多尺度全過程內(nèi)蒙古寒冷地區(qū)低能耗住宅建筑節(jié)能研究

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序/張頎

前言

第1章 緒論

1.1 研究背景和問題提出

1.1.1 我國公共建筑能耗現(xiàn)狀

1.1.2 氣候與建筑：“變”與“不變

1.1.3 空間設(shè)計與節(jié)能設(shè)計：“重形式”與“重技術(shù)

1.2 概念界定

1.2.1 中國寒冷地區(qū)

1.2.2 被動式低能耗設(shè)計

1.2.3 公共建筑共享空間

1.3 國內(nèi)外研究概況

1.3.1 基于氣候的建筑節(jié)能設(shè)計策略與方法研究

1.3.2 共享空間節(jié)能設(shè)計研究

1.3.3 總結(jié)與評價

1.4 研究目的、意義和方法

1.4.1 研究目的

1.4.2 研究意義

1.4.3 研究方法

1.5 創(chuàng)新點(diǎn)及研究框架

1.5.1 創(chuàng)新點(diǎn)

1.5.2 研究框架

第2章 共享空間探源與發(fā)展研究

2.1 共享空間的歷史演進(jìn)

2.1.1 溯源·具有樸素生態(tài)理念的室外庭院空間

2.1.2 過渡·引入自然的室內(nèi)中庭空間

2.1.3 拓展·遮避風(fēng)雨的拱廊街空間

2.1.4 成熟·塑造多樣化的共享空間

2.2 生態(tài)化共享空間的多元發(fā)展

2.2.1 氣候響應(yīng)性的緩沖空間

2.2.2 能量引導(dǎo)性的貫通空間

2.2.3 性能適變性的動態(tài)空間

2.3 共享空間的形態(tài)特征與生態(tài)效應(yīng)

2.3.1 共享空間的空間類型劃分

2.3.2 共享空間的形態(tài)特征

2.3.3 共享空間的生態(tài)效應(yīng)

2.4 本章小結(jié)

第3章 寒冷地區(qū)共享空間現(xiàn)狀調(diào)研與思考

3.1 我國寒冷地區(qū)氣候狀況

3.1.1 基于氣候的建筑節(jié)能設(shè)計分區(qū)

3.1.2 我國寒冷地區(qū)氣候區(qū)劃范圍

3.1.3 寒冷地區(qū)氣候特殊性

3.2 寒冷地區(qū)公共建筑共享空間的能耗現(xiàn)狀

3.2.1 不同類型公共建筑能耗現(xiàn)狀及特征

3.2.2 寒冷地區(qū)公共建筑共享空間的能耗特征

3.3 寒冷地區(qū)共享空間物理環(huán)境調(diào)研分析

3.3.1 調(diào)研概況

3.3.2 共享空間熱環(huán)境調(diào)研分析

3.3.3 共享空間光環(huán)境調(diào)研分析

3.3.4 共享空間物理環(huán)境綜合評價及存在的問題

3.3.5 公共建筑共享空間設(shè)計現(xiàn)狀與反思

3.4 本章小結(jié)

第4章 寒冷地區(qū)共享空間低能耗設(shè)計策略框架建構(gòu)

4.1 共享空間被動式低能耗設(shè)計的影響因素

4.1.1 外部氣候條件

4.1.2 自然能流控制

4.1.3 空間形態(tài)要素

4.2 寒冷地區(qū)共享空間低能耗設(shè)計原則

4.2.1 冬夏平衡的動態(tài)性原則

4.2.2 光、熱、鳳關(guān)聯(lián)的綜合性原則

4.2.3 空間要素配置的協(xié)同性原則

4.3 基于形態(tài)學(xué)的共享空間低能耗設(shè)計策略框架

4.3.1 從形態(tài)學(xué)角度建構(gòu)空間低能耗設(shè)計策略的意義

4.3.2 寒冷地區(qū)共享空間低能耗設(shè)計策略框架的內(nèi)容

4.3.3 共享空間低能耗設(shè)計策略生成方法論

4.4 本章小結(jié)

第5章 空間布局低能耗設(shè)計策略

5.1 布局類型

5.1.1 布局類型對物理環(huán)境的影響

5.1.2 布局類型對能耗的影響分析

5.1.3 設(shè)計策略：具有節(jié)能潛力的布局選型

5.2 空間朝向

5.2.1 空間朝向?qū)ξ锢憝h(huán)境的影響

5.2.2 空間朝向?qū)δ芎牡挠绊懛治?

5.2.3 設(shè)計策略：優(yōu)選南向采光的空間朝向

5.3 空間組合

5.3.1 組合方式及性能特點(diǎn)

5.3.2 空間組合對物理環(huán)境的影響

5.3.3 組合方式對能耗的影響分析

5.3.4 設(shè)計策略：突出性能優(yōu)勢的空間組合

5.4 本章小結(jié)2100433B

本項(xiàng)目對流動、傳熱與傳質(zhì)過程中的空間多尺度現(xiàn)象，以能源與環(huán)境領(lǐng)域中的幾個典型多尺度工程問題為具體研究對象，發(fā)展高效的多尺度數(shù)值求解方式，深入研究不同尺度上尤其是介觀和微觀層次上的流動、傳熱與傳質(zhì)現(xiàn)象，揭示不同尺度上流動、傳熱與傳質(zhì)過程之間的耦合機(jī)制。在數(shù)值模擬方面：構(gòu)建MD、DSMC與其它數(shù)值方法耦合的重構(gòu)算子，發(fā)展分區(qū)計算、界面耦合多尺度數(shù)值求解方法；完善分層計算、逐級傳遞多尺度求解方法；發(fā)展湍流流動中壁面粘性影響區(qū)和外層之間高效，準(zhǔn)確的信息交換方法。在實(shí)驗(yàn)方面：基于質(zhì)子交換膜燃料電池、太陽能空氣吸熱器及城市小區(qū)空氣品質(zhì)及污染物散發(fā)實(shí)驗(yàn)，發(fā)展相應(yīng)的多尺度問題的實(shí)驗(yàn)方法，獲得一批可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，為考核與完善所建立的多尺度數(shù)值方法提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。通過本項(xiàng)目的執(zhí)行不僅可以大力提高我國在能源與環(huán)境工程領(lǐng)域中多尺度問題數(shù)值模擬研究的國際地位，而且對相關(guān)的工程問題也有一定的指導(dǎo)與參考意義。

本書以公共建筑共享空間為研究對象，根據(jù)寒冷地區(qū)的氣候控制目標(biāo)，從空間設(shè)計角度探索共享空間被動式低能耗設(shè)計策略和方法。通過綜述和實(shí)測調(diào)研對共享空間本體形態(tài)和室內(nèi)物理環(huán)境進(jìn)行系統(tǒng)研究，在此基礎(chǔ)上建構(gòu)基于形態(tài)學(xué)的共享空間低能耗設(shè)計策略框架。論文的重點(diǎn)是：從空間設(shè)計角度出發(fā)，以定性與定量相結(jié)合的研究方法，制定共享空間構(gòu)成要素的低能耗設(shè)計策略，并深入探討設(shè)計策略的組合與應(yīng)用。研究意在突破傳統(tǒng)的建筑設(shè)計思路，將“能耗”因素融入“形式——功能”的設(shè)計流程，重建空間設(shè)計與節(jié)能設(shè)計的一體化關(guān)系，努力使建筑師在方案設(shè)計階段就可以通過直接有效的“設(shè)計路徑”，達(dá)到塑造高性能建筑空間形式的目的。