学习情境五不同地区和特殊条件下的住宅设计1教案FileWord文件下载.docx
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主要内容（重点难点）
教学设计与组织
【重点】
严寒和寒冷地区居住建筑规划布局中应考虑的事项。
炎热地区住宅的室内外环境特点炎热地区住宅的平面设计与建筑处理，建筑体型系数的概念及体型系数的控制途径。
【难点】
炎热地区住宅的平面设计与建筑处理。
【教学设计】
不同地区的住宅要求→气候区域划分及不同气候区域的气候特征→严寒和寒冷地区居住建筑的设计原则、节能型住宅→严寒和寒冷地区居住建筑规划布局→建筑体型系数的概念及体型系数的控制途径→炎热地区居住建筑的室外特点→影响炎热地区住宅室内环境的因素→炎热地区住宅的平面设计与建筑处理→改善炎热地区的住宅外部环境的途径
【教学组织】
组织教学→不同地区的住宅要求→引入新课→气候区域划分及不同气候区域的气候特征→严寒和寒冷地区居住建筑的设计原则、节能型住宅→严寒和寒冷地区居住建筑规划布局→建筑体型系数的概念及体型系数的控制途径→炎热地区住宅设计→新课讲授→炎热地区居住建筑的室外特点→影响炎热地区住宅室内环境的因素→炎热地区住宅的平面设计与建筑处理→改善炎热地区的住宅外部环境的途径→小结→布置作业
教学地点
教学仪器设备
教学楼303
背投
教学参考资料
练习与习题
住宅建筑设计规范
严寒和寒冷地区居住的建筑规划布局如何进行？
炎热地区居住的建筑规划布局如何进行？
建筑体型系数是什么？
如何控制？
课后分析及小结
教研室
检查
主任签名：
5.1严寒和寒冷地区的住宅设计
5.1.0我国严寒和寒冷地区住宅设计概况
一、我国气候区域划分
1.以极端气候表现特征划分气候区域，我国《民用建筑热工设计规范》（GB50176）规定:
累年最冷月平均温度包括地区
严寒地区（Ⅰ区）
t-10°
C
寒冷地区（Ⅱ区）
-10°
Ct0°
C
夏热冬冷地区（Ⅲ区）
0°
Ct10°
夏热冬暖地区（Ⅳ区）
t＞10°
温和地区
（Ⅴ区）
Ct13°
2.严寒地区（简称Ⅰ区）:
累年最冷月平均温度低于或等于-10°
C的地区称严寒地区。
3.寒冷地区（简称Ⅱ区）：
累年最冷月平均气温低于或等于0°
，高于-10
°
C的地区称寒冷地区。
4.包括地区：
我国有1/2的区域属于严寒和寒冷地区，包括黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、河北、河南、山西、山东、陕西、江苏北部、新疆、四川西部、甘肃、宁夏、青海、西藏等十几个省区，居住在该气候区的总人口约有2亿，其中城市人口约7000万。
5.气候特征
严寒地区的气候特征：
冬季漫长而寒冷，夏季短促而凉爽；
气温的年较差很大；
冰冻期长，冻土深，积雪厚；
雨量多集中在夏季；
太阳辐射量大，日照丰富；
冬季大风较多。
我国东北部属严寒区气候。
区内主要气候要素的代表性数据是：
一月平均气温-10°
C，七月平均气温16°
C-24°
C，七月平均相对湿度不小于50%，日平均气温稳定不高于5°
C的日数在145d以上，年降水量为200mm-800mm，年日照时数为2400-3000h。
寒冷地区的气候特征：
冬季较长，寒冷干燥；
夏季炎热湿润，江水相对集中；
春秋季短促，气温变化剧烈，且气温的年较差很大，春季少雨雪，多大风和风沙；
夏季多雷暴和冰雹，日照比较丰富。
我国华北、西北大部分属寒冷地区气候。
区内主要气候要素的代表数据是:
C-0°
C，七月平均气温18°
C-23°
C，日平均气温稳定不高于5°
