被动式建筑设计策略应用研究
|
摘要
南京佛手湖国际建筑艺术实践展主办方邀请华中科技大学绿色建筑研究中心,设计一栋具有展示、工作及居住功能的小型绿色建筑。本文基于此绿色建筑的研究型设计为载体,来对被动式建筑设计策略展开梳理,最后完成建筑设计并付诸实践。
本文结合研究数据重点分析了南京地区的气候条件,总结出:夏季极端气温高、冬季寒冷和冬夏两季节相对湿度同高的条件。作者还分析了南京佛手湖地区地形以低山丘陵为主,植被结构简单,以落叶阔叶林为主,水体资源丰富等区域地质及植被特征。作者并且还对南京地区现有居住建筑夏冬两季降温取暖能耗及其围护结构进行了研究,得出南京地区住宅建筑舒适性差、能耗大的结论。
通过大量的文献阅读,作者对国内外被动式建筑设计策略的理论研究和建筑作品按照自己的理解和分类方式进行了梳理与总结,并从被动式保温采暖和被动式降温两个方面展开深入地论述。
在被动式建筑设计策略及其案例研究的基础上,作者针对本案所在地的气候条件、地质特征及建筑类型选择并探讨了适宜的被动式建筑设计策略,进而尝试做出了研究型设计,本设计重点探索了建筑方案设计与策略应用设计两方面。并用PHOENICS软件对设计的自然通风效果进行模拟,对设计进行科学化论证。
本文研究本着从理论到实践的原则,从一般理论到针对性设计策略再到具体的研究型设计,对被动式建筑设计策略进行研究,得出一些对建筑设计具有可操作性的结论,同时作者还归纳出一套适宜被动式建筑设计策略的选择及运用过程模型,并界定了被动式建筑设计策略与建筑设计的从属关系,为建筑师的创作提供了新的思路和启发。
China International Practical Exhibition Architecture has invited the Green Architecture Research Center to design a low-energy house for the exhibition. Based on the design of the house in the region of Foshou Lake of Nanjing city , the research was based on passive building design strategies.
Firstly, a study was conducted on the climate and geology conditions of the region of Foshou Lake, and then investigated the problem of the high-energy used for cooling in summer and heating in winter.
The research further trimmed down the general theory of passive building design into two directions——passive cooling and passive heating, from abundant relative literature reading and case study.
Secondly, the design strategies, which can give attention to the climate and geology conditions of the region and several key factors, such as the sunpath, the form , the space and the skin were collated on the basis of the research and experiments with the concepts and analysis on the potential and the problems associated with passive design strategies.
The study idea is based on the principles of theory to practice, from a conceptual idea to a practical(real) ideology down to the practical design conclusion. This research and study provided an opportunity to develop a practical research programmer structure in the form of ideal passive design model. This passive design idea is a suggestive one in the sense that it reflects an ideal solution to basic ecological designs goals.
本文结合研究数据重点分析了南京地区的气候条件,总结出:夏季极端气温高、冬季寒冷和冬夏两季节相对湿度同高的条件。作者还分析了南京佛手湖地区地形以低山丘陵为主,植被结构简单,以落叶阔叶林为主,水体资源丰富等区域地质及植被特征。作者并且还对南京地区现有居住建筑夏冬两季降温取暖能耗及其围护结构进行了研究,得出南京地区住宅建筑舒适性差、能耗大的结论。
通过大量的文献阅读,作者对国内外被动式建筑设计策略的理论研究和建筑作品按照自己的理解和分类方式进行了梳理与总结,并从被动式保温采暖和被动式降温两个方面展开深入地论述。
在被动式建筑设计策略及其案例研究的基础上,作者针对本案所在地的气候条件、地质特征及建筑类型选择并探讨了适宜的被动式建筑设计策略,进而尝试做出了研究型设计,本设计重点探索了建筑方案设计与策略应用设计两方面。并用PHOENICS软件对设计的自然通风效果进行模拟,对设计进行科学化论证。
本文研究本着从理论到实践的原则,从一般理论到针对性设计策略再到具体的研究型设计,对被动式建筑设计策略进行研究,得出一些对建筑设计具有可操作性的结论,同时作者还归纳出一套适宜被动式建筑设计策略的选择及运用过程模型,并界定了被动式建筑设计策略与建筑设计的从属关系,为建筑师的创作提供了新的思路和启发。
China International Practical Exhibition Architecture has invited the Green Architecture Research Center to design a low-energy house for the exhibition. Based on the design of the house in the region of Foshou Lake of Nanjing city , the research was based on passive building design strategies.
