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《工业建筑》2020年第7期 《绿色建筑研究与实践》专刊导读

作者:jcmp      发布时间:2021-05-22      浏览量:0


《工业建筑》2020年第7期

《绿色建筑研究与实践》

专刊导读


专刊主编

刘加平

中国工程院院士

西部绿色建筑国家重点实验室主任

西安建筑科技大学教授

《工业建筑》编审委员会副主任委员

长期从事绿色建筑及建筑节能领域的基础研究、教学和应用推广工作。曾荣获2001年度国家杰出青年科学基金、2007年度全国模范教师、2009年度国家创新研究群体《西部建筑环境与能耗控制》学术带头人、2012年度何梁何利奖、2017年首届全国创新争先奖、首届全国高校黄大年式教师团队负责人等荣誉。



编者按

2015 年的“中央城市工作会议”将“绿色” 加入到新时期建筑方针中。绿色建筑的概念,也从最初的 需满足“节能减排”,之后扩展到“节能、节地、节水、节材、减少污染物排放”,现已演进到“安全耐久、健康舒适、生活便利、资源节约、环境宜居”。绿色建筑将是建筑未来发展的总体趋势。

本期“绿色建筑”专刊由工业建筑编辑部和西部绿色建筑国家重点实验室合作主编完成。我们希望本 期“绿色建筑”专刊能够开个好头,同时也希望广大建筑师能够将绿色建筑的理念、方法融入建筑创作设计的全过程中、并成为自觉行动。届时,中国大地将遍布绿色建筑。



绿色营建理论及实践

热湿气候区超低能耗海岛建筑热工设计

何知衡 陈敬 刘加平

西部绿色建筑国家重点实验室

西安建筑科技大学

摘 要: 热湿地区海岛远离大陆,全年气候潮湿炎热,常规能源匮乏。介绍了在热湿地区海岛设计建造以太阳能光伏驱动空调系统为主的超低能耗建筑的基本思路、“逆向设计”技术路线和设计计算方法,给出了热湿地区海岛超低能耗建筑防热设计的原则和超低空调运行能耗实现的“准则”,并以一栋常见的四层办公建筑为例进行了演算。该方法已经应用于热湿地区部分海岛建筑设计中,取得了良好效果,未来可大规模推广。

关键词: 热湿地区海岛; 超低能耗建筑; 热工设计

基金:国家自然科学基金项目重大资助项目(51590913);青年科学基金项目(51608421)。

DOI:10.13204/j.gyjzG20071302

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河南省山区县域乡村绿色发展水平评价及提升对策研究

张沛 梁鑫

西安建筑科技大学建筑学院

摘 要: 在生态文明建设的时代背景下,河南省山区乡村绿色发展是实施乡村振兴战略的重要体现。通过综合分析河南省山区乡村发展现状特征,从生态环境、经济发展、公共服务、政府投入四个方面构建乡村绿色发展评价指标体系,主要包括资源环境、生态保护、产业结构、生活水平、设施建设、绿色投资6个一级指标,它又涉及到17个二级指标。综合评价分析表明,伏牛山区乡村绿色发展水平相对较高;运用因子探测模型发现,产业结构和生活水平指标对于山区乡村绿色发展具有较大的影响。在此基础上,进一步分析山区乡村绿色发展四个方面影响因素相互作用的动力机制,生态环境是基础动力,经济发展是主推动力,公共服务是支撑动力,政府投入是引导动力。最后,结合山区典型乡村进行实证分析,从绿色宜居体系、绿色产业体系、绿色支撑体系、绿色治理体系方面提出山区乡村绿色发展的提升对策。

关键词: 乡村绿色发展;水平评价;动力机制;生态文明;乡村振兴

DOI:10.13204/j.gyjzG19112601

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陕北锢窑民居绿色营建智慧解析

高博 1,2 杨依明 2 王有为 2 孙一 2

1 西部绿色建筑国家重点实验室

2 西安建筑科技大学建筑学院

摘 要: 陕北锢窑民居是典型的地域性可持续生存居住的建筑,蕴含着基于环境协调的生态智慧和文化内涵。在建筑文化传承与绿色发展协同一体的基础上,以传统建筑绿色经验的科学化作为主要路径,对陕北锢窑民居进行研究,探索锢窑民居建筑的生态化措施和途径,为构建基于文化传承的陕北典型地域绿色建筑营建模式和技术体系提供参考和借鉴。

