通风隔热屋顶的设计策略研究

通风屋顶是一种构造简单、适用性广泛的建筑隔热构造。本文基于通风屋顶的隔热原理,分析面层架空和双层屋顶两种构建通风屋顶的基本策略和构造特征,讨论其在设计实践中的具体应用,进而以通风层的气流强化为目标,通过数值模拟解析利用热压强化的拔风构造设计和利用风压强化的风腔形态设计,为通风屋顶的性能化设计提供参考。

气候变化下窑居建筑屋顶适宜性改造研究

调研发现陕北地区自2010年以来降水量开始呈现明显增加的趋势,而传统窑洞屋顶缺少良好的防水设计,易导致窑洞在经受暴雨时漏水甚至坍塌。村民采取在原屋顶上加建彩钢板的改造方式防雨,然而这种窑洞屋顶构造的自更新不仅未能充分解决屋顶防水问题,还在一定程度上破坏了窑洞村落的传统风貌。以陕北地区传统民居的典型代表窑洞为研究对象,通过调研测试与软件模拟分析窑洞屋顶加盖彩钢板构造对室内热环境的影响,发现加盖彩钢板能够提升屋顶的耐久度和防雨性能,但是不能改善室内热环境,并且不能充分融入到传统的乡村环境中。在此基础上提出了新型窑洞屋顶构造,以期进一步改善屋顶防水性能并延续传统民居建筑风貌,为后期窑居建筑更新改造提供参考。

基于深度学习的机载点云屋顶平面提取算法

为了准确提取不同类型建筑物屋顶点云的各个平面,采用度量学习的方式,将每个平面视为单独的实例,为每个平面上的点学习单独的高维深度特征。利用所提取的高维深度特征对平面点进行初步的聚类,通过简单的欧氏距离和特征空间距离进行综合度量将未聚类的点分配至各个平面;所提出的方法分别在合成数据集和公开的机载点云建筑物屋顶数据集RoofN3D上进行了训练和测试。结果表明,在合成数据集上,所提取的建筑物平面的准确率、召回率和F_(1)分数分别为0.990、0.998和0.994;在机载点云数据集RoofN3D上,所提取的建筑物平面的准确率、召回率和F_(1)分数分别为0.945、0.971和0.957。该方法不仅可以准确有效地提取出不同建筑物屋顶平面,且平面边缘非常准确,还可以准确区分建筑物屋顶平面内容和非平面内容,为建筑物3维建模提供重要帮助。

计及源-荷不确定性的屋顶集成光储系统容量配置

利用建筑屋顶光伏发电是提高终端能源消费结构中可再生能源占比和降低用户能源成本的有效措施。针对建筑楼宇的屋顶集成光储(RIPVS)系统容量配置问题,提出计及源-荷不确定性的容量优化配置决策方法。在对光伏出力和负荷进行源-荷不确定性建模的基础上,以气象因素构建源-荷耦合气象特征集,运用K-均值聚类方法实现源-荷场景集削减,以刻画源-荷不确定性;建立以RIPVS系统全寿命周期成本最小化为目标的多场景容量优化配置模型,通过求解该模型获得反映备选方案技术经济的多维度指标,利用改进熵权法最终确定最优方案。以某商业楼宇的RIPVS系统容量配置为例,验证了所提决策方法的有效性。

“双碳”背景下校园建筑屋顶的绿色生产化改造

基于“双碳”发展目标的背景,结合绿色校园建设,提出校园建筑屋顶绿色生产化改造理念,介绍国内外校园屋顶绿化发展概况,分析屋顶绿色生产化改造方法及技术。以校园餐厅屋顶为例进行实践性设计改造,结合所绘平面及效果图,将改造案例进行生产能力及减碳潜力计算,以客观数据证明屋顶绿色生产化改造有助绿色校园建设和“双碳”目标实现。

绿植光伏屋顶技术研究现状及存在的问题

绿植屋顶不仅可以有效美化建筑外观,还可以有效降低建筑能耗;光伏屋顶则可以在提供可再生能源的同时降低建筑物本身的能耗。为了充分利用二者的优势,学者们提出了绿植光伏屋顶的概念,将光伏屋顶和绿植屋顶进行有机结合,充分发挥了两者的优势。本文通过文献调研,对绿植光伏屋顶技术的研究现状及存在的问题进行了总结。绿植光伏屋顶具有提高能量效率、提高经济效率、降低碳排放及降低灰尘等优点,相较于单独的光伏或绿植屋顶更具优势。但是其发展仍面临缺乏综合实验研究和全生命周期分析,配套理念及设施不足等缺点,本文研究可以为绿色光伏屋顶后续研究提供参考。

生态屋顶技术在城市绿色建筑中的功能与效益分析

高质量发展背景下,人们的环保意识逐渐增强,绿色、生态、低碳成为建筑发展的新趋势。本文以生态屋顶技术为切入点,详细分析了生态屋顶涉及的关键技术,包括轻质化基质技术、防水排水技术、承重结构设计和智能监控技术等。同时运用SWOT分析法对生态屋顶技术在城市绿色建筑中的功能与效益进行了全面剖析,提出了生态屋顶技术发展面临的机遇与挑战,旨在为生态屋顶的推广应用提供理论依据。

