基於儲能與熱調節的生態建築熱緩衝空間設計研究

《基於儲能與熱調節的生態建築熱緩衝空間設計研究》是依託廈門大學，由石峰擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於儲能與熱調節的生態建築熱緩衝空間設計研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：石峰
• 依託單位：廈門大學

項目摘要

建築熱緩衝空間是位於建築主體空間與室外環境間的過渡層，能夠起到調節建築內部熱環境的作用。本課題基於熱緩衝空間的儲能性能以及熱調節率兩個要素，運用實驗研究與計算機模擬研究相結合的方法，分析熱緩衝空間與建築室內和室外熱環境之間的相互作用，理清各個影響因素間的關係，建立理論模型來描述空間的氣候緩衝功能；在此基礎上，對熱緩衝空間的設計策略進行量化評價，提煉出基於儲能與熱調節的建築熱緩衝空間設計模式。本研究旨在建立在建築設計實踐中易於掌握和套用的建築熱緩衝空間理論及設計策略體系。

結題摘要

建築熱緩衝空間是位於建築主要使用空間與室外環境之間的過渡空間，可作為氣候調節的容器，用來調節主要功能空間的熱環境，實現建築內部微氣候與室外氣候之間的緩衝過渡。本課題研究抓住熱緩衝空間的兩個共性因素——蓄熱能力和換熱速率調節，分析熱緩衝空間與建築室內和室外熱環境之間的相互作用，建立了理論模型；研究中用數學模型論證了熱緩衝空間的傳熱過程，針對簡化的熱緩衝空間物理模型，搭建了兩個小實驗房用於實測對比，並運用計算機模擬的方法對結論進行了驗證和拓展。基於熱緩衝空間的理論框架，研究中探討了熱緩衝空間可用的多種蓄熱形式，以及調節換熱速率的方法，對這些策略的套用效果進行了分析；研究中以歷屆SD太陽能十項全能競賽的參賽作品為例，對各建築作品中的熱緩衝空間設計策略進行評價，在此基礎上對熱緩衝空間進行分類描述，分為中庭式、包圍式、外廊式和輔助空間式4個類別，並對各種類別熱緩衝空間的蓄熱、遮陽、通風、採光等設計策略進行了探討。研究探討了熱緩衝空間技術在建築中的實際套用，分析了大量的建築設計案例，包括歷屆SD競賽中的零能耗建築作品、福建傳統民居中庭院和檐廊等不同形式的熱緩衝空間，以及對高層住宅中的內天井和內庭院等空間形式；並將熱緩衝空間的理念套用於綠色建築實踐中，設計建造了“Sunny Inside”和“Nature Between”等建築案例。