太阳能建筑整合设计对策研究

【摘要】： 在能源日益紧张的今天,太阳能建筑以其生态、可持续性的优势拥有广阔的发展前景,并日益成为一种新的建筑理念和方法。但目前的设计中仍沿用着传统的线性思维,或仅简单的附加太阳能设备,如何提高太阳能建筑的整体效益,将“整合”思想融入到太阳能建筑设计中去,成为亟待解决的问题。本文将针对太阳能建筑的现状和存在的问题,对太阳能建筑的整合设计进行研究,探讨太阳能技术如何在节能、舒适、经济的前提下与建筑整合并实现整体优化的问题。 本文从以下四个方面展开研究: 首先,作者借鉴各学科的整合思想,对建筑整合设计的基本问题进行了梳理,提出整合设计的基本概念。对太阳能建筑整合设计的理论框架展开研究,分析了太阳能建筑整合设计的要素及相关特征,提出整合设计的两大支柱理论:梯度理论和共生理论。作者发现在太阳能建筑整合设计中具有生态设计和可持续设计的一般原则,同时整合设计还具有自身特殊性目标、原则和设计方法。通过对上述问题的深入剖析,建立了太阳能建筑整合设计的理论研究框架。 其次,以梯度理论为背景,研究了建筑界面与空间在太阳热能的流动过程中所起的作用,并针对特定区域——夏热冬冷地区的建筑需求提出了太阳能建筑的梯度整合设计策略。 再次,以共生理论为背景,研究了不同共生单元——主、被动太阳能技术、太阳能技术与建筑、建筑与环境——间的共生关系,提出了间歇共生、连续共生两种整合设计的组织模式,以及三种以质参量兼容为条件的共生整合设计策略。通过实例分析和模拟研究对太阳能建筑共生整合设计模式进行探讨,并对各类共生整合设计模式的整合效益优化程度进行了分析和比较,通过对太阳能建筑性能的综合分析得到了太阳能建筑共生整合的设计策略。 最后,以经济学比较优势和机会成本理论为背景,构建了太阳能建筑整合效益衡量的指标体系,并以此为指导,提出了太阳能建筑整合设计对策。 【关键词】：夏热冬冷地区 太阳能建筑 整合设计 梯度 共生
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TU18
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-15
• 第1章 绪论15-47
• 1.1 课题背景15-18
• 1.1.1 全球能源与环境危机15-16
• 1.1.2 太阳能技术认知不足16-17
• 1.1.3 太阳能建筑整合度差17
• 1.1.4 地域适应性研究不足17-18
• 1.2 研究目的与意义18-21
• 1.2.1 研究目的18-19
• 1.2.2 研究意义19-21
• 1.3 相关概念及研究范畴21-36
• 1.3.1 太阳能21-22
• 1.3.2 太阳能建筑22-26
• 1.3.3 整合设计26-29
• 1.3.4 夏热冬冷地区29-36
• 1.4 文献综述36-44
• 1.4.1 国外研究现状36-38
• 1.4.2 国内研究现状38-43
• 1.4.3 总结43-44
• 1.5 研究方法44-47
• 1.5.1 文献阅读44
• 1.5.2 定性研究44
• 1.5.3 实验模拟44-45
• 1.5.4 逻辑论证45-46
• 1.5.5 案例研究46-47
• 第2章 太阳能建筑整合设计理论47-87
• 2.1 太阳能建筑整合设计概念47-49
• 2.1.1 概念源起47
• 2.1.2 概念释义47-49
• 2.2 太阳能建筑整合设计要素49-68
• 2.2.1 外部环境50-54
• 2.2.2 太阳能技术54-65
• 2.2.3 建筑元素65-68
• 2.3 太阳能建筑整合设计特征68-71
• 2.3.1 包容协调性68-70
• 2.3.2 同化互补性70-71
• 2.3.3 动态多适性71
• 2.4 太阳能建筑整合设计目标71-74
• 2.4.1 能源节约72
• 2.4.2 能源替代72-73
• 2.4.3 稳定优化73-74
• 2.5 太阳能建筑整合设计原则74-77
• 2.5.1 多维创新75
