基于自然通风的居住建筑朝向对建筑能耗影响的模拟研究--以安康为例

优化建筑朝向是降低建筑能耗的有效手段,在建筑朝向优化的同时考虑自然通风对建筑物能耗的影响可进一步降低建筑能耗。本文利用PHOENICS及DesignBuilder软件,对真实地形条件下的陕西省安康市的居住建筑进行了不同朝向的通风和能耗模拟,综合不同朝向下的建筑物能耗及考虑自然通风情况的建筑能耗,对建筑全年能耗进行了对比研究,得出了建筑能耗较低的朝向范围。研究结果表明,建筑朝向对室内自然通风效果有显著影响,考虑自然通风因素后,不同建筑朝向的建筑能耗可以减小10.73%以上,最优建筑朝向发生变化,建筑朝向为南偏东10°与南偏西10°时节能效果最佳。

基于多目标优化的高校校园建筑朝向研究

近年来,城市范围内“热岛效应”日益严重,室外热环境逐渐恶化,室外热舒适度的研究日趋重要。随着计算机模拟技术愈加成熟,开始将遗传算法运用于室外热环境优化中。以长沙理工大学为研究对象,运用Rhino中的Grasshopper平台对研究地块进行参数化建模,并使用Octopus插件进行多目标优化,建立高校校园建筑朝向自动寻优工作流程,生成同时满足夏季及冬季室外热舒适度的帕累托前沿解集。结果表明:通过Octopus进行多目标优化,最优解集合逐渐向帕累托前沿收敛,并能根据不同需求选择合适的建筑朝向方案,能够提高建筑朝向设计效率。

桂林市某高校教学楼夏季建筑朝向和室内热环境调查研究

以桂林市某高校教学楼三楼南、北朝向四间教室为测量对象,对夏季不同朝向室内热环境和室内人员热舒适度评价进行现场测量和问卷调查,并对结果进行分析。结果表明:桂林高校建筑夏季普遍温度过低,相对湿度适中;非空调环境下,夏季中性温度为27.87℃,期望温度为27.2℃;风速和二氧化碳浓度对室内热环境影响较小,南向建筑太阳辐射较强、室内温度较高,北向建筑热舒适度评价较高。

夏热冬暖地区居住建筑朝向对能耗的影响分析

在夏热冬暖地区进行居住建筑节能设计时,设计师对建筑朝向的优化设计有待加强。通过采用DOE-2对典型居住建筑在不同朝向时的能耗进行计算,分析得出夏热冬暖地区建筑朝向对能耗有着显著影响,南北向时建筑能耗比东西向时低15%左右。建议节能设计标准体系文件的规定宜从严格要求、灵活实用的立场考虑朝向问题,同时建筑师在设计时应依据设计条件,对建筑朝向进行优化设计。

对等辐照方位与建筑朝向的选择

本文计算并分析了墙面可照时间和天文辐射日总量及其随坡向的分布，从中发现，存在东西对称的方位，在该方位上墙面的可照时间或天文辐射日总量在冬夏半年各自对应的太阳赤纬时都相等，称之为对等日照方位和对等辐射方位，统称为对等辐照方位。并且，在对等辐照方位以南的各方位上冬半年的可照时间（天文辐射日总量）大于夏半年对应太阳赤纬时的值，而对等辐照方位以北各方位的情况相反。因而对等辐照方位可作为适宜建筑朝向选择的临界朝向。

建筑朝向和高度对办公室使用者开窗通风行为的影响研究

开窗方式是办公建筑设计的重要因素。使用者开窗行为模式可以为建筑设计提供参考,有其研究意义。从开窗通风的角度考虑,不同建筑朝向和高度的外部条件不同。该项研究基于广州地区气候条件,集中分析上述因素对办公人员开窗通风行为的影响。