关键词: 锢窑;传统民居;绿色营建

基金:“十三五”国家重点研发计划资助项目(2017YFC0702400)。
DOI:10.13204/j.gyjzG19120312

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极端干热干冷气候绿色民居设计策略研究

杨柳 1,2 付蓉 2 何文芳 1,2 何泉 1,2 刘衍 1,2

1 西部绿色建筑国家重点实验室

2 西安建筑科技大学建筑学院

摘 要: 设计建造绿色节能建筑已成为可持续发展的主要目标之一,特别是在极端气候条件下。通过对吐鲁番盆地的两座生土示范建筑进行室内热环境测试,研究干热干冷气候绿色民居设计策略对室内热环境的影响。测试选取当地新农村建设中常见砖房作为对照组,并且基于吐鲁番地区适应性热舒适模型对室内热环境进行评价。结果表明:示范房室内热环境优于现有砖房,基于居民热适应行为的建筑空间模式和重质围护结构可以改善室内热环境。在夏季,半地下室是满足人体热舒适的最有效策略,其次是夜间通风。当室外空气温度高达44.3℃时,示范房中半地下室的室内空气温度约为31℃。在冬季,被动式太阳能采暖和半地下室均对改善室内热环境有利。

关键词: 干热干冷气候;绿色建筑设计策略;热环境;热适应模型

基金:“十三五”国家重点研发计划(2018YFC0704500);国家自然科学基金重点项目(51838011);中国科协“青年人才托举工程”计划(2018QNRC001)。

DOI:10.13204/j.gyjzg19112609

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洛阳乡村民居建筑通风优化策略及效能

张芳芳 1,2 张群 1 王江丽 2

1 西安建筑科技大学建筑学院

2 河南科技大学建筑学院

摘 要: 寒冷地区风环境设计策略是冬季防风、夏季通风,但通过分析洛阳多年气象站观测数据,结合现场测试,发现洛阳四季主导风向大致相同,故冬、夏季节风需求相互制约。长期以来,传统乡村民居建筑迫于经济和技术限制,采取"重防寒、轻通风"的布局策略,解决生存需求,将就舒适需求。基于洛阳气象数据及室内外实际测试数据,分析风压通风特征并结合理论,在冬季防风前提下,提出改善夏季通风的若干策略。通过模拟不同工况下来流方向差异压差验算效能,得出:当室外平均风速为3m/s时,室内平均风速比改动前最高提高0.36m/s,最多可以降低居室温度1.47℃。

关键词: 风压通风;通风制约;洛阳乡村民居;寒冷地区

基金:国家自然科学基金面上项目(51678466,51278414,51408474,51178369)。

DOI:10.13204/j.gyjzG2019113002

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越南小住宅热缓冲空间在岭南地区现代小住宅中的应用

姚雨墨 1 陈敬 1,2

1 西安建筑科技大学建筑学院

2 西部绿色建筑国家重点实验室

摘 要: 在新城镇建设中,我国岭南地区现代小住宅逐渐发展,但因为建造工艺、土地闲置、城镇化进程等因素逐渐趋于同质化,缺乏气候地域特征。而与其气候区域相同的越南小住宅,通过充分利用建筑热缓冲空间,形成多样、丰富、气候可调节的住宅建筑空间的新形式。为此,对越南小住宅热缓冲空间进行分类整理,总结其建筑物理环境改善特性以及建筑空间适应性,并选取岭南地区代表性现代住宅空间,将热缓冲空间运用到典型案例的改造中去。

关键词: 岭南地区;越南地区;热缓冲空间;现代小住宅

基金:国家自然科学基金重大项目(51590913)。

DOI:10.13204/j.gyjzG19113027

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盐城市城镇多层居住建筑节能改造方法

陈璐瑶 1,2 何文芳 1 李恩 1,3

1 西部绿色建筑国家重点实验室

2 西安建筑科技大学建筑学院

3 河南工业大学建筑学院(筹)

摘 要: 为降低盐城市快速增长的采暖及制冷能耗,以盐城市城镇分布最广的6层单元式住宅建立基本模型,通过模拟得出:盐城市居住建筑采暖需求远大于制冷需求,以此确定影响采暖和制冷能耗的空间设计改造方案和围护结构热工设计改造方案。首先讨论这些改造措施对采暖能耗的影响,然后优选出采暖节能效果较好的措施,讨论其对制冷能耗及总能耗的影响。EnergyPlus8.7软件模拟结果表明:南向阳光间的节能效果随阳光间进深的增大而下降,最多可节能6.62%。北向缓冲空间的节能效果随进深的增加而升高,可节能13.44%。在北墙,屋顶增加聚苯乙烯泡沫保温层的节能效果最佳,南墙次之,东、西向则收效甚微。在北墙、屋顶、南墙增加40 mm厚聚苯乙烯泡沫保温板,分别可节能9.39%、10.33%、4.24%。空间组织和围护结构改造后的节能模型较基础模型节能44.07%。

