能源自给型乡村生态足迹分析与空间重构研究

项目来源

国家自然科学基金(NSFC)

项目主持人

王宇

项目受资助机构

山东建筑大学

立项年度

2017

立项时间

未公开

项目编号

51708334

项目级别

国家级

研究期限

未知 / 未知

受资助金额

25.00万元

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

青年科学基金项目

关键词

乡村空间重构 ; 生态足迹 ; 形态模式 ; 能源自给 ; Rural Space Reconstruction ; Ecological Footprint ; Energy self-sufficiency ; Morphological Pattern

参与者

崔永章;何文晶;肖华斌;倪剑波;张天宇;任继哲

参与机构

山东建筑大学

项目标书摘要:能源是我国农村发展必需的物质基础,走一条立足能源自给,融农业生产、农民生活和能源生产为一体的新农村人居环境建设之路,可以从根本上增加农村生态承载力,减少生态赤字,促进农村可持续发展。本项目以山东地区乡村为样本,通过多学科协作,运用生态足迹分析、研究性设计等方法,研究把能源生产作为关键要素纳入乡村人居环境,通过对样本村庄规模、空间及能源模式的分析研究,探索能源生产在乡村空间中的作用机制,科学构建能源自给型乡村形态模型并进行生态足迹核算,确立能源生产与空间占有量的量化关系,将能源生产空间与乡村空间进行耦合关联,藉由多种能源综合利用及适宜性技术,创建一个生态平衡甚至生态盈余的新乡村空间形态模式。本项目研究力图探索建立一种乡村空间重构的方法,引导农业生产空间、农民生活空间、能源生产空间的有效整合,以改善我国乡村住区的人居环境,并对乡村人居空间理论研究做出有益补充,从而具有重要理论意义和应用价值。

Application Abstract: The energy is the material basis of our country rural development.It is necessary to take a road based on energy self-sufficiency and integration of agricultural production,farmer’s life and energy production as one of the new rural living environment construction.It can fundamentally increase the rural ecological carrying capacity,reduce ecological deficit,and promote sustainable development in rural areas.This project takes the rural area of Shandong Province as a sample area and studies the energy production as a key factor into the rural living environment through the multidisciplinary collaboration,the application of ecological footprint analysis,research-based design and other methods.Through the study of the sample rural scale,spatial and energy analysis,the mechanism of energy production in the rural space is explored,the energy self-sufficiency rural morphological model is scientifically constructed and the ecological footprint is calculated,the quantitative relationship between energy production and space occupation is established,and coupling relationship between energy productive space and rural space is related.According to the comprehensive utilization of multi energy and appropriate technology system,we can create an ecological balance or even ecological surplus of the new rural space model.Through the research of this project,we can explore a rural space reconstruction method,guide effective integration of production space,living space and energy space to improve the living environment of rural residential area,make a useful supplement of the theory of rural human settlement.This has important theoretical significance and application value.

项目受资助省

山东省

项目结题报告(全文)

能源是我国农村发展必需的物质基础,如果能实现本地化、单元式的能源自给,对改善乡村人居环境可持续发展、推进农村现代化建设具有重要意义。能源生产空间的大量介入,打破了乡村原有空间格局,需要进行能源生产空间、农民生活空间、农业生产空间这三种空间的重构和有效整合,才能创造多功能、高效的乡村空间,避免简单并置带来的空间矛盾和技术低效。本项目以山东地区乡村为样本,通过多学科协作,运用生态足迹分析、研究性设计等方法,研究把能源生产作为关键要素纳入乡村人居环境,通过对样本村庄规模、空间及能源模式的分析研究,探索能源生产在乡村空间中的作用机制,科学构建能源自给型乡村形态模型并进行生态足迹核算,确立能源生产与空间占有量的量化关系,将能源生产空间与乡村空间进行耦合关联,藉由多种能源综合利用及适宜性技术,创建一个生态平衡甚至生态盈余的新乡村空间形态模式。计算样本村庄能源年消耗量和人均消耗量、村庄各功能空间的能源消费量,构建乡村模型;计算一定人口和规模条件下维持农民生活和农业生产所必需的能源生产空间,进行生态足迹分析和生态承载力分析,根据适宜技术支撑下的能源生产方式的生产性能,对样本村庄中各种能源消耗类型所需占用的能源生产面积进行计算,比较生态足迹需求与生态承载力,判断其生态类型,为乡村空间重构提供量化依据;选择样本村庄进行三生空间整合设计,为研究成果寻找理论验证和实践落脚点,探讨能源生产空间与农民生活空间、农业生产空间之间存在相互关联、相互依存的关系。通过乡村生产策略、生活方式、能源技术的综合设计,从可操作的角度出发,对不同整合方式进行筛选和评估,完成三生空间之间的有效整合设计研究。本项目研究力图探索建立一种乡村空间重构的方法,引导农业生产空间、农民生活空间、能源生产空间的有效整合,以改善我国乡村住区的人居环境,并对乡村人居空间理论研究做出有益补充,从而具有重要理论意义和应用价值。