绿色屋顶降雨径流特性及其结构参数优选试验研究

为研究北方半湿润区绿色屋顶降雨径流特性,探究结构参数变化对其雨水蓄滞效应的影响,为海绵城市绿色新基建提供数据支撑及引导。建立绿色屋顶(坡度0°)、普通屋顶(坡度0°)、坡面屋顶(坡度5°)3种类型屋顶的对照试验,以及基于基质层厚度、基质层、排水层和排水方式结构参数调整的五组绿色屋顶试验,基于实测降雨径流开展监测。研究表明:监测期内,绿色屋顶、普通屋顶、坡面屋顶综合降雨量的平均径流系数分别为0.27、0.50、0.77,绿色屋顶降雨径流削减效应明显。随着降雨强度增大,绿色屋顶产流概率呈逐渐增大趋势,径流总量控制率呈逐渐较小趋势,绿色屋顶对小雨~大雨级别场次降雨蓄滞效应显著。监测期内降雨事件中,绿色屋顶降雨径流系数与降雨总量显著正相关,与前期降雨间隔天数和前期降雨量为弱负相关;绿色屋顶降雨径流控制效率显著降低对应降雨强度临界值为30 mm。绿色屋顶雨水蓄滞效应影响因素显著程度由大到小依次为基质层(超轻量基质层)、排水方式(距底部5 cm排水)、基质层厚度(20 cm)、排水层(陶粒层)。绿色屋顶降雨径流特性及雨水蓄滞效应受到内、外因多因素影响,后续应基于长序列降雨监测期,进一步研究不同结构、不同尺度的绿色屋顶的海绵城市生态效应。

潮汕传统民居屋顶装饰在当代花鸟画创作中的价值

全球化背景下,地方文化艺术的保护与发展问题成为当代艺术研究的重要议题之一。潮汕地区作为粤东历史文化的重要承载地,其传统民居的屋顶装饰艺术以鲜明的地域特色和独特的艺术价值引起了研究者的广泛关注。该文作者介绍了潮汕传统民居的历史背景及其屋顶装饰的艺术特征,明确了研究的目的和意义,概述了潮汕传统民居屋顶装饰的构造、设计风格、题材形式及其文化象征意义,探讨了如何将潮汕传统民居屋顶装饰元素融入花鸟画创作,以期为传统文化的创新转化与传承提供借鉴。

光伏屋顶新能源技术专利现状

新能源属于在新技术的基础上加以开发和利用的可再生能源,例如太阳能、风能、海洋能等。其中,太阳能发电是利用半导体的光伏效应将光能转化为电能,从而实现太阳能的有效利用。预计到2030年光伏发电量占到世界能源供给总量的10%,这将对世界能源的供给做出重要的贡献。

闽南沿海红砖民居屋顶构造工艺研究

闽南沿海红砖民居的屋顶多以红瓦覆盖,在当地自然、人文等因素的影响下,发展出独具地域特色的形态特征和构造工艺,蕴含着深厚的建构思想与营造智慧。文章采用田野调研、匠师访谈等方法,从屋顶各部位的构造特征入手,归纳材料种类、尺寸与砌筑方式,探究其设计规律与原理,梳理构造做法的地域差异,总结构造设计与防雨、排水、抗风等实用功能的关联,以期为今后的相关研究以及遗产保护工作提供参考。

面向屋顶光伏规划的建筑物屋顶分割方法

屋顶分割在屋顶光伏规划中具有重要意义。由于其基于人工提供prompts的方式,降低了屋顶光伏规划的自动化程度。为提高SAM在屋顶分割任务中的自动化水平,本文提出了一种改进Segment Anything Model(SAM)的建筑物屋顶自动分割方法。我们在SAM的基础上引入了一种用于提供prompts的可学习网络。简化了屋顶分割任务,将其转变为端到端的任务,并且显著提高了屋顶分割的准确性。经过实验验证,该方法的分割准确度可达99%,mAP可达82.5%,在建筑物屋顶分割和自动化水平上表现出卓越的性能。

基于节能效益屋顶绿化改造分析研究

在拥挤的城市中,屋顶作为建筑的第五立面,也是城市的主要上界面,在未来的城市发展中,将会发挥越来越大的作用,其中屋顶绿化降温效应有助于缓解城市热岛、降低建筑能耗。从绿色建筑的角度出发,对典型屋面绿化的构造方式和植物的选择进行了系统的探讨,同时以济南市建筑单体作为研究对象,利用Design Builder软件分析了绿化屋顶对温度变化、建筑能耗的影响规律,分析绿化屋顶节能效果,再考虑改造费用及各项生态效益,定量评估屋顶绿化的成本和综合效益,在建筑生命周期内,每平方米绿化屋顶可创造2658.29元的价值,为大力推广提供依据。

