מבוא

בניינים גבוהים שולטים בקווי השמים של ערים מודרניות, אך צריכת האנרגיה שלהם ואיכות הסביבה הפנימית נשארים דאגות קריטיות. integrating Natural ventilation ו- Daylighting לתוך עיצוב גבוה אינו רק בחירה אסתטית - זוהי אסטרטגיה בסיסית להפחתת פחמן תפעולי, שיפור בריאות הדיירים, והורדת עלויות אור ארוכות טווח.

יתרונות של תנודות טבעית אופטימיזציה ומיזוג יום

שיפור איכות האוויר ובריאות

ventilation טבעי חילופי אוויר מקורה עם אוויר חיצוני טרי, מלוטש בתוך אבקות - כולל תרכובות אורגניות תנודתיות (VOCs), פחמן דו חמצני וחומר חלקיקים - המצטברת במבנים חתומות שפורסם על ידי FLT:0)Harvard T.H בית הספר לבריאות הציבור של בריאות הציבור 1LT (H) מראה כי שיפור שיעורי האוורור עם תפקוד קוגניטיבי גבוה יותר ותסמינים אוויריים, אפילו גבוה יותר, אפילו לאחר עלייה נמוכה יותר, יכול להפחית את רמת ריכוז טבעי.

אנרגיה מתחדשת וטביעת רגל

אור היום יכול לפסול תאורה מלאכותית, אשר בדרך כלל מהווה 25–40% מהשימוש בחשמל של בניין מסחרי.כאשר בשילוב עם אוורור טבעי המפחית או מבטל קירור מכני, החיסכון באנרגיה הוא משמעותי.לדוגמה, ה-FLT:0 ציוד אנרגיה מתחדשת לאומי מעבדהFLT:1 מעריך כי אסטרטגיות תאורה צדדיות ולמעלה תאורה יכול לקצץ על ידי חשמל טבעי ולהפחית את כמותו של פחמן- 50-0%, כמו גם תכונות קירור.

שיפור נוחות ומוצריות

הגישה לאור טבעי ואוויר טרי מקושרת לשביעות רצון גבוהה יותר ופרודוקטיביות במשרד ועלייה גבוהה למגורים. מחקר של 2019 על ידי FLT:0 American Society of Internal DesignFLT:1 מצא כי 68% מהעובדים בעלי גישה לאור טבעי כגורם מפתח בשביעות רצון במקום העבודה.היום מסייע גם לווסת קצבים מעודכנים, שיפור איכות השינה והערנות הטבעית מספק תחושה של שליטה אישית - לעתים קרובות לאפשר לחלונות החסרים שלהם.

אסטרטגיות עיצוב מפתח עבור תנודות טבעית ותאריך תאורה

בניית אוריינטציה ומיסה

אוריינטציה ציר ארוך הבניין כדי למקסם את החשיפה לרוחות ולנתיבים סולאריים היא הצעד הראשון והחסכוני ביותר. אוריינטציה צפון-דרום-דרום (בצפון המיספרה) בדרך כלל קולטת רוחות עקביות ומאפשרת בוקר סבך נמוך ושמש אחר הצהריים לחדור עמוק יותר לתוך הצלחות של מנצ'סטר-טרף- 1- לעתים קרובות יותר מאשר רוחב של שטח בצורת 1- 1- 1- 1- 1- 1- 1-עשר גבוה יותר מאשר בריבועים, לעתים קרובות, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, לעתים קרובות, במקום שטח בצורת שטח של שטח של שטח של שטח של שטח של שטח של שטח של שטח של שטח של שטח של שטח של שטח של שטח של שטח של שטח של שטח של שטח של שטח של שטח של שטח של שטח של שטח של שטח של 1- 1- 1- 1- 1- 1- 1- 1- 1- 1- 1- 1- 1- 1- 1- 1- 1- 1- 1- 1- 1- 1- 1- 1- 1- 1- 1- 1- 1- 1- 1-עשר גבוה יותר גבוה יותר מחץ גבוה יותר מחץ גבוה יותר מחץ גבוה יותר מחץ גבוה יותר מחץ גבוה יותר מטאטא גבוה יותר מ

