成都住宅建筑群微环境特性及被动式设计方法研究

发布时间：2017-08-11 05:07

  本文关键词：成都住宅建筑群微环境特性及被动式设计方法研究

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【摘要】：建筑的发展演变与社会需求的变革相匹配。更高的舒适度,是当下人类对生活品质的要求,而能源的大量消耗却是伴随而来的突出问题。如何解决这一日益突出的矛盾,值得重点关注、深入研究。为建筑营造舒适使用环境的主要途径有两条,即主动式设计与被动式设计。被动式设计主要运用于建筑微环境的营造,主动式设计主要运用于室内人工环境的营造。被动式设计强调依靠设计自身使建筑适应周围环境,赋予建筑自身调节微环境功能。主动式设计强调依靠高能效的设备改善建筑室内环境。大量学者对建筑的主动式设计做了研究,取得了丰硕成果,而被动式设计的发展同样具备很大潜力。因此,本文在借鉴成都地区传统建筑被动式设计策略的基础上,针对现代建筑高层、大体量的特点,对适用于其中的被动式设计方法及其对建筑微环境的影响做了研究,研究过程如下：首先,介绍了研究背景、国内外研究现状。接着回顾了建筑节能与绿色建筑的发展情况,重点阐述了国内外绿色建筑评价体系发展情况：解析了美国LEED、英国BRE阵列式建筑群布局形式的室内自然通风是三种建筑群布局中最有利EAM、日本CASBEE、台湾绿色建筑评价体系、以及中国绿色建筑评价体系。分析了各国评价体系的个性与共性。然后解析了英国贝丁顿社区、南海意库建筑设计方案理念。结合国内外绿色建筑案例,分析了被动式技术在建筑中的运用,其中包括：照明、自然通风和遮阳的部分被动式技术措施。通过研究大量文献和绿色建筑案例,可以看到：建筑节能已成为当代建筑发展的趋势,建筑节能的重要保障之一是建筑与环境的友好相处。因此,建筑同所处环境的更好适也是绿色建筑的终极追求。第二,分析了成都地区全年逐时空气干球温度、风速、太阳辐射的全年逐时统计数据,分析了成都地区室外气候特点,总结出了适合该地区的被动式设计手段。总结了四川地区,尤其是成都地区传统民居中国建筑适应气候候环境的策略,并解释了基于地区性气象条件的传统民居中被动式策略的科学原理。上述两部分的研究结论为下文研究：基于被动式设计的建筑群微环境风环境、日照环境分析奠定了基础。第三,建筑风环境模拟分析。首先介绍了建筑风环境模拟的研究方法,为确定合理的模型数据,对建筑尺度、计算区域大小、计算网格数量、建筑高度变化对建筑风环境的影响分别作了模拟分析,从而确定了建筑模型高度以及模拟参数的合理值。然后,分别模拟了阵列式、倾斜阵列式以及围合式建筑群违和空间的室外风环境、以及建筑群中各建筑的室内风环境。通过模拟研究得出如下结论：阵列式建筑群布局形式的室外风环境与室内自然通风效果为三种建筑群布局形式中最优。其室内平均风速虽并非为最大值,但各栋建筑均位于自然风来流方向迎风面,室内自然通风效果更有利。第四,建筑日照模拟。首先研究了太阳运动规律和太阳高度角、太阳方位角等与日照相关的各参数。在此基础上以阵列式、倾斜阵列式以及围合式建筑群为研究对象,进行模拟计算,首先模拟研究了三种建筑群布局形式的夏至日全天的建筑群阴影范围,然后分别模拟计算了三种建筑群布局下,各建筑可接受太阳直射建筑立面的全年日照时数。进而得出如下结论：三种建筑群布局形式中,倾斜阵列式的日照环境最有利,其建筑群中各单体建筑均有可以获得太阳直射的立面,建筑立面的综合日照小时数分布最好,且建筑群夏季微环境较好。
【关键词】：被动式设计 建筑物理 建筑微环境 建筑节能 建筑自然通风 建筑日照
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU201.5
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-33
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 相关概念及国内外研究现状11-17
• 1.2.1 国外研究现状11-14