寒冷地区宿舍建筑朝向对能耗的影响——以山东建筑大学松园三号宿舍为例

建筑能耗在建筑节能的改革中逐渐成为主要衡量标准,宿舍建筑能耗的影响在校园建筑节能中受到广泛关注。通过对寒冷地区高校宿舍节能现状的调研,确定选取山东建筑大学松园三号宿舍建筑单元为研究对象,进行多朝向宿舍室内环境实测,分析宿舍可产生能耗的来源,并利用DesignBuilder建立模型,以15°为步幅设置朝向变量,进行宿舍单元典型气象年制冷、采暖、照明能耗以及全年总能耗的模拟分析,发现太阳辐射对室温影响较大,能耗主要来源为采暖能耗与制冷能耗;并深入探究朝向变化引起的太阳辐射受热差异以及对自然室温的影响差异,同时,将所有朝向分区为A、B、C、D,对比4个分区内各项能耗数据。归纳出各朝向分区内最佳朝向与最不利朝向,以及该地区的最适宜建筑朝向范围,即南-南偏东15°。以此提供更为详实的数据参考,辅助寒冷地区进行既有宿舍建筑的优化改造策略生成,以及多朝向宿舍建筑的围合式形体布局与节能技术设计。

中国古建筑朝向不居中现象试析

文章论述了在中国封建社会后期，随着风水术的盛行和风水罗盘和广泛使用，在建筑朝向的确定的确受到了极大的影响。

建筑朝向对玻璃幕墙建筑空调冷负荷影响的分析

以上海地区为例,采用暖通空调负荷计算及分析软件HDY-SMAD模拟分析了建筑朝向和玻璃幕墙建筑冷热负荷的关系。模拟结果表明,对于玻璃幕墙建筑,合理选择建筑朝向,对玻璃幕墙建筑冷负荷有很大的影响。

建筑朝向对自然通风的分析及确定

通过分析气流组织、风影区长度、室内平均风速、室内通风量以及室内空气的均匀性等影响自然通风效果的因素,确定在群体性建筑自然通风时,建筑来流入射角的取值。在此基础之上,确定了风向季节变化区的建筑朝向,并且综合考虑多项因素,最终确定建筑朝向。

不同节能标准下西安市居住建筑朝向对能耗的影响

随着节能要求的提高与节能标准的完善,设计师对建筑节能设计重要性的认识日益增加,对影响建筑能耗因素的研究也更加细化。在建筑节能设计的诸多影响因素中,对围护结构的保温、隔热性能的设计已经较为成熟,而对同样重要的建筑朝向这一影响因素的研究和规定还不够细化。朝向的选择由于其不可改造的特性在设计时是极其重要的因素。本文通过模拟标准居住建筑的能耗,分别得出了总能耗、采暖能耗及制冷能耗。通过对模拟数值的总结分析,研究了随着节能标准的发展西安地区居住建筑朝向对能耗的影响,以期补充相关标准,为建筑适宜朝向的细化规定提供理论依据。

通风和建筑朝向对混凝土碳化影响的研究——以深圳地区27年建筑为例

影响混凝土碳化的外界因素主要是温度和湿度,而现实环境中,对温湿度的影响体现为建筑的日照朝向和通风程度。针对已建成27年的深圳大学校园内三栋宿舍危楼(青松斋、翠柏斋、朱槿斋)的钢筋混凝土材料进行了碳化深度的调查和研究。试验分析了现场抽取的78个钢筋混凝土芯样,并结合当地环境条件进行混凝土碳化数据规律分析,探讨了环境因素对混凝土碳化的影响。结果表明:建筑由于日照朝向和通风程度不同,其混凝土碳化程度呈现出规律性的分布。

三江侗族传统聚落建筑朝向影响因子量化分析

通过对侗族传统村落及建筑空间生成影响因子进行定性分类认知,再以聚落及建筑朝向的定量分析来理清影响因子的主次关系,提出了空间量化的方法论,增强结论的客观性及可信度,为传统村落的可持续发展提供了帮助。

建筑朝向对室内自然通风影响的数值模拟

建筑朝向设计对于室内自然通风有很大影响,因建筑设计的不同,自然通风有多种形式如:被动风井通风、穿堂风、风塔、拔风井等。建筑及气候特点的合理设计,能更多地利用自然通风来改善室内的热舒适环境。为了比较建筑设计朝向变化与室内自然通风效果的相互关系,以南京市某居住小区为例,利用数值分析的方法,对该小区内某一户型在不同建筑朝向的设计情况下,对其进行室内速度场、温度场和室内空气龄的评价分析。通过对比分析结果,室内产生的最大气流随着建筑朝向的改变从1.5 m/s提高到2.5 m/s,室内的自然通风效果得到较大的改善;室内换气次数可由原20次/h^36次/h提高到40次/h^60次/h,通风效果更好。由此可见,合理的建筑朝向设计,可以保证建筑室内环境舒适度。

