探索建筑采光的优化设计之道

文章阐述了一种建筑采光设计方法，重点强调了在地域性光气候条件下的采光分析以及利用参数化模型进行采光方案的比对，以上过程保证了优化方案的获得。文中以位于广州市的某给定的建筑项目为例探讨了建筑侧窗遮阳构件可能给室内采光带来的改善，设计过程可概括为：以优化的自然光环境的优化为目标，利用参数化模型技术对于方案进行了高效的择优，最终得出了兼顾遮阳效果的采光设计方案。基于课题组前提的研究成果，文章涉及的采光模拟工作均在可反映广州地区地域性光气候特征的典型天空亮度模型（CSRS）的基础上进行。     

基于风环境优化的街区尺度建筑布局研究——以湿热地区城市广州为例

以广州市天河区为研究对象,基于Grasshopper参数化工具构建出"参数化形态建模、建筑生态性能分析、设计方案算法优化"于一体的研究框架.利用数值模拟湿热地区街区在不同建筑布局下的场地风环境,以期通过遗传算法获取建筑形态最优组合,推动气候适应性城市规划的发展.     

考虑全寿命性能和成本的碳化腐蚀下RC梁桥耐久性参数确定方法

发展了考虑时变温度效应的腐蚀开始时间模型和碳化腐蚀率模型,以混凝土保护层厚度、水灰比以及钢筋直径等参数为设计变量,建立钢筋混凝土(RC)梁桥耐久性设计全寿命概率成本模型。以寿命期内全寿命成本现值最小为优化目标、寿命期基于锈胀开裂的正常使用性能为约束条件,提出大气环境下RC梁桥全寿命耐久性优化设计模型,构建大气环境下RC梁桥基于成本-效益的耐久性参数确定新方法,为大气环境下RC梁桥全寿命过程耐久性设计参数确定提供了新的思路。计算发现RC梁桥的全寿命性能与钢筋的位置和直径有关。对于大气环境条件下受碳化腐蚀的RC梁桥,采用初始成本最优得到的耐久性设计参数不满足全寿命耐久性能要求。综合考虑全寿命成本和性能时,当保护层厚度为30mm和水灰比为0.45时,尽管考虑将来累积碳化腐蚀损伤效应,提高混凝土保护层厚度和混凝土强度不能降低全寿命成本,反而增加初始造价,不是成本效益比最优的耐久性设计对策。     

基于寒冷地区气候适应性的大空间建筑形体优化设计 ——以辽东湾邮轮码头客运中心为例

通过辽东湾邮轮码头客运中心设计实践,探讨基于寒冷地区气候适应性的大空间建筑形体优化设计方法。在构建参数可控的建筑形体拓扑模型基础上,将大空间建筑的运行能耗和使用满意度作为优化目标,利用Grasshopper参数化平台下Ladybug和Honeybee工具进行模拟计算,利用Galapagos工具进行遗传算法优化,筛选并获取评价指标最优的建筑形体,实现能耗与舒适度的整体提升。上述"模拟—计算—筛选"的形体优化方法,为寒冷地区大空间建筑绿色设计提供新的思路,对我国绿色建筑的发展有着重要意义。     

基于多目标的严寒地区村镇被动式低能耗住宅设计研究

受严寒地区特殊气候条件和村镇经济水平的制约,村镇住宅供暖能耗较高,而优先利用被动式低能耗技术措施来降低用能需求具有重要意义,但与此同时也会衍生出投资成本增加的问题.本文以严寒地区某村镇住宅设计为例,基于建筑能耗和经济性多目标优化,运用MOBO-EnergyPlus多目标、多参数优化平台建立物理模型,采用NSGA-II算法对与能耗和成本相关的设计参数组合进行筛选,得出协同双目标的Pareto非支配解集及全局均衡解,并划分满足不同需求的技术模板,为严寒地区村镇被动式低能耗住宅设计模式构建提供新方法.     

