基于建筑采光性能的参数化设计研究

发布时间：2017-10-17 04:10

  本文关键词：基于建筑采光性能的参数化设计研究

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【摘要】：近年来我国能源形势十分严峻,降低建筑的能源消耗,提高能源的利用效率,成为了人们共同关注的主题。由照明产生的能耗在建筑总能耗中占了很大比重,充分利用自然采光,对采光进行巧妙的设计成为了降低照明能耗的主要途径,而当今领域最流行的建筑设计方法—参数化设计,则是通过使用参数模型和优选来控制建筑方案的设计,使得建筑设计更富有逻辑性。本研究将参数化设计方法与采光性能设计目标统一起来,建立适用于在方案阶段的建筑性能参数化设计方法。具体的研究工作为:第一,研究影响采光因素中窗户透光率、窗台高、窗墙比、窗户朝向、以及窗户外形对室内照度的影响规律。第二,研究在平衡节点之下,采光因素对照明及采暖空调能耗的影响规律,找到各个影响因素的最佳优化点,建立更适用优化光环境的设计方法。第三,通过使用Rhino建模,借助Grasshopper平台使用Geco插件进行采光性能模拟,最终将生成的方案用Radiance进行分析,总结建立采光性能的参数化设计工作流程。论文的主要成果为:(1)在综合考虑照明、采暖和空调能耗下,权重分析中,窗墙比对总能耗的影响最为重要;(2)建立了采光性能参数化设计控制法则,生成了Grasshopper下的采光性能模拟的基础开发程序,为后续其他性能设计程序开发奠定了基础。
【关键词】：方案设计 参数化 采光性能
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU113.6
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-26
• 1.1 研究的背景与意义10-13
• 1.1.1 研究背景10-12
• 1.1.2 研究的目的与意义12-13
• 1.2 国内外相关研究现状13-23
• 1.2.1 参数化建筑设计的相关研究13-17
• 1.2.2 面向建筑采光性能参数化设计的相关研究17-23
• 1.3 研究内容与方法23-24
• 1.3.1 研究内容23-24
• 1.3.2 研究方法24
• 1.4 研究框架24-26
• 第2章 基于采光性能的参数化设计研究综述26-41
• 2.1 建筑采光性能基础理论26-28
• 2.1.1 建筑的采光性能26-27
• 2.1.2 影响采光性能因素27-28
• 2.2 建筑方案设计中采光性能优化研究28-34
• 2.2.1 性能化采光设计的目标28-29
• 2.2.2 建筑能耗的构成以及影响因素29-30
• 2.2.3 光质量优化30-33
• 2.2.4 以节能平衡为导向的光环境优化33-34
• 2.3 采光性能参数化设计平台34-40
• 2.3.1 设计工具：Rhinoceros与Grasshopper34-36
• 2.3.2 生态分析软件Ecotect36-37
• 2.3.3 连接Ecotect和Grasshopper插件GECO37-38
• 2.3.4 Radiance模拟软件介绍38-40
• 2.4 本章小节40-41
• 第3章 采光因素对建筑能耗的影响规律41-60
• 3.1 基本光度单位41-43
• 3.1.1 光通量41
• 3.1.2 发光强度41-42
• 3.1.3 照度42-43
• 3.1.4 亮度43
• 3.1.5 均匀度43
• 3.2 采光因素对采光性能的影响规律43-59
• 3.2.1 窗户透光率（T）对采光影响的规律44-47
• 3.2.2 窗台高（H）对采光影响的规律47-51
• 3.2.3 窗墙比（WWR）对采光影响的规律51-55
• 3.2.4 窗户的朝向对采光影响的规律55-56
• 3.2.5 窗户的外形对采光影响的规律56-59
• 3.3 本章小节59-60
• 第4章 基于采光性能的参数化设计案例研究60-68
• 4.1 采光性能的参数化设计研究60-61
• 4.2 RHINO与RADIANCE结合实现性能化建筑方案优化设计61-64
• 4.3 RHINO与ENERGY PLUS结合实现建筑开窗优化设计64-66
• 4.4 基于案例研究提出采光性能参数化设计的问题66-67
• 4.5 本章小节67-68
• 第5章 建立采光性能的参数化设计流程68-87
• 5.1 建筑形体的参数化生成68-70
• 5.1.1 参数确定68-69
• 5.1.2 评价生成建筑形体69-70
• 5.1.3 建筑方案优化过程70
• 5.2 采光口参数化设计过程70-82
• 5.2.1 采光口设计步骤70-82
• 5.3 与设计一致的目的与评价82-83
• 5.4 性能化建筑采光设计方案工作流83-85
• 5.5 本章小节85-87
• 第6章 基于建筑采光性能的参数化设计实践87-113
• 6.1 项目基本情况87-90
• 6.1.1 区域环境与气候条件87-88
• 6.1.2 建筑的基本概况88-90
• 6.2 设计的关键性问题与目标90-100
• 6.2.1 设计的关键性问题90
• 6.2.2 设计的目标90-92
• 6.2.3 参数化的模型92-100
• 6.3 本设计的参数化设计流程100-102
• 6.4 照明节能与能耗分析102-108
• 6.4.1 透光率对单位面积照明节能的影响102-103
• 6.4.2 窗台高对单位面积照明节能的影响103-104
• 6.4.3 窗墙比对单位面积照明节能的影响104-105
• 6.4.4 窗户朝向对单位面积照明节能的影响105-106
• 6.4.5 窗户外形对单位面积照明节能的影响106-108
• 6.5 综合照明采暖和空调的建筑能耗108-112
• 6.5.1 透光率对能耗的影响108-109
• 6.5.2 窗台高对能耗的影响109-110
• 6.5.3 窗墙比对能耗的影响110-111
• 6.5.4 窗户朝向对总能耗的影响111-112
• 6.6 本章小节112-113
• 第7章 研究结论与展望113-117
• 7.1 研究结论113-115
• 7.2 研究存在的不足115
• 7.3 后续工作展望115-117
• 致谢117-118
• 参考文献118-122
• 攻读学位期间发表的学术论文及研究成果122

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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8 徐卫国;袁烽;宋刚;刘宇光;王振飞;李淦;徐东昕;姜永海;徐丰;王鹿鸣;佟晓威;井敏飞;过俊;于雷;胡殙;周宇舫;许蓁;穆威;林锋;黄蔚欣;晏青;孔宇航;刘延川;;“参数化设计与建造”主题沙龙[J];城市建筑;2011年09期

9 方立新;周琦;;参数化时代的结构拓扑优化[J];建筑与文化;2011年08期

10 徐卫国;;参数化设计与算法生形[J];世界建筑;2011年06期

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本文编号：1046702