עיצוב Facade: Windows, Louvers, ו-Shading

(המבנה) הוא הממשק בין פנים וחיצוניות לחלונות מלוחים חיוניים לאוורור טבעי, אך יש לתכנן אותם למנוע טיוטות, כניסה לגשם ולסיכון אבטחה.FLT:0 חלונות ההוריזון השופכים 3, לוחות מזחלים, או מזקקים אוטומטיים לקרינת אור אחורית (FLT:1), המאפשרים זרימה מבוקרת, בקרה חיצונית, מפולגת או מתקפלת, או מגובה גבוה יותר, תוך כדי מצופה מזכוכית עמוקה יותר, או מגובה גבוה יותר, או מזכוכית, או מגובה גבוה יותר, או מגובה גבוה יותר, תוך כדי מצופה מגובה גבוה יותר, תוך כדי מצופה מזכוכית ריצוף גבוה יותר, או מזכוכית מזכוכית ריצוף גבוה יותר, או מגובה גבוה יותר, תוך כדי מצופה מגובה גבוה יותר, או מגובה גבוה יותר, או מגובה גבוה יותר, תוך כדי ריצוף גבוה יותר, או מגובה גבוה יותר, וגבוה יותר, תוך כדי ריצוף חום גבוה יותר, תוך כדי מחסני חום גבוה יותר גבוה יותר, או מגובה גבוה יותר, תוך כדי ריצוף חום גבוה יותר, תוך כדי ריצוף גבוה יותר, או מגובה גבוה יותר, תוך כדי ריצוף גבוה יותר, תוך כדי ריצוף חום גבוה

המונחים: eria

(התכנון הפנימי אינו חייב למנוע את זרימת האוויר.פתח תוכניות עם מחיצות נמוך, הרים רצפות מעוות, ובאופן אסטרטגי להציב נתיבי אוויר חוזרים מאפשרים ריצוף חוצה:0Atriums - פירים אנכיים מרכזיים - irveSkyFLT1 לפעול כמו כיפות תרמיות: אוויר חם עולה ויציאה דרך גגות, שואב אוויר קריר יותר מחלונות ה-FIR2; בעוד שדה תעופה כפול:

אפקט ו Wind-Driven Ventilation

[התופעות הפיזיות מניעות אוורור טבעי: אפקט ערימה (buoyancy) ולחץ רוח. Stack effect מסתמכ על הבדלים בטמפרטורות - אוויר הפנים עולה ויציאה דרך פתחים ברמה גבוהה, מושך אוויר קריר מחוץ לרמה הנמוכה יותר: בגבהים גבוהים, אדריכלים יכולים לעצב את ה-FLT:0exhaust Pirs, מגדלי ventilation, או stairsFLTsalratedertrated:

מערכות תאורה: אור Shelves, צינורות אור, וקלרסטוריות

(הדגשה ב-[[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]] ב[[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]] [[[[1924]]]]]]

תכונות אדריכליות שמקדמות את הווטרינציה וההארה

  • [ה]החלפות והחצרות הפנימיות: [ה]: [ה] חללים וריקניים שמאפשרים אור ואוויר לחדור עמוק אל הבניין.
  • (ב) גינות:0 גינות ומרפסות כפולות: ⁇ 1) מרחבים ירוקים לסירוגין ברמות מרובות לשבור את המסה של הבניין, להפחית את קצבאות הרוח, ולספק גישה לאור יום לקומות מרובות.
  • (FLT:0) פירים של ventilation: bouph:1 מוקדש דוקטרקטים אנכיים (שלעתים קרובות משולבים עם מדרגות או כיכרות מעלית) אשר משתמשים בbuoyancy כדי להשקות אוויר חם ולהסיק אוויר קריר מחלונות היקפיים.
  • (ב) המגדלים או התופסי הרוח: ראט' 1 (האלמנטים המזרחיים המסורתיים המותאמים לגבהים גבוהים - כולם, כיוונים שלוכדים רוחות ופטריות השוררים בחללים הפנימיים.
  • (FLT:0) צגים אור ומוניטורים: FIRLT:1) פרוטות על הגג עם בוהק כי הודה אור יום zenith, לעתים קרובות בשימוש בחדרי ישיבות העליון או דירות פנטהאוז.
  • (ב) ,0) חזיתות עור: ⁇ 1 (FLT:1 ; 2 שכבות של זכוכית עם חלל מאוורר; את העקרב ניתן להשתמש כדי לחמם אוויר בחורף ולחמוס ממצה בקיץ, צמצום העומסים תוך מתן אוורור טבעי באמצעות חלונות פנימיים אופרות.
  • (ב) הצלחות הרצפה המופרכות ו-Lessves:FLT 1:1 פותחים בקומת הקרקע או ב-Le הליבה perimeter מאפשרים אוויר לנוע בין רצפות, סיוע מחסנית ערימה במבנים גדולים.