居住建筑围护结构热工性能优化设计研究

本文试图根据围护结构热工设计中的气候适应性原则和成本效益最优性原则,分析不同地区居住建筑能耗的主要影响因素,进而对设计人员进行居住建筑围护结构热工性能优化提供帮助。     

节能性能导向住宅建筑智能生成设计方法与工具平台

在计算机新技术广泛应用的趋势下，构建一种以绿色建筑节能性能为导向的住宅智能生成设计方法，综合应用结合人工智能的生成式设计、参数化设计、性能模拟等技术，由数字算法完成住宅方案设计生成，并以节能性能为目标，通过能耗自动模拟、遗传算法优化、实时模拟反馈等路径，获取性能最优方案，以节能性能为目标建立技术平台，面向北方寒冷地区的城镇住宅节能设计和性能提升提供技术支持，并结合案例对设计方法流程及技术平台进行应用验证。     

气候条件驱动下建筑计算性设计方法研究

适应气候的建筑形态是降低建筑能耗以及营造舒适微气候的主要方法之一。通过计算性设计方法,可以在方案设计阶段对建筑性能进行优化。将设计条件与决策过程向数据和算法进行转化,是实现这一优化过程的关键。以建筑体量为研究对象,基于既往气候驱动下计算性设计的相关研究,针对工作流程中气候驱动因子的多维度整合、环境性能的多元化评价以及影响因子的参数化建构三个核心环节,建立了由“特征认知-逻辑转化-方法择取”构成的决策框架,并对其中关键性技术方法进行解析。最终结合工程实践,验证计算性设计方法在气候适应性设计中的应用价值。     

基于Ladybug Tools的可变建筑表皮参数化设计方法研究

可变建筑表皮是一种智能、动态的建筑表皮系统,可通过将主动式与被动式技术互补结合到建筑表皮中来提高建筑的气候适应性。基于Ladybug Tools的可变建筑表皮的参数化设计方法分为环境响应策略的制定、适应性参数及控制周期的确定、表皮形体的生成、建筑性能模拟验证与反馈设计、表皮单元构造设计5个步骤,是一种基于建筑物理环境性能优化的自下而上的设计方法。文章结合设计案例对上述流程进行了验证。     

乡村既有住宅低碳化改造多目标优化评价方法

以乡村既有住宅环境影响、环境质量、改造成本效益多元性能优化为目标,构建基于Rhino-Grasshopper可视化编程平台的低碳化改造多目标优化评价方法及其数学模型,完整框架包括评价基准、评价方法和技术支撑三部分。该评价方法具有较强的可操作性,评价模型生成的改造措施最优解可为乡村既有住宅低碳化改造设计及管理提供科学量化的决策依据。     

广东地区农村住宅室内热环境优化研究

广东地区新建农宅有向多层发展和天井消失的趋势,室内热环境因此而变化。为了解广东地区新建农宅室内热环境现状,选取有天井现代农宅、无天井现代农宅和传统农宅各一栋进行现场实测,在对比分析的基础上发现现代农宅室内热环境存在优化的空间。针对广东地区现代农宅存在的问题,借助计算机辅助分析的手法提出适宜的优化措施,屋面遮阳、增大天窗高度及天窗开口置于下风向是改善有天井多层农宅夏季室内热环境的有效措施,无天井现代农宅通过局部架空和窗口遮阳改善室内热环境效果显著。     

呼和浩特市既有住宅热环境与节能改造分析

以呼和浩特市城区老旧多层住宅建筑为研究对象,采用以EnergyPlus为计算核心的DesignBuilder软件对其在原有情况下的室内温度、热舒适度以及建筑能耗进行分析,并对不同房间、不同楼层的室内热环境进行分析。根据内蒙古地区最新居住建筑节能设计标准对研究对象进行不同部分围护结构改造。以原有建筑能耗做对比,分析不同改造措施的节能效率。分析在采用节能改造措施后的住宅室内的温度、热舒适度及能耗的改善情况,提出呼和浩特市乃至内蒙古地区老旧多层住宅的热环境及节能改造措施。     