  • 排序方式:
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  • 1.乡村振兴背景下徽州传统村落建筑景观传承与发展策略研究——以黟县屏山村田野调查与发展策略为例

    • 关键词:
    • 徽州村落;屏山村;乡村振兴;建筑及景观文化;传承与发展策略
    • 郭佩艳;吕太锋;刘阳;王宇;刘庭风
    • 《中国风景园林学会2019年会》
    • 中国上海
    • 会议

    徽州传统村落建筑及景观文化具有重要的历史价值和建筑学意义。选取黟县屏山村为研究对象,运用田野调查、深度访谈、问卷调查和项目设计相结合的方法,调查分析屏山村风水格局和传统建筑景观文化特点,提出村落现状发展中存在的问题,结合写生基地的特点提出建筑景观传承与发展策略,并在发展策略指引下实现相关建筑景观设计,为徽州传统村落建筑景观文化的传承与发展提供案例参考。

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  • 2.农村公共空间适老化优化设计研究 ——以临沂市西流村为例

    • 关键词:
    • 农村公共空间;适老化;老年人;优化设计
    • 能纪金
    • 指导老师:山东建筑大学 王宇
    • 学位论文

    近年来,我国的人口老龄化问题日益严重,同时伴随着城镇化进程的快速推进,使得国家的城乡建设面临严峻的挑战。相较于城市,农村的人口老龄化问题更为显著,并且农村还面临着经济技术落后、基础设施建设薄弱等问题,由此导致公共空间建设严重不足。因此,有必要从适老化的角度对农村公共空间展开研究,旨在提升农村老年人的居住环境和生活质量,丰富和发展针对农村地区的公共空间适老化理论研究。基于以上背景,本文以农村公共空间适老化优化设计为研究对象,对农村公共空间进行了概念界定,明确其研究范围是道路交通空间、娱乐交往空间、景观绿化空间三个部分。文章以临沂市内的农村地区为研究区域,完成了以下研究:一、理论案例研究。文章总结了国内外关于农村适老化的理论研究现状,发现目前的研究大多集中在室内公共空间的适老化改造方面,从而确定了本文的研究视角——农村室外公共空间的适老化设计;解读了国内外农村公共空间适老化设计的优秀案例,为本研究提供借鉴;总结了农村老年人的生理、心理、行为活动特征,明确老年人基本需求的转变;制定了农村公共空间的适老化评价指标因子,以便在实地调研中进行定量评价分析。二、实地调查研究。本文通过前期资料的搜集和相关人员的走访,对6个样本村庄进行实地调研。根据回收的调研问卷,分析整理样本村庄老年人的户外活动特点:年龄较低的老人活动范围较广,活动类型较为丰富,随着年龄的增长老人的活动范围和活动类型逐渐减少,到达老年后期的老人仅在宅前进行晒太阳、闲聊等活动。根据前文制定的评价指标,本文总结了样本村庄在公共空间适老化建设方面存在的普遍问题。道路交通空间:人车混行、缺少停驻休憩空间、车辆乱停乱放。娱乐交往空间:缺乏空间层次规划、各类休憩设施缺乏无障碍设计、缺少公共厕所等。景观绿化空间:缺少康养型植物、对传统古树古井及田间地头等这类寄托老年人乡土情愁的在地景观和田园景观保护利用不佳。三、评价分析及设计策略研究。本文构建了农村公共空间适老化评价体系,利用模糊综合评价法对样本村庄公共空间适老化现状进行了定量评价计算。评价结果表明:6个样本村庄公共空间适老化建设现状整体呈现一般水平。针对得分较低的指标提出了相应的适老化设计策略。道路交通空间:设计车行环线、增加人行道;增设集中式停车场与临时停车位;设计道路停驻空间。娱乐交往空间:明确空间层次规划,提升邻里组团空间利用率;明确广场功能分区,打造功能多样的复合性空间;增设适老化配套服务设施。景观绿化空间:增加康养型植物配比;维护修缮在地景观;构建农村特色田园景观。四、优化设计研究。选取了6个样本村庄中的西流村,根据前文得到的设计策略,结合西流村的实际现状,对村庄内的道路交通、娱乐交往、景观绿化空间分别进行适老化优化设计。

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  • 3.居家养老模式下的农村适老化建筑设计研究 ——以山东聊城张鲁镇农宅为例

