天津市建筑物理环境与生态技术重点实验室建设与研究

本文简要介绍了天津大学天津市建筑物里环境与生态技术重点实验室的基本情况,包括人员组成、研究方向、实验室建设定位和近年研究成果,通过介绍本实验室,以期对同类型实验室建设提供有益的样本,同时,也期望获得读者对本实验室今后发展的宝贵建议。

LED广告屏对居住建筑形成的典型色光侵扰数据调查研究——以天津市为例

在其众多光侵扰源中,LED广告屏因其发光面积大、亮度高、且亮度瞬时变化大和色彩饱和度高等特点,成为典型的色光侵扰来源。本文通过对建筑窗口部位的光参数测试及周边居民的主观调查,分析研究居住建筑由LED广告屏形成的色光侵扰问题。通过天津市的7个典型案例测试数据的分析,获取典型色光的光谱范围及对应的亮度数值范围等因素,并比对现有的相关规范标准要求,以明确色光侵扰的程度。

数理关系在文化建筑公共空间照明设计中的应用——以天津市滨海文化中心市民中心为例

文化建筑作为公众业余休闲重要场所,人们对文化建筑的需求量也越来越大。大众在物质生活得到满足后,对更高精神场所需求更加强烈。文化建筑的建筑空间照明更注重空间氛围的营造。本文以天津市滨海文化中心市民中心为例,在对市民中心的公共空间进行照明设计时,从空间氛围中提炼出其内涵的数理关系,并将这套数理关系应用到灯具的布置中,通过提炼和转化,使感性的设计意向和理性的布灯方式结合在一起。通过这种方式,更好的烘托文化建筑公共空间的环境氛围,并有效的转化为忠实于设计理念的室内光环境。为室内照明设计提供了一种切实可行的操作方式,丰富了室内照明的设计方法。

基于多目标优化的公共建筑中庭物理环境模拟技术研究

中庭空间作为公共建筑中最为核心的空间,其物理环境一直被人们所重视,而以往的相关研究大多只局限于单一环境参数,极少有整合光、热、风三个物理环境进行全面参数化设计研究。因此,以物理环境舒适性指标为导向,使用Grasshopper参数化编程平台和Octopus多目标优化插件等工具,结合多目标遗传算法理论,整合现有采光、热工、风环境模拟软件,构建中庭物理环境多目标优化模拟平台。通过实际模拟案例并计算得到模拟结果,提出了建筑物理环境参数化模拟计算的关键节点,选取适宜的自变量参数、材质参数、优化参数及目标函数,进而研究出上述物理环境模拟内容的可实施操作流程。为建筑师在建筑设计初期阶段找寻通用的设计流程与方法提供参考价值。

历史风貌区照明设计初探——以天津市五大道地区为例

本文以天津五大道地区为例,对近现代砖石结构历史建筑的夜景照明做了初步的分析探讨,提出一些现状问题及改善措施,阐释夜景照明对提升历史风情区人文性的重要作用。

中新天津生态城中心CBD风环境数值分析

风环境作为绿色建筑评价中的一个重要方面,是城市规划时必须考虑的因素。通过采用CFD流体力学软件Airpak,建立中新天津生态城城市中心CBD的风环境数字化模型,模拟出小区整体的风速和风压分布状况。通过对数值模拟结果分析,得到中心CBD风环境相关参量的数据分布,为后续的方案优化提供了指导。

夜间天津城市道路交会区户外LED显示屏照明现状调研及分析

随着城市建设的不断发展,户外LED显示屏作为广告新载体越来越多的得到运用。这种新型的广告载体,在夜间对城市道路交会区交通极易产生干扰。本文以天津市区为例,针对道路交会区这一特殊的空间,对夜间户外LED屏的现状进行实地调研,以期对户外LED显示屏的现状有一个初步的了解,对今后在城市道路交会区如何更科学合理地使用这种广告载体,减少其对交通干扰提供一定的参考依据。

基于核查表法的颐和园重点景区夜景照明环境影响分析

颐和园是一个有大量的生态物种和历史文化遗迹并存的多元素环境。由于该环境的复杂性和珍贵性,对夜景照明方案的环境影响程度分析十分重要。本文从环境影响的角度出发,采用优化后的核查表法,对佛香阁、八方亭、长廊、仁寿殿四个重点区域进行了环境因子筛选、照明方案环境影响分析、照明环境影响预测,最后给出综合分析结果。

