冀南当代合院民居院落空间气候适应性研究

作     者：彭凡 

作者单位：湖南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：徐峰;罗学农

授予年度：2023年

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

主      题：冀南合院民居 院落封闭 气候适应性 深度学习 生态营建 

摘      要：合院民居作为中国传统民居的典型代表,其院落空间具有优良的气候适应能力与提供舒适居住环境的价值。近些年来,在中国河北南部,当地居民越来越多的使用压型金属板和聚碳酸酯板等材料来密封他们原来的露天庭院。这一现象表明,传承了数千年的合院民居正在通过封闭院落的方式以应对外部环境的变化,向舒适、干净、美观的方向逐步演化,具有明显的当代特征。但是,封闭院落与地域气候之间的关系还处于一定的动态平衡和不断试错的过程,其发生的机制与现状尚不清楚,缺乏科学性的指导,盲目过度封闭可能存在院落环境恶化的风险。 因此,为了深刻把握院落封闭现象与地域气候之间的相互作用关系,本文在对冀南地区合院民居院落特征解析的基础上,利用高分辨率遥感卫星影像及人工智能技术,搭建了基于HRNet深度学习网络的合院民居院落识别模型,深入开展了合院民居封闭院落地域分布特征研究,厘清了冀南地区合院民居封闭院落的地域分布现状,并通过分析其地域分布背后的影响因素,发现其与气候因素之间有着较强的相关性,从宏观层面验证了院落封闭现象与地域气候之间的密切关联。 其次,在宏观验证的基础上,进一步从更加中微观的尺度,利用热舒适调研、热环境实测等方法,研究了院落空间封闭处理措施在气象因素影响下的具体应答,发现其由于过度的封闭以及封闭方式的不合理,会造成夏季院落通风不畅,温度升高,热环境恶化的问题。对此,基于气象分析工具,分析了冀南地区民居气候适应性整体目标,提出了在保证冬季院落空间热舒适的基础上,通过改善院落夏季自然通风的效果,来提升封闭院落夏季热舒适的合理思路。并利用计算机通风模拟工具,探索了院落开口设置和辅助空间布局对于院落风环境的影响,得到了符合改善院落气候适应性思路的合理通风方式。 最终,基于封闭院落在气候适应性方面的问题和气候适应性改善的合理思路,本文从院落的空间和界面两个层级提出了相关的改善策略,科学地指导冀南地区合院民居生态营建与更新过程。 综上,本文通过对冀南地区合院民居封闭院落的地域气候适应性进行研究,厘清了这种自发性营建现象的地域分布现状,验证了其在多种因素制约下与气候因素之间的密切关联,发掘出了其在适应地域气候的过程中存在的问题,并提出了科学合理的改进策略,从而在面对新材料、新技术和新生活的改变之下,帮助冀南合院民居寻找合理的基于气候响应、文化传承和适于现代乡村生活的地方性。