C的日数在90-145d以上，日平均气温稳定不低于25°
C的日数小于80d，年平均相对湿度不小于50%-70%以上，年降水量为300mm-1000mm，年日照时数为2000-2800h。
二、严寒和寒冷地区居住建筑
1.设计原则：
保护生态环境，节约能源，按气候设计的理论和方法设计，关注居住环境和创造可持续发展的居住环境。
2.采暖：
我国严寒和寒冷地区城市住宅应按采暖居住建筑进行设计。
所谓采暖即是通过各种不同方式提供热能，使室内空间能满足人们的热舒适环境要求。
3.寒地居住建筑设计要求：
1）满足一般居住建筑设计原理
；
2）满足冬季保温设计、采暖设计；
3）满足住宅建筑节能设计的要求；
4）居住功能设计；
5）环境质量设计。
三、关于节能型住宅
所谓节能型住宅：
是指采用综合节能设计和应用综合节能措施，使新建住宅冬季采暖耗煤量指标比我国寒地1980~1981年所建住宅总体上降低50%，同时居住功能与环境质量满足不断增长的现代生活需要的住宅。
节能型住宅的设计应重点突出如下几个方面：
1.规划布局；
2.住宅节能设计；
3.集中式供暖对住宅设计的影晌；
4.住宅套型设计。
四、了解相关节能技术政策和规范及标准
1.《建筑节能技术政策》
建筑节能目标：
（2个阶段）
建筑耗能（耗热量指标、耗煤量指标）
建筑节能任务
2.
民用建筑节能设计（采暖居住建筑部分）
5.1.1规划布局
优化建筑微气候环境的几个方面：
住宅规划布局应从建设选址、建筑组合、建筑与道路布局走向、建筑方位朝向、建筑体型、建筑间距、冬季季风主导风向、太阳辐射和地形、地貌等方面优化建筑的微气候环境，为节能型住宅设计创造良好的基地环境。
（一）建筑不宜选址在山谷、洼地、沟底等凹地里
因冬季冷气流和河谷冷风环流在地形低处形成冷气流集聚现象，造成对建筑物的局部降温，使位于凹地的底下数层保持室温所耗能量增加。
（二）争取日照
（1）基地选择：
向阳避风（日照和太阳能利用）。
（2）选择最佳建筑朝向：
“坐北朝南”是我国北方民居建筑朝向的最佳选择。
太阳辐射多、日照时间多、日照面积多、紫外线量多。
（3）满足日照间距的要求：
北方日照间距大，南方日照间距小。
全国北方各城市确定的日照间距系数可参见《城市居住区规划设计规范》。
（4）利用住宅楼群的合理布局，争取日照。
a.错位布局：
在多排多列楼时，可利用山墙空隙争取日照。
b.点状和条状组合布置：
点状住宅布置在好朝向位置，条状住宅布在其后，利用空隙争取日照。
c.在严寒地区城市住宅布置时，可将南北向住宅与东西向住宅围合成封闭或半封闭的周边式。
这种布局可以扩大南北向住宅间距，减少日照遮挡，对节能、节约用地均有利。
d.全封闭周边式布局：
其开口的位置和方位以向阳、居中为好。
（三）避免季风干扰
冬季季风形成强烈的冷风气流，风速强、温度低，对建筑物造成强烈的冷空气侵袭，增加建筑物和场地外表面的热损失，设计中应避免不利风流。
我国北方城市冬季主要受来自西北方向的寒流影响，为此，采取多样、有效的途径避风是设计中的重要问题。
避风的有效途径：
（1）紧凑布局：
使建筑间距控制在l:
2范围之内，充分发挥“风影效应”，使后排建筑免受寒风侵袭。
（2）减少季风主导风向与建筑物长边的人射角度。
当入射角为0°
时，季风只在两栋建筑的山墙间产生“风槽”影响。
（3）避免局地疾风
冬季局部疾风会加大风速和风压、改变季风的风向，造成能耗损失加大。
a.
“风旋”：
低层与高层建筑组合成图5-7时产生“风旋”。
b.
“风槽”：
两栋建筑山墙相对形成“风槽”。
c.
“拐角气流”和“风洞”：
高层建筑前有低层建筑，且开有洞口，形成“拐角气流”和“风洞”。
d.
