1、1能效建筑规划设计方法【摘要】笔者提出了一种新的设计规划能效建筑的办法；这个办法能够单独的设计某个建筑，而且还可以综合的规划设计能效建筑群，希望对广大的建筑师在规划设计能效建筑时提供一些帮助。 【关键词】能效；规划设计；计算机；图像 【 abstract 】 the author proposed a new design plan of energy efficiency in buildings; This way to be able to design a separate building, and can be integrated planning and design of e
2、nergy efficiency in buildings, hope for the architect in the planning and design of energy efficiency buildings to provide some help. 【key words】 energy efficiency; Planning and design; The computer; The image 中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号： 一、前言 在建筑设计当中，必备光环境和热湿环境，所以在建筑当中，要保持室内的照明，还有室内的温度，必要的时候还配备一些相应的电器，
3、因此建筑能耗在总能耗当中有很大的比例，为了保持建筑的持续性发展，就必须注重能效建筑的规划和设计。在这里，笔者要提出的是，英国剑桥大学建筑系马丁建筑和城市研究中心开发的一种为建筑师规划设计所2提供的照明及热能计算方法（LT 方法，Lighting and Thermal） ，此设计方法在该国规划设计能效建筑中，具有非常好的适合性，所以该国的设计师都在普遍的使用该方法。 二、能效建筑规划设计的概念和现状 该设计方法，是以本地的气候条件为依托，使用一些相关的设计技术和手段，对本土资源进行利用，尽量不依靠有机能源的，使得建筑房屋内的环境达到舒服和适宜的要求。现在有很多国内的设计师，在进行建筑设计的时候
4、，只是在追求其设计作品的外形和适用性，把建筑的能效性给抛开了，由于很多建筑设计师对建筑的能效性不能认可，并且也没有真正使用过，所以就造成了能效建筑设计在现实当中很难被利用和实施。 三、规划设计能效建筑的原则和依据 1、被动式建筑的概念和原理 以建筑设计的手段，吸收太阳辐射热，该建筑就拥有了温度，把围护结构和通风渗透中的热量消耗尽量的减少；炎炎夏日之时，尽力的太阳辐射、屋内成员、发热的设备等造成的热量给减少，这就是被动式建筑的概念。因此，就可以用被动区和非被动区来划分整个建筑。被动区，会直接受到房屋外边的气候条件的影响，还有旁边建筑的环境也是一个直接的影响因素，比如阳光的照射，空气流通情况，旁边
5、建筑的遮挡等等，建筑层比被动区的高，并且最少高 2 倍之多。与被动区相反的建筑，可以称之为非被动区，通常情况下，可以概述为屋外的气候对其没有产生影响，其影响因素只有散热设备和屋内成员，此建筑区域在白天也要3开灯。LT 办法就以上述原则为依据，有针对性的建立能量方程，对正常屋内的光、热和湿度环境需要消耗的能量进行计算。 跟现在风潮使用的建筑热模拟工具相比较，LT 办法使得数学模型变为简单化，研究建筑设计中存在的重要矛盾，可以通过对比，选出便捷，适合的方案来。但是，成功设计出建筑之后，就需要进行工程设计，这样的话，就要深入的分析建筑的热过程，并且要选择设备，此方法的一些功能就不能够显露出来了。 2
6、、在建筑设计中的一些参数 在建筑设计中，其参数有以下这些： （一）建筑中的地点参数：为了要掌握气象的数据，所以就需要输入建筑的地点。每个小时产生的气温，太阳照射的辐射值，这些就会集成到软件里，在地点确认的情况下，这些有关气象的数据就会自动的在程序中显示； （二）建筑的尺寸参数：在输入的图象的时候就可以直接输入此参数； （三）建筑的方位：在输入图象的时候，就可以确认方位； （四）建筑结构的类型：有重型、中型和轻型三种参数； （五）建筑的职能划分：按建筑的职能来划分的话，可以分为学校、办公室和住宅等，如果确定了建筑的职能，那么就确定了作息时间，这也是影响建筑能耗众多因素当中的一个。 （六）在设备参
