基于室内热舒适目标为导向的气候适应性可变建筑表皮生成研究——以成都地区为例

气候适应性是生物学领域概念,能够适应不断变化的气候的建筑表皮被称为智能建筑表皮,也被称为气候适应性建筑表皮。同时,通过表皮构件的动态变化,研究适应复杂气候变化的可变建筑表皮,在探索改善室内居住环境,特别是在降低建筑能耗提供新的思路和方法。本文采用Ladybug Tools工具,对成都市典型气候特征进行分析,根据气象数据制定气候适应性策略,降低公共建筑室内制冷能耗并提高夏季室内环境的舒适度。

建筑表皮的生态意义

由建筑仿生学所引发的表皮概念,其原初含意在于运用可变化部分来适应气候以节约能源。因而后续的深化与扩展性研究,都必须以比为核心。从生态的角度来考量建筑的表皮,需要在进行系统梳理的基础上,来阐释蕴含于建筑表皮之中的生态意义。

基于环境因素动态调控的可变建筑表皮设计策略分析——以国际太阳能十项全能竞赛作品为例

可变建筑表皮通过对表皮上可变化构件的动态控制,能够对各个环境因素进行调节,从而适应不断变化的建筑外界环境,创造舒适的室内环境,可更好地体现建筑的气候适应性,符合绿色节能的设计理念。对历届国际太阳能十项全能竞赛的参赛作品进行分类整理,针对不同的环境因素将可变建筑表皮分为风环境调控、热环境调控、光环境调控、太阳能调控、综合型调控五个类别,并对各个类别的设计策略进行分析,为可变建筑表皮在建筑中的应用提供参考。

基于Ladybug Tools的可变建筑表皮参数化设计方法研究

可变建筑表皮是一种智能、动态的建筑表皮系统,可通过将主动式与被动式技术互补结合到建筑表皮中来提高建筑的气候适应性。基于Ladybug Tools的可变建筑表皮的参数化设计方法分为环境响应策略的制定、适应性参数及控制周期的确定、表皮形体的生成、建筑性能模拟验证与反馈设计、表皮单元构造设计5个步骤,是一种基于建筑物理环境性能优化的自下而上的设计方法。文章结合设计案例对上述流程进行了验证。

整合介入——气候适应性建筑表皮的设计过程研究

气候适应性建筑表皮作为建筑物与空气、阳光、阴影和水的分界面,是协调内外环境的智能面层,已成为建筑表皮发展的新趋势。整合设计过程(IDP)也为可持续建筑设计(SBD)带来了新的契机,包括设计的创新以及设计决策的客观性。实际案例选择的建筑实践是将气候与地域文脉整合设计的典型案例,通过丰富的图例试图揭示气候适应性表皮构件复杂的层次关系,并体现出隐藏在建筑表皮外观下的建筑系统整合过程,凸显了整合设计的介入过程。

可变建筑表皮的热环境调控策略分析

可变建筑表皮通过对表皮上可变化构件的动态控制,调节建筑的太阳辐射得热量、通风量、蓄热量和传热系数,从而实现对室内热环境的调节,以适应不断变化的建筑外界环境。依据上述四个调节因素,对国际太阳能十项全能竞赛参赛作品中基于热环境调控的可变建筑表皮进行归类,并分析其设计策略,以期为可变建筑表皮在建筑实践中的应用提供参考。

气候适应性可变建筑表皮单元的运动形式研究

该文对气候适应性可变建筑表皮单元的运动形式进行了分类研究,使用节点法表示方法,根据表皮单元运动形式的特点将其分为五种类型:旋转型、滑动型、折叠型、可变型、材料自适应型,同时对每种运动形式的运动机理进行了阐述,结合案例分析进行了探讨,以期为可变建筑表皮在建筑实践中的应用提供参考。

欧洲生态住宅的气候适应性

本文从气候与能源出发,总结了生态住宅气候适应控制的两种方式,强调了其中被动式调控的重要性,通过解读实例从住宅型体、缓冲空间和表皮系统三方面阐述了欧洲生态住宅的气候适应性,以期为我国生态住宅的气候适应设计提供一些参考和启示。