.
避免产生下冲气流，加大风压。
风速比：
建筑物周围在行人高度处的风速与在开敞地面上同一高度处自由风速之间的比值
。
（4）利用建筑合理形态：
选择适宜的住宅建筑形态，形成对季风的屏障。
形成优化的微气候的良好界面，避风节能。
建筑物长度越长，高度越高，深度越小其背风面产生的涡流区越大，流场越紊乱，对减小风速和风压有利。
（四）建立“气候防护单元”
在居住区和住宅小区规划设计中，结合建造地点，把若干栋住宅和防护设施按有利防卫当地冬季恶劣气候条件进行组合，使之成为“气候防护单元”，形成整体防护体系是较为合理的。
5.1.2住宅节能设计
从建筑物节能角度加强综合节能设计。
从如下几方面:
一、控制住宅的体型系数
建筑物体型系数：
是指建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值。
体型系数应尽可能地小。
《民用建筑节能设计标准》JGJ26--95中规定：
建筑物体型系数宜控制在0.30及0.30以下;
若体型系数大于0.30，则屋顶和外墙应加强保温。
控制（减少）建筑物体型系数的空间设计：
1.合理扩大栋深尺寸
2.利用住宅类型特征:
（小天井式、内楼梯式及内跃廊式）
3.平面空间组合应紧凑集中，尽量减少凹凸变化
4.合理提高住宅层数，加大体量：
（顶层复式住宅）
5.严寒地区采用东西向住宅
6.加大建筑物体量
7.减少体型系数
二、扩大南向得热面的面积
我国北方冬季不同方位的太阳辐射强度，
建筑物南向所获得的太阳辐射强度和辐射总量比其它方位都大很多。
南偏东西的角度越大，接受太阳的辐射越小。
正东、正西：
所受到最大的辐射强度只有南向的1/3左右，北偏东偏西：
北偏东60°
至偏西60
的范围内基本上接受不到太阳辐射。
三、窗户的节能设计
1.窗户节能设计的内容：
一般外门、窗耗热占建筑总耗热的1/3左右，所以应在保证日照、采光、通风、观景要求条件下，尽量缩小开窗洞口的面积;
提高窗户的气密性，减少冷风渗透;
提高窗户本身的保温性能，减少窗户本身传热量均是窗户节能设计的重要方面。
2.住宅窗口面积的确定：
住宅节能设计标准规定：
北向窗、墙面积比不应超过0.25；
东向和西向窗、墙面积比不应超过0.30；
南向窗、墙面积比不应超过0.35。
四、选用高效、合理、经济的节能围护体系
采用各类新型墙体材料、新型楼地面、屋顶保温材料及节能门窗形成多样化的高效、节能、经济的新型围护体系，可以减少传热系数，提高保温性能，实现节能的要求。
墙体按保温层所在的位置及保温材料分为内保温复合外墙、复合外墙、保温材料夹芯复合外墙、外保温复合外墙、加气混凝土外墙、单一材料外墙、空心砖外墙、空心砌块外墙等，可以从围护体系、屋面节能、高效保温材料保温屋面、结构与保温合一的复合节能屋面板、新型楼地面、节能门窗等方面的设计达到节能的目的。
五、加强冷桥节点部位的保温构造设计
冷桥节点部位处在窗口与墙身、窗户与窗台板、墙身与屋顶、墙身与地面、墙身与阳台等相连接的部位，特别是嵌入外墙内的混凝土构件，如梁头、过梁、挑板等冷桥部位，均是失热最多的部位。
所以能否处理好冷桥节点部位的保温构造设计是新型围护体系节能技术的成败关键。
六、加强住宅楼公共空间的防寒设计
1.采暖住宅公共楼梯间和公共走廊应设门、窗
2.楼梯间隔墙和户门应采用保温措施;
3.在室外温度低于-6°
C的地区，楼梯间应采暖和设防风门斗。
防风门斗有的利用北梯南人口的走廊或进厅，有的利用北梯北人口处单独设置门斗，如图5-22（a）、（b）。
5.1.3集中式供暖对住宅设计的影响
城镇住宅采暖方
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