    • 关键词:
    • 适老化建筑;农村住宅;居家养老;建筑设计
    • 郭航
    • 指导老师:山东建筑大学 王宇
    • 学位论文

    随着国家现代化进程的不断加深,人口老龄化问题逐渐被社会各界普遍关注。中国老年人口基数大发展迅速且地区分布不平衡,农村地区作为人口老龄化的重灾区,以居家养老模式为主导,对于养老住宅设计相关领域的研究正处于起步阶段,研究成果有限且尚未得到推广,致使农村老年人的养老环境堪忧。由此可见,居家养老模式下的农村住宅的适老设计研究是一个重要且紧迫的课题。在上述背景下,为了改善农村老年人的养老环境,提升他们的养老能力,本文从建筑学的角度出发,以居家养老模式为前提,以聊城张鲁回族镇为研究区域,以养老住宅的适老化设计为研究对象,完成了以下内容的研究。一、围绕住宅适老化设计进行了相关理论研究,以表格的形式详细总结老年人的身体特征和他们的居住需求,从住宅设计的角度提出相应的建议。并选取了部分国内外适老化住宅案例总结学习他们的设计方法和思路。二、通过网络资料搜集、问卷调查、实地寻访、现场测绘和观察研究等方式对样本村庄进行了详细的调研,并绘制大量的分析图表总结了样本村庄在住宅布局、室内功能房间排布以及室内外空间设计等方面的现状特征和存在问题。三、根据调研结果反馈出的问题,对样本村庄的适老化住宅设计策略展开研究,从地区的民俗文化、地理特征、户主的生活习惯和居住需求等方面入手。由整体到局部,通过分类研究的方法,系统的讲述了样本村庄养老住宅的布局方式和室内外空间的适老设计方法。四、选取研究范围内的一户老年人住宅作为样本,应用之前研究总结的适老化住宅设计策略对样本住宅进行全套适老优化设计,以实践的方式验证理论的可行性。本文以样本村庄为研究案例探索适老化住宅设计策略,目的在于采用以小见大的方式通过对该地区养老住宅的研究,总结出住宅适老设计的策略和方法,期望能够为其他地区农村住宅的适老化设计提供范本,改善农村老年人居家养老的生活环境,起到抛砖引玉的作用为国内养老住宅设计研究贡献绵薄之力。

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  • 4.基于视障群体的公共图书馆无障碍优化设计研究 ——以山东省图书馆为例

    • 关键词:
    • 视障群体;公共图书馆;无障碍设计;评价指标体系;优化设计
    • 纪欣玫
    • 指导老师:山东建筑大学 王宇
    • 学位论文

    随着现代社会人们生活水平的提高,人们对知识信息的获取以及文化娱乐等精神需求愈发显著。残障人士在获取信息方面存在天然障碍,由此我国逐年增强对残疾人等特殊群体的文化权益保障。公共图书馆作为当代社会信息知识传播的重要媒介,应保证为全体社会成员提供有效知识信息获取途径。但国内残障人士等弱势群体在公共图书馆的使用上却仍然困难重重,国内公共图书馆无障碍设计相关研究的重要性逐年突显。现阶段,我国关于公共图书馆无障碍设计方面的研究与实践主要集中于广义范围内的残疾群体,主要为肢体残疾人群,而针对视力残疾人群的相关设计研究较少。尽管图书馆视障服务研究关注度有较大提高,且国内现有大部分公共图书馆普遍拥有视障阅览室,但其使用状态并不理想。一方面原因在于视障群体前往图书馆可达性较低,城市道路以及图书馆室内外无障碍环境建设仍有不足之处,另一方面原因是视障阅览室内部设计不符合视障群体使用需求。加上我国视障群体基数大且有逐年上升趋势,就视障群体而言,未来公共图书馆的相关无障碍环境建设必将面临更大的考验,应尽早展开针对视障群体的国内公共图书馆无障碍设计研究。本文从视障群体角度对公共图书馆无障碍现状进行调研和评价分析,进而提出优化策略。第一章介绍研究背景、目的、意义并解析相关基础概念,阐述研究内容、方法与研究框架。第二章通过基础文献调研,梳理无障碍设计相关理论,对视障群体基本行为、基本需求进行深入研究,并以国内外优秀公共图书馆无障碍设计案例进行简要分析。第三章选取与山东省图书馆同等级别的5个国内无障碍建设较为优秀的公共图书馆(南京图书馆、金陵图书馆、浙江图书馆、上海图书馆及浦东图书馆)以及针对视障群体设立的南京无障碍图书馆进行调研。分别从室外、出入口、室内以及导向标识系统无障碍四个方面进行图书馆无障碍相关现状调研。第四章则通过上述理论研究及实地调研结果,结合国内相关政策法规及相关规范,通过定性和定量、主客观相结合的方法构建基于视障群体的公共图书馆无障碍现状评价指标体系。通过层次分析法对该基本指标进行赋权计算,将各项指标加权求和得到最终评价结果得分,并针对分值高低划分评价等级,制定最终无障碍现状指标评价表。最后利用该表对上述六所图书馆无障碍现状进行评价打分评级,筛选整理各指标中优秀的无障碍现状做法。第五章对山东省图书馆进行无障碍现状优化设计。首先制定相应无障碍优化设计策略,一方面确立安全性、实用性、普适性、系统性、经济性五项无障碍优化设计原则。另一方面确定优化设计基本思路:运用前文评价指标体系对山东省图书馆进行无障碍现状评价,并针对其不同等级的评价结果提供与之相适应的优化设计方案,最后参考前文整理的无障碍现状优秀做法提出具体优化设计成果。第六章整理论文主要结论及最终成果,包括研究过程中总结的国内公共图书馆无障碍设计中存在的问题,构建的基于视障群体的公共图书馆无障碍现状评价指标体系,此外还有相关无障碍设计成果图,包括针对视障群体的公共图书馆无障碍设计优秀做法图以及山东省图书馆无障碍现状优化设计成果图。

