西藏严寒地区建筑设计思考
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可循环建材较少,在进行绿建评估时连一星级都难以达到。 但不可否认,经过建筑师精心推敲设计后可以实现建筑的节能减碳目标,这就造成 真正低碳的绿色建筑反而不入流,无法起到地域示范作用,阻碍了绿建的推广。
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基于LCA的设计重点梳理—建筑生命周期评估
绿色建筑评估≠生命周期评估
减少对自然 环境的影响 · SimaPro [能源和大气环境] · ATHENATM • EEWH · BEES VS ·BCF [日常节能指标&水资源指标] · AIJ-LCA • 绿建标准 · …… [节能与能源利用]
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化石燃料消耗 矿物质消耗 生物资源消耗 水资源利用 室內空气品质 废弃物 噪音
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环境影响种类
TRACI 2.1 美國 √ √ √ √ √ √
BEES
Impact 2002+ √ √ √ √ √ √ √
GWP特征化系数 (kgCO2-Eq) 二氧化碳(生物造成) 0 二氧化碳(化石燃料造成) 1.00 一氧化碳(生物造成) 0 一氧化碳(化石燃料造成) 1.57 甲烷(生物造成) 23 甲烷(化石燃料造成) 23 GWP评估类别
意义和 作用
补充说明
属性
可选项
·人体健康 ·生态系统稳定 ·气候变化 ·资源利用
被动式太阳能
[总图布局与形体]
[路径] 室内交通路径结合地形,位于建 筑内之北侧。场地内规划两条室 外交通,一支为 步行,一支为机 动车。
[地势] 结合对场地条件的反应,功能布局 依照山势层层跌落布置。
[景观] 建筑两侧分布,结合场地保留的 冲沟水体以及诵经石,形成核心 景观
[日照] 建筑南北布置,核心使用空间获 得更多热能。
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北侧走廊室内全年逐时温度
1 158 315 472 629 786 943 1100 1257 1414 1571 1728 1885 2042 2199 2356 2513 2670 2827 2984 3141 3298 3455 3612 3769 3926 4083 4240 4397 4554 4711 4868 5025 5182 5339 5496 5653 5810 5967 6124 6281 6438 6595 6752 6909 7066 7223 7380 7537 7694 7851 8008 8165 8322 8479 8636
• LEED
绿色 建筑
创造更健 康舒适的 人居环境 与自然界 和谐共生
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基于LCA的设计重点梳理—建筑生命周期评估流程
1
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4
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基于LCA的设计重点梳理—生命周期环境影响评估
要素 特征化 确定特征 化因子, 描述各物 质对相关 环境影响 的贡献率 控制项 危害評估 整合同种 类影响因 子,并用 于最终影 响评估 可选项 设定标准 統一各类 影响指标 单位以便 于比较 可选项 权重分配 分配权重 系数,计 算影响或 危害指标 总分数 可选项 补充說明 • TRACI特征化因子
保温棉窗帘 入射 阳光 卵石 相变材料
白天 内侧中空窗开启 ,透过外层单玻 纳入阳光;内侧填充墙体外侧刷深色 涂料以增强蓄热能力,底部铺设卵石 蓄热使双层集热墙空腔内温度升高 夜间保温棉窗帘及 内侧中空窗关闭 , 实现双保温,以延缓房间内部热空气 逸散,同时地砖下及吊顶内侧的相变 材料缓慢放热,使房间温度不至过低
关于西藏严寒地区民用建筑性能化设计的几点思考
绿建中心 刘依明
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个人简历:
·浙江大学建筑学学士 ·台湾国立成功大学建筑学硕士 ·台湾国立成功大学建筑技术科学硕士 ·LEED AP(BD+C) & WELL AP ·中国绿色建筑与节能青年委员会委员 ·四川省建设科技协会青年委员会委员
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课程简介
西藏严寒地区民用建筑性能化设计导向
公共建筑(包括待定项)
1.节约资源 2.保护环境 3.降低能耗 4.室内环境控制与优化
设计标识 最低总得分要求 预判得分 实际得分 权重 预判总分 实际总分 节地与室外环境 33.0 0.16 节能与能源利用 60.5 0.28 节水与水资源利用 52.1 0.18 一星级:50分 节材与材料资源利用 44.6 0.19 45.86 0.0 室内环境质量 30.5 0.19 二星级:60分 施工管理 - - - 三星级:80分 运行管理 - - - 提高与创新 0.0 - 预评估结果 指标
2.经济条件