אתגרים ואסטרטגיות מייגציה

גלידת חום ו-Golare control

יותר אור יום יכול להוביל לעלייה חמה מוגזמת של חום השמש וזוהר, במיוחד בחזיתות מזרח ומערביות. Mitigations כוללים קידוד חיצוני קבוע ⁇ ⁇ ⁇ spectrally glare בוהק (ציפוי נמוך-E שדוחק חום בזמן שידור אור גלוי), ומדפים אוטומטיים או זכוכית אלקטרו-כרומטית.

איכות אוויר ואוויר

חלונות פתוחים באזורים עירוניים רועשים מזמינים קול ומזהמים חיצוניים. Solutions כוללים שימוש במכשולים אקוסטיים או באפינים המאפשרים זרימת אוויר תוך שימת הרדמה, כמו גם vents ייעודיים עם מסננים חלקיקים.במחוזות מזוהמים, אדריכלים עשויים להוסיף רמות טבעיות עם אספקת חשמל מכנית העוברת באמצעות מסננים HEPA:0 מחסומים כגון קירות ירוקים או מחסנים מעוקלים יכולים גם לעקוב אחר חיישנים אמיתיים.

בקרת אש בטוחה ועשן

אפקט של ירי יכול להאיץ התפשטות עשן.עיצובים טבעיים של אוורור חייב לציית קודים מקומיים אש, לעתים קרובות הדורש מערכות ממצה עשן, לחץ על מדרגות, וסגרה אוטומטית של פתחי אוורור במהלך צוותי אזעקה.FLT:0Smoke venting atriumsFLT:1 משמשים בדרך כלל, אבל הם חייבים להיות מתוכנן עם תאים גדולים ו-FPA חייב להבטיח בקרת אש.

סביבת רוח ובטיחות גבוהה

רוחות גבוהות בקומות העליונות יכולות להפוך חלונות אופרות מסוכנים או לא יעילים.אסטרטגיות כוללות הגבלת רוחב פתיחת חלון (למשל 100 מ"מ), באמצעות מגבילים, או תכנון שללנים שנותרו סגורים תחת מהירויות רוח גבוהות.בדיקת מנהרות רוח או דינמיקות נוזליות חישוביות (CFD) יש להשתמש כדי לחזות את לחץ הרוח המקומי בכל החזית:0 עבור מבנים גבוהים מאוד (מעל למול אזורי רוח), ניתן להשתמש ב-200 אזורי עליון ואווירה (למעלה), כדי למול עליון (מעל למול מגנטיים) כדי לחזות לחץ אוויר עליון (מעל 200:1- 200 רגל) כדי למול מגנטיים (למעלה;

מחקרים ב High-Rise Natural Ventilation and Daylighting

כיכר מלאך אחת, מנצ'סטר (בריטניה)

תוכנן על ידי 3DReid, בניין משרדים בן 14 קומות זה משתמש תוכנית בצורת שרביט שלוכד רוחות בדרום מערב דרום-מערביות באמצעות אטריום מלא שלheight.החזית משלבת גוון אוטומטי וחלונות משולשים זוהרים.היום מוארים באמצעות אור מרכזי היטב ומשקף משטחים, השגת גורם אור של מעל 2% על פני השטח.

The Gherkin (30 St Mary Axe, לונדון

המגדל האיקוני של נורמן פוסטר משתמש במבנה דיאגריד שמפחית את המסה המבנית ומאפשר חלונות חד-ממדיים גדולים.המבנה כולל שישה גנים שמיים ברמות ביניים שמשרתים אזורי תיעוב לחץ ומצלי חום תרמיים.בנוסף לחלונות בעלי ביצועים גבוהים, הבניין משתמש בעיוורים חיצוניים אוטומטיים מבוקרים על ידי מחשב מרכזי.הגאומטריה מתפוררת באופן טבעי עומסי רוח ומפלט אווירי אוויר באמצעות הספירת של שימוש ב-50% מהמגדלי האנרגיה האופייניים שלה.

Khoo Teck Puat Hospital, Singapore (Mid-Riseדוגמא Contributing Concepts)

למרות שלא עלייה גבוהה, בית החולים הזה על ידי RMJM ו- CPG יועצים הוא דוגמה בולטת של ventilation טבעי בהקשר טרופי.זה משתמש בלוקים אונים סביב גנים מרכזיים, מעליות עמוקות, ודרכי הליכה מצומצמים. אסטרטגיית האוורור של הבניין - כולל מלכודי רוח ומרכז בריום - מותאמים במספר פרויקטים למגורים באסיה גבוהה.

