少人工照明。8.2.3照明系统节能设计措施（1）选用高效光源，如LED、荧光灯等；（2）采用高效灯具，提高灯具的利用系数；（3）合理设计照明控制系统，实现调光、分区控制等功能；（4）利用照明设计软件，进行照明模拟和优化；（5）合理利用反射和折射原理，提高光线利用率。8.3智能控制系统在节能中的应用8.3.1智能控制系统概述智能控制系统是利用现代计算机技术、通信技术和自动控制技术，实现对建筑设备运行状态的监测、分析和优化控制的一种系统。8.3.2智能控制系统在节能中的应用（1）能源监测与数据分析：通过实时监测建筑能耗数据，分析能源使用情况，为节能提供依据；（2）设备优化控制：根据实际需求，自动调整电气设备和照明系统的运行状态，降低能耗；（3）能源需求侧管理：通过智能控制系统，实现能源需求与供应的平衡，提高能源利用效率；（4）可再生能源利用：利用智能控制系统，优化可再生能源的接入和利用，降低传统能源消耗。通过本章对建筑电气与照明系统节能设计的学习，可以掌握电气与照明系统的节能原则和措施，为建筑环境与节能设计提供有力支持。第9章建筑可再生能源利用9.1太阳能利用技术9.1.1太阳能热水系统太阳能热水系统是利用太阳能将水加热的一种装置。本节主要介绍太阳能热水系统的分类、工作原理、设计要点及在我国的应用案例。9.1.2太阳能光伏发电系统太阳能光伏发电系统是将太阳能转换为电能的一种装置。本节将阐述太阳能光伏发电系统的组成、工作原理、设计要点以及在我国的发展现状。9.1.3被动式太阳房设计被动式太阳房设计是利用建筑自身构造和材料特性，实现对太阳能的采集、储存和利用。本节将介绍被动式太阳房的设计原则、技术措施及在我国的应用实例。9.2地热能利用技术9.2.1地源热泵系统地源热泵系统利用地下稳定的温度，实现夏季制冷和冬季供暖。本节将分析地源热泵系统的原理、类型、设计要点及在我国的应用前景。9.2.2地热供暖技术地热供暖技术是利用地热资源为建筑物提供供暖的一种方式。本节将介绍地热供暖技术的分类、原理、设计方法及在我国的应用案例。9.2.3地热发电技术地热发电技术是将地热能转换为电能的一种方法。本节将阐述地热发电的原理、系统组成、设计要点及在我国的发展状况。9.3风能利用技术9.3.1建筑风力发电系统建筑风力发电系统是将风能转换为电能的一种装置。本节将介绍建筑风力发电系统的分类、工作原理、设计要点及在我国的应用情况。9.3.2风能供暖和制冷技术风能供暖和制冷技术是利用风能实现建筑供暖和制冷的一种方法。本节将分析风能供暖和制冷技术的原理、系统组成、设计要点及在我国的应用前景。9.3.3建筑通