• (1)建设费约是成都地区的2倍(人力+运输) • (2)材料资源匮乏 • (3)地区经济条件较差
3.绿建标准推行困难
• (1)措施导向增加绿建设计难度
• (2)增量成本制约
4/25
西藏地区绿建设计难点
我国西藏地区的建筑,因地处严寒区域很多设备难以使用,为保证室内温度,必然
耗费大量材料增厚墙体和保温,加之经济条件和自然资源条件限制,使得运费昂贵、
3.建筑室内环境控制与优化(健康)
(1)室内逐时温度 (2)建筑采光设计 (3)新风设计
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建筑性能化设计实践—聂拉木县聂拉木镇充堆村村民活动中心
13/25
建筑性能化设计实践
[能源选择]
1风能——不稳定、性价比不高、在聂拉木地区被禁止使用(候鸟飞行通道) 2.地热——性价比不高、适用于夏热冬冷地区,聂拉木地区不适宜 3.光伏太阳能——维护费用高、投资高
·南向主要功能房间均 采用双层集热墙有效 利用阳光辐射得热
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主要功能房间室内全年逐时温度
1 158 315 472 629 786 943 1100 1257 1414 1571 1728 1885 2042 2199 2356 2513 2670 2827 2984 3141 3298 3455 3612 3769 3926 4083 4240 4397 4554 4711 4868 5025 5182 5339 5496 5653 5810 5967 6124 6281 6438 6595 6752 6909 7066 7223 7380 7537 7694 7851 8008 8165 8322 8479 8636
环境影响力
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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环境影响种类
TRACI 2.1 美國 √ √ √ √ √ √
BEES
Impact 2002+ √ √ √ √ √ √ √
基于LCA的设计重点梳理 —评估内容对比
• 评估一致性:在全球暖化、臭氧 层破坏、大气污染、人体健康、 生态毒素等11个方面——建筑生 命周期评估最重要的评估项目 • 评估相似性:美国80%、欧洲93%
• • • • 1.西藏地区绿建设计难点 2.基于LCA的设计重点梳理 3.核心目标 4.性能化设计实践
• 时长
• 课程共计1节,共计1课时(12分钟)
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西藏地区绿建设计难点
• 1.气候条件
• (1)高原气候——空气稀薄、气压低、氧气少。 • (2)气温年较差小、日较差大 • (3)地域差异显著
[太阳能热风-新风加热]
人员活动密集,为保证室内空气质 量并满足采暖要求,采用太阳能热 风系统,通过北侧阳光房的集热板 加热新风并送至多功能厅,提高室 内空气品质
室外冷空气入口
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技术图纸
·形体规则,增加南向采光得热面积
·北侧为辅助空间,如楼梯间、走廊等,南 侧为主要功能房间。
·走廊上方采用天窗采光, 夜晚加盖保温棉帘
对于西藏严寒地区的建筑,不应片面地以绿色建筑评价标准 作为衡量建筑品质与性能的唯一标准。应以建筑实际的节 能减碳量作为建筑性能化设计的目标。
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谢谢大家
25/25
14:00
16:00
17:00
16/25
建筑性能化设计实践
[区域风环境设计]
通过对于场地风环境的分析,进行合理的总图布局,避免强 风区及涡流区域对于建筑活动场地的干扰,并减小建筑迎风 面面积。
17/25
建筑性能化设计实践
[空间分级]
[建筑策略]
[空间细分]
多功能厅
[绿色技术]
[主动式+ 被动式] · 双层集热墙 · 空气内循环 ·带热回收+新风 ·太阳能热风 包裹
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建筑生命周期评估 ENERGY & GWP 碳足跡
√
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核心目标—以切实的节能效果为导向,打造低碳健康的高品质建筑
1.资源保护与有效利用(节约资源)
(1)保护植被与水资源 (2)减少土地挖方
2.降低建筑负荷与能耗(节能)
(1)区域环境模拟+建筑负荷模拟相结合——总图布局+空间形体设计 (2)南向集热面有效利用——建筑形体与立面设计 (3)建筑气密性设计——门窗幕墙设计
外侧单玻 内侧平开中空保温窗 重质 墙体
[日间使用——蓄热]
[夜间使用——保温]
集热墙详细分解图
19/25
建筑性能化设计实践
[太阳能热风-室内循环]
大型空间因净高较大,采用太阳能 热风装置,将北侧阳光房的辐射热 量通过风机送至多功能厅后端,实 现房间内温度均衡及空气循环 室外冷空气 室内冷空气 玻璃 保温层 集热板 太阳辐射 热空气出口
14/25
建筑性能化设计实践
[优化迭代]
方案一
方案二
方案三
广场
广场
广场
办公 活动 宿舍 附属空间
办公区南向面较少, 广场较为封闭
