汉中地区传统民居风环境优化设计研究

作     者：李云斌 

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] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 

主      题：汉中地区 传统民居 室内风环境 软件模拟 优化设计 

摘      要：在我国乡村振兴及新农村建设的背景下,居民生活水平得到了显著提升,对居住舒适性有了更高追求,传统民居的室内环境难以适应现代生活的需求,而良好的通风条件可以提升室内的空气质量,改善室内舒适性。对汉中地区传统民居风环境的优化研究,即是对中国传统建筑文化的传承和发展,也是改善居住环境的现实需求。采用调研、实测、数值模拟相结合的方法,首先对汉中地区52个乡镇、村落进行实地调研,通过问卷调查了当地民居家庭结构、建筑概括、能源消耗等基本情况,其中重点测绘22个村落中的36个民居,总结归纳出汉中传统民居深挑檐、小门窗、带阁楼、内封闭的民居特征,并选取了7个典型民居进行物理环境测试,通过调研及实测发现民居房间进深大、门窗位置不当及窗墙比过小导致室内平均风速较低,白天开窗时室内风速约为0.05m/s,夜晚约有0.02m/s,不通风时风速只有0.01m/s,造成了室内无法形成良好的气流交换,闷热感强,风环境较差。其次,依据相关风环境评价标准及评价指标,提出适用于汉中地区室内风环境评价方法;分析汉中地区传统民居的平面形制及通风体系中民居屋顶、阁楼空间、门窗洞口的优化方向。最后以传统民居室内风环境改善为目标,通过Computational Fluild Dynamics软件对平面形制、民居屋顶、阁楼空间、门窗洞口四个风环境优化方向进行模拟分析,通过模拟研究得出汉中地区“一字型民居的室内风环境分布较均匀,民居房间尺寸应首考虑3.9×4.9m的开间进深;屋檐出挑进深在1.2m～1.5m间最为理想,民居山墙对侧开窗及山墙、屋顶同时开口的形式室内优于单一形式的开口;民居阁楼空间高度与室内风环境呈正相关性,民居隔墙的开口位于隔墙正中间位置时,室内通风最佳;民居房间进、出风口面积极大影响着室内风环境,开窗位置应选择山墙侧面与迎风面墙体同时开口的形式。最后将这些优化研究运用到实际案例当中,以模拟结果为优化基础,通过正交实验得到的优化结论,论证优化设计的可行性及实际效果。希望优化设计为汉中地区民居的改造及新建提供一些建议和参考,对当地传统村落建设和美丽乡村建设具有重要价值和可持续发展意义。