关键词: 盐城;多层建筑;太阳能建筑改造;空调能耗

基金:国家自然科学基金项目(51608426);河南工业大学高层次人才基金资助项目(2019BS025);西部绿色建筑国家重点实验室开放研究基金项目(LSKF202017)。

DOI:10.13204/j.gyjzG20071302

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多因素、多目标条件下机械加工厂房透明围护结构设计参数优化方法研究

翟颖妮 1,2 王怡 1,3 耿丹 1,2 孟晓静 1,4

1 西部绿色建筑国家重点实验室,西安建筑科技大学

2 西安建筑科技大学机电工程学院

3 西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院

4 西安建筑科技大学材料与矿资学院

摘 要: 机械加工厂房透明围护结构设计优化问题涉及因素较多,这些因素对室内光环境、热环境及能耗的影响又往往是相互矛盾、相互制约的,因此机械加工厂房透明围护结构设计优化问题是典型的多因素、多目标优化问题,应用常见的单因素、单目标优化方法进行优化分析时,往往存在顾此失彼的问题。采用优化决策领域的多目标遗传算法进行透明围护结构设计参数的优化,通过Matlab与EnergyPlus的交互,求解得到多目标情形下透明围护结构设计参数的Pareto最优方案集,分析在多目标情形下各设计参数的取值特点,对比单目标最优方案与多目标Pareto最优方案的性能,展示了对透明围护结构设计参数进行多目标优化的意义和必要性,所提多因素、多目标优化决策方法能够为建筑设计人员在工业建筑方案设计阶段提供帮助。

关键词: 多因素;多目标;透明围护结构;优化;多目标遗传算法

基金: 国家重点研发计划项目(2018YFC0705300);陕西省教育厅重点实验科研计划项目(17JS070);西安建筑科技大学基础研究基金(JC1707)。

DOI:10.13204/j.gyjzg19112510

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基于绿色特性的气膜大空间商业业态探索

梁斌 1,2 王乐楠 2 刘鹏跃 3

1 西部绿色建筑国家重点实验室

2 西安建筑科技大学建筑学院

3 哈尔滨工业大学建筑设计研究院

摘 要: 气膜结构作为轻型绿色空间结构,在工业建筑中得到广泛应用,越来越多的商业建筑也逐渐采用气膜结构。气膜结构营造的大空间商业业态模式与传统建筑有所差别。通过对气膜大空间形态差异下的业态布置、高阔空间中的业态适用、物理环境下的业态调适以及业态提升等多个方面的分析,对气膜建筑的空间特点和业态模式进行了总结,为未来气膜商业业态的发展提供参考。

关键词: 绿色特性;气膜结构;大空间;商业业态

基金:陕西省自然科学基础研究计划一般项目(青年)(2019JQ-763);省部共建西部绿色建筑国家重点实验室自主研究课题(LSZZ202010)。

DOI:10.13204/j.gyjzG19113046

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新型装配式混凝土楼盖热工性能模拟分析

王佳玮 1 胡冗冗 1 黄炜 2

1 西安建筑科技大学建筑学院

2 西安建筑科技大学土木工程学院

摘 要: 针对一种新型装配式混凝土楼盖,采用ANSYS有限元分析方法,研究此楼盖的传热特点和热工性能。分析结果表明:楼盖由于具有特殊的肋格构造形式,使得楼盖平面内的热流密度分布与表面温度分布很不均匀;楼盖的保温隔热性能优于厚度相同的常规装配式混凝土叠合楼盖;填充材料的类型直接影响了楼盖的保温隔热性能。

关键词: 新型装配式楼盖;传热特点;热工性能;有限元分析

基金:国家自然科学基金项目(51978566)。

DOI:10.13204/j.gyjzG19112921

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装配式墙结构干式连接竖向接缝处热桥分析

胡天河 1 胡冗冗 1 黄炜 2

1 西安建筑科技大学建筑学院

2 西安建筑科技大学土木工程学院

摘 要: 装配式混凝土建筑不可避免地存在预制构件间的典型接缝,接缝处的连接与构造处理不仅关系到结构安全问题,也涉及到建筑的热工性能。对于混凝土装配式墙结构,预制墙板间接缝如果处理不当就可能产生热桥。针对一种装配式复合结构墙板干式连接的竖向接缝,通过红外热像仪观测、ANSYS有限元分析方法分析了连接接缝处的热流分布特征。采用PTemp稳态传热模拟方法,计算了墙板间三种典型接缝处的线传热系数并验算其结露风险。分析结果表明,墙板T型连接部位热桥明显,在采用这种装配式墙结构体系时需要采取外保温措施以避免结构性热桥的影响。

