Ecotect在BIPV方案设计中的应用

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光伏建筑一体化(BIPV)在绿色建筑中的运用

光伏建筑一体化(BIPV)在绿色建筑中的运用摘要：光伏建筑一体化（BIPV）是一种在建筑物的外立面、屋顶和其他结构中集成太阳能电池板的技术。

本文通过对BIPV在绿色建筑中的运用进行探讨，分析了BIPV技术的优势和应用前景，BIPV技术不仅可以为建筑提供可再生能源，还能改善建筑的能源效率、减少碳排放，并为建筑赋予更多功能。

绿色建筑与BIPV的结合，既满足了可持续发展的要求，又为建筑行业带来了新的发展机遇。

关键词：光伏建筑一体化；绿色建筑；运用绿色建筑作为可持续建筑的重要组成部分，致力于减少对环境的负面影响，提高能源效率，并为人们提供健康舒适的生活环境。

在追求可持续发展和环境保护的背景下，绿色建筑作为一种可行的解决方案受到了广泛关注，而光伏建筑一体化（BIPV）作为绿色建筑领域的一项创新技术，将太阳能发电与建筑一体化，为建筑提供可再生的清洁能源，BIPV不仅满足了建筑的能源需求，还在外观设计上具备一定的灵活性，能够与建筑的整体风格相协调。

一、光伏发电系统（一）分类根据应用方式和组件特点，光伏发电系统可以分为以下几类：1、独立式光伏发电系统：也称为离网系统，主要用于偏远地区或无法接入电网的地方，通过光伏电池板将太阳能转化为电能，并将电能储存在电池中，供电时直接使用储存的电能。

2、并网式光伏发电系统：也称为接网系统，将光伏发电系统与电网相连，实现光伏发电与传统电网的互联互通，将多余的电能注入电网，同时从电网获取电能以满足需要。

3、混合式光伏发电系统：结合了独立式和并网式系统的特点，既可以自给自足地供电，也可以与电网相连并进行电能交换。

（二）BIPV对光伏电池要求BIPV需要光伏电池板具备与建筑外观一致的颜色，以融入建筑物的整体设计，因此，光伏电池板通常采用不同颜色的材料或表面处理技术，使其与建筑外墙或屋顶的材料相匹配。

同时，BIPV的设计追求光线的透过和利用，光伏电池板需要具备一定的透光性能，以保证室内的自然采光，并提供舒适的室内环境。

生态建筑论文,Ecotect的概述与应用

生态建筑论文，Ecotect的概述与应用Ecotect的概述与应用?摘要：Ecotect作为一个全面的技术性能分析辅助设计软件，用其外延丰富的各类算法，将建筑能耗，建筑环境等极为专业的运算结果，形象呈现于设计者的面前。

并且，在实际项目中，给出了建筑设计的依据以及指导。

大幅度提高建筑设计的舒适度，合理性。

关键词：Ecotect；生态建筑；绿色节能；1 Ecotect概述Ecotect是一个全面的技术性能分析辅助设计软件，提供了一种交互式的分析方法，只要输入一个简单的模型，就可以提供数字化的可视分析图，随着设计的深入，分析也越来越详细。

ECOTECT可提供许多即时性分析，比如改变地面材质，就可以比较房间里声音的反射、混响时间、室内照度和内部温度等的变化；加一扇窗户,立刻就可以看到它所引起的室内热效应、室内光环境等的变化，甚至可以分析整栋建筑的投资。

它的操作界面友好，与建筑师常用的辅助设计软件SketchUp、Archicad、3DMAX、AutoCAD有很好的兼容性，3DS、DXF格式的文件可以直接导入，而且软件自带了功能强大的建模工具,可以快速建立起直观、可视的三维模型。

然后只需根据建筑的特定情况，输入经纬度、海拔高度选择时区，确定建筑材料的技术参数，即可在该软件中完成对模型的太阳辐射、热、光学、声学、建筑投资等综合的技术分析。

计算分析过程简单快捷，结果直观。

模型最后还可以输出到渲染器Radiance中进行逼真的效果图渲染，还可以导出成为VRML动画，为人们提供一个三维动态的观赏途径。

1.1. Ecotect的基本原理Ecotect采用权威的核心算法，和RADIANCE 、POV Ray 、VRML、EnergyPlus 、HTB2热分析软件均有导入导出接口。

它对于设计师的方案设计理念是一个重要的提升，是建筑节能设计的一个很好的体现，尤其和SketchUp的配合使用充分体现设计师作品向生态建筑的方向延伸。

生态设计软件ecotect在实际项目中的应用

生态设计软件ecotect在实际项目中的应用作者: xzffzx1 点击率: 2458Ecotect是由英国Square One公司开发的生态建筑设计软件，它主要应用于方案设计阶段，具有速度快，直观，技术性强等优势，而且可以和一系列精确分析软件相结合作进一步的分析。

这里主要是通过一个实例来说明分析过程。

在实例之前，首先简要介绍一下Ecotect的能耗模拟，照明的数学物理模型，这样便与读者深入理解，由于本方案没有涉及到声学，CFD以及生命周期分析，这些内容将在以后逐步介绍。

