基于气候调控的建筑基本形态设计方法研究——以内蒙古阴山以南地区为例

项目来源

国家自然科学基金(NSFC)

项目主持人

贺龙

项目受资助机构

内蒙古工业大学

立项年度

2019

立项时间

未公开

项目编号

51968054

项目级别

国家级

研究期限

未知 / 未知

受资助金额

44.00万元

学科

工程与材料科学-建筑与土木工程-建筑学

学科代码

E-E08-E0801

基金类别

地区科学基金项目

关键词

地域建筑 ; 设计方法 ; 建筑基本形态 ; 气候调控 ;

参与者

郝占国;许国强;邹德志;王婷;尤莉;郭彦;陈斯莹;张黎曼;刘欣

参与机构

内蒙古自治区气候中心;内蒙古工大建筑设计有限责任公司

项目标书摘要:建筑基本形态具有一定的空间原型意义,在其面对的诸多环境要素中,气候调控起着主导作用。课题针对内蒙古阴山以南这一典型的寒地地形小气候区域,以设计型研究为切入点,探求建筑基本形态的气候调控模型、空间范式和相应的实践应用模式。研究内容分为四个部分:(1)通过文献研究与勘察调研,搭建地区性的气候调控理论框架;(2)对“调研采集”和“设计模拟”获取的数据参数,分别进行“建筑基本形态特征参数—地区气候因子”的参数关联性研究,提炼二者的互动关系和规律,并转译为基本的气候适应性设计策略;(3)选取典型建筑类型,基于“气候因素”和“非气候因素”,在迭代循环的“设计—评价”过程中,进行理想模型的构建与优化,并形成相应的设计指导图则;(4)在建筑实践中总结具体的应用模式。课题力图通过以上研究形成一套地区性的建筑基本形态设计方法,对现有建筑气候调控理论形成补充,对地域性建筑和绿色建筑设计实践形成指导。

Application Abstract: Building’s basic form has the significance of space prototyping,and the climate plays a leading role in many environmental elements it faces.This project aims at the typical cold climate microclimate area south of Yinshan Mountain,Inner Mongolia,and takes the design-based research as the breakthrough point to explore the regional building climate model,spatial paradigm and application pattern.The research content is divided into four parts:(1)Set up the basic framework of regional climate adaptability through literature research and investigation;(2)Relying on the data parameters obtained by"investigation and collection"and"design simulation",respectively parametric correlation study of morphological characteristic parameters-regional climatic factors,refining and discovering the interactions and laws of the two,and translating them into basic climate adaptation strategies;(3)In the process of optimizing the iterative cycle,we select the typical building type and carry out the interactive research of"Predictive Design-Comprehensive Factor Evaluation"of the ideal model,and also form the ideal model of the typical building and the corresponding design guidelines;(4)Summarize the concrete application pattern in the construction practice.Through the above research,the paper attempts to form a set of regional architectural basic form design methods to complement the climate control theory of existing buildings and guide the design and practice of regional architecture and green architecture.

项目受资助省

内蒙古自治区

项目结题报告(全文)

建筑基本形态具有一定的空间原型意义,在其面对的诸多环境要素中,气候调控起着主导作用。课题针对内蒙古阴山以南这一典型的寒地地形小气候区域,以设计型研究为切入点,揭示局地气候与建筑基本形态之间的关联机制,并提出相应的建筑基本形态设计策略。.首先,完成了建筑基本形态的量化转译,建立了建筑基本形态的设计变量体系。通过文献查阅与实地调研相结合的方式,将建筑基本形态分解为朝向、形体、空间、界面4个组成部分,在此基础上继续对建筑形态进行分解与提炼,形成表征建筑基本形态的量化因子体系。其次,聚焦内蒙古阴山以南地区气候条件,选取办公建筑、中小学教学楼、大学校园建筑等典型建筑为对象,通过计算机模拟与数理统计分析相结合的方式,揭示了建筑基本形态与地区的风环境、光环境以及建筑综合能耗之间的关联作用。最后,通过大量的迭代设计,结合深度学习算法构建了地区气候条件下建筑性能的预测模型,并对预测模型的精度进行了论证。.课题通过以上研究形成一套地区性的建筑基本形态设计理论,对现有建筑气候调控理论形成补充,对地域性建筑和绿色建筑设计实践形成指导。