关键词: 装配式墙结构;竖向接缝;热桥;干式连接

基金:国家自然科学基金项目(51978566)。

DOI:10.13204/j.gyjzG19112922

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基于空间叠合策略的门头沟体育文化中心绿色设计研究

刘昱辰 傅绍辉 徐岩 郝琛

中国航空规划设计研究总院有限公司

摘 要: 空间叠合设计策略是一种空间组合方式,将承担主要使用功能的高大空间在竖向进行垂直叠加。以门头沟体育文化中心为主要研究对象,研究空间叠合策略在文体中心高大空间绿色建筑设计中的应用,从空间集约、降低能耗、结构精简、材料构造、运营优化等方面展开分析,论述空间叠合策略对绿色建筑设计的贡献。以空间叠合设计策略为核心展开的一系列设计要素群组与建筑的绿色性能关联,构建绿色设计策略矩阵,促进高大空间有效提升绿色建筑性能,实现更高的绿色建筑目标。

关键词: 空间叠合;空间集约;降低能耗;结构精简;材料构造;运营优化

基金:“十三五”国家重点研发计划(2016YFC0700200)。

DOI:10.13204/j.gyjzG20070803

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太阳能与热环境

建筑外表面热流及换热系数现场测试

朱新荣 1,2 邱杨 2 杨雯 2 杨轩 2 刘加平 1,2

1 西安建筑科技大学建筑学院

2 西部绿色建筑国家重点实验室

摘 要: 建筑表面换热系数是建筑热工与节能及能耗模拟的重要参数。为考察实际建筑表面的热流与换热系数动态变化,提高建筑能耗模拟的准确性,为设计标准提供基础参数数据,采用直接热平衡法,对西安某办公建筑外墙进行现场测试,得到外墙的对流、辐射及总换热热流,并在此基础上获得了表面的对流、辐射和总换热系数。结果表明:测试期间外墙表面辐射换热系数与对流换热系数分别在1.59~29.18W/(m2·K)和0.14~7.56W/(m2·K)之间变化;外墙辐射热流在白天占总热流比例约为85%,夜间约为50%;对低风速的自然风,建议采用最大频率的对流换热系数数值作为设计计算取值。

关键词: 换热系数;对流;辐射;热流密度;现场测试

基金:国家自然科学基金青年科学基金项目(51308435);陕西省教育厅专项科研项目(18JK0447,18JK0454)。

DOI:10.13204/j.gyjzG19113009

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住区规划建筑负荷快速预测模型研究

于洋 1,2 李姝雅 2 杨辉 1,2 田达睿 1,2

1 西部绿色建筑国家重点实验室

2 西安建筑科技大学建筑学院

摘 要: 住区规划方案决策对建筑负荷有重要影响,规划适用的建筑负荷预测模型可以快速测算出不同方案建筑负荷总量的差异,有效促进住区节能的优化。针对西安已建成区域的居住建筑,采用全域随机方法选取样本,分析日照间距关系对建筑南向外墙辐射值的影响,对考虑南向遮挡的负荷变化率与辐射折减系数的相关性研究表明,两者存在显著的线性关系。在此基础上,通过对住区空间形态参数与总建筑负荷的多元回归分析,建立总负荷与形态参数间的量化关系,构建并完善了适用住区规划的总建筑负荷快速预测模型,为住区规划方案优选提供技术参考。

关键词: 住区规划;南向建筑遮挡;辐射折减系数;日照间距关系;负荷快速预测模型

基金:国家重点研发计划资助项目(2018YFC0704600);国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目(51561135004)。

DOI:10.13204/j.gyjzG19113026

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不同统计时长对典型气象年选取结果的影响

刘婧 1 李红莲 2 吕凯琳 1 杨柳 1 刘加平 1

1 西安建筑科技大学建筑学院

2 西安建筑科技大学信息与控制工程学院

摘 要: 为建立我国建筑节能用基础气象数据库,针对我国气象数据实际记录状况,需分析不同统计时长对典型气象年挑选结果的影响。分别在5个建筑热工设计分区的11个二级区划中各选取一个典型城市,采用美国Sandia国家实验室法,对比缩短后的统计时长(3~15 a)和长期30 a挑选出的不同典型年结果的差异。结果表明:为了控制辐射标准差的平均波动幅度在1 MJ/m2以内,同时温度标准差的平均波动幅度也在1℃以内,最少要用8 a统计时长的数据,但根据城市位置和气候的不同,仍然会有部分城市的温度或辐射标准差的波动幅度较大。