7、数中有供热效率、制冷效率、屋里的散热、冬天换气的次数和夏季通风办法这几种。 4（七）在录入设计数据的时候可以按照房屋的使用功能来输入。 此方法的使用，把使用软件的过程变得更加简便和便捷，设计师把主要的设计参数进行变化，对产生变化之后的建筑能耗进行分析，通过电脑来比对不同的设计参数，因此而得出在建筑设计方案中的全年能耗，通过对比不同的设计方案，就可以获得最优化的设计方案来。 3、案例的应用 在这里，笔者特意列举案例来说明。以某地区的办公楼为例进行计算，其计算设计参数如下表一所示： （一）窗墙比的定义和比较 在案例里的能耗，指的是原能，是在生产和输送当中能源的损失。LT 软件以录入的建筑资料为依据
8、，进行计算生成不同方位的被动区窗墙比和能耗的关系曲线，如下图所示： 南北朝向建筑围护结构保温性能和能耗的关系如下图所示： 通风对热舒适的影响如下图所示： 5通过案例数据，黑色虚线代表的是照明需要消耗的能量，随着窗墙比的增加而减小，如果窗墙比的面积比百分之 35 小的话，那么对自然采光是非常好的，就可以不用增加照明用电的能耗，反之，如果但窗墙比比百分之 40 还大的话，自然采光对照明用电能耗就没有效果了。通过以上图表和数据，笔者得出，最佳的南向窗墙比大概在百分之 30 附近，东西向在百分之 25 到百分之 30 之间，北向大概在百分之 30 到百分之 40附近。 （二）建筑当中的保温性能应用 围
9、护结构的保温性能，可以通过围护结构的传热系数，也就是 U 值所表现出来。我们可以把 U 值变化，来对各能量分配中的变化进行比对。因此笔者分别把英国标准 0、45 的 U 值，中国新标准的 0、82U 值，和中国原规定的 1、7 U 值实行比对和计算。因此得出，对在建筑能耗的影响中，围护结构传热系数的影响是非常大的，把围护结构保温性能增强了，就能够把会建筑的总能耗减少。 （三）自然通风的方法 通过自然通风和夜晚通风，可以把屋内的热量排除，能够有效的把屋内的温度给降低，对屋内的舒适度的提高是十分有作用的。如果想要确定设计的建筑方案需不需采用自然通风来进行降温，也可以进行比对方案，因此来进行选择。
10、（四）在能耗的之间都有相对的平衡点存在，所以要整体的考虑很多因素，想要达到目的，就要参考不同的案例和不同的方案并且从能效角度来比对方案。 6四、能效建筑区的布局和设置 建筑能耗的影响因素有很多方面，其中就包括单独建筑本身的参数的影响，还有旁边建筑和环境的影响等，所以我们在进行规划设计能效建筑的时候不仅要考虑单独建筑还要综合考虑整体的建筑，所以，城市合理的布局和整体的规划，在建筑节能中是十分重要的。 1、计算方法 剑桥大学马丁建筑研究中心把 LT 方法进行结合，把城市的整体和片区进行了建筑能耗设计规划，研发了 LTurban 程序，此程序考虑到城市建筑群的整体布局，采用 Matlab 图像处理技
11、术，得到了 LT 能量计算所需要的诸多参数，并且把 LT 计算的结果体现到了建筑规划图当中。在Matlab 上运行此模型，就可以得出能量计算时需要的所有参数，并且把能对应参数的城市建筑规划能量图给计算出来，这对建筑师来说，这是一个规划设计能效建筑有效的依据。 2、案例的应用 笔者以马丁建筑研究中心受欧盟资助的项目“温室气体零排放城市发展能量、建筑、人及微气候”为例，对能效建筑规划设计方法在城市规划设计中的应用进行说明。 （一）城市数字高度模型图的形成 做好建筑区域规划图之后，使用 CAD 软件进行赋色处理，然后用 JPG的样式输送出来之后，Matlab 程序就会自动把图形进行转化，然后形成能够
12、分辨建筑高度的平面图，也就是城市数字高度模型图。这个高度模型图为计算提供了基本的参数。 7（二）城市建筑参数图的形成 在城市数字高度模型图中输入 Matlab 程序，电脑就会按要求自动生成各种建筑参数图。 （三）城市建筑全年能耗图的形成 在 Matlab 程序下对所需的建筑参数进行确认，电脑就会自动生成了该地区的全年能耗图。 五、结束语 笔者对能效建筑规划设计方法LT 方法进行阐述，并通过一些案例进行说明，因此该方法输入的建筑基本参数比较少，所以建筑师在进行选择比对影响建筑能耗的建筑参数的时候，就显得比较的便捷，节约了不少的时间。LTUrban 程序是 LT 方法和 Matlab 图像处理技术融合起来，然后研发的一种方法，此方法的出现，使得建筑师在规划设计能效建筑的时候拥有了一个更强有力的工具。 参考文献： 1邬圣鑫;改革规划体制N;北京日报;2000 年 2张旭巍;长江航道勘测处转企建制N;中国测绘报;2000 年 3李道佳;住宅产业发展存在四大制约因素N;财经时报;2000 年 4中关村西区建设规划N;财经时报;2000 年 5禾子;住宅典范 天津华苑居住区碧华里小区N;中国贸易报;2000 年 6通讯员祝瑞祥 记者 朱涛;实施南水北调工程势在必行N;中国水利报;2000 年 8
