动态气候适应性建筑表皮的设计策略及其控制模式研究

发布时间：2020-07-14 00:27

【摘要】：建筑表皮作为建筑室内空间和室外环境的分界面,发挥着控制室内外空间能量交互的功能。如何在每时每刻都处于变化状态的气候环境中,维持室内环境的舒适和稳定,即气候适应性,是建筑设计的永恒话题之一。动态气候适应性建筑表皮不同于静态的建筑表皮,通过控制建筑表皮上可变构件的变化,对影响室内的各项环境因子进行调节,动态地适应室外气候的变化。本文的理论研究主要包括“硬件”设计和“软件”设计两大部分:“硬件”部分是动态气候适应性建筑表皮的设计策略,包括动态气候适应性建筑表皮的设计思路和设计形式,其中设计思路按照调控的目标环境因子的不同分为适应太阳辐射、风环境、太阳能利用、光环境、多环境因子等5种动态气候适应性建筑表皮,设计形式分为开合孔洞、建筑内部附加构件、双层皮外墙、机械设计、植物、特殊材料等6种动态气候适应性建筑表皮;“软件”部分是动态气候适应性建筑表皮的控制模式,研究控制动态气候适应性建筑表皮发生变化的原理,包括了手动控制、基于预先设定的自动控制、基于反馈机制的智能控制和人工智能时代下的智慧控制4种控制模式。理论研究之后,本文通过制作两个实验模型,验证了动态气候适应性建筑表皮的可行性,并进行了 2组实验,实验1比较了在不同的控制模式下同一动态气候适应性建筑表皮的环境调节能力的差异,实验2得出了在一定条件下,2个不同的动态气候适应性建筑表皮可以相互协同,提升整体的环境调节能力。具备一定理论基础后,将动态气候适应性建筑表皮运用在实际建筑案例“Nature Between”之中,对实际应用的动态气候适应性建筑表皮进行了分析并简要介绍了其控制方案。
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU-80
【图文】：

效果图,中庭空间,太阳辐射,热工性能

逡逑ＳＤＡ２０１５的Ｔｅａｍ邋Ｏｒａｎｇｅ邋Ｃｏｕｎｔｙ的方案Ｃａｓａ邋Ｄｅｌ邋Ｓｏｌ具有一个半开敞的中逡逑庭空间，如图２－１。中庭的南墙上安装了邋６扇大面积的百叶落地窗，每扇落地窗逡逑都能绕着自身的中心轴旋转；中庭的屋顶具有长条型的天窗，安装了可^u闭的遮逡逑阳板。当室内过热时，可以将南墙的百叶窗转至平行于南墙方向，关闭屋顶遮阳逡逑板，减少直射入室内的阳光，减少太阳辐射得热，同时仍能保持一定水平的通风；逡逑当室内温度低于舒适温度时，可以将百叶窗转至垂直于南墙方向，打开屋顶遮阳逡逑板，增加室内的太阳辐射得热。百叶的角度和遮阳板的开闭程度可以根据需要手逡逑动调节，具有较强的适应性。逡逑＿邋ｒ邋｜逡逑图２－１邋Ｃａｓａ邋Ｉ）ｅｌ邋Ｓｏｌ中庭空间效果图逡逑（来源：Ｔｅａｍ邋Ｏｒａｎｇｅ邋Ｃｏｕｎｔｙ邋赛队邋ｍａｎｕａ丨文件，２０１５邋年）逡逑除了通过控制直接进入室内的太阳辐射的量

效果图,自然风,同济大学,来源

示意图,台湾,作者,风压

＿＾逦Ｉ邋一逡逑过渡手节ｄ天通风策略ｗ；？意图逡逑图２－３邋Ｙ－ｃｏｎｔａｉｎｅｒ通风原理示意图逡逑Ｃ来源：同济大学团队ｍａｎｕａｌ文件，２０１１年，作者改绘）逡逑风压通风是由于建筑的迎风面受自然风影响压力较大，称为正压区，背风面逡逑压力较小，称为负压区，空气由于压力差从正压区向负压区流动。通过在气流通逡逑道上设置^u口，控制开口方向或开口大小来控制风压通风的空气流动速度。台湾逡逑国立交通大学在ＳＤＥ２０１４的方案Ｏｒｃｈｉｄ邋Ｈｏｕｓｅ是利用动态气候适应性建筑表皮逡逑调控风环境的优秀案例。室外风环境良好时，南墙为正风压，北侧为负风压，当逡逑打开屋顶百叶与北墙推拉门后，自然风便会从南及北通过室内，带走室内多余热逡逑量并带入新鲜空气；当室外风速不够时，则采用了热压通风和主动式通风结合的逡逑１３逡逑

【参考文献】