太阳能建筑整合设计对策研究

论文摘要

在能源日益紧张的今天,太阳能建筑以其生态、可持续性的优势拥有广阔的发展前景,并日益成为一种新的建筑理念和方法。但目前的设计中仍沿用着传统的线性思维,或仅简单的附加太阳能设备,如何提高太阳能建筑的整体效益,将“整合”思想融入到太阳能建筑设计中去,成为亟待解决的问题。本文将针对太阳能建筑的现状和存在的问题,对太阳能建筑的整合设计进行研究,探讨太阳能技术如何在节能、舒适、经济的前提下与建筑整合并实现整体优化的问题。本文从以下四个方面展开研究:首先,作者借鉴各学科的整合思想,对建筑整合设计的基本问题进行了梳理,提出整合设计的基本概念。对太阳能建筑整合设计的理论框架展开研究,分析了太阳能建筑整合设计的要素及相关特征,提出整合设计的两大支柱理论:梯度理论和共生理论。作者发现在太阳能建筑整合设计中具有生态设计和可持续设计的一般原则,同时整合设计还具有自身特殊性目标、原则和设计方法。通过对上述问题的深入剖析,建立了太阳能建筑整合设计的理论研究框架。其次,以梯度理论为背景,研究了建筑界面与空间在太阳热能的流动过程中所起的作用,并针对特定区域——夏热冬冷地区的建筑需求提出了太阳能建筑的梯度整合设计策略。再次,以共生理论为背景,研究了不同共生单元——主、被动太阳能技术、太阳能技术与建筑、建筑与环境——间的共生关系,提出了间歇共生、连续共生两种整合设计的组织模式,以及三种以质参量兼容为条件的共生整合设计策略。通过实例分析和模拟研究对太阳能建筑共生整合设计模式进行探讨,并对各类共生整合设计模式的整合效益优化程度进行了分析和比较,通过对太阳能建筑性能的综合分析得到了太阳能建筑共生整合的设计策略。最后,以经济学比较优势和机会成本理论为背景,构建了太阳能建筑整合效益衡量的指标体系,并以此为指导,提出了太阳能建筑整合设计对策。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 全球能源与环境危机
• 1.1.2 太阳能技术认知不足
• 1.1.3 太阳能建筑整合度差
• 1.1.4 地域适应性研究不足
• 1.2 研究目的与意义
• 1.2.1 研究目的
• 1.2.2 研究意义
• 1.3 相关概念及研究范畴
• 1.3.1 太阳能
• 1.3.2 太阳能建筑
• 1.3.3 整合设计
• 1.3.4 夏热冬冷地区
• 1.4 文献综述
• 1.4.1 国外研究现状
• 1.4.2 国内研究现状
• 1.4.3 总结
• 1.5 研究方法
• 1.5.1 文献阅读
• 1.5.2 定性研究
• 1.5.3 实验模拟
• 1.5.4 逻辑论证
• 1.5.5 案例研究
• 第2章 太阳能建筑整合设计理论
• 2.1 太阳能建筑整合设计概念
• 2.1.1 概念源起
• 2.1.2 概念释义
• 2.2 太阳能建筑整合设计要素
• 2.2.1 外部环境
• 2.2.2 太阳能技术
• 2.2.3 建筑元素
• 2.3 太阳能建筑整合设计特征
• 2.3.1 包容协调性
• 2.3.2 同化互补性
• 2.3.3 动态多适性
• 2.4 太阳能建筑整合设计目标
• 2.4.1 能源节约
• 2.4.2 能源替代
• 2.4.3 稳定优化
• 2.5 太阳能建筑整合设计原则
• 2.5.1 多维创新
• 2.5.2 循环节约
• 2.5.3 地域适宜
• 2.6 太阳能建筑整合设计的理论阐释
• 2.6.1 整合设计的理论基础
• 2.6.2 太阳能建筑整合设计的理论基础
• 2.7 本章小结
• 第3章 太阳能建筑梯度整合设计
• 3.1 梯度整合设计的概念解析
• 3.1.1 梯度整合设计概念
• 3.1.2 梯度整合设计条件
• 3.1.3 梯度整合设计目标及要素
• 3.2 梯度整合设计的动力机制
• 3.2.1 扩散效应
• 3.2.2 极化效应
• 3.3 内外梯度的控制策略-界面
• 3.3.1 维持梯度的界面
• 3.3.2 选择性消除梯度的界面
• 3.3.3 界面节能的梯度整合设计
• 3.4 内部梯度的控制策略-热缓冲空间
• 3.4.1 热缓冲空间的太阳能技术-阳光间
• 3.4.2 空间热能的扩散类型
• 3.4.3 热缓冲空间整合策略-组合式中庭
• 3.4.4 热缓冲空间整合策略-双向阳光间
• 3.5 本章小结
• 第4章 太阳能建筑共生整合设计
• 4.1 共生整合设计的概念解析
• 4.1.1 共生整合设计概念
• 4.1.2 共生整合设计条件
• 4.1.3 共生整合设计目标及要素
• 4.2 共生整合的设计机制
• 4.2.1 共生整合设计的组织机制
• 4.2.2 共生整合设计的动力机制
• 4.3 功能共生整合设计策略
• 4.3.1 功能完善
• 4.3.2 缺陷弥补
• 4.3.3 视觉协调
• 4.4 资源共生整合设计策略
• 4.4.1 能量复合共生设计
• 4.4.2 物质多重共生设计
• 4.4.3 信息梯级共生设计
• 4.5 结构共生整合设计策略
• 4.5.1 共生结构节点设计
• 4.5.2 共生结构装置设计
• 4.6 本章小结
• 第5章 太阳能建筑效益整合对策
• 5.1 太阳能建筑整合效益衡量综述
• 5.1.1 绿色度衡量
• 5.1.2 节能性衡量
• 5.1.3 热性能衡量
• 5.1.4 整合效益衡量
• 5.2 整合效益指标
• 5.2.1 室内舒适度
• 5.2.2 节能
• 5.2.3 建筑性能
• 5.2.4 额外投入
• 5.2.5 环境负荷
• 5.3 整合效益衡量标准的确定
• 5.3.1 权重的确定
• 5.3.2 指标层的衡量
• 5.3.3 整合效益衡量
• 5.4 效益整合设计策略
• 5.4.1 合理的策略选择
• 5.4.2 适宜的方案组合
• 5.4.3 设置合理舒适度
• 5.4.4 外部收益内部化
• 5.4.5 技术创新应用
• 5.4.6 动态可变的优化整合
• 5.4.7 被动设计的智能化控制
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢
• 个人简历