一．热工性能及能耗模拟Ecotect的核心基于建筑工程师特许协会(CIBSE)所核定的内部温度和热负荷计算方法-准入系数法。

这种运算法则非常灵活并且对于建筑物的体形以及行仿真分析的区域的数量没有限制。

更重要的是，在完成一些投影和遮蔽的前期计算后，系统可以非常快的速度进行计算并且能够将非常有用的设计信息显示出来。

计算结果的相对精确度可以使设计者在设计的初期就做出适当的决断，甚至当模型还是一个六变形的方盒子的时候也可以。

在这样一个模型中，给定气候条件后，我们可以很快决定不同覆层使用何种的材质，以及不同立面使用何种反射率的材料。

在最终的建筑形式被确定前，我们也可以研究日光的投影和影响。

准入原理基于循环变化的概念。

这种方法有一定的局限性，不适合于下面的情况，即环境参数随时可能有突然的而且巨大的变化，例如室外温差波动非常大。

在这些个案中，环境的影响是接近舜时的。

二．昼光照明ECOTECT提供了一系列的照明分析功能，包括昼光，人工及混光照明。

其中尤以昼光照明最为重要。

Ecotect中的昼光照明分析均以采光系数为基础，而采光系数计算采用的是建筑研究组织（Building Research Establishment）的分项研究（Split Flux）方法。

它基于这样一种假设，不考虑直射光，到达房间内任一点上的自然光包含三个独立的组成部分：天空光组分Sky Component (SC)，外部反射光组分 Externally Reflected Component (ERC)，反射光组分Reflected Component (IRC)。