关键词: 建筑能耗模拟;典型气象年;统计时长;建筑热工设计分区;Sandia方法

基金:“十三五”国家重点研发计划项目(2018YFC0704500)。

DOI:10.13204/j.gyjzG19113030

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不同饱和水汽压计算式对室外湿球温度计算的影响

袁开蓉 1 王玉英 1,2 刘衍 2,3 杨柳 2,3

1 西安建筑科技大学理学院

2 西部绿色建筑国家重点实验室

3 西安建筑科技大学建筑学院

摘 要: 通过试算法计算湿球温度,分别采用Goff-Cratch、Hyland-Wexler、Magnus-Teten、Murphy-Koop、改良Buck、Buck这6种饱和水汽压计算式来计算饱和水汽压。首先,利用干球温度范围为-15~40℃、相对湿度范围为5%~100%、大气压为1013.25 hPa共1 120组数据,对比6种饱和水汽压计算式下的计算湿球温度与查焓湿图得到的湿球温度,得出:相对湿度为5%、30%时,湿球温度的平均误差最大相差0.01℃;干球温度为-15~0℃时,湿球温度的平均误差最大相差0.01℃;整体来看,平均误差均为0.59℃,均方根误差均为1.02℃;然后,利用人工观测的干球温度、相对湿度以及大气压,对比6种饱和水汽压计算式下的计算湿球温度与人工观测湿球温度,得出:6种饱和水汽压计算式下的计算湿球温度均相等,且具有相同的误差。最后,综合两者对比结果,得出:在误差不超过0.01℃的精度下,可认为6种饱和水汽压计算式对室外湿球温度的计算没有影响;在室外湿球温度的计算中,可选择6种饱和水汽压计算式之一来进行饱和水汽压的计算。

关键词: 饱和水汽压;室外计算湿球温度;焓湿图;试算法

基金:“十三五”国家重点研发计划(2018YFC0704500);陕西省自然科学基金(2017JM5019)。

DOI:10.13204/j.gyjzG19113004

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迪庆藏区阳光间型民居冬季室内热环境分析研究

王芳 1,2 张宏烨 3

1 西部绿色建筑国家重点实验室

2 西安建筑科技大学建筑学院

3 上海市政设计研究总院(集团)有限公司

摘 要: 为改善迪庆州藏族农村民居冬季的室内热环境,选取当地典型阳光间围合方式的民居为研究对象。通过物理环境测试,对当地民居阳光间围合方式的热环境效益进行研究。测试结果表明:增加阳光间,将产生更高的建筑生态效益。通过对测试数据的分析和软件模拟验证,提出阳光间的量化改善措施,为该地区冬季室内热环境研究提供量化参考。

关键词: 热湿地区海岛; 超低能耗建筑; 热工设计

基金:国家重点研发计划子课题(2017YFC0702404-01)。

DOI:10.13204/j.gyjzG19113023

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拉萨居住建筑空间模式与室内热环境的关系研究

成辉 1 肖榆川 1,2 李欣 1 张群 1 刘加平 1

1 西安建筑科技大学建筑学院

2 上海中森建筑与工程设计顾问有限公司

摘 要: 为了解决建筑设计节能问题,选取四户不同空间形态和模式的民居,对其室内外空气温、湿度及壁面温度进行定量实测和分析,并结合DesignBuilder软件进行模拟验证,研究建筑空间模式与室内热环境的关系。分析表明:建筑中某一单元的南边房间数量越多,室内的温度越低,北侧房间越多,温度越高;阳光间与相邻房间之间的隔断在白天不利于室内温度上升,在夜间有利于维持室内的温度;直接受益式房间的进深越小,温度越高,当房间位于东南侧,该现象尤其明显。

关键词: 空间模式;室内热环境;被动式节能

基金:国家重点研发计划项目(2017YFC0702402-04);国家自然科学基金重大项目(51590913);国家自然科学基金面上项目(51678466);西安建筑科技大学国家级大学生创新创业训练计划项目(201910703038);中国国家留学基金资助项目(201907835001)。

