寒冷地区低能耗办公建筑布局研究

寒冷地区的冬夏两季时间长且差异大,光热联动和昼夜温差大的特征显著,以西安高层办公建筑标准层为研究对象。办公楼可分为使用空间和辅助空间两大部分,辅助空间布置在建筑中央是最常见的,以辅助空间的朝向(中央、东、南、西、北)为变量,发现辅助空间位于西侧能耗最低,位于中央能耗最高。在中央型布局中,以单间的两种布局(中央或周边)和人员密度(单间办公室或会议室)为变量,模拟结果显示单间作为办公室比会议室能耗低,紧邻围护结构周边布置比位于建筑中央更节能。说明人员密度越低能耗越低,利用环境资源的被动设计可降低能耗。设置在中央的单间虽室内产热量大采暖能耗降低,但制冷能耗涨幅大且在总能耗中占比最大,因此单间位于中央的能耗大。

西安市办公建筑多目标优化设计

为解决性能评价和形态设计脱节、负相关性能目标难以权衡优化的问题,采用整合性能模拟和遗传算法的方法优化西安市办公建筑设计.利用性能模拟实现建筑设计要素和建筑性能的统一,利用遗传算法实现多变量多目标的寻优,为方案决策提供数据支持.办公建筑性能优化设计框架遵循设计、模拟及评价、优化的逻辑搭建.制定应用于建筑形态、表皮和细部的性能优化设计,以朝向、面宽、窗墙比、遮阳方式、百叶宽度、百叶倾角等为变量,采用遗传算法实现以能耗和光性能为目标的建筑形态寻优.结果表明:以西安市某办公建筑为例,基于气候特征量化节能策略,被动太阳能得热的利用率最高;以建筑太阳辐射增益量为目标,形态寻优结果是办公楼南北向长轴布局、长宽比是1.4;建筑表皮设计以各朝向的窗墙比为变量,南向窗墙比为60%、其他朝向窗墙比是40%时,光热性能均优.进而优化外置遮阳百叶,寻优结果在建筑表皮优化的基础上,将总能耗降低3%、全年光暴露量降低36.5%、空间全天然采光时间百分比没有明显下降.

基于协同学的低能耗公共建筑设计体系建构

建筑与外界环境有物质、能量和信息交换,是开放的复杂系统。协同学重视系统的整体性,研究子系统如何合作,在宏观尺度上产生空间、时间或功能结构。引入协同学理论,有助于系统性研究低能耗建筑。基于序参量和自组织原理,提取影响建筑能耗的序参量,建立低能耗建筑结构框架和设计流程。

建筑性能多目标优化设计方法及其应用--以遗传算法为例

建筑性能目标众多且相互间存在矛盾关系。性能模拟预测设计要素对建筑性能的影响,而优化算法自动搜寻最优设计方案实现负相关性能目标的共赢,因此基于模拟和算法优化的性能优化设计方法备受关注。以遗传算法为例,从算法优化效率、性能模拟和多目标优化的整合方式、性能优化方法应用场景等多个方面对既有性能优化设计进行总结分析,发现建筑性能优化设计方法不仅搜索大量潜在方案,还擅长解决多变量多目标寻优问题,可以辅助建筑师制定设计决策。而后分析其国内应用的局限性,并阐明其未来发展方向。

蓝晓科技新材料产业园办公楼设计

本文介绍西安市高陵区蓝晓科技新材料产业园的设计构思和理念,从园区规划、办公楼布局、形态设计等方面阐述产业园设计理念。

窗面积影响室内热舒适的实测与模拟对比研究

窗面积影响室内自然采光、太阳辐射量、得失热量、风速和空间感受,进而影响人体热舒适。以天津大学建筑环境实验舱为实验场所,采用现场实测和模拟的方法,研究稳态热环境条件下,窗面积对使用者热舒适的影响。结果表明:1)窗面积影响人体热感觉、热环境不满意百分数和热舒适度,尤其夏季窗面积对人体热感觉有显著性影响。夏季窗面积越小人体热感觉的敏感度越大;冬季情况反之。2)东向窗墙比是40%、60%时热中性温度更易于满足,冬夏季可接受的温度上下限区间更大更稳定。东向窗面积与人体热舒适度在夏季呈反比、在冬季呈正比,建议结合窗面积设定操作温度。窗墙比是20%、40%、60%时,建议夏季操作温度分别为25℃、26℃、27℃,冬季操作温度是22℃。3)窗面积影响室内热舒适度的模拟与实测结果基本一致,但是有条件情况下最好采用实测结果校验物理模型,提高预测准确率。