办公区南向面增加,宿舍 退后留出室外活动平台
多功能厅朝南,办公区与 活动区位于同一水平面
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冬至日全天各时段阴影
建筑性能化设计实践
[采光设计]
夏至日日出时间:05:25;日落时间:19:11 冬至日日出时间:07:08;日落时间:17:21
LIME 2 日本 √ √ √ √ √ √ √
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輻射
疾病 生态 毒素
√ 癌症疾病
非癌症疾病 生态毒素(人) 生态毒素(水) 生态毒素(陸)
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化石燃料消耗 矿物质消耗 生物资源消耗 水资源利用 室內空气品质 废弃物 噪音
南侧大窗 顶部阳光房 北侧小窗
活动室
·南侧布置 ·立面开大窗
核心空间
办公室与 宿舍
·北侧布置 ·立面减小开窗
非核心空间
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走道 楼梯 储藏
[被动式]
围护
·顶部设阳光房
建筑性能化设计实践
[双层集热墙]
集热墙由窗,空气夹层和墙体三部分组成,利用阳光照射到外 面有玻璃罩的深色蓄热墙体上,加热透明玻璃和厚墙外表面之 间的夹层空气,通过热压作用使空气流入室内,向室内供热
基于LCA的设计重点梳理 —评估内容对比
• 评估一致性:在全球暖化、臭氧 层破坏、大气污染、人体健康、 生态毒素等11个方面——建筑生 命周期评估最重要的评估项目 • 评估相似性:美国80%、欧洲93%
适用地點 臭氧层破坏 全球暖化 酸化 富营养化 光化學烟雾 土地利用 大气污染
Ecoindicator 99 歐洲 √ √ √ √ √ √
适用地點 臭氧层破坏 全球暖化 酸化 富营养化 光化學烟雾 土地利用 大气污染
Ecoindicator 99 歐洲 √ √ √ √ √ √
LIME 2 日本 √ √ √ √ √ √ √
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輻射 疾病
生态 毒素
√ 癌症疾病
非癌症疾病 生态毒素(人) 生态毒素(水) 生态毒素(陸)
月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 合计 日照时数(h) 182.9 186.7 191.7 209.5 277.8 246.7 215.4 184.3 218.3 220.3 218.2 215.2 2567.0
夏至日全天阴影范围
7:30
10:00
12:00
冬至日全天阴影范围
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基于LCA的设计重点梳理—建筑生命周期评估
绿色建筑评估≠生命周期评估
减少对自然 环境的影响 · SimaPro [能源和大气环境] · ATHENATM • EEWH · BEES VS ·BCF [日常节能指标&水资源指标] · AIJ-LCA • 绿建标准 · …… [节能与能源利用]
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化石燃料消耗 矿物质消耗 生物资源消耗 水资源利用 室內空气品质 废弃物 噪音
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环境影响种类
TRACI 2.1 美國 √ √ √ √ √ √
BEES
Impact 2002+ √ √ √ √ √ √ √
GWP特征化系数 (kgCO2-Eq) 二氧化碳(生物造成) 0 二氧化碳(化石燃料造成) 1.00 一氧化碳(生物造成) 0 一氧化碳(化石燃料造成) 1.57 甲烷(生物造成) 23 甲烷(化石燃料造成) 23 GWP评估类别
意义和 作用
补充说明
属性
可选项
·人体健康 ·生态系统稳定 ·气候变化 ·资源利用
被动式太阳能
[总图布局与形体]
[路径] 室内交通路径结合地形,位于建 筑内之北侧。场地内规划两条室 外交通,一支为 步行,一支为机 动车。
[地势] 结合对场地条件的反应,功能布局 依照山势层层跌落布置。
[景观] 建筑两侧分布,结合场地保留的 冲沟水体以及诵经石,形成核心 景观
[日照] 建筑南北布置,核心使用空间获 得更多热能。
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北侧走廊室内全年逐时温度
1 158 315 472 629 786 943 1100 1257 1414 1571 1728 1885 2042 2199 2356 2513 2670 2827 2984 3141 3298 3455 3612 3769 3926 4083 4240 4397 4554 4711 4868 5025 5182 5339 5496 5653 5810 5967 6124 6281 6438 6595 6752 6909 7066 7223 7380 7537 7694 7851 8008 8165 8322 8479 8636
• LEED
绿色 建筑
创造更健 康舒适的 人居环境 与自然界 和谐共生
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基于LCA的设计重点梳理—建筑生命周期评估流程
