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敦煌传统民居气候适应性营建特征分析研究

建筑科学 2023年第6期39卷 98-108页

作者：刘奔腾李梦瑶张雪梅兰州理工大学设计艺术学院城市与建筑遗产保护教育部重点实验室(东南大学-西北中心)兰州730050 兰州理工大学土木工程学院兰州730050 甘肃省土木建筑学会兰州730050

为探索极干旱气候条件下传统民居在应对气候过程中所体现的营建特征,选取敦煌地区132户传统民居作为研究对象,采用了气候分析软件、调查分析及环境实测的方法进行研究。研究结果表明:敦煌传统民居在建造过程中采用了降温、遮阳、蓄热、... 详细信息

为探索极干旱气候条件下传统民居在应对气候过程中所体现的营建特征,选取敦煌地区132户传统民居作为研究对象,采用了气候分析软件、调查分析及环境实测的方法进行研究。研究结果表明:敦煌传统民居在建造过程中采用了降温、遮阳、蓄热、防风的营建手段来规避恶劣的自然环境,形成了独特的气候适应性营建特征。1)采用庭院外遮阳构件是直接夏季遮阳和降温的有效营建特征,有无加建玻璃顶棚,太阳辐射强度平均差值达384.22 W/m^(2);有无设置传统木构架单向遮阳棚,温度平均差值达0.1℃,温度波幅差值达3.1℃;有无加建玻璃顶棚,温度平均差值达0.5℃,温度波幅差值达13.8℃;2)采用种植绿植能有效调节夏季室内微气候,有无种植绿植,温度波幅差值达1.5℃;3)采用封闭的围护构件是民居防风和保温的营建特征,有无加建封闭的玻璃顶棚,温度平均差值和波幅差值均达9℃,风速平均差值达0.3 m/s,波幅差值达3.37 m/s;4)采用合院形制能维持室内温度的稳定,其中三合院室内温度比“L”形院落室内温度波幅差值达2.8℃,四合院室内温度比“L”形室内温度波幅差值达1.6℃。研究结果以期为敦煌传统民居的营建优化和居住环境提升提供依据和效果评价机制。

关键词：气候适应性传统民居光环境与热环境营建特征敦煌地区

中国严寒地区城市空间的气候适应性评价指标体系构建研究——以哈尔滨市中心城区为例

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景观设计学（中英文） 2022年第4期10卷 45-69页

作者：蒋存妍冷红袁青哈尔滨工业大学建筑学院哈尔滨150006 哈尔滨工业大学寒地国土空间规划与生态保护修复重点实验室哈尔滨150006

气候适应性研究应该同时涵盖气候变化与地域气候背景两方面因素。从城市空间角度进行气候适应性的研究并对其展开评价,有助于明确城市空间建设在应对气候问题方面的薄弱环节。本文构建了中国严寒地区城市空间的气候适应性评价指标体系,... 详细信息

气候适应性研究应该同时涵盖气候变化与地域气候背景两方面因素。从城市空间角度进行气候适应性的研究并对其展开评价,有助于明确城市空间建设在应对气候问题方面的薄弱环节。本文构建了中国严寒地区城市空间的气候适应性评价指标体系,并以哈尔滨中心城区为例进行气候适应性的时空分异评价。结果表明,研究区域城市空间的综合气候适应性能力在2008~2017年间基本呈提升趋势,但总体仍处于较低水平,同时各市辖区的气候适应性存在较为显著的空间差异和要素发展不均衡现象。本文据此提出相应对策,以期为未来中国严寒地区城市制定气候适应性规划和建设决策提供支撑。

关键词：严寒地区城市空间气候适应性评价指标体系适应策略

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关中地区传统民居气候适应性研究

西安理工大学学报 2023年第1期39卷 118-124页

作者：张蕾王思思范小娜朱轶韵西安理工大学土木建筑工程学院陕西西安710048

传统民居在发展过程中逐渐形成了适应当地气候的建筑特征,但由于缺乏科学技术指导仍存在一定的不足。为挖掘其气候适应性方面的潜能与优势,以我国关中地区传统民居为例,采用Climate Consultant气候分析软件与实地调研测试相结合的方法,... 详细信息

