湿热地区建筑中气候调节空间的尺度模型研究项目摘要

课题立足于我国湿热地区的特有气候，总结提炼传统岭南建筑顺应气候的思想，以此为基础设计数字化的空间尺度模型，应用模拟软件检验能量在其中的流动过程，根据反馈结果修正完善。研究力图揭示湿热地区建筑空间调节气候的基本原理，并通过尺度模型在湿热地区建筑宏观、中观与微观各个层面中的多元应用，最终建立一套适用于湿热地区建筑的空间节能设计模式语言。.研究基于当前建筑业绿色节能和低碳减排的迫切需求，对岭南传统建筑适应气候方式进行创新性继承而展开的湿热环境建筑空间研究，不仅能优化湿热地区建筑的环境性能，提升绿色品质，还充分挖掘了建筑空间自身的节能潜力，确立当代科学的建筑空间价值观念，实现科学技术与艺术设计的最佳平衡，为建筑学科的发展提供了广阔空间。

课题立足于我国湿热地区气候，总结提炼传统及现代岭南建筑顺应气候的建筑空间的气候调节价值，以此为基础确定典型的空间尺度模型，根据实证及模拟分析结果，揭示湿热地区建筑空间调节气候的基本原理。通过尺度模型在湿热地区建筑设计中的应用论证，建立一套适用于湿热地区建筑的空间节能设计模式语言，并通过运用和推广指导绿色建筑空间设计工作。 研究按照计划分别进行了岭南传统及现代建筑空间的普查与数据化处理，分别对广州城市民居的天井、近代城市建筑的外廊（含骑楼），现代建筑遮阳防热空间等空间类型进行资料收集，确定了复合表皮空间、冷巷空间、天井空间、外廊空间、非对称大空间为空间尺度模型的重点分析内容。结合空间光/热/通风模拟与实测对空间模型尺度进行分析，结合多种软件优化比对的方法，确定了空间合理尺度模型。将研究成果的典型尺度模型与实际项目设计效果进行比对，通过应用分析，论证尺度模型的价值。通过案例应用，取得了具有说服力的结论。 主要研究结论体现为：1）创新性提出建筑设计气候调节空0间尺度研究的理论价值与方法研究，提出建筑空间设计从“形式管理”走向“能量管理”的观点，以此为基点确定建筑空间研究的定性分析和定量评价；2）完成湿热地区复合表皮空间尺度的分析研究，确定水平遮阳与垂直遮阳组合的遮阳模式，与700~800×4000mm外表皮空间组合的表皮空间尺度模式，并对光伏一体化复合表皮空间模式与尺度进行分析；3）完成湿热地区外廊空间尺度模型研究，确定了建筑南向外廊层高采用3.0~3.5x4米的合理尺度模型；4）初步完成天井空间尺度模型研究，对竹筒屋天井采用结合通风、采光、防热综合性能分析的优选比照，采用3x3x8（H）米的天井尺度范围能够满足良好的建筑内部环境舒适性效果；5）完成湿热气候建筑大空间设计的非对称形态研究。 项目研究与德国慕尼黑工业大学、荷兰代尔夫特理工大学等专家进行合作合作交流。团队发表论文8篇（其中期刊论文5篇，会议论文3篇，其中EI收录5篇），研究指导硕士研究生完成硕士毕业论文11篇（其中标注6篇）；研究成果应用于绿色建筑设计，取得多项建筑设计奖项。项目团队（肖毅强、王静、李晋）及研究成果指导2013年中国国际太阳能竞赛华南理工大学队项目，表现优异，代表队获得总分亚军。项目成员王静老师在课题支持下，2012年入选教育部新世纪人才计划等。 研究正进一步细化和完善，并继续发表和论著出 2100433B

