论文题目：安徽传统民居绿色营建技术研究 ——以江淮地区为例
摘要：在当代建筑体系下,回应气候的建筑设计方式逐渐被重技术的方式所取代。在达到高效控制建筑环境目标的同时,也相应带来了建造和运行成本增加、资源消耗加剧、生态环境退化等负面影响。传统民居在千百年的发展中,深谙当地的资源、气候和技术,在缺乏机械环境控制手段的条件下,充分运用有限的技术资源,来应对气候因素对建筑的影响,并与自然环境形成良好的互动关系。因此,汲取传统建筑中主动适应气候的绿色营建技术并应用到现代绿色建筑设计中去,对于促进节能减排、助力双碳目标的实现具有重要意义。本文基于气候与传统民居绿色营建关系的梳理,以江淮地区传统民居为研究对象,选取典型案例进行实地调研和现场测试,归纳分析了江淮地区传统民居的建筑类型及特征,并从聚落选址布局、建筑空间、建筑界面、建筑建构四个层面,对江淮地区传统民居的绿色营建技术进行了实证研究。进一步采用软件模拟的方法,从光环境、风环境和热工环境三个方面对传统民居的绿色营建技术进行模拟验证。最终提炼出适应湿热气候的绿色营建技术,为传承传统民居营建智慧的绿色技术发展提供了理论依据和设计方法。首先,基于建筑气候学理论、建筑生态学理论和可持续建筑理论构建了多学科视角的传统民居绿色营建研究方法,提取与绿色营建相关的气候因素,即太阳辐射、空气温度、空气湿度、风、降水。进一步分析出与之相对应的设计策略包括:采光遮阳、得热防热、增湿除湿、通风防风、蓄水防水等。同时,分析适应气候的绿色营建设计原则,为下文归纳适应气候的绿色营建技术提供思路。从地域环境和社会文化两方面,介绍江淮地区传统民居形成原因。通过对江淮地区传统民居的调研实测,绘制相关图纸、电脑模型,归纳出江淮地区传统民居的五大建筑类型及各类型建筑特征,为后文梳理绿色营建技术提供相关基础研究。其次,从聚落选址布局、建筑空间、建筑界面和建筑建构四个层面,对江淮地区传统民居的绿色营建技术进行实证研究,通过现场实测和红外热成像仪拍摄,整理分析所得结果,以定量的方式对江淮地区传统民居适应气候的绿色营建技术的有效性和作用程度进行总体评价。同时,借助气候模拟软件Climate Consultant分析江淮地区的气象数据,根据软件所提出的被动式气候设计策略,分别运用Ecotect对传统民居光环境和热工环境,Phoenics对传统民居风环境进行模拟验证,进一步用量化的方法研判各营建技术的气候调节能效。最后,根据梳理验证的传统民居绿色营建技术,以目标为导向,从“安全耐久”、“健康舒适”、“资源节约”、“环境舒适”四个绿色评价要求入手,探索传统绿色营建技术的现代应用方法。本文挖掘了江淮地区传统民居的类型及特征,并通过现场实测和软件模拟的定量化研究方法,对江淮地区传统民居的绿色营建技术进行了科学的梳理与分析,评判了气候调节的效能和程度,完善了江淮地区被动式绿色建筑设计理论体系,也为传统民居绿色营建技术在当代绿色、生态、低碳建筑主题下的传承与转译提供了理论参考。
关键词：江淮地区;传统民居;建筑特征;绿色营建技术;现代应用
学科专业：建筑学
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 设计结合气候及被动式调节思路的发展趋势
1.1.2 传统经验科学化及现代技术地域化的时代要求
1.1.3 建筑地域性特色及场所精神的回归需要
1.2 研究目的及意义
1.2.1 研究目的
1.2.2 研究意义
1.3 国内外研究概况
1.3.1 传统民居建筑特征研究
1.3.2 传统民居营建技术研究
1.3.3 传统民居绿色效能评价研究
1.4 相关概念与研究区域
1.4.1 相关概念界定
1.4.2 研究区域
1.5 研究内容与方法
1.5.1 研究内容
1.5.2 研究方法
1.5.3 技术路线
第二章 民居绿色营建技术分析方法
2.1 绿色营建的相关理论
2.1.1 建筑气候学与被动气候设计方法
2.1.2 生态建筑学与人与自然和谐共生
2.1.3 可持续建筑理论与可再生资源利用
2.2 绿色营建相关气候因素提取
2.2.1 太阳辐射与采光遮阳
2.2.2 空气温度与得热防热
2.2.3 空气湿度与增湿除湿
2.2.4 自然风与通风防风