海南岛气候与建筑朝向问题

1 海南岛气候特征海南地处热带,低纬度,太阳高度角大。即使在冬至日,太阳南移至南回归线上时,海口市的太阳高度角还达46°3’,三亚市达48°20’(见附表1、2)。海南岛热带气候的形成,主要是由于地理位置处在低纬度,受到南中国海热带海洋的影响。由于终年得到大量的太阳辐射热量,夏季风及台风带来了丰富的雨水,遂形成了长夏无冬的热带气候特征。虽然全岛陆地面积仅有33,920km^2,从东北至西南的最大直线距离也只有288km。

合肥地区建筑朝向对于太阳能光热利用的影响

文章以合肥某具体的太阳能热水系统应用项目作为研究对象,通过模拟改变该项目某一栋建筑的朝向得到不同工况下太阳能集热器区域日照时间满足的户数,从而得到合肥地区适宜的建筑朝向角度,使得太阳能资源得到充分地利用。

基于太阳能利用潜力的居住建筑适宜朝向及差异性对比研究——以严寒和寒冷地区城市为例

以严寒和寒冷地区为例,采用Grasshopper-Ladybug计算不同朝向下居住建筑南向外表面的太阳辐射获取量,依据光伏利用、集热利用、被动式热利用的有效太阳辐射阈值范围,确定适宜的朝向范围,进而采用敏感性系数定量分析建筑朝向对太阳辐射利用的影响程度。

基于GIS的中外城市集居住宅朝向对比分析

居住建筑是城市中占比最大,同时也是对朝向敏感度最高的建筑类型,其朝向选择的差异性在很大程度上影响了城市的物质空间形态。研究表明,在我国的城市居住建筑中,南北向是主要的朝向,选择较为单一;国外的城市居住建筑的朝向则显得灵活多样。为验证此结论,文章以建筑气候区划为依据,筛选相同气候条件下的国内外城市进行对比,借助GIS软件对居住建筑的朝向分布进行统计,并对量化结果进行对比分析。研究结果表明,中国大部分城市集居住宅表现出明显的、强烈的南北向特征,而国外大部分城市集居住宅在朝向选择上更为多样,在比较的城市当中,中国的城市集居住宅选择南北向的平均比率是国外的近2倍。

福建九龙江河口平原传统民居的朝向问题研究

以闽南地区传统民居为例,对比淮北平原以及太湖流域的聚落发现,传统上中国民居以“坐北朝南”为主要朝向的概念,实际上会依据民居所处的、不同的地理特征而转变。不同于淮北平原以“坐北朝南”为主要朝向,位于九龙江河口平原的研究区域,仅35.9%的传统民居朝向为“坐北朝南”。经进一步分析发现,闽南民居与山脉的距离和民居是否采用“坐北朝南”的朝向有密切的关联性。通常情况下,民居与山脉的距离越近,则更倾向于以山脉的方位为坐向;距离越远,则更倾向于“坐北朝南”的方位。研究结果表明,地理环境是影响闽南传统民居朝向选择的关键因素,民居的朝向选择与地理环境的关联,蕴含了聚落与环境的脉络。此脉络的厘清,将对传统聚落保护、传承与有机更新提供更科学的理论支撑。

一种基于CenterNet的多朝向建筑物检测方法

航拍图像中的建筑物分布往往是朝向多样的。基于传统卷积神经网络的目标检测算法多以水平锚框作为检测框,在检测多朝向分布的建筑物场景下准确率较低。为此本文提出一种基于CenterNet神经网络的目标检测算法,在CenterNet模型基础上添加角度预测分支,将朝向角度信息融入网络中。针对CenterNet模型在特征提取阶段提取到的建筑物角度特征较少问题,采用非对称卷积替代原先的3×3卷积,加强神经网络对于旋转目标角度信息的特征提取能力,并通过改进损失函数降低角度周期性问题对目标检测的影响。改进后的网络可以更加精准的检测出多朝向分布的建筑物。在本文构建的数据集上进行了实验测试,相同环境下网络改进前后建筑物整体检测准确率提升5.2%,其中10°~80°以及100°~170°范围内大朝向变化建筑物检测准确率提升了7.4%。0°~10°、80°~100°以及170°~180°范围内小朝向变化建筑物检测准确率提升了3.1%,有效提高了多朝向建筑物检测的准确度。