国际太阳能十项全能竞赛建筑环境模拟

【摘要】：太阳能十项全能竞赛是由美国能源部发起并举办的,是将太阳能应用、节能减排与建筑设计紧密结合的国际性大学生实验竞赛,堪称科技界的“奥林匹克运动会”。竞赛的目的是借助世界顶尖研发、设计团队的创意,将太阳能节能与建筑设计以一体化的新方式紧密结合,设计、建造并运行一座高效节能、有吸引力的太阳能居住空间,从而证明单纯依靠太阳能的住宅一样可以是功能完善、舒适而且具有可持续性的居住空间。 论文就结合厦门大学参与2013年在山西大同举办的太阳能十项全能竞赛的参赛作品,探讨建筑设计对室内环境的量化影响,通过光环境模拟软件Ecotect探讨不同建筑遮阳设计对室内光环境的影响,通过风环境模拟软件Phonics改进建筑方案的通风设计,以及通过建筑能耗模拟软件Designbuilder指导建筑方案的能量平衡。建筑模拟软件由于其实时控制性,建筑方案更改的便易性,以及计算结果的可视化,在建筑方案设计中发挥着越来越重要的作用。论文旨在探讨一种利用现有建筑环境模拟软件指导和反馈建筑设计方案的方法,通过对方案的“模拟-调整-再模拟”,循环往复,指导方案最优化。同时,SD竞赛要求方案实地落成,也为检验这种方法是否可行提供了事实依据。 SD竞赛是一项昂贵的建筑科技竞赛,在Sunny Inside的设计中,更多考虑的是如何在“高科技”和“适宜技术”中取得平衡。Sunny Inside既有中国传统建筑的设计元素——庭院,又有现代建筑技术——太阳能的结合。与花费巨资装置昂贵的“高技术”作品相比,Sunny Inside更多考虑如何在中国可推广的“适宜性太阳能技术”。它作为一个居住原型,具有很强的适应性,经过建筑设计和技术设备优化和改造,若有可能,可在中国的广大城市和农村得到推广。 【关键词】：光环境 风环境 建筑能耗
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU18;TU201.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• Catalog9-11
• 第一章 太阳能十项全能竞赛介绍11-17
• 1.1 竞赛背景11
• 1.2 竞赛意义11-12
• 1.3 竞赛评分标准12-15
• 1.4 竞赛评审流程15-16
• 1.5 2013年竞赛结果展示16
• 参考文献16-17
• 第二章 模拟软件和方案介绍17-23
• 2.1 模拟软件17-18
• 2.2 建筑方案介绍18-22
• 2.2.1 方案平面18-19
• 2.2.2 参观流线19-20
• 2.2.3 生态设计20-21
• 2.2.4 方案设计21-22
• 参考文献22-23
• 第三章 气候分析23-29
• 3.1 厦门气候分析23-25
• 3.1.1 厦门干球温度23-24
• 3.1.2 厦门空气湿度24-25
• 3.1.3 厦门太阳辐射强度25
• 3.2 大同气候分析25-28
• 3.2.1 大同干球温度26-27
• 3.2.2 大同空气湿度27
• 3.2.3 大同太阳辐射强度27-28
• 参考文献28-29
• 第四章 建筑光环境29-52
• 4.1 总述29
• 4.2 采光设计29-35
• 4.2.1 采光口设计30-32
• 4.2.2 采光标准32-34
• 4.2.3 采光模拟评价标准34-35
• 4.3 遮阳设计35-38
• 4.3.1 投射到玻璃上太阳光的组成35-36
• 4.3.2 遮阳的设计要求36
• 4.3.3 遮阳设计方法36-38
• 4.4 Ecotect介绍38-40
• 4.5 建筑模拟方案说明40
• 4.6 大同遮阳模拟过程40-47
• 4.6.1 模拟介绍40-41
• 4.6.2 模拟结果41-46
• 4.6.3 两方案室内温度对比46-47
• 4.7 厦门采光模拟结果47-51
• 4.7.1 厦门夏季采光情况47-49
• 4.7.2 厦门冬季采光情况49-51
• 4.8 小结51
• 参考文献51-52
• 第五章 建筑风环境52-66
• 5.1 总述52
• 5.2 风与建筑设计52-54
• 5.3 风与人的活动54-56
• 5.4 件PHOENICS介绍56-57
• 5.5 大同风环境模拟57-61
• 5.5.1 大同通风介绍57
• 5.5.2 初始方案模拟结果57-59
• 5.5.3 最终方案模拟结果59-61
• 5.6 厦门风环境模拟61-64
• 5.6.1 厦门通风介绍61
• 5.6.2 初始方案模拟结果61-63
• 5.6.3 最终方案模拟结果63-64
• 5.7 小结64-65
• 参考文献65-66
• 第六章 建筑能耗66-82
• 6.1 总述66-68
• 6.2 太阳能与建筑设计68-72
• 6.2.1 被动式太阳能与建筑一体化设计69-71
• 6.2.2 主动式太阳能与建筑一体化设计71-72
• 6.3 DesignBuilder介绍72-74
• 6.4 能耗模拟74-80
• 6.4.1 模拟参数74-75
• 6.4.2 Sunny Inside用电量评估75-76
• 6.4.3 厦门市能耗模拟结果76-78
• 6.4.4 大同市能耗模拟结果78-80
• 6.5 小结80
• 参考文献80-82
• 总结82-83
• 致谢83

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