论文题目：方案阶段窗墙比推荐设计范围分析方法研究 ——以珠三角地区典型办公模型为例
摘要：目前,珠三角地区每年新建建筑面积占据广东省新开工面积50%以上。其中公共建筑用能需求大,办公建筑作为公共建筑的重要组成部分,是人们日常工作的主要场所,其节能设计工作受到广泛关注。对于进深较大、采光面受限的公共办公空间而言,通过扩大窗墙比（WWR）来获取足够的自然采光效果的同时,容易使靠近外窗的区域产生眩光。该举措虽然最大限度地利用了自然采光,降低了照明能耗。但是通过窗户进入室内的太阳得热量和太阳辐射量急剧上升,造成了制冷能耗的增幅高于自然采光带来的照明效益。由此,如何平衡自然采光和建筑制冷能耗之间的关系,构建出同时满足采光性能和节能性能的WWR设计方案就显得尤为重要。本文以基于K-mean聚类和加权平均等统计方法建立的珠三角地区典型办公模型对研究对象。首先通过文献调研,确定高湿高热地区对建筑采光和节能性能较为敏感的设计参数。其次选取合理的建筑采光和能耗性能评价指标,建立考虑平衡采光和节能性能的WWR推荐设计范围分析方法与优化流程。然后,本文以珠三角地区为对象,详细分析了典型办公空间在不同设计工况下的采光和能耗性能;同时,基于关键设计参数对建筑采光和能耗性能的影响规律给出满足建筑采光和节能性能的设计建议;最后,采用本文建立的窗墙比推荐范围分析方法,总结不同设计工况下的WWR推荐设计范围。基于上述研究内容获取相关结论如下:（1）玻璃材质、窗户朝向、遮阳工况对建筑采光性能的影响较为显著。在不同设计工况下,DF和s DA均随着WWR增大先快速增大,随后趋于稳定;而UDI100~2000lx/50%h面积比例的变化趋势与办公形式息息相关。从满足采光要求的WWR范围角度而言,对于小进深空间,玻璃的透射比越小,满足采光性能要求的WWR范围越大;对于大进深空间,玻璃材质的透射比越大,则采光性能越好,故推荐采用单层普通透明玻璃。（2）建筑总能耗大体上随WWR的变化呈现先降低再增加的趋势,不同朝向的能耗增速有差异。在珠三角地区,双层Low-E热反射玻璃窗可以有效地降低制冷能耗。从建筑进深的角度来说,小进深空间,北向在综合外遮阳工况下,满足节能要求的WWR最大值为0.9。大进深空间,南向在水平外遮阳组合配置工况下,满足节能需求的WWR推荐范围最大。（3）本文提供了同时满足采光和节能性能需求的WWR推荐设计范围。采用有效的遮阳工况和高性能的玻璃,可增大满足采光和节能要求的WWR推荐设计范围。对于小进深空间,双层Low-E热反射玻璃和综合外遮阳配置时,满足采光和节能要求的WWR最大。对于大进深空间,多人办公间和开放办公间推荐采用单层普通透明玻璃,不采用遮阳设置时WWR推荐设计范围最大;但出于节能要求,较大WWR时建议采用双层Low-E热反射玻璃,推荐采用遮阳板挑出长度不超过0.6m的水平外遮阳,采光和节能性能最佳。同一设计条件下,随着照明效率和设备功率密度的降低,建筑能耗的降幅明显,满足采光和节能需求的WWR推荐范围的上限值有一定程度的降低。本文以建立兼顾自然采光和建筑节能的WWR推荐设计范围分析方法与优化流程为研究目标。选取珠三角地区典型办公模型中的代表性办公空间为分析对象,详细分析了其在不同设计工况下的采光及节能性能,建立了一套兼顾光热平衡的WWR推荐设计范围的设计参考资料。该方法以及相关研究成果可为建筑师在方案阶段开展设计性能模拟以及进行方案设计决策提供选择空间和参考资料。
关键词：窗墙比;典型办公模型;珠三角地区;自然采光;建筑能耗
学科专业：建筑与土木工程（暖通）（专业学位）
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外建筑WWR研究现状回顾
1.3 当前研究存在的问题
1.4 主要研究内容
1.5 论文框架
第二章 WWR推荐设计范围分析方法研究
2.1 建筑性能模拟优化设计及平台
2.2 建筑采光性能评价指标的选取
2.3 建筑能耗性能评价指标的选取
2.4 研究方法
2.5 小结
第三章 珠三角地区气候特征分析及典型办公建筑模型
3.1 珠三角地区气候环境特征分析
3.2 珠三角地区典型办公模型与变量设定
3.2.1 典型办公模型
3.2.2 建筑性能模拟相关参数设定
3.2.3 设计变量的选取
3.3 小结
第四章 建筑采光性能评价与结果分析
4.1 窗户玻璃材质对建筑采光性能的影响
4.1.1 静态采光性能分析
4.1.2 动态采光性能分析
4.2 窗户朝向对建筑采光性能的影响
4.3 遮阳工况对建筑性能采光的影响
4.3.1 遮阳板长度
4.3.2 遮阳工况
4.4 满足建筑采光性能的WWR推荐范围
4.5 小结
第五章 建筑能耗性能评价与结果分析
5.1 建筑基准能耗的确定
5.2 窗户玻璃材质对建筑能耗性能的影响
5.3 窗户朝向对建筑能耗性能的影响
5.4 遮阳工况对建筑能耗性能的影响
5.4.1 遮阳板长度
5.4.2 遮阳工况
5.5 满足建筑节能性能的WWR推荐范围
5.6 小结
第六章 平衡建筑采光和节能性能的WWR推荐设计范围
6.1 双层Low-E透明玻璃
6.2 其他玻璃材质
6.3 不同照明功率和设备功率密度
6.4 小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