零碳技术在建筑节能中的应用策略

零碳技术在建筑节能中的应用策略建筑节能一直是全球关注的热点和重要议题。

如何减少能源消耗，减少对环境的影响，提高建筑的能源效率，已经成为建筑行业面临的重要挑战。

零碳技术是一种有效的解决方案，被广泛应用于建筑节能中，以减少碳排放和创造更可持续的未来。

零碳技术主要以减少或消除二氧化碳的排放为目标，通过运用可再生能源和能源管理系统来取代传统的能源消耗方式。

在建筑节能中，零碳技术有以下几个重要的应用策略。

首先，可再生能源的应用是关键。

太阳能和风能是两种常见的可再生能源，在建筑节能中的应用非常广泛。

太阳能光伏技术可以将太阳能转化为电能，通过设备将电能供给建筑使用。

风能可以通过风力发电装置转化为电能，同样可以为建筑提供电力需求。

这两种可再生能源的应用不仅可以减少对化石燃料的依赖，还可以降低建筑的温室气体排放。

其次，能源管理系统的应用也非常重要。

能源管理系统通过监测和控制建筑内各种能源消耗，从而实现能源的有效利用和节约。

通过智能监测设备和传感器，能源管理系统可以实时监测建筑内能源的使用情况，并及时调整能源供给，以达到节能的目的。

例如，当没有人员在特定区域时，系统可以自动关闭照明和空调设备，避免能源的浪费。

能源管理系统还可以根据天气预报和建筑使用情况进行智能调度，以提高能源的利用效率。

另外，建筑外墙的优化设计也是零碳技术的重要应用策略之一。

在建筑外墙设计中，采用隔热材料和保温技术可以有效减少热量的散失，降低建筑空调系统的能耗。

此外，利用光伏建筑外墙材料，可以将太阳能转化为电能，并为建筑供电。

这些优化设计措施不仅可以降低建筑的能耗，还可以提高建筑的舒适度。

此外，零碳技术还可以通过智能化建筑管理系统的应用来提高建筑的能源效率。

智能化建筑管理系统可以通过集成控制系统，实现对建筑各种设备的集中管理和控制，如照明、空调、供水、通风等。

通过预设定的能源管理策略，可以实现更加高效的能源使用和管理，从而降低能源消耗并减少碳排放。

Ecotect在居住小区规划设计中的运用_以上海市为例_刘天竹

天津城市建设学院学报第19卷第2期 2013年6月Journal of T ianjin Institute of Urban Construction V ol.19 No.2 Jun. 2013收稿日期：2013-01-03；修订日期：2013-03-15作者简介：刘天竹（1992—），女，湖南宁乡人，同济大学本科生．建筑与艺术Ecotect 在居住小区规划设计中的运用——以上海市为例刘天竹(同济大学建筑与城市规划学院，上海 200092)摘要：着眼于居住小区的生态节能，探讨生态模拟软件Ecotect 在小区规划设计以及旧区改造中的应用可能性．从新建小区方案设计的生态方向指导和旧区改造的对策两个方面出发，主要运用Ecotect 软件的气候条件分析、太阳辐射分析和气流环境分析进行了一系列分析及相应对策的制定，说明Ecotect 软件在居住小区设计中的运用是可行的，文章涉及的工作方法和流程可供同行参考．关键词：上海市；Ecotect ；居住小区；规划设计；生态节能中图分类号：TU984.12 文献标志码：A 文章编号：1006-6853(2013)02-0092-081 居住小区与生态节能对于人们所处的城市环境，由规划的产生和运用带来了高度的功能划分，而在几大功能要素中，居住环境成为一个最被人关切的方面．以上海市为例，从19世纪、20世纪初期产生的里弄住宅，到20世纪中期产生的工人新村住宅，直至今天仍在探索和发展的商品房住宅，不同时期的住宅既是社会政治和经济背景下的产物，又代表了一代人对于环境的探索和认知——这其中包括空间社会性的环境，也包括生态环境．在上述三种形式的居住环境中，随着楼层的升高，居住形式、户外空间的尺度、功能、质量也随之变化．在今天，面临的环境问题日趋严重，节能减排、营造低碳环境已经成为当今社会的热门议题，对于降低能耗的要求也越来越严格．根据2006年建设部下发的《国务院关于加强节能工作的决定》中的要求[1]，超过2万m 2的公共建筑和超过20万m 2的居住建筑小区将实行建筑能耗核准制，未通过能耗审核的小区将不得开工建设．对于生态环境而言，极大一部分与居住小区的规划布局相关：建筑的排布以及其形成的户外空间使得各部分的自然环境产生分异，这直接导致了建筑内部需要用来保持适宜居住的能耗高低，也因户外空间的舒适性差异而使居民户外活动的强度存在差异，进而导致其在室内停留及耗能有差异．由此可见，规划中对于居住小区的布局与环境的生态质量、建筑节能息息相关．这也是本文主题探讨的缘由．2 Ecotect 与居住小区规划城市化的发展带来了技术，无疑也带来了环境灾难，于是产生了一个循环，环境的灾难终又由技术来解决．规划中的节能与美学导向的设计不同，其涉及定量的比较与分析．本文试图运用Ecotect 软件进行居住小区方案设计与分析的探讨．Ecotect 生态建筑模拟软件，是由英国Square One 公司开发的一个全面的技术性能分析辅助设计软件．该软件的设计理念来源于建筑气候设计系统的分析方法，其原理为把能耗作为一种必须满足的限制条件进行生成式设计，帮助设计人员了解其在方案阶段的决策所带来的能耗结果，并且提供信息，使其能做出最佳的方案或是方向选择[2]．在内容上包括了热环境、光环境、日照等分析，并可通过其后开发的插件进行风环境等分析．自其2008年被Autodesk 公司收购，性能等与规划设计相关的软件得以更好衔接，使其获得极为广泛的运用．在操作界面上，Ecotect 提供了一个交互式的分析方法，可以提供数字化的可视天津城市建设学院学报刘天竹：Ecotect在居住小区规划设计中的运用——以上海市为例 ·93·分析图，这对于兼工程技术与美学素养要求的规划设计来说显得尤为重要，使得操作、理解和表达皆较为简单[3]．鉴于上述原理，以及地区气候环境的整体统一性和规划设计的多样性，本文以上海市为例，从新建小区的开发和旧区更新两个角度进行软件应用的探讨．先针对新建小区开发分析软件进行决策的过程，然后针对旧居住区的环境进行软件分析，并探索其对于旧区改造的作用．