DOI:10.13204/j.gyjzG19113028

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城市生态及规划

武威1990—2016年城市空间形态特征分析

周在辉 任云英

西安建筑科技大学建筑学院

摘 要: 城市空间形态学是研究城市空间发展的重要学科,是制定城市可持续发展战略的前提和依据。通过梳理发展现状,构建了城市空间形态研究的框架,从城市空间的扩展速度、扩展强度、各向异性指数、城市外部形态的紧凑度、分形维数、重心转移、形状指数进行研究。利用地球资源卫星影像、相关统计数据,借助地理信息系统(GIS)和遥感技术(RS),对武威市空间形态分析计算得出其时空演化特征。结果表明:城市空间扩展受政策影响明显,呈现整合式外延快速扩张的过程,用地扩展和速度差异较大且阶段性明显,总体上呈现向北和西发展,从粗放式发展过渡到集约式发展;城市外部形态呈现不稳定的分散发展状态,重心转移方向先西北后东南,空间扩展形状先复杂后简单。

关键词: 城市空间形态学;空间形态;地理信息系统;遥感技术;武威

基金:国家重点研发计划(2018YFC0704604);国家自然科学基金项目(51578436)。

DOI:10.13204/j.gyjzG19113048

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环渤海地区城市风气候特征研究

何泉 1,2 王星心 2 徐诗伟 2 李昊2

1 西部绿色建筑国家重点实验室

2 西安建筑科技大学建筑学院

摘 要: 针对环渤海地区城市夏季高温高湿气候条件下的通风需求和寒冷冬季中的避风需求,以JGJ/T346—2014《建筑节能气象参数标准》中的典型气象年参数为基础,统计分析现有的23个城市各风向风频率风速数据,基于HJ 2.2—2008《环境影响评价技术导则大气环境》提出主导风向定量计算方式,结合主导风向、风频率、风速特征统计结果,综合考虑冬季避风和夏季通风问题,提出避风系数及通风系数概念,绘制各城市通、避风玫瑰图,探讨不同分类地区有利通风方向以及不利避风方向。

关键词: 城市风环境;典型气象年;主导风向;通风系数;避风系数

基金:国家重点研发计划项目子课题(2017YFC0702506)。

DOI:10.13204/j.gyjzG19113049

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场地设计中蓄满产流过程的量化分析

刘永 刘晖

西安建筑科技大学建筑学院

摘 要: 场地尺度的地表径流是一个通过多个变量共同作用的复杂过程,降雨条件、场地竖向设计及铺装类型等因素是影响地表径流的主要因子。场地设计过程中,可通过场地设计要素直接或间接地影响以上因子,对场地地表径流进行优化。通过对场地尺度下的蓄满产流的分析,并对蓄满产流的产流条件、调蓄空间及径流输送条件进行理论计算,结合案例进行蓄满产流条件下场地径流的量化分析,旨在为场地设计提供场地生境营造中水因子的优化提供量化分析的方法和设计思路。

关键词: 蓄满产流;场地尺度;雨水花园;生境;量化分析

基金:国家自然科学基金项目(51878531)。

DOI:10.13204/j.gyjzG19113043

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街道峡谷几何形态规划要素对太阳能潜力的影响研究

于洋 1,2 刘晓宇 2 田达睿 1,2 杨辉 1,2

1 西部绿色建筑国家重点实验室

2 西安建筑科技大学建筑学院

摘 要: 街道峡谷是城市建成环境中重要的空间类型,优化其几何形态有利于高效利用街道峡谷的太阳能潜力。通过对西安建成区街道峡谷几何空间形态对太阳能潜力影响的分析,借助CitySim软件模拟,研究双变量模型分析街道峡谷几何形态规划要素与太阳能潜力的相关性。结果表明:西安典型城市街道峡谷样本逐月太阳辐射量变化情况整体呈"先增后减、再增再减"的特征;街道朝向是影响街道峡谷太阳能潜力的关键几何形态规划要素;街道高宽比与太阳能潜力呈负相关。

关键词: 街道峡谷;几何形态规划要素;太阳能潜力;双变量模型;相关性关系

基金:国家重点研发计划资助(2018YFC0704600);国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目(51561135004)。

DOI:10.13204/j.gyjzG19113039

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绿色住区设计参数对太阳辐射的影响研究

刘衍 1,2 陈睿昕 2 张沫岩 2 李奇 2 张昊 2

曹其梦 2 杨柳 1,2

1 西部绿色建筑国家重点实验室

2 西安建筑科技大学建筑学院

摘 要: 绿色住区开放空间中的太阳辐射对热环境有重要影响,为创造绿色宜居经济的住区室外空间,研究室外空间的太阳辐射量具有基础价值。基于参数化软件平台Rhino-Grasshopper,借助性能化模拟插件Ladybug,利用天空开阔度的遮挡投影算法原理,实现天空开阔度的自动计算。通过实际住区太阳总辐射测试与基于天空开阔度的太阳辐射模型计算对比,验证该简化计算方法具有较高的计算精度和稳定性,可满足工程设计的需要。同时利用理论住区模型,分析绿色住区设计参数对太阳辐射的影响,结果表明建筑密度与太阳辐射呈负相关,容积率、平均建筑高度与太阳辐射的相关性受建筑密度的影响,且相关性因太阳高度角而异。