• 2.5.2 循环节约75-76
• 2.5.3 地域适宜76-77
• 2.6 太阳能建筑整合设计的理论阐释77-85
• 2.6.1 整合设计的理论基础77-80
• 2.6.2 太阳能建筑整合设计的理论基础80-85
• 2.7 本章小结85-87
• 第3章 太阳能建筑梯度整合设计87-130
• 3.1 梯度整合设计的概念解析87-90
• 3.1.1 梯度整合设计概念87-88
• 3.1.2 梯度整合设计条件88-89
• 3.1.3 梯度整合设计目标及要素89-90
• 3.2 梯度整合设计的动力机制90-92
• 3.2.1 扩散效应90-91
• 3.2.2 极化效应91-92
• 3.3 内外梯度的控制策略-界面92-110
• 3.3.1 维持梯度的界面92-105
• 3.3.2 选择性消除梯度的界面105-108
• 3.3.3 界面节能的梯度整合设计108-110
• 3.4 内部梯度的控制策略-热缓冲空间110-127
• 3.4.1 热缓冲空间的太阳能技术-阳光间112-115
• 3.4.2 空间热能的扩散类型115-120
• 3.4.3 热缓冲空间整合策略-组合式中庭120-121
• 3.4.4 热缓冲空间整合策略-双向阳光间121-127
• 3.5 本章小结127-130
• 第4章 太阳能建筑共生整合设计130-162
• 4.1 共生整合设计的概念解析130-133
• 4.1.1 共生整合设计概念130-131
• 4.1.2 共生整合设计条件131-133
• 4.1.3 共生整合设计目标及要素133
• 4.2 共生整合的设计机制133-139
• 4.2.1 共生整合设计的组织机制133-135
• 4.2.2 共生整合设计的动力机制135-139
• 4.3 功能共生整合设计策略139-145
• 4.3.1 功能完善139-140
• 4.3.2 缺陷弥补140-142
• 4.3.3 视觉协调142-145
• 4.4 资源共生整合设计策略145-150
• 4.4.1 能量复合共生设计145-148
• 4.4.2 物质多重共生设计148-149
• 4.4.3 信息梯级共生设计149-150
• 4.5 结构共生整合设计策略150-159
• 4.5.1 共生结构节点设计150-153
• 4.5.2 共生结构装置设计153-159
• 4.6 本章小结159-162
• 第5章 太阳能建筑效益整合对策162-202
• 5.1 太阳能建筑整合效益衡量综述162-171
• 5.1.1 绿色度衡量162-169
• 5.1.2 节能性衡量169
• 5.1.3 热性能衡量169-170
• 5.1.4 整合效益衡量170-171
• 5.2 整合效益指标171-175
• 5.2.1 室内舒适度171-173
• 5.2.2 节能173-174
• 5.2.3 建筑性能174
• 5.2.4 额外投入174-175
• 5.2.5 环境负荷175
• 5.3 整合效益衡量标准的确定175-186
• 5.3.1 权重的确定175-181
• 5.3.2 指标层的衡量181-185
• 5.3.3 整合效益衡量185-186
• 5.4 效益整合设计策略186-200
• 5.4.1 合理的策略选择186-188
• 5.4.2 适宜的方案组合188-191
• 5.4.3 设置合理舒适度191
• 5.4.4 外部收益内部化191-194
• 5.4.5 技术创新应用194-195
• 5.4.6 动态可变的优化整合195-199
• 5.4.7 被动设计的智能化控制199-200
• 5.5 本章小结200-202
• 结论202-206
• 参考文献206-214
• 附录214-216
• 攻读学位期间发表的学术论文216-218
• 致谢218-219
• 个人简历219

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