3软件对于方案的决策作用Ecotect的研究基于地方气象数据，一般使用典型气象年(typic al meteorologic al year，简称TMY)的数据，其在我国定义为“以近30年的月平均值为依据，从近10年的资料中选取一年各月接近30年代额平均值作为典型气象年”[4]．从美国能源部网站可获得相关数据，包括气温、相对湿度、水平面总辐射强度或法向直射辐射强度、水平面散射辐射强度、风速、风向、云量、降雨量．以下针对直接导向和比较决策两个方面进行探析．3.1气候条件的直接导向3.1.1基本气候特征分析上海市位于太平洋西岸，亚洲大陆东沿，中国南北海岸中心点，长江和钱塘江入海汇合处．她地处东经120°51′～122°12′、北纬30°40′～31°53′之间．根据GB50176—1993《民用建筑热工设计规范》[5]的气候分区，上海市属于夏热冬冷气候区，图1是Ecotect气候分析工具生成的全年逐时干球温度、湿度分布图．从图1a可以看出，上海是典型的夏热冬冷型气候，年平均干球温度在16℃左右；最冷为1月，平均温度5℃；最热为7～8月，平均干球温度在28℃左右．图1b显示全年的湿度都很高，一年中平均相对湿度在65%～83%之间，其中又以70%～80%最多．由此可知，该地区的气候特点是夏季闷热潮湿，冬季阴冷潮湿．所以要保证居住环境自然的热舒适性，节能设计必须兼顾夏季隔热与冬季保温．（a）干球温度（b）湿度图1全年逐时温度、湿度分布基本气侯特征的图解提供中还包括焓湿图，如图2所示．焓湿图用于评判舒适度，图2中的舒适区域是由空气的温度、相对湿度、气流速度和周围环境的辐射温度等共同决定的，这些参数的某些组合会形成大多数人认为舒适的区域．如图2中所见，横坐标表示显热，即干空气中的热量；纵坐标表示潜热，即水蒸气带来的热量．简要理解为温度与湿度构成不同的舒适度．由图2可知4、5、10月最为舒适．由于焓湿图的策略分析功能还可以对各种被动式策略进行有针对性的分析和优化，并将其结果体现在图上[6]．所以从图2中可见：太阳能采暖使得较为寒冷的11月被改善进了舒适区域；增强围护结构蓄热能力使得较为寒冷的11月和较为湿热的6、9月被改善进了舒适区域；自然通风使得较为炎热且潮湿的6、8、9月并入舒适区域；围护结构蓄热性＋夜间自然通风有前几图2焓湿图·94·天津城市建设学院学报 2013年第19卷第2期者叠加的效果、直接蒸发降温和间接蒸发降温则主要作用于干热的情况，在此无太大作用．上述分析表明：由太阳能采暖、自然通风、增强围护结构蓄热性、夜间自然通风相结合的被动式策略组合对于提高人体舒适度的效果最佳，而最后者基本为前三者的叠加结果，故不计．而关于直接和间接蒸发降温在夏季因相对湿度过大而效果不明显；冬季则由于本地温度过低，只能采取主动式升温措施提高建筑内的舒适度，兼顾增强围护结构蓄热性保温．图3所示为上述三种被动式策略使用前后的效果对比分析．由图3可以看出：4～6、9～11月春秋之间效果最为明显，夏季与冬季效果则相对一般．而本来这几个效果明显的月份就是最为舒适的时间，需要解决的是酷暑和寒冬．所以图3无非证明了现状社会中对于各取暖得凉设备使用的被迫性——因被动式的这些方法效果较小．图3被动式策略使用前后对比3.1.2自然通风分析自然通风是一种古老而有效的被动式策略，良好的自然通风有助于洁净空气、降温和除湿．与其他方式相比，自然通风可以在不消耗常规能源的基础上改善热舒适性，并提供新鲜的自然空气，有利于人的身心健康[6]．对于上海而言，上文分析可知其湿热导致夏季不舒适，良好的风环境对此极为重要，在规划中应该予以足够的重视．图4是上海地区夏季、冬季的风频风向风速分布图．从图4可以看出，夏季的主导风向是东南风，冬季的主导风向是北风，又以西北风风速最大．根据分析，在夏季为了能更好利用自然通风降温，小区道路的布置最好与主导风向一致，让主导风能够遍及各处．在建筑的竖向布局上，楼层数由低到高依次沿着夏季主导风向布置，使得小区各处有均好性；而在冬季，北面的高层又能抵挡来自东面的寒风，降低因寒冷导致的热负荷能耗．3.1.3气候条件与建筑朝向建筑朝向是空间布局的一大要素，在Ecotect中可以直接生成其角度图示，而决定性的参数需要人为选定最热和最冷的几个月份进行计算．由前所述，最热为6～8月，最冷为12～2月．软件综合太阳辐射、热量、自然通风等因素，得出图5所示的最佳朝向图．粗线表示冬季建筑受太阳辐射得热最多的方向；细线表示夏季建筑受太阳辐射得热最多的方向；虚线是根据本地的气候条件综合考虑后得出的最佳建筑朝向，为南偏东30°．由图5可知，东西向的建筑辐射过强，容易产生过热现象，要尽量避免．（a）夏季（b）冬季图4夏冬两季风频风向风速分布图图5最佳朝向图天津城市建设学院学报刘天竹：Ecotect 在居住小区规划设计中的运用——以上海市为例 ·95· 3.2 概念方案比较决策由于设计的复杂性，此处选择小区规划中最为基本的几个布局方式：围合式、行列式、点式．前二者选用12m 进深的单体，最后者选用25m 进深的单体．以同样的朝向——简单的正南北朝向、同样的容积率的原则进行布置．在绘制图纸时，尽量满足其日照达到要求(基本借用1∶1.2的高度与间距比例)． 3.2.1 场地辐射及日照分析在住宅的各气候标准中，对于日照的要求极为严格．太阳照射提供阳光、热量、紫外线这些满足人们健康和舒适的必要条件，但同时过大的辐射也带来夏季的过于炎热，故需要平衡的是冬天辐射时间长和夏季西晒少这两点．图6-7为不同布局方式的冬至日和夏至日的累积太阳辐射图．从图6-7中可见：点式布局在冬天能接受到更好的阳光，而围合式则因为横板过长而出现较大的阴影区；对于夏季而言，围合式因东西朝向建筑的数量增加而会有较大的西晒面，且该面属于住宅必要的开窗面，从而导致过热不舒适．（a ）行列式（b ）围合式（c ）点式图6 冬至日的累积太阳辐射（a ）行列式（b ）围合式（c ）点式图7 夏至日的累积太阳辐射3.2.2 风环境分析运用Ecotect 关于流体动力学(computational fluid dynamics ，简称CFD )的插件winair4，对气流环境予以分析得出夏季地面风速图8．由图8可见：行列式布局可得到较为适中的风环境，在行与行之间会有较好的气流；围合式布局的风环境对于上海市而言非常糟糕，几乎无风，湿热的夏天将会非常难熬，即使使用各隔热保温材质等也无法予以优化自然通风环境，只能使用空调等耗能设备；点式布局会影响到周边较大范围．