建筑热工环境分析

建筑热工环境分析—住宅热工环境优化设计

姓名：李志勤学号：201106416

指导：卢玫珺日期：2013 11 15

目录

一优秀案例分析：

Ⅰ）诺曼斯福特——法兰克福商业银行总部

Ⅱ）赫尔佐格——双户住宅（Two-Family)﹑汉诺威26号展厅（Hall 26)

Ⅲ）杨经文——米那亚大厦

二住宅热工环境优化设计

Ⅰ）优化屋顶形式

Ⅱ）优化建筑窗墙面积比

Ⅲ）组织自然通风

Ⅳ）选用热工性能更好的围护结构——节能设计策略

三学习总结

一优秀案例分析

Ⅰ）诺曼斯福特——法兰克福商业银行总部

1）概述

诺曼·福斯特特别强调人类与自然的共同存在，而不是互相抵触，强调要从过去的文化形态中吸取教训，提倡那些适合人类生活形态需要的建筑方式。他使建筑形体在强调对材料和结构率真表达的同时重视建筑的人性表达；强调建筑与周围环境的和谐和与城市文脉的整合，赋予工业主义建筑以人文化。因此诺曼.斯福特被称作为“生态高技派”，就是建筑绿色化结合建筑构造技术和先进的电脑控制技术。它能够将绿色生态体系“移植”到建筑内部，既可借助其自然景观价值“软化”建筑的硬技术味，在视觉上与周围环境取得和谐，达到共生，同时又能协同机械调控系统，使建筑内部有良好的室内气候条件和较强的生物气候调节能力，创造出田园般的舒适环境。

2）热工分析

该地区属于夏热冬冷地区，建筑师主要采用自然通风的方式来解决室内热环境。塔楼的平面呈三角形，犹如三片“花瓣”包围着一根中心“花茎”，“花瓣”是一些办公空间，“花茎”是一个巨大的中庭，提供了自然的通风道。

塔楼采用弧线围成的三角形平面，三个由电梯间和卫牛间组

成的三个巨型柱布置在三个角上，巨型柱之间架设空腹拱梁，形

成三条无柱办公空间，其间围合出的三角形中庭，如同一个大烟

囱。为了发挥其烟囱效应，组织好办公空间的自然通风，经风洞

试验后，在办公空间中分别设置了多个空中花园。这些空中花园

分布在三个方向的不同标高上，成为“烟囱”的进、出风口，有

效地组织了办公空间自然通风。据测算，该楼的自然通风量可达

60％。三角形平面又能最大限度地接纳阳光，创造良好的视野，

同时又可减少对北邻建筑的遮挡。为了进一步加强自然通风设计

师设计了一个随气候变化调节的双层立面, 它包括一个固定的外

层高压吸热的单层玻璃, 中间通气层和一个可开启的Low-E中空

玻璃窗。当办公室取暖时, 使用者能够关闭内层窗控制外面的冷空气，在冬天也可以获取一些太阳的热量。

夏季：计算机系统将打开内层“皮肤”窗户，可以获得穿堂风

窗户打开

冬季：在寒冷的天气，计算机系统将关闭内层“皮肤”上的窗户，通过中庭来进行自然通风

窗户关闭

法兰克福商业银行大厦在其三角形内庭里，多个离地高度不同的空中花园在其周围环绕，让楼内工作的人员无论走到哪里，距离大片绿色植物的间隔都不会超出几个层面。这种亲近自然的设计克服了以前写字楼的呆板和压抑，是一个充满阳光的绿色环境，而且形成建筑内部小气候。

绿化系统

3）总结

福斯特的生态设计表现在了银行开放空间的组织与设计能最大限度地通风与自然采光。良好的建筑形态并未使造型凌驾于空间之上，而是充分考虑到了实用性和舒适性，处理好了空间关系。法兰克福商业银行已成为“高技派“生态建筑和可持续性建筑的代表。它将绿色生态体系移植到了建筑内部，借助其自然景观价值成功软化了建筑的技术硬味，在视觉上与周围环境取得和谐，达到共生。同时协同机械调控系统．使建筑内部有良好的室内气候条件和较强的生物气候调节能力，创造出田园般的舒适环境这是值得我们不断学习的。

Ⅱ-Ⅰ赫尔佐格——双户住宅（Two-Family)

该住宅的所有居室都南向，这种设计有

助于避免在冬天建筑物内部的热量从暖

侧向冷侧转移的问题，另外，南立面上

排列的10cm厚的黑色混凝土板是种透光

保温材料，白天从日光暴晒中吸收热量，

晚上和夜间向室内的房间放出热量。

冬天，为了将室内加热所需的热量减到

最小，利用热交换器回收室内排出的废

气中的热量并用于加热补充进来的新鲜

空气，再由小型热泵供热补充经预热后

的新鲜空气与室内空气的温度差，夏天

爬满了植物的架子和悬挑的阳台给外墙

提供了阴影，从而避免房屋过热。

Ⅱ-Ⅱ赫尔佐格——汉诺威26号展厅（Hall 26) 具有代表性的断面形状，是功能性空间高度足以呼应大厅的巨大面积，同时能提供一

个自然通风的必要高度，从而保证了热量上升的构造效果得以充分发挥建筑的大面积区域允许自然光线的进入，同时避免日光的直射。明亮但不耀眼的光线是创造整个大厅空间的品质所在。为了给高大展览空间提供建筑的大面积区域允许自然光线的进入，同时避免日光的直射。明亮但不耀眼的光线是创造整个大厅空间的品质所在。为了给高大展览空间提供

采光示意图

质量的均匀照明，光线通过大面积北向天窗上的百叶，折射到展馆室内屋顶上巨大“反射板”而引入更远的公共区域，从而使光线均匀分布。

采光实例

自然通风是在满足建筑换气量的同时并不增减额外能耗而是建筑降温，从而提高室内舒适度。相对于现今大量使用的机械通风和制冷来说，自然通风具有方便、清洁的优点，但是也具有低效的缺陷。一方面最大限度地利用和组织自然通风，另一方面也把机械通风作为必要的补充，进而满足室内舒适度的要求。汉诺威26号展厅项目中，新风从距离底面4.7m高度吹进，冷空气缓慢下降后逐渐升温后再从高起的屋顶排出。气流缓慢下降后又上升的过程可以最大限度地回收室内上升空气的余热，还减少了对工作区使用者的影响，也使大空间内气流尽量均匀。

通风示意图