  • 排序方式:
  • 2
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  • 1.基于气候调控的建筑基本形态设计方法研究——以内蒙古阴山以南地区为例结题报告

    • 贺龙;
    • 《内蒙古工业大学;》
    • 2023年
    • 报告

    建筑基本形态具有一定的空间原型意义,在其面对的诸多环境要素中,气候调控起着主导作用。课题针对内蒙古阴山以南这一典型的寒地地形小气候区域,以设计型研究为切入点,揭示局地气候与建筑基本形态之间的关联机制,并提出相应的建筑基本形态设计策略。.首先,完成了建筑基本形态的量化转译,建立了建筑基本形态的设计变量体系。通过文献查阅与实地调研相结合的方式,将建筑基本形态分解为朝向、形体、空间、界面4个组成部分,在此基础上继续对建筑形态进行分解与提炼,形成表征建筑基本形态的量化因子体系。其次,聚焦内蒙古阴山以南地区气候条件,选取办公建筑、中小学教学楼、大学校园建筑等典型建筑为对象,通过计算机模拟与数理统计分析相结合的方式,揭示了建筑基本形态与地区的风环境、光环境以及建筑综合能耗之间的关联作用。最后,通过大量的迭代设计,结合深度学习算法构建了地区气候条件下建筑性能的预测模型,并对预测模型的精度进行了论证。.课题通过以上研究形成一套地区性的建筑基本形态设计理论,对现有建筑气候调控理论形成补充,对地域性建筑和绿色建筑设计实践形成指导。

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  • 3.内蒙古地区农村住宅被动式节能设计因素敏感性分析——以呼和浩特乌素图村民居为例

    • 关键词:
    • 内蒙古地区农村住宅被动式节能敏感性分析节能潜力基金资助:国家自然科学基金资助项目:“基于气候调控的建筑基本形态设计方法研究——以内蒙古阴山以南地区为例”(5196080299);专辑:工程科技Ⅱ辑专题:建筑科学与工程分类号:TU201.5TU241.4手机阅读
    • 马雪纯;贺龙
    • 期刊

    我国内蒙古地区农村住宅受其恶劣的气候条件及建筑自身建造缺陷等因素影响,导致全年采暖能耗巨大,能源及环境问题十分突出,然而优先利用被动式节能技术措施来满足节能需求具有重要意义。因此,为研究内蒙古地区独特气候对农村住宅能耗表现的影响,以内蒙古地区呼和浩特市乌素图村典型民居为例,进行实测调研并利用Grasshopper软件搭建参数化平台对农村住宅外围护结构热工性能、窗墙比、建筑朝向等被动式节能因素进行模拟分析,利用originLab函数分析软件将得到的结果进行归一化敏感性分析方法计算,得出不同因素对于建筑能耗的敏感性,同时进行节能潜力关系比较。结果表明,现有的农村住宅建筑中屋顶、东西墙、外窗的热工性能对该地区农宅节能影响程度较大,为我国内蒙古地区农村建筑节能设计及改造工作提供参考。

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  • 4.内蒙古晋风民居地区乡村被动式建筑设计策略研究

    • 关键词:
    • 乡村被动式建筑;内蒙古地区晋风民居;传统性;地区性;气候性
    • 张黎曼
    • 指导老师:内蒙古工业大学 贺龙
    • 学位论文