结合相关理论知识与图上信息分析可知，当风垂直吹向建筑时，会在其背风面一定范围内形成较长的风影范围，其长度相当于建筑高度的数倍．在风影区范围内的风速较建筑物正面、侧面的要小很多，同时使来流风向发生改变，形成涡流．这是缘何在图8中会看见风速较小的区域中间有一小块风速较大的孤岛区域．比较图8a 、8b 、8c 可见，在点式建筑中（a ）行列式（b ）围合式（c ）点式图8 夏季地面风速图·96·天津城市建设学院学报 2013年第19卷第2期间会有部分最亮处区域，这是风速最大之处，另两个环境中未曾出现．这说明点式高层会由于其高度和间距形成的特殊关系，导致风汇集而加强．在夏天带来凉爽时，冬天也会带来极度的寒冷，平时还可能因为风速过大而导致行人的不平稳和不安全．图9为在14m高度水平面的风速图．对比图8-9可见，随着高度增加，建筑物之间的风速会发生变化．行列式中间以及点式布局中，峡谷部分的风速变小，其他的都相应地增加．这说明风速还应与独立较高层建筑的气流俯冲等相关．针对设计而言，应当控制建筑高度，并在细部上对于不同标高层的平面、门窗布局，甚至是阳台进深大小等进行差异性考虑，这是工业化生产住宅的时段所欠缺的考虑．对于上海而言，基于其气候特征，对于夏季的要求更为严格．从以上分析可以看出，行列式布局是较为适合上海的布局方式，它可以提供较好的日照环境和风环境．围合式布局带来的西晒面过多而过热，且会导致在闷热的夏季无法良好通风而必须采用空调设备．点式布局可以接受，对于住宅本身日照较好，且风环境是趋于风速过大，那么对于夏季而言也是好事；又因其日照条件好，在容积率较大的上海可以通过拔高层数达到质量与数量的平衡；但是由于点式布局常有较大的标准层面积，每层各户进深均较大，能够享受的朝南面较少，西晒面也较大，且各户条件不平均．故行列式布局是上海更为合适的选择．（a）行列式（b）围合式（c）点式图9夏季14 m高度处风速图4软件对于旧区改造的应用选择上海市闸北区彭浦新村中场中小区作为案例．其位于闸北区中部，南至场中路，北至闻喜路，东至平顺路，西至共和新路南北高架，总面积约为16hm2．图10为其卫星图和模型示意图．由图10a信息和相关资料可知，该小区具有工人新村的典型特征：20世纪中期建设，规模较大，公共设施配套完整，多为5-6层行列式住宅．至今，建筑和设施皆趋于破败．然因其岁月累积，各种自然植被都已枝繁叶茂，风土人情也较为浓厚，故不应急于推翻重建，而更应对其进行适应性的改造．在各种潮流式的改造中，又以生态改造最为满足当下的要求.（a）卫星图[7]（b）模型示意图10彭浦新村图天津城市建设学院学报刘天竹：Ecotect 在居住小区规划设计中的运用——以上海市为例 ·97· 4.1 彭浦新村太阳辐射分析通过对象三维模型的建立，在Ecotect 中用太阳辐射分析得出冬季和夏季的日累积太阳辐射图(见图11)．对照分析图和卫星图可以清晰看出，接受较大太阳辐射的为公共活动场所，主要在西部和北部的公共活动中心、商业中心以及公共绿地．新村整体而言因建筑密度较大而得不到很好的阳光照射，尤其是西北部分，由于高层建筑的阻挡和本身东西朝向的局限，使其享受到的阳光较少．在夏季，部分东西朝向的建筑因为周边阻挡而未呈现过分西晒导致的过热，但是西边紧邻道路的一栋东西朝向住宅有着明显高于其他山墙面的辐射．（a）冬至日（b ）夏至日图11 彭浦新村不同季节累积太阳辐射图4.2 新村自然通风分析通过winair4风环境的分析，得出冬季和夏季主要风向和风速下的风环境图(见图12)．由图12可见，由于建筑密度较大，风集中的区域主要为公共场所周边以及较为宽敞的道路区域．由于主导风向与正南北和东西向的夹角近似，此处没看出明显的道路方向导致的风环境差异．但图12可明显地看出部分周边式布局带来的影响——在中部和西南部分的两个局部，其建筑围合部分空气流动性差，这将直接导致夏天的闷热和冬天的一定增温．由此可以得知，新村的规划布局更多地是考虑当时的经济性和社会性，而未能考虑生态功能．（a）冬至日（b ）夏至日图12 彭浦新村不同季节风环境图4.3 需要解决的主要问题根据上述两方面分析，可以对新村改造提一些假设性策略．此处的改造策略主要基于不对总体布局进行拆建重置的考虑．4.3.1 整体日照不满足生活需求问题主要表现在冬至日底层不能享受足够的日照，这关系到环境温度和生理卫生等方面．简单分析可知，导致问题的原因主要是建筑的高度与间距比例·98·天津城市建设学院学报 2013年第19卷第2期过大．在不进行拆建的前提下，解决方法是将部分底层从住宅置换为管理用地，或花园，或是有覆盖的公共活动空间．图13是高度为3.9m(二层的窗台高度)的水平面的冬季太阳辐射图，与图11a相比，日照情况大有改善．图13彭浦新村3.9m标高处冬至日累积太阳辐射图4.3.2部分围合式布局受西晒干扰针对西晒干扰同样可以用置换的方法进行改造．新村在建设时期规划围合式布局的住宅更有中国人传统居住方式的空间特征，如四合院等．故针对这点，可以从建筑本身出发进行改善，包括：对西向墙体和窗户材质的改造，使用隔热条件较好的墙体和多层防辐射玻璃进行遮挡；也可进行吸热降温爬墙植被的栽种；或是西向留出走廊作为空中花园退台，以缓和辐射，走廊设计为公共空间，通过适当减少各户型面积得以实现．同时还应注意由此产生的西侧室外场地辐射较大的状况，可以通过西面场地栽种吸热降温效果较强的大乔木来优化建筑环境．4.3.3整体自然通风环境较差自然通风在规划布局层面上的原因主要来自道路走向和形制，其两侧建筑的体量，以及此二者形成的关系．故对其改善难以通过直接调整布局来实现，只能通过细部的抠挖．如分析出那些因错位而遮挡住主导风向的住宅单元(在本案例中主要为各板式建筑正南北朝向发生的干预)，通过对其楼梯间等公共空间处的窗户的改变，留出通风通道，并通过细部加高北向窗台的高度，使出风口大于进风口高度，使得气流上升，有效提高建筑内部总体上的通风质量；或是通过通风廊道中构筑物的添加，使其得以转向，如针对开敞空间的导风板等．4.3.4其他问题除上述基于问题导向的结果外，Ecotect进行的太阳辐射环境分析还能很好地用于绿化、活动场地、设施等公共空间的布置选择上．