传统民居在发展过程中逐渐形成了适应当地气候的建筑特征,但由于缺乏科学技术指导仍存在一定的不足。为挖掘其气候适应性方面的潜能与优势,以我国关中地区传统民居为例,采用Climate Consultant气候分析软件与实地调研测试相结合的方法,总结了当地的气候特征,并对当地传统民居的被动式设计方法及营造机理进行了分析,得到了适宜的建筑被动式策略组合。结果表明,当地传统民居在遮阳、通风及建筑材料选取方面体现出良好的气候适应性,其坡屋顶附带的1.2 m宽挑檐在夏季可以遮挡92%的太阳辐射,庭院宽长比为1∶4时可以有效促进民居内部的自然通风,生土墙体使得传统民居冬季室内温度相较于普通砖混民居高2℃左右。此外,被动式太阳能采暖在当地具有较大利用潜力,为民居增设南向附加阳光间后,南向房间室内平均温度可以提升1.3℃。

关键词：关中地区传统民居气候适应性被动式策略

基于气候适应性的寒冷地区地下中庭体形优化设计研究 ——以徐州市苏宁广场为例

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基于气候适应性的寒冷地区地下中庭体形优化设计研究 ...

作者：石宪兴中国矿业大学

学位级别：硕士

在气候、建筑与人的关系中,建筑是人和气候的中介,发挥着至关重要的调节作用。建筑调节分为主动式调节和被动式调节。主动式调节耗费巨大的能耗与资源,在碳中和、碳达峰的背景下,显然需要更多的被动式调节来共同分担调控压力。目前地上... 详细信息

在气候、建筑与人的关系中,建筑是人和气候的中介,发挥着至关重要的调节作用。建筑调节分为主动式调节和被动式调节。主动式调节耗费巨大的能耗与资源,在碳中和、碳达峰的背景下,显然需要更多的被动式调节来共同分担调控压力。目前地上建筑的被动式调节已经有相当广泛的研究,而地下建筑的被动式调节仍在发展阶段,地下中庭作为地下建筑重要的空间节点应受到更多地关注。因此本文将进行基于气候适应性的地下中庭体形优化设计研究,通过隶属于被动式调控中的体形调控提升地下中庭物理环境质量,以回应气候,从而达到减少能耗,增加建筑舒适度的目的。本文首先定义了地下中庭体形、气候适应性的概念,分析了寒冷地区气候特点提取其气候因子,并以光热环境回应气候,提取地下中庭光热环境的影响因子和地下中庭的体形因子,并根据体形因子分类构建地下中庭体形设计参数系统。其次利用Ladybug+Honeybee软件,构建参数化地下中庭性能模拟方法,通过控制地下中庭体形设计参数对其进行非空调状态下的光、热性能模拟,分别探求各体形参数对地下中庭光热环境的作用关系。然后利用Ladybug+Honeybee+Wallacei软件,构建光、热性能差异化导向的非空调状态下地下中庭体形多目标优化方法,探求地下中庭适应性体形方案。最后以苏宁广场为例,综合考虑建筑的使用功能、经济性、周边环境及建造难度等在实际建筑设计中需要考虑的建造因素,进行地下中庭方案设计应用,以供寒冷地区地下中庭设计参考。本文主要成果为以下几点:根据地下中庭体形的方位因子、体态因子、界面因子和体积因子,构建了地下中庭体形设计参数系统。构建了地下中庭参数化光、热性能模拟方法,分别探求了各体形参数与地下中庭光热环境的作用关系。构建了光、热性能差异化导向的地下中庭体形多目标优化方法,得出了多个地下中庭适应性体形的设计参数取值。通过对苏宁广场地下中庭设计应用,对适应寒冷地区的地下中庭体形设计参数进行了可行性分析与应用。

关键词：气候适应性苏宁广场地下中庭体形优化设计

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西安城市生活服务型街道气候适应性设计研究

西安城市生活服务型街道气候适应性设计研究

作者：管慧慧西安建筑科技大学

学位级别：硕士

生活服务型街道是集公共交往与交通于一体的复合型空间,是与人们的日常生活密切相关的户外公共空间。西安城市作为典型夏热冬冷地区,夏季炎热多雨、冬季寒冷的气候给市民的出行带来不适。因此,分析生活服务型街道空间形态要素以平衡冬... 详细信息