• 1.2.2 国内研究现状14-17
• 1.3 绿色建筑及其发展17-22
• 1.3.1 英国绿色建筑评价体系17-18
• 1.3.2 美国绿色建筑评价体系18-19
• 1.3.3 日本绿色建筑评价体系19-21
• 1.3.4 台湾绿色建筑评价体系21-22
• 1.4 我国绿色建筑体系22-23
• 1.5 绿色建筑案例23-29
• 1.5.1 贝丁顿社区23-25
• 1.5.2 南海意库25-27
• 1.5.3 绿色建筑技术27-29
• 1.6 研究目的与研究意义29-31
• 1.6.1 研究目的29-30
• 1.6.2 研究意义30-31
• 1.7 研究对象与研究方法31-33
• 1.7.1 研究对象31-32
• 1.7.2 研究方法32-33
• 第2章 成都地区建筑室外环境研究33-44
• 2.1 建筑环境概念简介33-34
• 2.2 成都室外气象环境34-37
• 2.2.1 热环境34-36
• 2.2.2 风环境36-37
• 2.3 传统民居中的节能措施37-40
• 2.3.1 精于选址38
• 2.3.2 井院式布局38-40
• 2.4. 成都地区建筑特征40-42
• 2.4.1 建筑形式40-41
• 2.4.2 斜屋面与瓦41-42
• 2.5 本章小结42-44
• 第3章 建筑风环境分析模拟方法研究理论基础44-51
• 3.1 风环境评价方法44-45
• 3.2 湍流基本方程45-47
• 3.2.1 质量守恒方程45-46
• 3.2.2 动量守恒方程46
• 3.2.3 湍流模型46-47
• 3.3 大气边界层47-49
• 3.3.1 简介47-48
• 3.3.2 大气边界层风速48-49
• 3.3.3 室外大气边界层49
• 3.3.4 空气龄49
• 3.4 本章小结49-51
• 第4章 建筑群风环境模拟研究51-85
• 4.1 模拟条件研究51-57
• 4.1.1 建筑尺度51-52
• 4.1.2 计算域52-53
• 4.1.3 计算网格53-54
• 4.1.4 建筑高度54-55
• 4.1.5 室外风速55-57
• 4.2 模拟条件及建筑尺度57
• 4.3 阵列式建筑群风环境57-65
• 4.3.1 室外风环境分析58-61
• 4.3.2 室内风环境分析61-65
• 4.4 倾斜阵列式建筑群风环境65-73
• 4.4.1 建筑布局简介65-66
• 4.4.2 室外风环境分析66-68
• 4.4.3 室内风环境分析68-73
• 4.5 围合式建筑群风环境73-81
• 4.5.1 建筑布局简介73-74
• 4.5.2 室外风环境析74-77
• 4.5.3 室内风环境分析77-81
• 4.6 模拟结果分析81-83
• 4.7 本章小结83-85
• 第5章 建筑日照分析理论基础85-91
• 5.1 理论简介85-87
• 5.1.1 地球自转与公转85
• 5.1.2 日地修正系数85-86
• 5.1.3 赤纬角和时角86
• 5.1.4 太阳高度角和太阳方位角86-87
• 5.2 日照分析87-91
• 5.2.1 日照间距87-89
• 5.2.2 建筑群微环境阴影分析89-91
• 第6章 建筑群日照模拟研究91-104
• 6.1 研究方法91-92
• 6.2 阵列式建筑群日照研究92-95
• 6.3 倾斜阵列式建筑群日照研究95-99
• 6.4 围合式建筑群日照研究99-103
• 6.5 本章小结103-104
• 第7章 结论与展望104-106
• 7.1 结论104-105
• 7.2 展望105-106
• 致谢106-107
• 参考文献107-110
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果110

【参考文献】

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本文编号：654318