Firstly, a study was conducted on the climate and geology conditions of the region of Foshou Lake, and then investigated the problem of the high-energy used for cooling in summer and heating in winter.
The research further trimmed down the general theory of passive building design into two directions——passive cooling and passive heating, from abundant relative literature reading and case study.
Secondly, the design strategies, which can give attention to the climate and geology conditions of the region and several key factors, such as the sunpath, the form , the space and the skin were collated on the basis of the research and experiments with the concepts and analysis on the potential and the problems associated with passive design strategies.
The study idea is based on the principles of theory to practice, from a conceptual idea to a practical(real) ideology down to the practical design conclusion. This research and study provided an opportunity to develop a practical research programmer structure in the form of ideal passive design model. This passive design idea is a suggestive one in the sense that it reflects an ideal solution to basic ecological designs goals.
引文
[1] [美]阿尔温德·克里尚编,刘加平译.建筑节能设计手册——气候与建筑,中国建筑工业出版社,2005
[2] [美]玛丽·古佐夫斯基着,汪芳、李天骄、谢亮荣译,可持续建筑的自然光运用,中国建筑工业出版社,2004
[3] [英]麦克哈格.设计结合自然.芮经纬译.北京:中国建工出版社,1992
[4] [德]英格伯格.佛拉格等编著.托马斯.赫尔佐格 建筑+技术.李保峰译.北京:中国建筑工业出版社,2003
[5] [英]大卫·劳埃德·琼斯 编著.建筑与环境——生态学建筑设计.王茹 等译. 北京:中国建筑工业出版社, 2005.3
[6] 牟灵泉,地道风降温计算与应用,北京: 中国建筑工业出版社, 1982
[7] 张家诚.中国气候总论.北京:气象出版社,1991.12
[8] 涂逢祥.建筑节能. 北京:中国建筑工业出版社,2002.11
[9] 中国建筑业协会建筑节能专业委员会.建筑节能技术.北京:中国计划出版社,1996.9.1
[10] 戴天兴.城市环境生态学.北京:中国建材工业出版社,2002.7
[11] 夏云.生态与可持续建筑.北京:中国建筑工业出版社,2001.6
[12] 蒋新林.绿色生态住宅设计作品集.北京:机械工业出版社,2003.1
[13] 绿色建筑技术手册 (美 public technology inc. us green building council)王长庆,潘毅群 译.北京:中国建筑工业出版社, 1999.06
[14] 付祥钊主编.《夏热冬冷地区建筑节能技术》.北京:中国建筑工业出版社,2002.10
[15] 林芳怡 主编.永续绿建筑.台北:台湾建筑报道杂志社, 2002.10
[16] 宋德萱 编著.建筑环境控制学.南京:东南大学出版社, 2003.1
[17] Narenda K. Bansal, Passive Building Design: A Handbook of Natural ClimaticControl,Elsevier Science BV,1994
[18] James Wines,Green Architecture,TASHEN,2000
[19] The House Book,Phaidon Press Limited,2001
[20] Sue Roaf, Manuel Fuentes, Stephanie Thomas, Ecohouse 2—A Desing Guide, Architectural Press of Elsevier,2004
[21] Thomas,Herzog,Solar Energy In Architecture And City Planning Prestel, 1998.
