被動(dòng)式環(huán)境調(diào)控建筑并行設(shè)計(jì)平臺(tái)構(gòu)建方法研究.pdf

1、傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)屬于一個(gè)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(jì)，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(jì)來完成，這樣的設(shè)計(jì)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(huì)對(duì)環(huán)境造成污染破壞。針對(duì)這一現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)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(dòng)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(dòng)式環(huán)境調(diào)控建筑的設(shè)計(jì)需要重新審視傳統(tǒng)的線性終端式設(shè)

2、計(jì)流程，暖通工程師有必要全程參與到建筑設(shè)計(jì)過程中輔助建筑師完成建筑熱設(shè)計(jì)的優(yōu)化，以進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)方案，在建筑設(shè)計(jì)初始階段最大化地實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。本文通過對(duì)被動(dòng)式環(huán)境調(diào)控建筑和設(shè)計(jì)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(jì)平臺(tái)，對(duì)設(shè)計(jì)過程中建筑設(shè)計(jì)方案的性能評(píng)價(jià)的一些關(guān)鍵應(yīng)用基礎(chǔ)問題進(jìn)行研究，探索被動(dòng)式環(huán)境調(diào)控建筑的設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)方法。本論文通過理論和實(shí)驗(yàn)研究、工程案例設(shè)計(jì)實(shí)踐，重點(diǎn)探討了以下問題:
　　首先，

3、選用并行設(shè)計(jì)方法作為被動(dòng)式環(huán)境調(diào)控建筑設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)方法，建立了并行設(shè)計(jì)過程中建筑性能評(píng)價(jià)體系，該建筑性能評(píng)價(jià)模型能夠貫穿整個(gè)建筑設(shè)計(jì)建造過程，即概念設(shè)計(jì)分析建筑微氣候，初步設(shè)計(jì)階段評(píng)價(jià)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(chǎng)可視化對(duì)建筑熱性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。并行設(shè)計(jì)方法和評(píng)價(jià)體系的建立為構(gòu)建被動(dòng)式環(huán)境調(diào)控建筑并行設(shè)計(jì)平臺(tái)提供了理論基礎(chǔ)。
　　其次，針對(duì)被動(dòng)式環(huán)境調(diào)控建筑設(shè)計(jì)策略和技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了研究。對(duì)于被動(dòng)式環(huán)境調(diào)控建筑設(shè)計(jì)策略和技

4、術(shù)的應(yīng)用遵循金字塔法則，應(yīng)用設(shè)計(jì)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(dòng)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(gè)尺度上自然采光、采暖、降溫和通風(fēng)四個(gè)方面可利用的被動(dòng)式環(huán)境調(diào)控建筑設(shè)計(jì)策略，并通過案例分析著重研究了應(yīng)用被動(dòng)式采暖技術(shù)對(duì)建筑能耗的影響，分析結(jié)果表明對(duì)于案例建筑在北京地區(qū)使用附加陽(yáng)光間和太陽(yáng)能空氣集熱器技術(shù)可以降低能耗38.7％，研究被動(dòng)式設(shè)計(jì)策略的適用

5、性得出北京、蘭州、西安、沈陽(yáng)四個(gè)城市中，北京和蘭州適合使用附加陽(yáng)光間技術(shù)，四個(gè)城市太陽(yáng)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(yáng)31％和西安27％。
　　第三，基于BIM方法對(duì)建筑設(shè)計(jì)不同階段設(shè)計(jì)方案的性能評(píng)價(jià)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(dòng)式策略對(duì)建筑熱舒適范圍的影響;建筑初步設(shè)計(jì)階段，利用Autodesk Ecotect Analy

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