论文摘要
寒地有着严酷的气候特征，严寒、室内外温差大、多降雪、多强风等气候特殊性，使得寒地建筑室内环境舒适度面临较大挑战。而天窗的使用，为寒地建筑提供了充足的采光、改善了室内通风条件、提高了室内热环境舒适度，为室内微环境的改善发挥了重要促进作用。本文从办公建筑的中庭天窗设计作为研究出发点，通过对天窗设计元素的探索，研究对室内微环境的影响，以寻求适应于寒地气候，改善室内微气候环境的天窗设计。由于天窗设计主要对室内光环境、风环境有着较大影响，故而本文的研究主要针对室内自然采光、自然通风展开。本文主要使用数字化模拟技术，对天窗设计问题展开研究。在熟练掌握光模拟软件Autodesk-Ecotect、风模拟软件Ansys-Airpak使用方法的基础上，在保持其他设计参数不变的情况下，通过设置不同组天窗设计变量，分别探索了该变量对室内采光、通风的影响，最终得出了适应于寒地气候，利于办公建筑室内微气候环境优化的天窗优化变量。本文主要内容依照问题提出、问题分析、问题解决三个步骤依次展开。首先，在分析室内采光、通风原理的基础上，确定了天窗设计要素中的平面位置、分布形态、洞口尺寸、剖面形态、剖面尺寸等为室内采光、通风的影响变量。其次根据Autodesk-Ecotect软件模拟所需，探索了寒地采光边界条件，调整了采光分析模型，进行了室内采光模拟实验；并对不同变量下的模拟结果进行了充分的对比分析，并得出了适于寒地办公建筑光环境优化的最优解；在此基础上，提出了寒地办公建筑天窗采光优化的设计策略。再次，根据Ansys-Airpak软件特点，探索了寒地通风边界条件，设置了通风分析模型，展开了室内通风模拟实验；并在此基础上，对不同天窗变量下的通风模拟结果通过充分的对比分析，得出了适应于寒地办公建筑室内风环境优化的最优解；在此基础上，提出了寒地办公建筑天窗通风优化的设计策略。本文通过对室内光环境与风环境的模拟，探讨了寒地办公建筑天窗的设计，以期能够有效改善室内微气候环境，最终实现满足室内舒适度的要求。本论文由黑龙江省科技计划项目：东北寒地绿色建筑关键技术研究支持。项目（课题）编号：GC11T110