生活服务型街道是集公共交往与交通于一体的复合型空间,是与人们的日常生活密切相关的户外公共空间。西安城市作为典型夏热冬冷地区,夏季炎热多雨、冬季寒冷的气候给市民的出行带来不适。因此,分析生活服务型街道空间形态要素以平衡冬夏两季气候需求显得尤为重要。本文以西安城市生活服务型街道为研究对象,从气候适应性设计的视角出发进行深入剖析。首先,梳理生活服务型街道空间形态要素对小气候影响的基础理论;其次,调研西安城市生活服务型街道,从街道走向、路幅形式、宽度、高宽比、林荫空间形态、行道树树种六方面进行统计分析,结合街道形态要素对小气候的作用方式,提出优先满足冬季日照再进行夏季遮荫的设计思路。进一步分析西安城市生活服务型街道冬夏季气候适应性,发现东西走向标准街谷和深街谷、南北走向深街谷冬季日照不足,因此选取建东街、通义巷、交大街、贡院门进行冬夏季实测与模拟分析;最后,从沿街建筑界面、林荫空间及行道树树种、底界面铺装、休憩设施提出气候适应性设计策略,并对四条典型生活服务型街道进行气候适应性优化设计,同时借助软件验证方案的可行性。通过上述研究,得出研究结论如下:（1）西安城市生活服务型街道以东西、南北走向为主。东西走向街道,南侧沿街建筑高度以及建筑之间的开口间距是影响日照环境的主要因素,应优先考虑南侧沿街建筑界面满足冬季日照需求,限定南侧沿街建筑高度不宜超过3F即9m,同时限定南侧建筑面宽生活服务型街以及开口数量;南北走向街道,沿街两侧建筑高度是影响日照环境的主要因素,沿街东侧建筑高度不宜超过4F即12m,西侧建筑高度不宜超过2F即6m。（2）高宽比是影响街道小气候环境的主要要素之一。西安城市生活服务型街道宽度多为20m左右支路,沿街建筑多为住宅。经分析可知,3层以下的低层建筑对于冬季日照影响不大,4层至6层多层建筑可通过限制高度和后退一定距离调整,需注意东西走向街道南侧沿街建筑开口大小及数量;100m的高层建筑不建议作为西安城市生活服务型街道沿街建筑,若无法避免此种情况可以适当减少面街宽度从而改善冬季日照。（3）街道林荫空间形态、行道树树种对于小气候环境有明显调节作用。西安城市生活服务型街道行道树应选择落叶乔木,林荫空间形态“两行”开敞型优于“单拱”封闭型,夏季可及时排除高温以及汽车尾气。行道树应选择冠幅较大、枝下高度较低、叶面积指数大的树种。

关键词：西安城市生活服务型街道气候适应性设计

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侗族传统聚落气候适应性研究

西部人居环境学刊 2023年第1期38卷 141-146页

作者：张颀赖筱书黄琼张安晓天津大学建筑学院

侗族传统聚落在有限的资源与技术条件下,运用独特的生态自然观,获得宜人居址。本文以山地隘口、河谷平坝两种不同类型侗族传统聚落为研究对象,通过实测与数值模拟等方法,归纳其适应地域气候的规律及经验。研究表明,山地隘口聚落与河谷... 详细信息

侗族传统聚落在有限的资源与技术条件下,运用独特的生态自然观,获得宜人居址。本文以山地隘口、河谷平坝两种不同类型侗族传统聚落为研究对象,通过实测与数值模拟等方法,归纳其适应地域气候的规律及经验。研究表明,山地隘口聚落与河谷平坝聚落选址及空间布局的气候适应性各有特点。山地隘口聚落以山地地形为气候适应前提,通过地势高差调节微气候环境;河谷平坝聚落以“背山面水”选址作为获得良好聚落方位的前提,通过合理布局建筑朝向及街巷空间适应当地气候环境。

关键词：侗族传统聚落山水环境气候适应性聚落空间海拔高度街巷空间

南宁地区气候适应性建筑设计策略研究——以中小型公共建筑为例

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南宁地区气候适应性建筑设计策略研究——以中小型公共建筑为例

作者：苏波广西大学

学位级别：硕士

在全球碳中和的时代背景下,绿色、低碳、可持续是当今建筑发展的必然趋势,但过度依赖工业设备不仅对自然生态带来负面影响,而且使建筑技术的发展与地域气候环境发生脱节,给建筑的地域性带来冲击。而采取因地制宜的建筑气候适应性设计策... 详细信息