2.2.5 降水与蓄水防水
2.3 绿色营建设计原则
2.3.1 建筑基地选址原则
2.3.2 聚落规划布局原则
2.3.3 建筑空间组织原则
2.3.4 建筑结构选型原则
2.3.5 建筑构造设计原则
2.3.6 建筑材料选用原则
2.4 本章小结
第三章 江淮地区传统民居类型及特征
3.1 江淮地区地域环境特征
3.1.1 地形地貌特征
3.1.2 气候环境特征
3.1.3 河流湖泊特征
3.1.4 植被土壤特征
3.2 江淮地区传统民居的文化特征
3.2.1 移民文化承载兼容并蓄的多元内涵
3.2.2 儒家哲学强调理性严密的等级系列
3.2.3 道家思想崇尚自然有机的运行方式
3.2.4 军事文化强化森严有序的防御体系
3.3 江淮地区传统民居的类型及分布
3.3.1 皖西北圩寨民居
3.3.2 皖西南大屋民居
3.3.3 江淮天井式民居
3.3.4 江淮院落式民居
3.3.5 桐城氏家大宅
3.4 江淮地区传统民居的建筑特征
3.4.1 村落规划注重水系设计
3.4.2 平面布局融汇南北特色
3.4.3 构筑体系处理因材致用
3.5 本章小结
第四章 安徽江淮地区传统民居绿色营建技术实测研究
4.1 测试方法
4.1.1 测试对象的选取
4.1.2 测试仪器及测点布置
4.2 传统聚落选址布局层面的绿色营建技术
4.2.1 因就天时,切合地利——争取最佳建筑朝向
4.2.2 以山为靠,向水而生——营造良好聚落环境
4.2.3 依形就势,扬长避短——择定安全聚落基址
4.2.4 人工调节,点石成金——补益缺损环境条件
4.3 传统民居建筑空间层面的绿色营建技术
4.3.1 空间形制的组织——促进通风降温
4.3.2 半室外空间的利用——提高隔热遮阳
4.3.3 辅助空间的设置——缓冲气候变化
4.3.4 室内空间的特殊处理——调适居住环境
4.4 传统民居建筑界面层面的绿色营建技术
4.4.1 墙体构造的隔热降温作用
4.4.2 屋面构造的防雨隔热作用
4.4.3 地面构造的透气吸潮作用
4.5 传统民居建构方式层面的绿色营建技术
4.5.1 结构体系灵活可变
4.5.2 细部构造处理巧妙
4.5.3 建筑材料因适而用
4.6 本章小结
第五章 安徽江淮地区传统民居绿色营建技术模拟研究
5.1 模拟软件选取及分析方法
5.1.1 模拟软件选取
5.1.2 分析方法
5.2 基于Climate Consultant的气候条件分析
5.2.1 软件分析模型设定
5.2.2 气候条件分析
5.3 基于Ecotect的光环境模拟分析
5.3.1 夏至日太阳阴影轨迹
5.3.2 夏季太阳辐射总量
5.4 基于Phoenics的风环境模拟分析
5.4.1 室外风环境模型与参数
5.4.2 风环境结果分析
5.5 基于Ecotect的热工环境模拟分析
5.5.1 围护结构热工环境模型与参数
5.5.2 墙体热工模拟分析
5.5.3 屋顶热工模拟分析
5.6 本章小结
第六章 安徽江淮地区传统民居绿色营建技术现代应用研究
6.1 以安全耐久为目的的绿色营建技术现代应用
6.1.1 抬升建筑底面减少潮气腐蚀
6.1.2 采用透水材料减少雨水蓄积
6.1.3 沿用传统建材加以结构补强
6.2 以健康舒适为目的的绿色营建技术现代应用
6.2.1 串联檐下空间提供防雨遮阳
6.2.2 设计灵活界面调节室内环境
6.2.3 设置夹层空间提高屋顶隔热
6.3 以资源节约为目的的绿色营建技术现代应用
6.3.1 紧凑布置建筑群体节约用地
6.3.2 调整聚落布局加强自然通风
6.3.3 连续不同天井促进空气流动
6.3.4 设置多层次手法改善光环境
6.4 以环境宜居为目的的绿色营建技术现代应用
6.4.1 聚落布局朝向顺应山水格局
6.4.2 设置多层次绿化调节微气候
6.4.3 组织内外空间丰富观景体验
6.5 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
7.3 创新点
参考文献
附录 A 建筑冬季热工环境模拟数据
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果