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  • 5.基于双向渐进优化法的结构生成设计方法研究

    • 关键词:
    • 离散体结构双向渐进优化法拓扑优化结构设计智能建造基金资助:国家自然科学基金资助(编号:51708334);2022年度教育部人文社会科学研究规划(编号:22A10430009);2022年度济南市哲学社会科学研究课题(编号:JNSK22B50);DOI:10.19940/j.cnki.1008-0422.2022.019专辑:工程科技Ⅱ辑专题:建筑科学与工程分类号:TU318手机阅读
    • 王宇;邱宗念
    • 期刊

    建筑与结构之间的关系是建筑设计中最基本、最核心的问题之一,而复杂的建筑空间形态需要与结构设计相互协同才能生成。计算机技术不断发展,对于建筑结构的辅助作用也不断增强。利用拓扑优化方法进行结构生成式设计是可行的,优化后不仅能够满足力学性能,还能有效降低自重,节省材料。文章探讨了建筑师如何运用计算机技术辅助结构生成,研究基于双向渐进优化法,围绕建模软件Rhino及其参数化插件Grasshopper作为可视化平台,进行离散体结构拓扑优化与生成实验。对拓扑优化核心算法、模型的前处理设计以及后处理优化三个方面内容展开讨论,提出一种可行的建筑结构生成式设计方法,为建筑学领域提供了新的参考与新的可能。

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  • 6.居住空间适老化设计研究综述

    • 关键词:
    • 居家养老;居住空间;适老化设计;文献研究
    • 王宇;沈小玥;田炜令
    • 《中外建筑》
    • 2022年
    • 10期
    • 期刊

    随着我国经济发展水平的提升和人口老龄化的日益严峻,国家愈加重视老龄事业的发展,住房问题是影响我国养老保障制度的重要因素之一。以中国知网相关数据为基础,从国内外关于老年人居住空间适老化设计的文献研究入手,梳理国内外老年人住

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  • 9.乡村振兴中传统民居建筑地域特色传承研究——以鲁中山区乡村建筑特色屋顶为例

    • 关键词:
    • 乡村振兴;美丽村居;鲁中山区;屋顶面;传统民居;建筑设计
    • 王宇;张陶成;刘富余
    • 《重庆建筑》
    • 2021年
    • 12期
    • 期刊

    实施乡村振兴战略,各地一方面要响应国家宏观政策,同时还需结合自身地域特征,在振兴乡村中走出具有地域特色的道路。日前,山东省出台了相关政策,希望通过推行"美丽村居"规划,保护和传承传统村落的民居建筑文化。该文以鲁中山区部分传统村落中的民居单体为例,选取建筑的屋顶面作为研究对象,通过实地调研和资料收集,总结鲁中山区乡村民居屋顶面的特征,并对这些特征的成因和利弊进行分析,考察鲁中山区传统民居屋顶的现实价值,提出"美丽村居"背景下乡村民居建筑设计的原则,为"美丽村居"建设提供理论支撑,以更好地推动地域建筑文化传承。

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  • 10.基于环境行为心理学的高铁客运站建筑空间设计研究

    • 关键词:
    • 高铁站建筑空间;环境行为心理学;空间环境;设计策略
    • 王宇;田炜令;刘富余;沈小玥;张陶成
    • 《中外建筑》
    • 2021年
    • 11期
    • 期刊

    通过对城市高铁客运车站建筑的调查研究,并分析高铁站的建筑空间特点,总结当今城市高铁站的空间秩序、环境营造等方面有待改善的问题。在基于环境行为心理学的理论基础上,通过观察研究乘客的心理需求、候车行为特征以及车站空间的相互关

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