基于室内热环境的汉中传统民居形态特征及优化改造研究

作     者：张建奇 

作者单位：长安大学 

学位级别：硕士

导师姓名：许娟

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 081302[工学-建筑设计及其理论] 0813[工学-建筑学] 

主      题：汉中传统民居 形态特征 室内热环境 优化改造 

摘      要：在我国乡村振兴以及民居低能耗的发展大背景下,政策引导民居建设要关注居住环境改善。虽然现阶段对民居形态特征以及室内热环境的研究较为充足,但是缺少民居形态特征对室内热环境影响关系的研究。汉中传统民居形态特征对室内热环境的优化研究,不仅是对传统建筑文化的传承,也是现阶段改善居住环境的实际需求。以汉中传统民居为例,采用了调研、模拟、数据对比及分析的方法,首先通过调研实地调查了汉中传统民居形态特征及热环境现状,发现传统民居在形态方面呈现出厚墙、小开窗、深挑檐等特点,在室内热环境方面存在冬季室内温度较低,湿度较大,热感觉较差等问题。其次,根据调研提取民居形态特征并对其进行简化以建立基准模型,使用Ladybug及Honeybee模拟分析软件对窗墙比、墙厚、屋厚、朝向及体形系数五种形态特征进行了单因素分析。模拟结果发现汉中传统民居改善室内热环境需要增大窗墙比,增厚墙体及屋顶,保持朝向在-30°～-15°,控制体形系数时增大长度,减低高度,一字型民居增大宽度,其他类型民居降低宽度。最后采用正交和极差实验对民居形态特征取值进行排列组合和模拟分析,得到一字型民居的最优组合为南向窗墙比0.14,墙体及屋顶厚度分别为0.35m,0.06m,朝向为-15°,体形系数为0.57;“L型民居的最优组合为南向窗墙比0.11,墙体及屋顶厚度分别为0.39m,0.06m,朝向为-15°,体形系数为0.996;“U型民居的最优组合为南向窗墙比0.15,墙体及屋顶厚度分别为0.37m,0.06m,朝向为-15°,体形系数为0.975;合院型民居的最优组合为南向窗墙比0.16,墙体及屋顶厚度分别为0.4m,0.07m,朝向为-30°,体形系数为0.736。之后将改造后模型同基准模型进行模拟对比分析,验证了其能够有效地改善室内热环境。以模拟结果和优化结论为基础,希望通过该地区传统民居形态特征对室内热环境的影响关系研究,能够从民居形态特征优化方面为改善汉中传统民居室内热环境提供解决方案。