在全球碳中和的时代背景下,绿色、低碳、可持续是当今建筑发展的必然趋势,但过度依赖工业设备不仅对自然生态带来负面影响,而且使建筑技术的发展与地域气候环境发生脱节,给建筑的地域性带来冲击。而采取因地制宜的建筑气候适应性设计策略,是解决建筑技术与地域气候环境脱节问题的关键。目前南宁地区在气候适应性建筑创作的理论研究上,缺乏具有指导意义的研究成果供建筑师参考,一定程度上影响了南宁本土建筑的地域性表达。本文在分析南宁气候适应性建筑案例和总结实践经验的基础上,探寻与南宁地区湿热盆地气候及建设水平相适应的建筑设计策略。本文主要分为绪论、理论研究、设计策略研究、实践案例分析、结论与展望五大部分。首先,第一章以全球化与地域性、建筑技术与气候环境的探讨为切入点,引出气候适应性建筑设计策略的研究主题。通过对南宁的地形、气候条件及社会、经济条件的分析,得出南宁地区具有高温、高湿、少风的亚热带盆地气候特征和建设条件欠佳的地域特征。因此,文章提出应采取因地制宜的设计策略来控制成本,实现建筑适度舒适的目标。其次,通过第二章对南宁地区气候适应性建筑发展历程的梳理和分析,本文总结出南宁地区气候适应性建筑的空间原型,提出建筑自遮阳隔热、通风散热、环境降温是实现建筑适应气候的关键技术措施。借鉴传统环境哲学中的系统理论,本文提出运用系统化思维方式来处理建筑与环境中的风、光、水气候因子的关系,以及从场地设计、形体空间设计、外围护界面设计的不同层面,主动回应南宁地区湿热少风气候的建筑设计策略。随后,文章按照由整体到局部的设计流程,结合实践案例对适应气候的建筑设计策略进行原理分析。其中,第三章归纳了利于南宁建筑适应气候的场地与环境策略,提出利用地形高差、调整建筑朝向、合理布置植被等来优化场地通风环境以及遮挡烈日,利用水系和植被蒸腾来实现场地降温。第四章归纳了适应南宁地区气候的建筑与形体空间设计策略。文章提出通过减小建筑的迎风面积、控制建筑进深尺寸、采用底层架空、组织连通空腔导风等措施来提升建筑自然通风;通过增加形体悬挑、设置缓冲外廊、采用底层檐廊等措施实现建筑自遮阳;通过组织中水蒸发散热、利用地下水进行新风预冷等措施以实现建筑空间降温。第五章归纳了适应南宁地区气候的建筑外围护界面设计策略。文章梳理了利于提升建筑外围护界面导风能力的通风口和导风构件设置方式,利于遮阳的外围护构件、立体绿化等构造措施,利于建筑降温的蓄水、流水屋面或蒸发立面等技术手段。第六章分析了南国弈园、南国乡村-农房建筑科技博物馆、广西南宁生态环境科普教育展示馆三个项目,论述了气候适应性建筑设计策略在南宁地区的适用情况。最后,第七章归纳总结了本论文的研究成果,并分析本研究的不足之处以及提出对未来的展望。

关键词：气候适应性南宁地区建筑设计

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安阳地区传统民居气候适应性研究

安阳地区传统民居气候适应性研究

作者：王健远中国矿业大学

学位级别：硕士

传统民居演化至今,融合了民居所处地域的不同环境特征和匠人们的建造智慧,是建筑适应气候与自然环境的有机产物,其建造技艺中所体现出的建筑气候适应性逐渐成为相关研究领域的热点。安阳地区历史底蕴深厚,传统民居的建筑特点受到自然因... 详细信息