根据太阳辐射分析，在户外活动的功能分区上，如儿童活动、老人活动的场地宜选择布置在阳光充沛、辐射较大之处，有益于健康和小区活力的展示；对应的那些太阳辐射较小、无法享受阳光的区域则选择布置如变电站、垃圾回收站、泵房等，并用喜阴的植物进行视觉遮挡，整体由此形成对比，又有较好的视觉效果．对应于本研究对象，实际可概括为结合低层公共建筑进行集中场地布置，同时结合小区主要道路进行次一级场地的布置，如20m2左右的室外健身设施场地等．在绿化种植方面，对日照辐射较强的地方宜于种植地方性落叶大乔木，同时保障夏季的阴凉避暑和冬天的温暖日晒，最典型的包括悬铃木等；而在日照辐射较小的地方，则对应上述较为消极的空间进行喜阴植物的培育，通过植物配比达到空间上的美感，不至于使消极空间似于黑暗地段．针对自然通风状况，应避免在风速过大或过小之处布置座椅和器材等设施，以防伤害和减小季节性使用带来的浪费．反之，这些地方可以通过绿化种植、地面透水铺装等改善小气候环境，局部调节本来不佳的地段．5结语针对新建小区开发和旧居住区的环境改造，在基于Ecotect分析的前提下提出了生态节能方面的相应对策，例如行列式布局较围合式布局的生态性更优，对小区底层功能置换进行生活条件的改善等，这些既可以通过软件的可视化结果看出，又能通过实践予以证明．然而居住小区的规划与设计本身有其社会性和美学性，非“生态”一言可以蔽之．就社会性方面而言，围合式布局带有中国传统居住的特征，人们在共享院落空间的同时对于空间会产生认同感和归属感，从而促进一定范围内人们的交往；就美学性方面而言，城市需要其空间特色，且这些空间质量和特征能够潜移默化影响居住者的审美情趣等．故对于软件不能持有一种单纯的依赖性，设计师仍为主导．在基于生态的目的进行方案决策的同时，还应兼顾其他方面，这样才能得到一个既没有脱离生活本质，又可持续发展的规划设计方案．天津城市建设学院学报刘天竹：Ecotect在居住小区规划设计中的运用——以上海市为例 ·99·Ecotect软件本身是有局限性的，开发的目的主要针对建筑及其形成的空间，具体而言即考虑其硬质材质构成的物体的影响，而对于与生态环境相关性很大的绿化、土壤等则尚未有相关考虑，因而一些园林设计的文章[8]对于植物的研究都造成了镂空的花球状，实则因其材质差异性太大，这样也是没有太大作用的．关于植被这一点在Ecotect中若能得到改进，关于该方面的小气候改善会有更为科学的支持，其研究从建筑领域至规划领域的转变也更佳．(注明：文中各图因出版需要均进行过另行编辑处理)．参考文献：［1］中华人民共和国建设部．建设部关于贯彻《国务院关于加强节能工作的决定》的实施意见建科[2006]231号[EB/OL]. (2006-09-15)．http://www. chinaacc. com/new/63/73/129/2006/9/wa1323205010192960028650-0.htm. ［2］云朋. 生态设计软件Ecotect在实际项目中的应用[EB/OL]. (2009-05-20). /s/blog_5a07d67c0100dkk0.html.［3］云朋．Ecotect建筑环境设计教程[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2007：123-139，165-175.［4］JGJ 134—2010，夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准[S].［5］GB50176—1993，民用建筑热工设计规范[S]. ［6］杨丽. Ecotect 在居住区规划中的应用研究[J]. 住宅科技，2010(11)：9-13.［7］百度地图. 上海市闸北区场中小区[EB/OL]．[2013- 03-10]．http：//map. /.［8］杨立新，杨永峰，昝世明，等．Ecotect Analysis太阳辐射分析在园林植物场景中的应用[J]. 中国园艺文摘，2012(3)：96-97.Application of Ecotect in Planning and Design of Residential Districts:Taking Shanghai as an ExampleLIU Tian-zhu(College of Architecture and Urban Planning，Tongji University，Shanghai 200092，China)Abstract：Focusing on the ecological energy-saving of residential districts, this paper discusses the possibility of the eco-logical simulation software Ecotect’s application to the planning and design of new districts and the reconstruction of the old districts. From the aspects of the eco-orientation of new districts’ planning and design and the strategies of old districts’ re-construction, the paper does a series of analyses and formulates the corresponding strategies by using Ecotect’s analysis of weather conditions, solar radiation, and airflow environment. It proves that the application of Ecotect is possible, and the operating methods and technological process of this paper have wide promotional value.Key words：Shanghai；Ecotect；residential district；planning and design；ecological energy-saving。