[22] 加藤义夫著.被动式太阳能建筑设计实践.吴耀东译.世界建筑,1998(1)
[23] 韩爱兴.夏热冬冷地区居住环境质量有望得到改善和提高.新型建筑材料,2002(03)
[24] 杨建萍.南京市居民用电负荷特性分析与思考.电力需求侧管理,2002(4)
[25] 袁春燕.南京地区双层窗冬季节能及经济性分析.南京建筑工程学院学报,2002(2)
[26] 杜雁霞、程宝义.南京地区办公楼的空调能耗模拟.建筑热能通风空调,2004(6)
[27] 阎传海、张绅.南京地区森林植被性质的初步研究.植物生态学报,1995(3)
[28] 庄迎春.论绿色建筑与地源热泵系统.建筑学报,2004(3)
[29] 潘本栋.建筑的节能与墙体保温研究.砖瓦,2005(12)
[30] 孙超法,住宅东、西外墙的隔热设计,四川建筑科学研究,2001(6)
[31] 王志毅、谷波、郑钢.地道风空调改善猪舍热环境初探.地下空间,2002(6)
[32] 马承伟.我国南方地区畜禽舍夏季采用浅地层地道风降温问题的探讨.农业工程学报,1997(9)
[33] 雷涛.生态建筑中的中庭空间设计探讨.建筑学报,2004(8)
[34] 赵朝晖.可再生能源在空调制冷中的应用.制冷,2003(12)
[35] 宋晔皓.利用热压促进自然通风.建筑学报,2000(12)
[36] 毛建西.南京“两季”气候特征下热舒适建筑节能对策.华中建筑,2004(2)
[37] 李保峰.生态建筑的思与行——托马斯·赫尔佐格教授访谈.新建筑,2000(5)
[38] 张钦楠.柯利亚的创作道路.时代建筑.1997(1)
[39] 张尚印,王守荣.我国东部主要城市夏季高温气候特征及预测.热带气象学报,2004(12)
[40] 张银龙、王月菡.南京市典型森林群落枯枝落叶层的生态功能研究.生态与农村环境学报,2006(1)
[41] 阎传海、张绅.南京地区森林植被性质的初步研究.植物生态学报,1995(3)
[42] 杨维菊.冬冷夏热地区建筑节能技术.东南大学学报,1998(9)
[43] 毛建西、柳孝图.南京遮热板降温与时间相关性统计分析.新建筑,2004(6)
[44] 阎丽萍、王路威.空心墙体建筑的节能及经济性分析.南京工业大学学报,2004(5)
[45] 魏玲、何嘉鹏.南京地区冬季窗节能研究.太阳能学报,2002(6)
[46] 袁春燕.南京地区双层窗冬季节能及经济性分析.南京建筑工程学院学报,2002(2)
[47] 刘念雄.欧洲新建筑遮阳.世界建筑,2002(12)
[48] 李保峰.“双层皮”幕墙类型分析及应用展望.建筑学报,2001(11)
[49] 李路明.国外绿色建筑评价体系略览.世界建筑, 2002,05
[50] 徐天羽.历史建筑的改造和再利用.中外建筑, 2004,02
[51] 吴晓.再审新乡土建筑——读维基·理查森的《新乡土建筑》有感, 新建筑, 2003,16
[52] 何敏,沈三陵.记两例英国旧建筑改造.世界建筑, 2005,05
[53] 吴良镛.乡土建筑的现代化,现代建筑的地区化——在中国新建筑的探索道路上.华中建筑, 1998,01
[54] 钟晓青.“绿色建筑”,体系若干理论问题.建筑学报, 1996,02
[55] 谢浩.各种民用建筑体形的防热分析.福建建筑, 1997,04