京津冀地区大型公共建筑中庭光环境评价分析

中庭空间作为公共建筑的核心区域,功能属性从传统的集散空间向共享开放空间发展,承载休憩、阅览和展览等新的空间属性,对空间的光环境也提出了更高的要求;其光环境舒适度更需要从多个光环境物理因素综合考虑。通过对17个中庭空间光环境客观实测数据和主观调研数据信息的归纳和分析,总结出照度水平、眩光、亮度水平是中庭空间中特别关注的光环境参量;其中探讨主观评价、主观感受因素及中庭空间设计信息之间的关系,归纳主观感受与建筑设计两个层面影响因素的影响性、联系性和制约性,确立影响中庭光环境舒适度各因素的关注程度。明确出主观感受因素与建筑设计因素对在中庭光环境中人群舒适感受影响性关注程度的对应比较关系,为营造以人为本、舒适度高、能耗低的中庭光环境的优化模拟实验提供变量选取及优先级参照。

寒冷地区既有办公建筑光环境调查研究

办公建筑作为既有建筑中最常见的一类,在其办公室室内光环境的方面有着很强的代表性。针对天津市16座典型板式办公建筑中的室内光环境进行了调研,在整合分析调研数据的基础上,根据最新颁布的采光、照明设计标准,进行评估分析,提取既有办公室中在采光数量、采光质量、人工照明等方面存在的问题,并针对相关问题提出相应的解决策略与初步建议。

天津地区天然采光下的办公室空间型体研究

以天津地区办公建筑为例,通过实地调研获得办公建筑主要功能房间办公室的空间尺寸、窗地比等数据,采用正交试验设计方法进行模拟试验,借用Ecotect、Radiance软件建立模型并进行模拟。以采光系数平均值和采光均匀度从数量和质量两方面进行综合评价,通过定量分析,最终得出办公室最优空间尺寸组合、窗地比等。研究工作不仅可以降低照明能耗,同时还可以给使用者营造良好的天然光环境,提升视觉感受。研究结果可对建筑师在方案设计阶段有效利用天然光提出有价值的建议。

基于天津地区太阳辐射观测的典型年数据比较

建筑动态采光模拟普遍采用辐射光当量法,而挑选1套符合地区气候特征的典型年数据是进行采光模拟的前提。本文选取3套国内常用典型年数据:CSWD、ChinaTMY2数据、DeST典型年数据,同时以天津地区1年多的逐时太阳辐射观测数据为参考,对太阳总辐射、散射辐射按照全年逐时变化、各月均值变化、各季节逐时日变化方式进行比对,初步分析了3套典型年数据中辐射数据的变化规律及差异。从总辐射的比对结果来看,DeST典型年数据最为符合天津气候特征,与实测数据吻合度最高;ChinaTMY2数据趋势平缓;CSWD变化规律与其他3套数据均存在较大差异。而3套典型年数据散射辐射比对结果则并不理想。

设计初期建筑HVAC负荷敏感性分析:城市环境下的购物中心

城市环境及设计参数的多样性使购物中心的冷热负荷具有多重不确定性。通过3种典型购物中心在2种城市环境下的敏感性分析,旨在确定寒冷气候下的关键设计参数。采用拉丁超立方抽样获得200种设计组合方式,通过不确定性及敏感性分析,得到购物中心冷热负荷的波动情况及16个设计参数的敏感性排序。不确定性分析表明,设计参数引起全年HVAC(供暖通风与空气调节)负荷高达62.3%的变化,热负荷的变化幅度是冷负荷的5倍;敏感性分析表明,入口风速、天窗屋顶面积比和屋面传热系数是影响寒冷地区购物中心的建筑全年HVAC负荷的3个重要设计参数;城市环境影响表明,建筑密集地区对冷负荷的需求低于空旷地区,同时,外窗太阳得热系数的敏感性在空旷地区明显高于建筑密集地区。

老龄背景下的天津老旧住宅楼梯间照明现状研究

本文从老年人在住宅楼梯间内的照明需求出发,以天津市内15个老旧小区内的老旧住宅楼梯间为研究对象,对其照明空间指标、照明环境指标和照明参数指标进行现状调研,并在此基础上进行现状主观评价。结果表明60岁及以上人群对楼梯间内各区域照明现状评价未达到满意程度。此外,其对梯段处、平台处、入户门门锁处、单元门门厅处和楼梯间整体照明的满意程度均低于60岁以下人群,且除楼层平台地面均匀度和光色氛围满意度外均存在显著差异。通过实测数据与主观评价的结合分析,60岁及以上人群对楼梯间照明整体满意程度与踏步处照度、平台处照度和门锁处垂直照度呈正相关。其中梯段处照明需求与踏步处照度呈正相关,平台处照明需求与平台处照度和均匀度呈正相关,门锁处照明需求与门锁处垂直照度呈正相关。因此现有老旧住宅楼梯间内梯段处、平台处、入户门门锁处照度均需提升,且照明设计及指标应根据老年人使用需求进行调整及改善。