Ecotect在居住区规划中的应用例析

Ecotect在居住区规划中的应用例析Ecotect 生态建筑模拟软件是由英国Square One 公司開发的一个全面的技能分析辅助设计软件，在建筑生态化设计中有着相当的作用。

本文以重庆市开县长沙镇山花街小区规划为例，运用Ecotect 软件作为研究工具，通过对小区的建筑朝向、日照采光、自然通风等节能措施进行分析模拟，，为居住区的节能规划提供了科学依据。

本次规划的地块位于重庆市开县境内，总规划面积约为30011平方米。

文中我们选取其中南侧组团作为研究对象，探讨如何通过Ecotect软件进行方案的分析。

一建筑朝向合理的朝向，对住宅的热舒适性及建筑节能意义重大，“坐北朝南”理论上是住宅建筑的最佳朝向。

然而，由于每个地方的经纬度不同，也存在差异。

Ecotect 中的气象分析工具（Weathertool）可以对太阳辐射进行分析，计算出本地的相对最佳建筑朝向，如图1 建筑最佳朝向分析得出的是南偏东7.5°，但由于当地地形及功能要求，角度进行了适当的调整。

二场地辐射及日照分析关于住宅建筑的日照时间，我国有相关规定，当前国内大部分日照计算软件都是基于AutoCAD 系列平台的，操作过程相对复杂，且结果可视化表达能力较弱。

而Ecotect软件中日照时间的分析可以对全年任何时间点的太阳运行轨迹和太阳位置进行精确模拟，并且操作更加简便，分析界面更加直观。

图2所示是对南面组团的大寒日太阳辐射分布情况所作的分析，图3 所示是规划地区的太阳立体投影日轨图，图4 则直观地向我们展示了Ecotect的强大日照模拟功能，它可以准确地计算出一年中的某个时间点的太阳位置、高度角以及建筑阴影的分布，甚至还可以以动画的形式展示某一天太阳的动行轨迹及建筑阴影的变化。

三自然通风分析自然通风是一种古老而有效的被动式策略，它通过各种建筑手段引导和优化气流来达到洁净室内空气、降温和除湿的效果。

图5、图6 、图7分别是该地区全年，夏季、冬季的风频风向风速分布图，进而采取相应的策略。

基于Ecotect的绿色建筑节能设计应用研究

一、引言建设资源节约型社会，是我国为实现可持续发展目标而作出的战略抉择。

节约资源是创建资源节约型社会的重要组成部分。

自20世纪70年代的能源危机以来，各国专家对各用能领域的节能潜力进行研究，结果表明，建筑用能是节能潜力最大的用能领域，应将其作为节能工作的重点。

我国要切实推动城乡建设走上绿色、循环、低碳的科学发展轨道，推动绿色建筑各项标准与技术措施的落地实施，使各类型建筑达到“近零能耗”的理想状态。

目前，我国在建筑节能技术方面已经取得了一定的成果，但在建筑设计中的节能应用领域却存在两大问题：一是传统的节能设计工作量大，计算复杂，准确性较差，效率低下，难以大规模应用。

二是传统的建筑能耗模拟具有滞后性，往往在施工图阶段才进行能耗分析，忽略了方案设计阶段节能设计的重要性，对于建筑朝向、选址不同造成的能耗差异评估度有限，到施工图阶段发现设计短板，此时再对方案设计作出调整就较为困难了。

因此，学界把绿色建筑的研究方向转向了绿色BIM，其中Ecotect软件可有效辅助建筑节能设计，在最初的方案设计阶段对建筑性能的各个方面进行绿色度分析与改进，并给出快速准确的反馈与对比，能有效补齐传统绿色建筑节能设计中的短板，为绿色建筑的发展提供技术支持。

二、Ecotect软件概述（一）Ecotect的优越性相关学者对Energy Plus、Trace600、Sun-Break、Ecotect 等建筑能耗模拟软件的可视性、图像化、操作性、准确度等性能进行量化对比分析，发现Ecotect各个方面均为最优。

在误差值方面，Ecotect模拟公共建筑耗电量的误差仅为4.12%-5.68%，在诸多软件中处于领先地位。

因此，可以认为 Ecotect是一款非常优秀的建筑性能分析模拟软件，在建筑节能设计中具有巨大的应用价值。

（二）Ecotect主要功能应用Ecotect软件性能较为全面，即时性和操作性极佳。

同为Autodesk公司研发的设计软件，Revit建模软件能与Ecotect进行一定程度的数据传输与对接，Revit软件建模完成后，能将模型导入Ecotect软件中进行能耗模拟分析，只需调试相关的气象资料、材质结构等参数，即可对建筑方案的光环境、声环境、热环境、可视度等进行模拟分析，得到反馈信息后对方案的绿色度进行优化（图1）。

浅谈绿色建筑中光伏建筑一体化系统(BIPV)设计及应用

浅谈绿色建筑中光伏建筑一体化系统（BIPV）设计及应用作者：麦燕妹来源：《中国住宅设施》2014年第03期当今，全球面临着气候变化、空气污染和资源短缺的危机，可持续发展已成为人类发展的共同目标。

在我国建筑领域中，需要消耗大量的能源和资源，据相关统计[1]，我国在建材生产、建筑构造和建筑使用过程中消耗的能源占到社会终端能耗的46.7%。

这与可持续发展的理念是相悖的，因此，发展低能耗的绿色建筑，改变当前高投入、高消耗、高污染、低效率的模式，成为必然趋势。

发展绿色建筑，在我国也逐渐受到了重视，政府就发展绿色建筑不仅确定了战略目标、发展规划、技术经济政策，同时也修改和完善相关法律、法规，保证绿色建筑的构建和推广。

以目前广州市为例，广州市白云区、南沙区等区域新建建筑设计项目均最低需满足国家绿色建筑一星级要求。

绿色建筑设计规范中，关于“合理采用可再生能源发电技术，发电量不低于建筑用电量的2%”[2]，而太阳能光伏发电系统作为一种可再生能源首先被列入了考虑范围。

当前，太阳能光伏发电技术与建筑物相结合研究最多的是光伏建筑一体化系统（BIPV 即Building Integrated Photovoltaic），该系统中光伏组件既要满足光伏发电的功能要求，同时也要兼顾建筑的基本功能及美学要求，光伏组件既被用作系统发电机，又被用作建筑物外墙材料。