寒地校园建筑表皮的气候适应性研究

对寒地建筑表皮的气候适应性进行分析,提出通过采用适宜的墙体蓄热材料及新型墙体保温系统、双层幕墙及太阳能光伏与建筑一体化设计可以增强建筑表皮的气候适应性,减少由于北方严寒地区气候条件造成的建筑能耗,对建设节约型校园和发展绿色建筑具有指导意义。

夏热冬冷地区农村住宅适应性表皮设计策略与热性能提升实证研究

夏热冬冷地区农村住宅室内热物理环境恶劣,集成自然低品位能源的适应性建筑表皮的设计及应用在提升围护结构热性能、改善室内环境方面具有重要潜力。为此,本文提出了1种整合太阳能、地道风、重质蓄热墙为一体的动态适应性表皮形式,并在某住宅中进行示范应用。研究通过冬季、夏季的热物理环境测试及数据的客观定量对比分析,论证该设计策略对于表皮热工性能的提升效果。研究发现:新型适应性表皮能同时兼顾冬季保温及夏季隔热需求。冬季南北墙封闭空气夹层温度比室外空气温度分别平均提升5.31℃、4.21℃,最大提升幅度10.29℃;开启太阳能集热模块的房间比未开启集热模块的房间高4.04℃,比当地未采取任何保温节能措施的房间高6.53℃。夏季流动空气夹层温度比封闭夹层空气温度最大降低2℃,对应的墙体内壁面温度最大降低0.55℃;墙体通入地道风的房间比无地道风房间全天温度低1.56~2.55℃。

西北荒漠区新旧民居建筑热环境分析

我国西北荒漠地区气候严酷,当地传统民居却具有良好的气候适应性;而根据气候设计原理在银川地区兴建的示范型生态民居虽保留了一定的传统民居优势,但也暴露出了难以避免的缺陷。本文通过对传统民居和新型民居建筑物理环境的对比测试,探索了新型民居所存在问题的根源,而后借鉴传统民居设计与构造的方法和思路,为新型民居的设计提供了理论基础。测试结果表明:新型民居草砖与空心砖的复合墙体保温性良好,冬季室内空气温度高于传统民居,热稳定性有所提高;门窗密闭性优良,可消除冷风渗透现象;内壁面温度有所提高,减少了冷辐射感;热舒适性大大提升,同时室内空气品质亦有巨大改善,益于人体健康。传统民居室内略冷,但土坯墙体和草泥屋顶造价低廉,热工性能尚可,值得借鉴。在新型民居的建设中,传统民居的功能布局、结构构造和施工工艺亟待改进,但其采用生态建筑材料、注重室内外环境、与生产生活紧密结合的优良传统值得保留借鉴。

气候适应性建筑表皮在建筑改造中的运用

目前,越来越多的建筑表皮设计展现出气候适应性的倾向。本文以星海街9号厂房改造为例,探讨了在旧工业厂房建筑改造中,以气候适应性为出发点,结合当地适宜技术、文化等特点,将绿色、节能、经济性融入气候适应性建筑表皮的本土设计过程。

表皮-幕墙-气候过滤器

本文分析了建筑表皮的本体意义，沿着历史的纵断面对建筑表皮的产生、发展作了回顾，对建筑表皮的主要材料-玻璃的热物理及光学特性进行了详细分析，从当代建筑思潮及技术发展两个层面对建筑表皮及玻璃幕墙进行了剖析，结合近年来建筑技术、智能技术及材料技术的发展以及生态思潮的影响，同时也结合作者近年来从事的生态幕墙的实验研究，对当代建筑表皮及玻璃幕墙的最新动态进行了分析，最后得出结论：建筑表皮应该成为不良气候的过滤器。

基于气候适应性的江淮北部传统建筑绿色营建技术

安徽江淮北部地区地处淮河与长江之间,紧邻淮河地段,地处安徽亚热带最北部区域,居民基于当地气候要素创造出了冷热舒适、通风舒畅、采光便捷的传统建筑。采用实地调研和文献查阅的方法归纳整理该地区传统建筑基于当地自然气候条件所形成的建筑布局模式、围护结构材料形式和细部建构方式的特色,并通过Ecotect软件模拟辅助分析其蕴含的气候适应性绿色营建策略,总结当地人们调节自然气候资源的生态绿色营建智慧,为新时代建筑绿色可持续发展提供设计和建造的新思路。