    城镇化快速发展过程中乡村建筑面临着很多挑战,乡村建筑肆意模仿其他建筑风格导致“千篇一律”的情景产生;更多的建筑师开始重视乡村建筑,将多元的、专业的设计策略、技术带入乡村,但由于建筑成本较高难以被村民所接受的,同时这些建造活动还引起了环境污染、资源浪费等问题。除了对舒适度的追求,人们同样关心于建筑自身是否节能,乡村建筑急需一种低成本、高质量,可以在室内环境舒适的情况下让建筑能耗降至最低的方法。被动式建筑的提出为以上的需求提供了一条路径,并且该方法对乡村建筑设计具有较高适应性,通过对两者文献综合阅读整理发现,乡村建筑与被动式建筑在设计理念与原则上总体趋同,乡村建筑是最简单、最原始的被动式建筑,过去没有任何机械设备建筑只能通过特殊的建筑设计来改善建筑环境,通过对乡村建筑设计原则的研究,可以得出最简单高效的被动式设计原则。乡村建筑与被动式建筑逐渐走向融合,通过对乡村被动式建筑实例的设计因素进行解析,以被动式建筑设计过程为主线,提出传统性、地区性、气候性三种设计维度,分别从传统历史信息的保护、人居环境的关注、地区气候的回应,三个方面对设计原则进行总结。使乡村被动式建筑可以延续传统营造智慧,尊重地域文化,回应当地气候,也为以后乡村被动式建筑设计提供新思路。内蒙古地区晋风民居作为内蒙古重要的乡村建筑形式,它是人们在上百年中与自然环境博弈的智慧结晶,是文化、宗教、生产、生活的集体记忆,是对于走西口事件的历史印证,也是农耕与游牧文明发生文化碰撞与融合的真实记录。将三个设计维度应用到晋风民居之中,以乡村被动式建筑三个设计维度为指导,构建出适宜该地区晋风民居的乡村被动式建筑设计策略。选取内蒙古地区具有典型晋风民居建筑特色的乌素图村,进行实地调研,分析和总结了内蒙古晋风民居的传统性、地区性和气候性,以晋风民居乡村被动式建筑设计策略为指导,借助数据分析软件,探寻地区气候、被动式建筑与乡村建筑之间的平衡点,获得适应于乌素图村落的设计内容与方法,并指导村民活动中心建筑设计工作。

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  • 5.严寒地区室内多层贯通空间热湿环境实测研究

    • 关键词:
    • 严寒地区贯通空间热湿环境基金资助:国家自然科学基金项目“基于气候调控的建筑基本形态设计方法研究—以内蒙古阴山以南地区为例”(51968054);内蒙古自治区科技重大专项课题“基于文化传承的草原新型绿色建筑体系集成优化与工程示范”;DOI:10.13905/j.cnki.dwjz.2022.02.003专辑:工程科技Ⅱ辑专题:建筑科学与工程分类号:TU111.3手机阅读
    • 刘晓倩;许国强;迈力斯
    • 期刊

    通过对严寒地区贯通空间温湿度在水平方向及垂直方向上的连续实测,分析了供暖前后,太阳辐射、建筑开口、供暖等因素对贯通空间热湿环境的影响有很大差异。结果表明供暖前贯通空间受到太阳辐射、建筑开口的影响较大,温湿度波动明显;供暖期间受供暖因素影响,温差波动不稳定但幅度小。水平方向上非供暖期最大温差为2℃,供暖期最大温差为8℃;垂直方向上非供暖期的最大温差为3℃,供暖期最大温差为7℃。

    ...
  • 7.严寒地区建筑形态调控下建筑能耗与舒适度影响因素研究

    • 关键词:
    • 建筑形态;敏感性分析;建筑节能;舒适时间
    • 贺龙;吕保
    • 《建筑技术》
    • 2022年
    • 11期
    • 期刊

    将建筑形态分解为4个一级指标以及9个二级指标,在OriginLab函数分析软件中,通过敏感性分析法量化研究了严寒地区3个子气候区建筑的能耗与舒适时间对于朝向、形体、空间、界面4个一级指标之下的各个二级指标的敏感度。计算分析了各影响

    ...
  • 10.基于遗传算法的中小学教室采光优化方法探讨--以呼和浩特地区光气候为例

    • 关键词:
    • 性能优化;生成设计;绿色建筑;模拟分析
    • 覃万祥;贺龙;秦超朋
    • 《当代建筑》
    • 2022年
    • 11期
    • 期刊

    中小学教室采光设计的重点是窗户,如窗户数量、窗户位置以及窗户大小等参数的决策,而在建筑设计过程中,设计决策是由建筑师的经验所决定的,因此往往无法得到最优的开窗方案。针对这种情况,本文提出了通过遗传算法,以有效自然采光照度百

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