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基于LCA的设计重点梳理—生命周期环境影响评估
要素 特征化 确定特征 化因子, 描述各物 质对相关 环境影响 的贡献率 控制项 危害評估 整合同种 类影响因 子,并用 于最终影 响评估 可选项 设定标准 統一各类 影响指标 单位以便 于比较 可选项 权重分配 分配权重 系数,计 算影响或 危害指标 总分数 可选项 补充說明 • TRACI特征化因子
保温棉窗帘 入射 阳光 卵石 相变材料
白天 内侧中空窗开启 ,透过外层单玻 纳入阳光;内侧填充墙体外侧刷深色 涂料以增强蓄热能力,底部铺设卵石 蓄热使双层集热墙空腔内温度升高 夜间保温棉窗帘及 内侧中空窗关闭 , 实现双保温,以延缓房间内部热空气 逸散,同时地砖下及吊顶内侧的相变 材料缓慢放热,使房间温度不至过低
关于西藏严寒地区民用建筑性能化设计的几点思考
绿建中心 刘依明
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个人简历:
·浙江大学建筑学学士 ·台湾国立成功大学建筑学硕士 ·台湾国立成功大学建筑技术科学硕士 ·LEED AP(BD+C) & WELL AP ·中国绿色建筑与节能青年委员会委员 ·四川省建设科技协会青年委员会委员
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课程简介
西藏严寒地区民用建筑性能化设计导向
公共建筑(包括待定项)
1.节约资源 2.保护环境 3.降低能耗 4.室内环境控制与优化
设计标识 最低总得分要求 预判得分 实际得分 权重 预判总分 实际总分 节地与室外环境 33.0 0.16 节能与能源利用 60.5 0.28 节水与水资源利用 52.1 0.18 一星级:50分 节材与材料资源利用 44.6 0.19 45.86 0.0 室内环境质量 30.5 0.19 二星级:60分 施工管理 - - - 三星级:80分 运行管理 - - - 提高与创新 0.0 - 预评估结果 指标
2.经济条件
• (1)建设费约是成都地区的2倍(人力+运输) • (2)材料资源匮乏 • (3)地区经济条件较差
3.绿建标准推行困难
• (1)措施导向增加绿建设计难度
• (2)增量成本制约
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西藏地区绿建设计难点
我国西藏地区的建筑,因地处严寒区域很多设备难以使用,为保证室内温度,必然
耗费大量材料增厚墙体和保温,加之经济条件和自然资源条件限制,使得运费昂贵、
3.建筑室内环境控制与优化(健康)
(1)室内逐时温度 (2)建筑采光设计 (3)新风设计
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建筑性能化设计实践—聂拉木县聂拉木镇充堆村村民活动中心
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建筑性能化设计实践
[能源选择]
1风能——不稳定、性价比不高、在聂拉木地区被禁止使用(候鸟飞行通道) 2.地热——性价比不高、适用于夏热冬冷地区,聂拉木地区不适宜 3.光伏太阳能——维护费用高、投资高
·南向主要功能房间均 采用双层集热墙有效 利用阳光辐射得热
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主要功能房间室内全年逐时温度
1 158 315 472 629 786 943 1100 1257 1414 1571 1728 1885 2042 2199 2356 2513 2670 2827 2984 3141 3298 3455 3612 3769 3926 4083 4240 4397 4554 4711 4868 5025 5182 5339 5496 5653 5810 5967 6124 6281 6438 6595 6752 6909 7066 7223 7380 7537 7694 7851 8008 8165 8322 8479 8636
环境影响力
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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环境影响种类
TRACI 2.1 美國 √ √ √ √ √ √
BEES
Impact 2002+ √ √ √ √ √ √ √
基于LCA的设计重点梳理 —评估内容对比
• 评估一致性:在全球暖化、臭氧 层破坏、大气污染、人体健康、 生态毒素等11个方面——建筑生 命周期评估最重要的评估项目 • 评估相似性:美国80%、欧洲93%
• • • • 1.西藏地区绿建设计难点 2.基于LCA的设计重点梳理 3.核心目标 4.性能化设计实践
• 时长
• 课程共计1节,共计1课时(12分钟)
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西藏地区绿建设计难点
• 1.气候条件
• (1)高原气候——空气稀薄、气压低、氧气少。 • (2)气温年较差小、日较差大 • (3)地域差异显著
[太阳能热风-新风加热]
