上海高校校园建筑热环境性能化评价与建筑设计策略初探 ——以同济大学C楼为例

论文摘要

建设节约型校园对于我国建设节约型社会具有重要的试验和创新价值。校园建筑节能是建设节约型校园的重要步骤。本文通过对高校校园建筑的发展趋势,以及上海地区校园建筑热环境特征的总体分析,归纳了校园建筑功能、美学、文化、环境舒适等多方面需求。建筑师既不可只考虑美观而忽视建筑节能和热环境舒适性,也不可单纯强调热环境舒适性而降低建筑的文化内涵。要实现在校园建筑设计中实现功能、文化等需求与节能、舒适需求的有机协调,一个重要问题是如何在建筑设计过程中进行科学的设计决策,以将技术方法与建筑设计要素有机结合,并针对校园建筑的文化、功能特点进行优化设计。因此不能单纯依靠新技术的应用来加以解决,而需要从设计策略、设计程序、设计观念等多个层面对现有建筑设计决策过程进行分析和改进。引入了性能化建筑理论,其主要原理是通过设定明确的、可量化、可评价的性能目标作为指导建筑从设计到使用全过程的基本原则和评价标准;同时通过建筑性能验证与反馈保证建筑性能目标与设计策略的合理性和有效性。性能目标和性能验证与反馈环节使建筑设计形成一个开放的、动态的周期性循环,从而使建筑师能够根据校园建筑各方面要求确定其实际的物理性能需求,针对性的选择适宜技术,并确保实现其性能。论文以同济大学一幢具有当代高校校园建筑典型特征的教学科研建筑为案例,应用性能化建筑理论相关的性能化评价方法对该建筑进行热环境性能的评价分析。首先通过现场调查、计算机模拟分析了建筑的热环境基本特征;在此基础上对建筑进行冬季和夏季室内热环境现场实测,对影响该建筑室内热环境的相关建筑设计策略进行分析。在性能反馈基础上明确了建筑性能改造目标和可用技术策略,并用计算机对有关策略进行了初步的性能验证。通过理论分析和实证研究,从设计策略、设计程序、设计观念等多个层面对上海高校校园建筑热环境设计的一般规律进行了总结。提出要实现建筑设计与建筑节能技术一体化,不仅需要具体的技术支持,同时需要更新现有的建筑设计观念,并对现有建筑设计方法进行研究和改进,以适应未来绿色校园的发展要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 课题的由来
• 1.1.1 基金资助
• 1.1.2 选题背景
• 1.2 研究问题的界定
• 1.3 技术路线和论文框架
• 注释
• 第2章 校园建筑热环境分析与性能化建筑理论基本原理
• 2.1 高校校园建筑发展现状
• 2.1.1 高校校园建筑发展现状概述
• 2.1.2 开放化与综合化特征
• 2.1.3 人文化与多元化倾向
• 2.1.4 绿色化与信息化趋势
• 2.1.5 校园建筑节能技术发展现状
• 2.2 影响上海高校校园建筑热环境的主要因素
• 2.2.1 上海地区气候特征
• 2.2.2 校园建筑自身特点
• 2.3 上海高校校园建筑热环境控制的主要问题
• 2.3.1 建筑节能技术与建筑多样需求难以协调
• 2.3.2 建筑师参与不足，设计创新缺乏
• 2.3.3 问题的解决途径
• 2.4 性能化建筑理论的基本原理
• 2.4.1 性能化建筑的概念
• 2.4.2 性能化建筑理论基本原理
• 2.5 性能化建筑的相关技术
• 2.5.1 性能目标描述技术
• 2.5.2 性能化建筑设计技术
• 2.5.3 建筑性能验证与评价技术
• 2.6 本章小结
• 注释
• 第3章 案例研究—同济大学校园建筑热环境分析
• 3.1 研究方法
• 3.1.1 研究对象
• 3.1.2 建筑热环境参数
• 3.1.3 建筑热舒适指标PMV-PPD
• 3.1.4 影响热环境的建筑因素
• 3.1.5 建筑热环境分析方法
• 3.2 现场调研与计算机性能分析
• 3.2.1 现场调研
• 3.2.2 计算机性能分析
• 3.3 现场热环境实测条件与测点布置
• 3.3.1 测试房间与测试设备
• 3.3.2 测点布置
• 3.4 冬季热环境实测
• 3.4.1 测试时间与现场条件
• 3.4.2 现场实测结果分析
• 3.4.3 使用者感受和热舒适指标（PMV）
• 3.4.4 建筑冬季热环境性能问题总结
• 3.5 夏季热环境实测
• 3.5.1 测试时间与现场条件
• 3.5.2 现场实测结果分析
• 3.5.3 使用者感受和热舒适指标（PMV）
• 3.5.4 建筑夏季隔热与遮阳性能问题总结
• 3.5.5 建筑夏季通风性能问题总结
• 3.6 热环境性能优化目标与建筑设计策略分析
• 3.6.1 热环境性能需求分析与优化策略
• 3.6.2 遮阳性能优化与设计策略
• 3.6.3 外遮阳选型与性能验证
• 3.6.4 保温隔热性能优化策略与性能验证
• 3.6.5 通风性能优化与设计策略
• 3.7 本章小结
• 注释
• 第4章 结论
• 4.1 微观层面—适宜的建筑设计策略
• 4.1.1 保温与遮阳
• 4.1.2 平面布置策略
• 4.1.3 自然通风策略与门窗气密性
• 4.1.4 利用材料蓄热性能
• 4.2 中观层面—建筑设计程序的的科学化
• 4.2.1 科学的前期建筑策划
• 4.2.2 系统的用后性能评价
• 4.3 宏观层面—重视建筑设计中的性能因素
• 4.3.1 从“功能”到“性能”
• 4.3.2 以建筑“表皮”为例
• 4.4 本研究的不足与深化
• 注释
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果