传统民居演化至今,融合了民居所处地域的不同环境特征和匠人们的建造智慧,是建筑适应气候与自然环境的有机产物,其建造技艺中所体现出的建筑气候适应性逐渐成为相关研究领域的热点。安阳地区历史底蕴深厚,传统民居的建筑特点受到自然因素与社会环境的共同影响,因此对该地区传统民居气候适应性的研究既可以补充对地方民居的研究,也能丰富本地区传统民居的气候适应性研究。为研究安阳地区传统民居气候适应性策略,本文以安阳典型传统民居为研究对象,遵循发现问题—分析问题—解决问题的研究思路,采用实地调研、现场实测、软件模拟等方法,归纳出该地区传统民居的气候适应性策略,最后选取安阳地区典型民居进行气候适应性优化设计,形成安阳地区传统民居的气候适应性设计方法,为该地区传统民居气候适应性提升提供理论基础和案例参考。首先,通过从院落空间和建筑单体两个层面的实地调研,定性分析安阳地区传统民居的建筑特征和气候适应性特征,在群体和单体两个尺度总结传统民居的形成原因、建筑特点和气候适应性优势,并建立该地区典型传统民居的模型。其次,对安阳地区传统民居进行调研测绘,选取合适的建筑测点在冬夏两季对其进行温度、湿度、风速三个方面的物理环境进行实测,发现该地区传统民居室内存在通风效率不高、热舒适差等问题。同时结合软件模拟对安阳地区的传统民居气候影响因素进行分析,发现围护结构和通风是影响当地传统民居气候适应性的主要因素,也是最有效的被动式优化落脚点。再次,通过控制变量的方式对安阳地区的传统民居气候适应性进行软件模拟,利用PHOENICS软件从院落比例、院落布局、院落形式、建筑层数、建筑层高五个方面分析对于院落空间气候适应性的影响;并结合绿建思维尔ITES2023软件从墙体构造、开间进深、屋檐进深、窗墙比例、山墙开窗和屋顶坡度等八个方面分析对于建筑单体气候适应性的影响,量化出不同影响因素的最优值。最后,结合前文研究结论,从场地布局、平面功能、院落尺度、单体尺度、围护结构五个层面针对安阳地区传统民居提出18条气候适应性优化策略,并选取安阳市张翰林旧居道台院(三进院)进行气候适应性优化设计。为验证优化策略的可行性,通过软件对改造前后的民居进行模拟分析,结果表明改造后各房间冬季最冷日室内平均温度提高约6.7℃,夏季最热日室内平均温度降低约1.6℃,室内全年热舒适占比平均提高约3.47%;院落冬季平均风速提升0.08m/s,夏季平均风速提升0.41m/s,故改造后传统民居的气候适应性得到了较大改善。综上所述,本研究为安阳传统民居提出了较为系统的气候适应性改造策略,对之后该地区建筑的改造和新建具有一定的指导意义。

关键词：安阳地区传统民居气候适应性优化设计

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庐陵地区传统民居气候适应性研究

庐陵地区传统民居气候适应性研究

作者：武昕迪华东交通大学

学位级别：硕士

传统民居选用当地材料建造、因地制宜,因此体现了丰富的地域性。其蕴含的生态、节能设计手法值得我们挖掘与深究。本文的研究内容为庐陵地区传统民居的气候适应性,该地区的村落中包含了数量众多的传统民居且种类丰富,涵盖了大量保存完... 详细信息

传统民居选用当地材料建造、因地制宜,因此体现了丰富的地域性。其蕴含的生态、节能设计手法值得我们挖掘与深究。本文的研究内容为庐陵地区传统民居的气候适应性,该地区的村落中包含了数量众多的传统民居且种类丰富,涵盖了大量保存完好的明清时期建筑,具有相当高的研究价值。本文以江西省吉安市青原区的富田镇(包括富田古村和陂下古村)为研究对象,通过资料收集、现场调研、实地测试、问卷访谈、软件模拟、理论分析等研究手段,对当地传统村落与民居应对气候的策略进行了研究和探讨。本文主要内容和研究成果如下:一、本文通过对庐陵地区地理资料、旧时县志的整理,气象资料的数据统计,区域性气候特征及地形地貌特征的分析,得到了吉安市属于夏热冬冷地区,具有降水丰沛,日照充足,夏冬季长,春秋季短,四季气温分明等气候特点。通过实测民居室内外环境的物理参数并进行数据分析,得到了几点结论:在无机械设备调控的情况下,当地民居室内热环境优于室外;民居墙体材料的蓄热能力较强,受室外空气温度的影响较小;室内湿度偏大,排湿能力欠佳。进一步对房间的实测数据进行热舒适的计算,发现夏季室内热舒适评价达到Ⅲ级,冬季为Ⅱ级。二、对于实测无法全面得到的数据,本文使用Weather tool软件对当地最佳建筑朝向、焓湿图、季节风向等进行了计算,运用Sketchup和Revit软件建立了多组传统民居模型,使用Ecotect软件对太阳辐射、室内外温度、得失热构成、风速场进行了模拟,最终得出空间布局、房间朝向、热缓冲层厚度、外围护结构材料与构造、构件与细部做法均是影响当地传统民居室内热环境的因素。三、最后,通过对实测数据和计算机模拟结果进行分析,总结了庐陵地区气候适应性策略,并从整体村落、当地建筑材料特性及单体建筑做法上归纳了相关设计策略的优劣。

关键词：庐陵传统民居气候适应性热环境软件模拟