基于IPSO-BPNN的楼宇屋顶光伏出力功率超短期预测

在建筑光伏一体化技术的背景下,准确预测屋顶光伏输出功率对于优化建筑能源管理和确保光伏电力的稳定并网至关重要。提出了一种基于IPSO-BPNN的楼宇屋顶光伏出力功率超短期预测模型,该模型引入Sine混沌序列初始化和精英粒子反向学习策略,改进了基本的PSO算法,并利用此算法对基本BPNN模型的超参数进行优化,从而实现了对屋顶光伏出力功率更加准确的预测。预测模型性能测试实验表明,所提出的IPSO-BPNN预测模型在不同季节的预测准确性和稳定性都有显著提高。该模型能够准确预测屋顶光伏发电功率,为建筑光伏一体化系统的稳定运行和能源管理提供切实可行的解决方案。

屋顶分布式光伏发电技术方案研究

随着国家“双碳”目标的提出,新能源发电快速发展,成为实现“双碳”目标重要的途径之一。本文结合屋顶分布式光伏项目开发和设计方案现状,通过PVsyst软件模拟计算分析,对项目前期开发过程中需要重点关注的问题如:屋顶利用情况、影响发电量的主要因素(倾角、损耗等)、容配比等进行了专题研究,形成结论性的技术总结,供项目前期开发、方案设计时参考。

基于Passivhaus与PV-GR系统下的绿色屋顶可持续性应用探索

气候变化是当今世界面临的最重要挑战之一。温室气体排放导致的全球气温上升,极端天气事件频发,这对全球环境和人类社会都带来了巨大影响。而随着城市化进程的飞速发展,城市的空气污染严重。建筑屋顶作为建筑至关重要的第五立面,力求在节能减排中最大可能发挥其作用。绿色屋顶作为一种可持续的建筑设计形式,有望在减缓气候变化过程中发挥积极作用。希望能够通过对Passivhaus与PV-GR系统的应用和分析来探索绿色屋顶的可持续性应用。

动画中传统建筑屋顶结构样式衍化应用研究——以《白蛇》为例

针对十四五建设文化强国,动画作为文化输出的重要表现形式,分析在影片中屋顶文化的运用及其背后所蕴含的中华文化精髓,虽然动画《白蛇》中有大量的传统建筑屋顶,但是与现实相比做了一定的修改,以此满足故事内容的需要和画面的需要,表现的方面不只局限于结构,还包括颜色,材质等,以此做到与故事内容的高匹配度。

基于双重稳定约束的屋顶光伏逆变器分布式阻尼重构方案

为了解决屋顶光伏逆变器谐波谐振导致的渗透率提高受限问题,提出了一种基于双重稳定约束的分布式阻尼重构方案。首先,基于多逆变器等效阻抗模型,分析了强网弱化特性与渗透率之间的耦合关系及谐振易发机理;然后,以强网弱化下谐波谐振为约束,探究了差异化调控出力及台数下的新能源渗透率特性;其次,考虑调控经济性,通过在底层逆变器调制波中叠加额外阻尼等效控制量,提出了分布式阻尼重构方案,并结合系统谐波谐振抑制及自身稳定的双重稳定约束要求,构建了基于系统级阻抗匹配及底层零极点的分布式阻尼极限重构能力评估方案,以实现渗透率的最大提高;最后,通过仿真和实验验证了所提方案的有效性。研究结果表明,所提方案可提高逆变器的谐波谐振抑制能力及并网系统的渗透率水平,为屋顶光伏大规模接入提供技术保障。

机载LiDAR点云数据的建筑屋顶面提取算法

针对机载LiDAR点云数据的屋顶面提取过程中因受植被影响导致提取精度低的问题,提出了一种基于区域生长的屋顶面点云提取算法。进行滤波处理得到非地面点云,利用屋顶面点云邻域特征信息提取屋顶面种子点,引入植被指数和RGB差值信息作为生长约束条件对屋顶面点云进行生长分割,利用屋顶面的高程与面积值对提取结果进行过滤优化,得到屋顶面点云。选取了农村、城市、工厂三组不同场景的测试数据进行实验,结果表明:Kappa系数分别达到了97.29%、97.82%、97.13%,算法可实现较好的建筑屋顶面提取效果,且针对不同建筑场景具有良好的适应性。

陕西典型城市商业建筑屋顶绿化参数减碳研究

建筑部门碳排放是我国碳排放的重要部分,其中商业建筑单位面积能耗较高,而屋顶绿化技术已被证实能有效降低建筑碳排放,但对其减碳的量化效果尚不清晰。运用正交试验及软件模拟的方法对陕西典型城市(榆林、西安、安康)商业建筑中屋顶绿化关键参数的减碳作用进行了研究。结果表明:建筑全年碳排放和覆盖率、土壤基质厚度呈负相关,与植物高度、太阳能吸收率呈非单调规律;西安市供暖期减碳量最大,占整个供暖期碳排的3.7%。屋顶绿化参数对商业建筑碳排放影响显著,夏季温度越高、冬季温度越低时屋顶绿化层减碳效果越好,正交试验组中编号34的日减碳量约为编号1的2~5倍。为商业建筑减碳和屋顶绿化设计提供了一定的理论建议与依据。