关键词: 太阳辐射;天空开阔度;绿色住区;参数化

基金:国家自然科学基金重点项目(51838011);国家自然科学基金青年项目(51808429);中国科协“青年人才托举工程”(2018QNRC001)。

DOI:10.13204/j.gyjzG19113017

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中低密度街区太阳日总辐射研究

刘衍 1,2 张沫岩 2 曹其梦 2 睿昕 2

郭向斐 2 杨柳 1,2

1 西部绿色建筑国家重点实验室

2 西安建筑科技大学建筑学院

摘 要: 绿色城市与建筑设计离不开对太阳辐射的精细化考量,研究城市太阳辐射分布规律有助于为绿色城市与建筑设计提供基础设计参数。基于街道全景图像,采用大数据的方法研究中低密度城区——西安明城区的太阳辐射分布规律,并对计算方法进行了实测验证,证明其准确有效。研究发现:天空开阔度(SVF)对太阳辐射的强度起决定性作用,其作用规律受到街道方向与宽度的共同影响。其中东西向街道的太阳辐射变化与SVF的相关性较南北向街道更低,但是SVF对东西向街道太阳辐射强度的影响却普遍大于南北向街道,并且除了太阳高度角较低的时段,街道越窄,SVF对太阳辐射强度的影响越强。因而在进行城市与建筑设计时,东西向街道与南北向街道应该采用不同的参数标准。

关键词: 城市太阳辐射;街区形态;天空开阔度;太阳总辐射日总值

基金十三五重点研发计划“绿色建筑及工业化”专项:建筑本体与建筑能耗耦合计算模型开发(2017YFC0702201);国家自然科学基金重点项目(51838011);中国科协“青年人才托举工程”计划(2018QNRC001)。

DOI:10.13204/j.gyjzG19112911

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综 述

无盖渗透型太阳墙技术的应用现状及展望

杨娇 张群

西安建筑科技大学建筑学院

摘 要: 无盖渗透型太阳墙技术有利于实现太阳能利用与建筑一体化,是建设可再生能源综合系统的有效措施。通过回顾国内外无盖渗透型太阳墙技术的研究进展及应用现状,总结出目前该技术在建筑中的主要应用形式及方法,指出无盖渗透型太阳墙技术在研究和应用中存在的问题及未来发展方向。

关键词: 无盖渗透型太阳墙;采暖;通风;节能

基金:国家自然科学基金面上项目(51678466)。

DOI:10.13204/j.gyjzG19113015

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以城市街区建筑为对象的低碳技术方法

白一飞 1 刘加平 1,2 张伟荣 1 于洋 2

1 北京工业大学建筑工程学院

2 西安建筑科技大学建筑学院

摘 要: 中国快速的城镇化进程导致了温室气体排放量的显著增加,对环境造成了巨大压力。城市是人类活动的主要场所,也是温室气体的主要产生地。许多学者从较为宏观的城市尺度和较为微观的建筑尺度开展了大量研究,如低碳城市、低碳建筑等,但对于低碳城市规划中的中观层面,即城市街区尺度,相关研究较少,也较为零散。然而,城市街区是实现低碳城市目标最基础的空间单元,在这个层面进行低碳规划被认为是最为有效和灵活的手段之一,十分重要。以城市街区建筑群为对象,采用自下而上的方法进行系统性的总结,着重归纳、整理了建设低碳城市街区建筑的三类技术方法:单体建筑的低碳措施、街区空间形态以及街区碳汇对建筑碳排放的影响,如何定性定量地影响街区建筑碳排放,为低碳城市规划设计和相关研究提供有效的参考。

