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《华中科技大学》 2008年
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气候适应性的建筑表皮:夏热冬冷地区多层表皮建筑立面系统研究

安赛  
【摘要】: 本论文回顾了建筑立面条件和与建筑外墙相关的各种要素,并进一步的调查了夏热冬冷地区的立面条件,以及致使此种气候区域的建筑立面设计成为一个复杂课题的非典型性的气候特征,并引进与分析了应对该气候特征的立面设计概念。研究途径包括两套,一是综合的分析研究,二是从建筑师和施工者的角度探寻应用性强、说明性好的的定量的信息知识的设计导向概念。一方面本文专注于围绕着现代创新趋势的边界法则的立面设计,另一方面通过适用于夏热冬冷地区的能效立面设计,包括多层表皮系统在该地区的实验。 夏热冬冷地区间的气候特征差异很大且较易出现极值现象,尤其是在夏季与冬季,此时适应于一般炎热或者寒冷地区的气候应对策略在此种气候地区内都不会同时对两种极端气候条件生效。已有的研究已表明室内空间的简单条件基本取决于建筑外墙的外露面积。基于上述结论,本文研究了这些极端气候条件下的室内、外情况并介绍了双层表皮气候适应性外墙理论,可以通过优化墙体绝热性能以改善夏热冬冷地区的室内空间条件。 在实验部分,研究利用外墙温度改进模型与仪器测算了传统双层玻璃幕墙外墙的室内、外的温度条件,研究结果与炎热及严寒时期热辐射极值的预期条件一致。武汉市作为夏热冬冷地区典型代表而被选作本试验的试验地点,武汉被作为夏热冬冷地区双层气候适应性外墙的模型。模型的外墙表面热量测算及其结果与传统武汉的居住建筑及传统的双层玻璃幕墙相比较。测试与计算选取的时间是在热舒适度的极值被超过的极热的时期(8月)和热舒适度的低限尚未达到的极冷时期(1月)。实验应用立面的内表面和外表面温度值、空气温度值、空气湿度值作为评估立面性能的参数。 进一步的计算与模拟使用PHOENICS-VR环境,为了在模拟环境下验算试验结果。结果表明双层适应性建筑立面(外墙)设计,其功能似一个屏障,有效地在夏季阻隔热辐射进入室内并在冬季保存室内热量的散失。最后,设计建议以类型学和优化技术为形式,将双层适应性建筑立面应用在夏热冬冷地区的住宅设计之中。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TU111

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