《豫西地區生土民居的熱回響特性及再生設計評價研究》是依託鄭州大學，由朱佳音擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：豫西地區生土民居的熱回響特性及再生設計評價研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：朱佳音
- 依託單位：鄭州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
挖掘生土民居中蘊含的熱環境控制經驗，尋求傳統營造技術與現代被動式技術融合的方法是民居保護與發展的主要方向。然而，由於無法獲知動態熱回響變化規律並缺乏模式改進的定量評判方法，妨礙了被動式技術的套用與推廣，成為生土民居再生設計的主要瓶頸。本項目以豫西地區生土民居為研究對象，綜合運用實測研究與數值分析方法，將系統問題分解成以下幾個子問題進行研究，即：（1）通過搭建熱環境遠程長期監測平台，獲知影響生土民居熱濕環境的關鍵因素及調節技術機理等動態熱回響特性規律，科學化提煉熱環境控制經驗；（2）考慮窯炕散熱，建立房間熱過程計算模型，揭示生土圍護結構的動態蓄放熱及傳熱傳濕熱工特性；（3）基於傳熱計算模型，定量分析集成不同被動式技術對建築熱性能的影響；結合經濟性分析提出可綜合判斷生土民居再生設計方案是否科學合理的定量評價方法。所得研究成果可為生土民居的生態經驗科學化提煉及再生設計提供理論依據和技術支撐。
結題摘要
改善和提高人居環境質量是我國社會主義新農村建設的一項基本要求。在美麗鄉村建設的背景下，鄉村建築模式的提升與發展已成為黃河流域人居環境可持續發展所面臨的緊迫問題。項目以北方農村地區集成窯炕的生土住宅為對象，在農宅中搭建遠程監測平台，實現對室外氣象參數、室內溫濕度、內壁面溫度和黑球溫度等代表性數據的全年監測。在此基礎上，探索了生土民居的室內熱濕環境在不同室外條件下的動態回響特性，得到了生土建築的熱濕環境動態回響規律；通過分析窯炕間歇運行下對室內熱環境的影響，總結了傳統民居中所蘊含的氣候回響策略對室內熱濕環境的影響。同時，基於遠程監測數據，探討了生土圍護結構的蓄放熱特性。通過分析室內外溫度波的衰減特性及延遲時間，研究黃土層對抑制室溫波動、提高室內舒適性的定量影響；對圍護結構的熱流密度及對流輻射換熱量的定量分析，揭示了重質圍護結構的動態蓄放熱特性。基於熱平衡理論，深入研究了窯炕的熱傳輸過程。通過測試炕體表面溫度及對流換熱係數，考慮炕體的非穩態導熱、與室內空氣的對流換熱及牆體之間的輻射換熱，對窯炕的熱過程進行量化分析，建立了窯炕傳熱過程的數值計算模型。這些研究進一步探明了實際使用過程中窯炕內部的熱傳輸過程以及炕體溫度的動態變化過程。基於理論和實驗研究，提出了生土民居的再生設計最佳化方案。綜合灰度評價方法，結合敏感性分析，提出生土民居的再生設計評價方法。本課題進行期間，已發表論文14篇，其中SCI檢索論文1篇，EI檢索論文3篇，獲得專利1項。本項目通過搭建遠程監測平台，獲得了生土民居熱濕環境的連續性監測數據，探明了民居中蘊含的氣候回響策略對改善民居環境的定量影響；同時，提出的生土民居再生設計方案較大程度上解決了生土民居夏季相對濕度過大，冬季溫度偏低等關鍵科學和技術問題。本項目所得成果具有較高的學術和套用價值，可為改善我國傳統民居人居環境質量及新農村建設提供了技術支撐和理論依據。