[56] 杨柳.建筑气候分析与设计策略研究:[博士学位论文]西安:西安建筑科技大学,2003
[57] 向杰.夏热冬冷地区被动式太阳能利用的可能性:[硕士论文].武汉:华中科技大学建筑与城市规划学院,2003
[58] 孙喆.夏热冬冷地区多层住宅被动式太阳能设计策略研究:[硕士论文].武汉:华中科技大学建筑与城市规划学院,2003
[59] 周鹏.夏热冬冷地区住宅屋顶的气候适应性设计研究:[硕士论文].武汉:华中科技大学建筑与城市规划学院,2004
[60] 卢晓刚.夏热冬冷地区窗的气候适应性研究:[硕士论文].武汉:华中科技大学建筑与城市规划学院,2004
[61] 郑松.中国夏热冬冷地区南向窗的气候适应性研究:[硕士论文].武汉:华中科技大学建筑与城市规划学院,2003
[2] [美]玛丽·古佐夫斯基着,汪芳、李天骄、谢亮荣译,可持续建筑的自然光运用,中国建筑工业出版社,2004
[3] [英]麦克哈格.设计结合自然.芮经纬译.北京:中国建工出版社,1992
[4] [德]英格伯格.佛拉格等编著.托马斯.赫尔佐格 建筑+技术.李保峰译.北京:中国建筑工业出版社,2003
[5] [英]大卫·劳埃德·琼斯 编著.建筑与环境——生态学建筑设计.王茹 等译. 北京:中国建筑工业出版社, 2005.3
[6] 牟灵泉,地道风降温计算与应用,北京: 中国建筑工业出版社, 1982
[7] 张家诚.中国气候总论.北京:气象出版社,1991.12
[8] 涂逢祥.建筑节能. 北京:中国建筑工业出版社,2002.11
[9] 中国建筑业协会建筑节能专业委员会.建筑节能技术.北京:中国计划出版社,1996.9.1
[10] 戴天兴.城市环境生态学.北京:中国建材工业出版社,2002.7
[11] 夏云.生态与可持续建筑.北京:中国建筑工业出版社,2001.6
[12] 蒋新林.绿色生态住宅设计作品集.北京:机械工业出版社,2003.1
[13] 绿色建筑技术手册 (美 public technology inc. us green building council)王长庆,潘毅群 译.北京:中国建筑工业出版社, 1999.06
[14] 付祥钊主编.《夏热冬冷地区建筑节能技术》.北京:中国建筑工业出版社,2002.10
[15] 林芳怡 主编.永续绿建筑.台北:台湾建筑报道杂志社, 2002.10
[16] 宋德萱 编著.建筑环境控制学.南京:东南大学出版社, 2003.1
[17] Narenda K. Bansal, Passive Building Design: A Handbook of Natural ClimaticControl,Elsevier Science BV,1994
[18] James Wines,Green Architecture,TASHEN,2000
[19] The House Book,Phaidon Press Limited,2001
[20] Sue Roaf, Manuel Fuentes, Stephanie Thomas, Ecohouse 2—A Desing Guide, Architectural Press of Elsevier,2004
[21] Thomas,Herzog,Solar Energy In Architecture And City Planning Prestel, 1998.