基于DeST典型年数据的建筑采光实验模拟研究

近年,在建筑采光研究及相关应用中,典型年数据的使用越来越普遍,由于不同的数据开发者所采用的思路及方法也存在差异,不仅会直接影响建筑采光模拟结果的精确度,而且在典型年数据更新周期内,城市气候可能会发生短期、随机、显著的变化,DeST典型年数据难以满足全年逐时(甚至逐分)的动态采光研究的需要。针对这些情况,本文以天津实测太阳辐射数据为参考,通过典型年修正数据的实验模拟和实测采光数据的实验模拟数据对比,对DeST典型年数据在天津地区的适用性进行研究。

虚拟现实技术应用于体育馆照明眩光评价的可靠性研究

本文以天津大学卫津路校区体育馆为例,开展了照明条件下真实环境和虚拟现实环境的眩光对比实验(n=24),以探索虚拟现实技术应用于眩光评价的可靠性。发现真实环境眩光评分与虚拟现实环境的眩光评分具有良好的相关性:场景中两组眩光评分的皮尔逊相关系数0.785,回归模型Glare=0.861Glare(VR)+0.193,R 2=0.767。实验结果表明,虚拟现实环境能够较好地量化反映体育馆照明场景的眩光水平,虚拟现实技术用于眩光评价在一定程度上具有可靠性,为评估体育馆照明眩光提供了一种新颖、直观的方法思路。

虚拟现实下辅助建筑照明设计的智能推荐算法及模块

近年来,随着专家系统的不断发展,其在建筑性能优化及方案推荐方面的优势逐步凸显。但目前的方案推荐不能做到主客观有效结合,容易造成设计的循环往复。因此,本文针对照明设计特点,提出了一种维度自适应粒子群算法,并以此为基础开发了智能推荐模块。该模块可对灯具阵列排布及单灯精细布控进行方案推荐,其被嵌入虚拟现实建筑照明交互设计辅助系统,以辅助设计师的早期照明设计。本文选取办公室作为实验场景,对20个工况进行方案推荐,相比标准PSO算法,在满足照度要求下,灯具阵列推荐模块推荐的方案实现平均节能57.9%,单灯精细推荐模块推荐的方案实现平均节能45.2%。用户同时可在推荐方案中进行虚拟场景漫游,在主客观相结合下进行决策,设计效率得到提高。

城市核心区中国传统古建筑夜景照明亮度适宜性评价研究

论文结合城市核心区夜景照明环境的亮度特征,从古建筑载体的构成基本特征入手,为合理凸显古建筑并达到与城市周边环境亮度的适宜性,开展不同模拟场景下的古建筑照明主观评价研究,分析了影响古建筑夜间视觉亮度的载体部位因素,给出了照明亮度的合理阈值范围。

典型建筑外窗窗型隔声性能验证

为验证现存典型建筑外窗窗型的隔声性能,对天津市7条典型交通线路沿线的交通噪声进行现场监测和分析,得到交通噪声声压级及噪声频谱特性,在此基础上选取天津市现有的7种典型的建筑外窗窗型,对其隔声性能进行现场测试。对比分析所测试不同外窗窗型的实际隔声效果。研究结果显示,在天津7条典型道路或铁路噪声影响下,只有推拉塑钢单层玻璃双层窗、平开断桥铝中空玻璃窗2两种窗型能够完全满足居住建筑室内声环境的要求。研究结果可应用于道路和铁路交通沿线新建或既有建筑的交通噪声环境评价,改变以往评价中仅依据外窗厂家提供的隔声量数值的评价方式,提高评价的准确性。

城市居住区室外光环境评价指标研究

本文以国内居住区室外光环境为研究对象,在利用文献对比方法找出与居住区室外光环境相关评估指标群的基础上,通过建立指标群和指标群分解的方法初步得到评价体系,而后使用"模糊德尔菲法"筛选居住区室外光环境评价体系中的评估因子,从而推导出"居住区室外光环境"评价体系框架。