人员活动密集,为保证室内空气质 量并满足采暖要求,采用太阳能热 风系统,通过北侧阳光房的集热板 加热新风并送至多功能厅,提高室 内空气品质
室外冷空气入口
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技术图纸
·形体规则,增加南向采光得热面积
·北侧为辅助空间,如楼梯间、走廊等,南 侧为主要功能房间。
·走廊上方采用天窗采光, 夜晚加盖保温棉帘
对于西藏严寒地区的建筑,不应片面地以绿色建筑评价标准 作为衡量建筑品质与性能的唯一标准。应以建筑实际的节 能减碳量作为建筑性能化设计的目标。
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谢谢大家
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建筑性能化设计实践
[区域风环境设计]
通过对于场地风环境的分析,进行合理的总图布局,避免强 风区及涡流区域对于建筑活动场地的干扰,并减小建筑迎风 面面积。
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建筑性能化设计实践
[空间分级]
[建筑策略]
[空间细分]
多功能厅
[绿色技术]
[主动式+ 被动式] · 双层集热墙 · 空气内循环 ·带热回收+新风 ·太阳能热风 包裹
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建筑生命周期评估 ENERGY & GWP 碳足跡
√
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核心目标—以切实的节能效果为导向,打造低碳健康的高品质建筑
1.资源保护与有效利用(节约资源)
(1)保护植被与水资源 (2)减少土地挖方
2.降低建筑负荷与能耗(节能)
(1)区域环境模拟+建筑负荷模拟相结合——总图布局+空间形体设计 (2)南向集热面有效利用——建筑形体与立面设计 (3)建筑气密性设计——门窗幕墙设计
外侧单玻 内侧平开中空保温窗 重质 墙体
[日间使用——蓄热]
[夜间使用——保温]
集热墙详细分解图
19/25
建筑性能化设计实践
[太阳能热风-室内循环]
大型空间因净高较大,采用太阳能 热风装置,将北侧阳光房的辐射热 量通过风机送至多功能厅后端,实 现房间内温度均衡及空气循环 室外冷空气 室内冷空气 玻璃 保温层 集热板 太阳辐射 热空气出口
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建筑性能化设计实践
[优化迭代]
方案一
方案二
方案三
广场
广场
广场
办公 活动 宿舍 附属空间
办公区南向面较少, 广场较为封闭
办公区南向面增加,宿舍 退后留出室外活动平台
多功能厅朝南,办公区与 活动区位于同一水平面
15/25
冬至日全天各时段阴影
建筑性能化设计实践
[采光设计]
夏至日日出时间:05:25;日落时间:19:11 冬至日日出时间:07:08;日落时间:17:21
LIME 2 日本 √ √ √ √ √ √ √
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輻射
疾病 生态 毒素
√ 癌症疾病
非癌症疾病 生态毒素(人) 生态毒素(水) 生态毒素(陸)
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化石燃料消耗 矿物质消耗 生物资源消耗 水资源利用 室內空气品质 废弃物 噪音
南侧大窗 顶部阳光房 北侧小窗
活动室
·南侧布置 ·立面开大窗
核心空间
办公室与 宿舍
·北侧布置 ·立面减小开窗
非核心空间
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走道 楼梯 储藏
[被动式]
围护
·顶部设阳光房
建筑性能化设计实践
[双层集热墙]
集热墙由窗,空气夹层和墙体三部分组成,利用阳光照射到外 面有玻璃罩的深色蓄热墙体上,加热透明玻璃和厚墙外表面之 间的夹层空气,通过热压作用使空气流入室内,向室内供热
基于LCA的设计重点梳理 —评估内容对比
• 评估一致性:在全球暖化、臭氧 层破坏、大气污染、人体健康、 生态毒素等11个方面——建筑生 命周期评估最重要的评估项目 • 评估相似性:美国80%、欧洲93%
适用地點 臭氧层破坏 全球暖化 酸化 富营养化 光化學烟雾 土地利用 大气污染
Ecoindicator 99 歐洲 √ √ √ √ √ √
适用地點 臭氧层破坏 全球暖化 酸化 富营养化 光化學烟雾 土地利用 大气污染
Ecoindicator 99 歐洲 √ √ √ √ √ √
LIME 2 日本 √ √ √ √ √ √ √
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輻射 疾病
生态 毒素
√ 癌症疾病
非癌症疾病 生态毒素(人) 生态毒素(水) 生态毒素(陸)
月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 合计 日照时数(h) 182.9 186.7 191.7 209.5 277.8 246.7 215.4 184.3 218.3 220.3 218.2 215.2 2567.0
夏至日全天阴影范围
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冬至日全天阴影范围