基于热环境动态调控的气候适应性可变建筑表皮设计研究

【摘要】：节能环保的可持续发展理念已是当今世界各国人民的共识,建筑能耗总量巨大,对其全周期进程中的各个阶段展开优化研究确是这个时代迫切的需求。本课题在此背景下,尝试通过对可变建筑表皮气候适应性的探索,寻求除了使用暖通空调等高能耗设备外,达成建筑室内人体热舒适的可能途径。本文基于对国内外研究现状和发展趋势的整体把握,采用文献整理、案例分析、实验研究、设计例证四种研究方法,分“气候适应性可变建筑表皮的相关理论基础”、“SD竞赛中气候适应性可变建筑表皮设计案例分析”、“基于热环境动态调控的气候适应性可变建筑表皮实验研究”、“基于热环境动态调控的气候适应性可变建筑表皮设计实践”四个部分展开。通过对气候适应性可变建筑表皮理论基础的研究,本文厘清了与可变建筑表皮相关联的关键概念,并结合实践案例明晰了气候适应性可变建筑表皮的分类标准。通过对SD竞赛中气候适应性可变建筑表皮的案例分析,本文归纳总结了各类别气候适应性可变建筑表皮的设计策略。基于智能百叶窗系统的实验结果显示,在照度调控上各实验组的平均性能表现是对照组的2.7倍,在温度调控上各实验组的平均性能表现是对照组的1.5倍;结果说明,可变百叶对于模型内照度和温度均具有较好的调节效果,且对于照度的调控能力强于温度。基于智能通风窗系统的实验研究显示,在照度调控上各实验组的平均性能表现是对照组的1.39倍,在温度调控上各实验组的平均性能表现是对照组的1.72倍;结果说明,动态通风窗对于模型内照度和温度均具有较好的调节效果,且对于温度的调控能力强于照度。本文将SDC2018厦门大学与法国布列塔尼联队参赛作品Nature Between作为可变建筑表皮的研究及实践对象,通过对其设计过程的描述、设计成果的分析以及设计优化的实现,探讨了基于热环境动态调控的气候适应性可变建筑表皮的设计策略及技术关键,并以该设计例证作为可变建筑表皮相关方法论的实践载体。