被動式環(huán)境調(diào)控建筑并行設(shè)計平臺構(gòu)建方法研究.pdf

1、傳統(tǒng)的建筑設(shè)計屬于一個串行的線性終端式過程，不同專業(yè)相互之間沒有太多的交叉設(shè)計，室內(nèi)環(huán)境調(diào)控主要是通過暖通工程師后期的設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計來完成，這樣的設(shè)計方法不僅在建造階段和運(yùn)行階段造成大量的資源和能源消耗，而且還會對環(huán)境造成污染破壞。針對這一現(xiàn)象，在設(shè)計過程中應(yīng)該充分挖掘建筑自身的調(diào)節(jié)潛力，通過被動式環(huán)境調(diào)控技術(shù)及可再生能源利用實(shí)現(xiàn)以盡可能低的資源和能源消耗最大限度地改善建筑整體熱性能。被動式環(huán)境調(diào)控建筑的設(shè)計需要重新審視傳統(tǒng)的線性終端式設(shè)

2、計流程，暖通工程師有必要全程參與到建筑設(shè)計過程中輔助建筑師完成建筑熱設(shè)計的優(yōu)化，以進(jìn)一步完善設(shè)計方案，在建筑設(shè)計初始階段最大化地實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。本文通過對被動式環(huán)境調(diào)控建筑和設(shè)計策略和技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行研究分析，構(gòu)建基于BIM方法的建筑師與工程師并行設(shè)計平臺，對設(shè)計過程中建筑設(shè)計方案的性能評價的一些關(guān)鍵應(yīng)用基礎(chǔ)問題進(jìn)行研究，探索被動式環(huán)境調(diào)控建筑的設(shè)計及評價方法。本論文通過理論和實(shí)驗(yàn)研究、工程案例設(shè)計實(shí)踐，重點(diǎn)探討了以下問題:
　　首先，

3、選用并行設(shè)計方法作為被動式環(huán)境調(diào)控建筑設(shè)計的基礎(chǔ)方法，建立了并行設(shè)計過程中建筑性能評價體系，該建筑性能評價模型能夠貫穿整個建筑設(shè)計建造過程，即概念設(shè)計分析建筑微氣候，初步設(shè)計階段評價建筑光環(huán)境和熱環(huán)境，當(dāng)建筑施工完成后利用溫度場可視化對建筑熱性能進(jìn)行評價。并行設(shè)計方法和評價體系的建立為構(gòu)建被動式環(huán)境調(diào)控建筑并行設(shè)計平臺提供了理論基礎(chǔ)。
　　其次，針對被動式環(huán)境調(diào)控建筑設(shè)計策略和技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了研究。對于被動式環(huán)境調(diào)控建筑設(shè)計策略和技

4、術(shù)的應(yīng)用遵循金字塔法則，應(yīng)用設(shè)計策略和技術(shù)以改變建筑形式、圍護(hù)結(jié)構(gòu)來減少建筑能源需求和利用被動式技術(shù)應(yīng)用可再生能源為主要目標(biāo)，盡量避免使用輔助設(shè)備;研究了建筑組群、建筑單體和建筑構(gòu)件三個尺度上自然采光、采暖、降溫和通風(fēng)四個方面可利用的被動式環(huán)境調(diào)控建筑設(shè)計策略，并通過案例分析著重研究了應(yīng)用被動式采暖技術(shù)對建筑能耗的影響，分析結(jié)果表明對于案例建筑在北京地區(qū)使用附加陽光間和太陽能空氣集熱器技術(shù)可以降低能耗38.7％，研究被動式設(shè)計策略的適用

5、性得出北京、蘭州、西安、沈陽四個城市中，北京和蘭州適合使用附加陽光間技術(shù)，四個城市太陽能空氣集熱器的供暖保證率由高到低依次為北京38％、蘭州35％、沈陽31％和西安27％。
　　第三，基于BIM方法對建筑設(shè)計不同階段設(shè)計方案的性能評價進(jìn)行了應(yīng)用研究。在建筑規(guī)劃布局階段，利用Weather Tool確定建筑的最佳朝向以及利用焓濕圖分析被動式策略對建筑熱舒適范圍的影響;建筑初步設(shè)計階段，利用Autodesk Ecotect Analy

6、sis對建筑自然采光和熱環(huán)境兩個方面進(jìn)行分析來評價建筑師的設(shè)計方案，以便幫助建筑師完成熱優(yōu)化設(shè)計，進(jìn)一步完善設(shè)計方案;建筑施工完成后，通過實(shí)驗(yàn)研究利用SwemaReview對室內(nèi)溫度場可視化來評價已有建筑的熱性能，同時可以作為專家信息庫加入并行設(shè)計平臺，輔助建筑師進(jìn)行方案決策。
　　最后，提出了被動式環(huán)境調(diào)控建筑并行設(shè)計平臺構(gòu)建方法，即以建筑師和暖通工程師構(gòu)成設(shè)計團(tuán)隊，基于能夠整合建筑信息的BIM平臺作為并行設(shè)計平臺，建筑師和暖通