ECOTECT能耗模拟下既有住宅建筑围护结构节能改造的热环境分析研究

目前,既有住宅建筑节能改造主要有围护结构改造和供热计量改造两方面。围护结构节能改造主要包括:外墙节能改造、外窗节能改造、屋面节能改造等技术措施的研究;建筑物围护结构节能改造除了能够降低建筑能耗之外,对建筑物室内热环境也有很大影响。采用ECOTECT能耗模拟软件,对西安市某住宅建筑围护结构不同节能改造方案的热环境进行模拟,深入分析不同节能改造方案的能源消耗、不舒适度、围护结构得热、温度分布和热舒适度情况,以热舒适为前提、节能为目的选择最优的节能改造方案。为既有住宅建筑节能改造方案优选提供依据。     

鄂北孝感地区既有居住建筑现状调查及节能改造策略研究

鄂北地区既有居住建筑普遍存在热工性能差、能耗大的问题。通过对孝感地区气候特征、既有居住建筑外围护结构热工性能以及当前湖北省既有居住建筑实行节能改造存在的问题进行分析,提出对既有住宅建筑进行节能改造的策略方法。     

基于能耗模拟的北方新农村典型居住建筑能耗影响因素分析

依据对北方地区农村居住建筑的调研结果,选取3个典型设计方案,建立典型新建农村住宅模型,使用建筑能耗模拟软件DeST-H对其在寒冷地区的能耗进行模拟,对能耗影响因素进行定量分析,讨论了每种建筑模型在不同围护结构条件下的负荷情况,并综合建筑节能效果、舒适性和经济性给出北方农村新建住宅建筑可行的节能措施。     

浅议住宅建筑节能设计

对住宅区规划设计、住宅户型空间设计、住宅施工图设计阶段建筑外围护结构的热工设计等方面提出了住宅建筑节能设计建议，并着重对建筑单体节能设计应采取的措施进行了阐述，以降低建筑能耗，改善住宅建筑热环境质量，达到建筑节能的目的。     

寒地住区组团微气候适应性设计策略

论文基于自然与设计相结合的角度,在住区组团设计阶段,针对寒冷地区建筑所处的具体环境气候特征,对太阳辐射、日光、风等自然因素分析,把其气候因素加以充分利用和改善,来做到满足人类舒适度的前提下最小消耗自然界的能源,给寒冷地区住宅建筑节能设计提出一些应对策略和建议。     

住宅建筑的全寿命周期能耗研究

以全寿命周期理论为基础,将其运用到建筑领域,从而把住宅建筑全寿命周期边界划定为6个阶段并对其各阶段进行能耗研究,列出了各阶段能耗的简单计算公式。运用DeST-h软件对建筑运行阶段的能耗进行了模拟计算,并以此进行了实例的运用分析,最后提出了住宅建筑在全寿命阶段的节能措施。通过对住宅建筑全寿命周期能耗分析,有助于人们对建筑运行能耗以外的其他隐性能耗加以重视,从而更全面的促进建筑的节能减排。     

宁波农村居住建筑的现状调查与节能措施分析

以宁波市镇海郑氏十七房村为例,对宁波地区农村居住建筑进行了舒适度和能耗的问卷调查及室内热环境数据测试.通过对调研结果的分析与总结,提出了适宜于宁波农村居住建筑的节能措施.     

昆明高层住宅建筑节能现状探析

昆明在全国建筑热工分区中属温和地区,由于其舒适的气候条件,建筑冬季无需采暖,对于冬季的保温要求与夏季的隔热不如全国其它地区严格,在过去很长一段时间内住宅建筑节能问题一直得不到重视。但是,随着建筑业的迅猛发展以及人们对住区生活质量要求的提高,尤其是房地产及城中村改造项目的持续推进,使得昆明的住宅高度总体向上攀升,由此带来的建筑能耗增加就不得不成为关注的新焦点,高层住宅进行节能设计刻不容缓。该文针对目前昆明高层住宅发展趋势和住宅节能现状,分析了在昆明进行住宅节能设计的必要性,并结合两个典型案例说明了昆明高层住宅节能的应用,提出该地区在其优越的气候条件下,更应重视新建住宅的节能设计,从而为昆明城市创造出既舒适又利于可持续发展的绿色住区。