本课题源于当前建筑行业对于节能减排的紧迫需要，立足于我国湿热地区的特有气候，总结提炼传统及现代岭南建筑顺应气候环境的建筑气候空间系统的气候调节价值，以此为基础确定典型的气候空间尺度模型，应用模拟软件检验其气候适应价值，根据实测及模拟分析结果，对尺度模型做出修正完善。研究力图揭示湿热地区建筑气候空间系统调节气候的基本原理，重点研究空间系统有效尺度模型，并把研究对象拓展至建筑群体、建筑与建筑外界面气候空间系统三个层级，试图建立一套以气候空间系统为核心的空间设计协同策略，主要内容包括： ① 湿热地区三个层级的气候空间系统尺度与组合模式调研及数据化研究；②基于热舒适性评价的湿热地区建筑气候空间系统联动作用机制研究；③基于能耗优化评估的夏热冬暖地区建筑气候空间系统联动作用机制研究；④基于适应灾害气候条件的气候空间系统联动作用策略研究；⑤气候空间系统尺度模型的多元应用及以气候空间系统为核心的空间设计协同策略研究。 研究以热舒适性、能耗、灾害气候适应性等作为评价指标，深入研究了气候空间系统要素间的协同作用机制，得出对建筑设计有指导意义的结论，为建筑设计实践提供指引，同时又得到实际实践的实证反馈优化，从而构建出一套以气候空间系统为核心的空间设计协同策略。 研究的贡献在于提出建筑“气候空间”概念及其系统尺度模型的研究方法，总结了建筑群体、建筑与建筑外界面气候空间系统的尺度模型规律；得到了基于热舒适性评价与能耗优化评估的湿热地区建筑气候空间系统联动机制及优化策略；此外，课题创新地提出城市设计方法模式、多目标协同定性定量与正交实验等研究应用方法，既为多因素影响下的气候空间系统尺度模型的研究与应用提供了技术支撑，也为类似的研究和应用提供借鉴。 2100433B

本课题源于当前建筑行业对于节能减排的紧迫需要，立足于建筑设计进行建筑科学研究，通过对建筑空间与气候环境的关系分析论证，回归建筑空间设计的自然科学价值。在前次课题研究（湿热地区建筑中气候调节空间的尺度模型研究）的基础上，进一步提炼传统及现代岭南建筑顺应气候的思想，将这种对建筑气候起到调节作用的空间系统称之为建筑气候空间，对其展开研究。力图通过定量分析建筑气候空间的联动效应，将其进行系统性整合，设计并优化湿热地区建筑气候空间系统尺度模型，使空间系统协同作用，更好地调节气候。进而尝试建立一套具有可操性的气候空间系统模式语汇，用于指导湿热地区绿色建筑的设计与实践。绿色建筑创作应全面看待空间气候适应性问题，优化湿热地区的建筑环境性能，提升空间绿色品质，充分挖掘建筑空间自身的节能潜力，实现建筑空间技术与艺术的有机融合。

探索运用新型对地观测（EO）传感器数据建立高分辨率太阳能资源遥感反演模型，研究区域太阳能资源时空分布特征；在GIS三维分析技术支持下，建立城市（建筑物尺度）高空间和高时间分辨率的太阳能资源分配模型，估算城市在当前太阳辐射条件、大气状况、空间遮挡关系下建筑物尺度的实际太阳能潜力。研究内容包括：（1）运用高时间分辨率的气象卫星数据反演下行太阳辐射关键参量，研究区域太阳能潜力分布及其时空特征；（2）运用GIS三维分析手段建立建筑物或建筑物簇（即：建筑体互联成簇的建筑群）尺度的太阳能分配模型，在高时间与空间分辨率框架下评价建筑物（簇）的太阳能资源潜力状况；（3）选择我国太阳能资源比较丰富的西北地区作为典型区，示范所提出的模型和方法的有效性和结果的实用性，为能源紧张的大城市带进行高分辨率准实时太阳能潜力数据的获取与评价提供技术示范，缩小我国在再生能源评价方面的差距。