EDGE אולימפי, אמסטרדם

בניין זה 15 קומות הוא עלייה גבוהה בשימוש מעורב אשר משיג את הדירוג BREEAM יוצא דופן עם כמעט 100% אוטונומיה אור יום על יצירות.חזית שלה תכונות עיוור חיצוני אוטומטי וחלונות אופרות משולב עם BMS. חיישנים לנהל ventilation טבעי מבוסס על CO2, טמפרטורה, איכות אוויר חיצונית.

מגמות מתפתחות וטכנולוגיות

מעורבות-Mode ו-Fcades

בקרה מתקדמת מאפשרת לבניינים לעבור בצורה חלקה בין אוורור טבעי ומכני, לנחם ולאנרגיה בזמן אמת. חזיתות הסתגלות משלבות גילוח קיננטי, זכוכית תרמוכרומטית, ואפילו מהירויות מיקרו-hydraulic, המנציות זווית המבוססת על השמש והרוח.TheFLT:0 European Commission Future Facades Projects עתיד של F1LTs, חוקרות טכנולוגיות כאלה.

תצלומים משולבים (BIPV) ו- Daylight Harvesting

לוחות פוטו-וולטאיים סמי ⁇ יכולים להשתלב באורות שמים או חזיתיים זוהרים כדי לייצר חשמל תוך מתן חדירה לאור היום. לדוגמה, FLT:0see-באמצעות תאים סולאריים veFLT:1 באמצעות שימוש בפוטובק אורגני או חומרים perovskite נבדקים בטיפוס גבוה, מתן תועלת כפולה: כוח וציר אור יום.

עיצוב ביופילי ורב-סנסורי

ventilation טבעי ואור היום הם מרכיבים מרכזיים של עיצוב ביופילרי, המחבר בין הדיירים לטבע.תכונות כמו FLT:0 ירוק קירות transpiרציונלי קירורFLT:1, תכונות מים ל קירור evaporative, ורואים מסדרונות כדי להגביר את האוורור והרווחה הפסיכולוגית.

אופטימיזציה דיגיטלית ל-CFD

בניית מידע מודל (BIM) בשילוב עם דינמיקת נוזל חישובית (CFD) מאפשר למעצבים לדמות זרימת אוויר וחלוקה אור יום בגאומטריה מורכבת גבוהה מגדלת:0Digital TwinsFLT:1 ברציפות לפקח על ביצועים ולתאם פעולות החזית, שיפור האוורור והיעילות של אור הזרקור עד 15-25% בהשוואה לעיצובים סטטיים.

מסקנה

תכנון בניינים גבוהים עבור ventilation טבעי אופטימלית וההארה היא אתגר בין-תחומי הדורש שילוב זהיר של אוריינטציה בנייה, הנדסה חזיתית, תכנון פנימי וטכנולוגיה תגובהית.היתרונות - אנשים בריאים יותר, צריכת אנרגיה נמוכה יותר, פליטות פחמן מופחתות, וערך רכוש מוגבר - הם משכנעים, בעוד אתגרים כגון עלייה בחום, רעש, בטיחות, עומסי אש, עומסי רוח דורשים עלייה מתוחכמת, התקדמות חומרים מתאמת וכושר הסתגלות טבעי הם אפילו עלייה של אנרגיה חכם, כמו עלייה של אנרגיה, כמו עלייה של אנרגיה גבוהה, אך לא יעיל של אנרגיה, כמו עלייה משמעותית, כמו עלייה של אנרגיה, כמו עלייה של אנרגיה, כמו עלייה של אנרגיה, כמו עלייה של אנרגיה גבוהה של אנרגיה, כמו עלייה של אנרגיה גבוהה של אנרגיה, כמו עלייה של אנרגיה, כמו עלייה משמעותית של אנרגיה, אך לא יעיל של אנרגיה, כמו עלייה של אנרגיה גבוהה של אנרגיה, כמו עלייה של אנרגיה גבוהה של אנרגיה, כמו עלייה של אנרגיה, כמו עלייה של אנרגיה, כמו עלייה משמעותית של אנרגיה גבוהה של אנרגיה, כמו עלייה של אנרגיה, כמו עלייה משמעותית של אנרגיה מתחדשת, אבל לא יעיל של אנרגיה, כמו עלייה של אנרגיה, כמו עלייה של אנרגיה, אבל, כמו עלייה של אנרגיה, כמו עלייה של אנרגיה, כמו עלייה של אנרגיה מתחדשת, אבל כוח המשיכה אנרגיה, כמו עלייה