[22] 加藤义夫著.被动式太阳能建筑设计实践.吴耀东译.世界建筑,1998(1)
[23] 韩爱兴.夏热冬冷地区居住环境质量有望得到改善和提高.新型建筑材料,2002(03)
[24] 杨建萍.南京市居民用电负荷特性分析与思考.电力需求侧管理,2002(4)
[25] 袁春燕.南京地区双层窗冬季节能及经济性分析.南京建筑工程学院学报,2002(2)
[26] 杜雁霞、程宝义.南京地区办公楼的空调能耗模拟.建筑热能通风空调,2004(6)
[27] 阎传海、张绅.南京地区森林植被性质的初步研究.植物生态学报,1995(3)
[28] 庄迎春.论绿色建筑与地源热泵系统.建筑学报,2004(3)
[29] 潘本栋.建筑的节能与墙体保温研究.砖瓦,2005(12)
[30] 孙超法,住宅东、西外墙的隔热设计,四川建筑科学研究,2001(6)
[31] 王志毅、谷波、郑钢.地道风空调改善猪舍热环境初探.地下空间,2002(6)
[32] 马承伟.我国南方地区畜禽舍夏季采用浅地层地道风降温问题的探讨.农业工程学报,1997(9)
[33] 雷涛.生态建筑中的中庭空间设计探讨.建筑学报,2004(8)
[34] 赵朝晖.可再生能源在空调制冷中的应用.制冷,2003(12)
[35] 宋晔皓.利用热压促进自然通风.建筑学报,2000(12)
[36] 毛建西.南京“两季”气候特征下热舒适建筑节能对策.华中建筑,2004(2)
[37] 李保峰.生态建筑的思与行——托马斯·赫尔佐格教授访谈.新建筑,2000(5)
[38] 张钦楠.柯利亚的创作道路.时代建筑.1997(1)
[39] 张尚印,王守荣.我国东部主要城市夏季高温气候特征及预测.热带气象学报,2004(12)
[40] 张银龙、王月菡.南京市典型森林群落枯枝落叶层的生态功能研究.生态与农村环境学报,2006(1)
[41] 阎传海、张绅.南京地区森林植被性质的初步研究.植物生态学报,1995(3)
[42] 杨维菊.冬冷夏热地区建筑节能技术.东南大学学报,1998(9)
[43] 毛建西、柳孝图.南京遮热板降温与时间相关性统计分析.新建筑,2004(6)
[44] 阎丽萍、王路威.空心墙体建筑的节能及经济性分析.南京工业大学学报,2004(5)
[45] 魏玲、何嘉鹏.南京地区冬季窗节能研究.太阳能学报,2002(6)
[46] 袁春燕.南京地区双层窗冬季节能及经济性分析.南京建筑工程学院学报,2002(2)
[47] 刘念雄.欧洲新建筑遮阳.世界建筑,2002(12)
[48] 李保峰.“双层皮”幕墙类型分析及应用展望.建筑学报,2001(11)
[49] 李路明.国外绿色建筑评价体系略览.世界建筑, 2002,05
[50] 徐天羽.历史建筑的改造和再利用.中外建筑, 2004,02
[51] 吴晓.再审新乡土建筑——读维基·理查森的《新乡土建筑》有感, 新建筑, 2003,16
[52] 何敏,沈三陵.记两例英国旧建筑改造.世界建筑, 2005,05
[53] 吴良镛.乡土建筑的现代化,现代建筑的地区化——在中国新建筑的探索道路上.华中建筑, 1998,01
[54] 钟晓青.“绿色建筑”,体系若干理论问题.建筑学报, 1996,02
[55] 谢浩.各种民用建筑体形的防热分析.福建建筑, 1997,04
[56] 杨柳.建筑气候分析与设计策略研究:[博士学位论文]西安:西安建筑科技大学,2003
[57] 向杰.夏热冬冷地区被动式太阳能利用的可能性:[硕士论文].武汉:华中科技大学建筑与城市规划学院,2003
[58] 孙喆.夏热冬冷地区多层住宅被动式太阳能设计策略研究:[硕士论文].武汉:华中科技大学建筑与城市规划学院,2003
[59] 周鹏.夏热冬冷地区住宅屋顶的气候适应性设计研究:[硕士论文].武汉:华中科技大学建筑与城市规划学院,2004
[60] 卢晓刚.夏热冬冷地区窗的气候适应性研究:[硕士论文].武汉:华中科技大学建筑与城市规划学院,2004
[61] 郑松.中国夏热冬冷地区南向窗的气候适应性研究:[硕士论文].武汉:华中科技大学建筑与城市规划学院,2003