关键词: 低碳建筑;建筑群;城市街区;街区空间形态;街区碳汇

基金:国家重点研发计划资助(2018YFC0704600)。

DOI:10.13204/j.gyjzG19121107

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工业建筑绿色评估关注趋势思考

马浩林

中国航空规划设计研究总院有限公司

摘 要: 随着工业建筑的发展,在工业建筑全寿命周期贯彻绿色建筑理念的必要性也越来越重要。由于不同评估体系在工程设计、建造以及后续运维过程中各有侧重点,评价标准内容的差异和修正导致的措施调整,体现了绿色建筑的发展方向。通过梳理国内外绿色建筑评估体系以及对项目案例在能源与环境设计先锋(LEED)认证过程中有关得分项的分析,可以指导绿色工业建筑实现策略,在满足环保、节能等绿色指标的同时,创造更好的使用环境。

关键词: 绿色建筑;评价标准;工业建筑;能源与环境设计先锋

DOI:10.13204/j.gyjzG19120902

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装配式墙体结构新型连接技术研究现状

黄炜 1,2,3 孙玉娇 1,2,3 张家瑞 1,2,3

范珍辉 1,2,3 马相 1,2,3

1 西部绿色建筑国家重点实验室

2 西安建筑科技大学土木工程学

3 西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室

摘 要: 装配式墙体结构是工业化住宅建筑的主要结构形式,预制构件间的连接技术对结构性能有着显著影响。总结了水平接缝和竖向接缝的新型连接技术,根据连接机制的不同,从强连接和可恢复功能连接的角度展开介绍。阐述了不同连接形式的基本构造、受力机理、抗震性能以及相关深化研究,重点介绍新型螺栓连接、水平缝可恢复功能连接以及竖缝可恢复耗能连接,分析不同连接形式的特点以及存在的问题,总结了装配式墙体结构连接技术的发展趋势,并探讨了未来的研究方向和需要进一步解决的问题。

关键词: 装配式墙体结构;水平缝连接;竖缝连接;可恢复功能;预应力连接;螺栓连接

基金:国家自然科学基金项目(51578446,51978566)。

DOI:10.13204/j.gyjzG19112913

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BIM技术与应用

基于gbXML的建筑信息模型绿色建筑分析及评价

王欣怡 1 吴贤国 1 柳海东 1 陈虹宇 2

李铁军 3 胡毅 3

1 华中科技大学土木工程与力学学院

2 新加坡南洋理工大学土木与环境工程学院

3 中国交通建设股份有限公司吉林省分公司

摘 要: 采光、能耗、通风、噪声分析是绿色建筑评价的关键。将建筑信息模型(BIM)技术与绿色建筑分析软件相结合,能够充分发挥BIM模型的信息化优势,快速分析绿色建筑评价信息。基于我国绿色建筑评价标准,结合BIM与绿色分析软件可量化计算分析的因素,构建绿色度采光、能耗、通风、噪声四个方面的评价指标体系,并制定了绿色度评价方法和评价标准;针对武汉地区的气象特点,以华中科技大学西十二教学楼为例,借助Revit软件构建BIM模型,并以gbXML格式文件导入绿色建筑分析软件Ecotect中进行采光、能耗、通风、噪声四个方面的综合分析,最终绿色度评价结果为优。将分析结果与实际情况对比,具体分析Revit软件和绿色建筑分析软件Ecotect间互操作性问题,分析信息传递过程中丢失的内容类型及其对结果的影响,并提出具体解决方案和建议,为绿色建筑设计与分析提供参考。

关键词: BIM;gbXML;Ecotect;绿色建筑;绿色度评价指标体系;互操作性

基金:国家自然科学基金项目(51378235,71571078,51308240);国家重点研发项目(2016YFC0800208);教育部博士后基金(2015M570645);湖北省自然科学基金重点项目(zrz2014000104)。

DOI:10.13204/j.gyjzG19081404

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海外科技交流

欧洲城市生态建筑设计探析——以英德三个建筑实例为例

高博 1,2 张建睿 2 张炎涛 2

1 西部绿色建筑国家重点实验室,西安建筑科技大学

2 西安建筑科技大学建筑学院

摘 要: 欧洲是当代生态建筑发展理念实践结合的前沿,其中以英、德两国尤为突出。通过对剑桥大学法律系馆、德国北德意志州银行以及英国贝丁顿生态社区的实地考察,分析其建筑设计上应用的生态策略,探索现代生态建筑营建技术新的语言模式,分析其顺应环境的适宜性设计方法,为我国当代生态建筑营建技术的本土化应用新机制、新模式提供参考和借鉴。

关键词: 生态建筑;昼光照明;自然通风;双层玻璃幕墙;太阳能光电玻璃;设计方法

基金:“十三五”国家重点研发计划重点专项项目(2017YFC0702400)。

DOI:10.13204/j.gyjzG19112901

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https://navi.cnki.net/knavi/JournalDetail?pcode=CJFD&pykm=GYJZ


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