本文结合工程实例，从建筑电气设计专业的角度阐述、分析绿色建筑中光伏建筑一体化系统（BIPV）的设计思路及发展前景。

1 光伏建筑一体化系统建筑设计要求1.1一般规定光伏建筑一体化系统中光伏组件与建筑的集成结合方式，有光电屋顶、光电幕墙、光电采光顶和光电遮阳板等。

系统设计需结合建筑、结构等相关专业要求，共同确定系统各组成部分在建筑中的安装位置。

安装在建筑物上的光伏组件，满足建筑的使用功能及节能要求、结构安全及使用要求、以及电气安全等要求，并配置带电警告标识及电气安全防护设施，以免出现不必要的触电事故。

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本文以中电电气集团南京科技园某厂房屋顶
ＢＩＶ方案设计为例，运用英国Ｓｕｒｎ公司开发ＰｑａｅｅＯ的Ｅｏｅｔｃｔ生态建筑大师软件为研究工具【通过分析ｃ３］，征。光伏和光电建筑核心技术研发单靠一个企业、一
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收稿日期：０００．３２１－３２
ＢＰＩＶ是光伏系统依赖或依附于建筑的一种新能源利用形式，主体是建筑，其客体是光伏发电系统。因此，ＩＶ设计应以不损害和影响建筑的效果、ＢＰ结构安全、功能和使用寿命为基本原则。【２］
ＡｂｔａｔＢ｝／ａｎＷｅｅｇｐｌａｉｏｍｏｈｔｖｌｉｓｓｍｄｐｎｉｇｏｈｏｓｒｃｉｎｈｏｎｐｒｉｔｕｌｉ，ｓｒｃ：ｌｓｅｎｒｙａｐｉｔｎｆｒｃｏｆｐｏｏｏａｃｙｔｅｅｄｎｎｔｅｃｎｔｔ．Ｔｅｍｉａｔｓｈｂｉｎｔｅｕｏｅｄｇ
热电三联供的零能耗光电建筑等第三代光电建筑。
（）电建筑作为一个新兴产业，术水平的高低２光技决定了其发展前景。国内光电建筑产业人才短缺、科研力量分散已经成为技术进步的“ 颈 ” 难以摆脱自瓶，
主创新能力薄弱、核心技术受制于国外的局面，鼓励高校开设相关专业培养应用型人才，同时将基础性高端人才培养上升到国家层面，防错过与发达国家同谨步起跑的战略机遇。（）３光伏和光电建筑产业属于高新技术产业范畴，
０年期总卷２期第（第ｏ３）
Ｎｏ５ｎ０１（ｔｌ．ｉ２０ＴｏａＮｏ２．１１．３１Ｖｏ．３８
建筑节能
● 新能源与绿色建筑
ＮＥＷＥＮＥＲＧＹ＆ＧＲＥＥＮＢＵＩＮＧＬＤＩ
ｄｉ１．６８ｉｎ１７－２７００５０ｏ：０９９．ｓ．３７３．１．．２３ｓ６２００
ＥｏｅｔＢＰｃｔｃ在ＩＶ方案设计中的应用
王宝华，刘峰，贾艳刚
２１５）１１３（ＢＰＩＶ是光伏系统依赖或依附于建筑的一种新能源利用形式，其主体是建筑，客体是光伏发电系统。运用Ｅｏｅ展开ＢＰｃｔｔｅＩＶ前
ｔｅｈＣＥＥＧＢｌｓｓｅｙｔｍ．
Ｋｅｏｄｓｙｗｒ：ＢＩＰＶ；ｏｅｔｓｌｒｒｄａｉｎｓａｏａａｙｉＥｃｔｅ；ｏａｉｔ；ｈｄｗｎｌｓｓａｏ
０引言
太阳能光伏与建筑一体化ｆｕｌｉｇＩｔｇａｅＢｉｎｅｒｔｄｎｄＰｏｏｏｔｃ，称ＢＰ）指光伏发电系统安装在ｈｔｖｌｉｓ简ａＩＶ是现有建筑物上，或者将光伏发电系统与新建筑物同时设计、工和安装，施既能满足光伏发电功能，又能与建筑物有益结合。【 ”
期方案设计，通过对建筑自身特点及区域自然环境进行计算机模拟计算，为建筑、电等后期专业深化设计提供科学依据。以机
中电电气集团某厂房屋顶ＢＰＩＶ方案设计为例，通过分析太阳能辐射和阴影，系统装机容量、对光伏方阵设计等统筹优化，指导
工程师在方案阶段的决策。关键词：ＢＰＥｏｅｔ太阳能辐射；阴影分析ＩＶ；ｅｔ；ｃ中图分类号：Ｔ８ｕｌ文献标志码：Ａ文章编号：１７．２７２１）５０５．３６３７３（０００－０８０