夏热冬冷地区基于生物气候适应性的办公建筑表皮设计方法研究.pdfVIP

摘要

动态响应式建筑表皮是现代建筑是突破的重点之一。表皮如何响应气候，建

筑在表皮动态调节后会带来怎样的性能改变，动态表皮如何降低能耗，动态表皮

如何适应夏热冬冷气候区等有关动态建筑表皮的问题都是目前的研究热点，本课

题基于生物气候适应性原理提出夏热冬冷地区动态建筑表皮的性能化设计方法，

并基于小尺度原型模型试验和能耗模拟及优化，对一种采用相变材料的气候响应

式动态建筑表皮进行了原理研究和概念设计。

全文主要由设计响应气候、动态表皮原理研究和概念设计、能耗模拟及优化

三部分组成，分为七章。第一部分的第一章绪论提出研究的问题、研究对象、国

内外研究动态以及本文的研究路线；第二章主要介绍了国内外传统建筑与现代建

筑动态响应气候的主要方法，并且针对保温隔热遮阳的需求分析了国内外建筑的

响应策略；第三章主要将动态表皮分类进行分析，探讨其优缺点以及可以利用的

方向，并且对一些经研究之后可以实现响应环境的材料及构造进行具体分析，筛

选出特定的相变材料（PCM）是比较适合进行响应环境方案设计的。

第二部分的第四章提出针对夏热冬冷地区的具体表皮设计策略，利用众多相

变材料中的HCFC-141b作为动态遮阳的驱动材料，并进行表皮原型设计。第五

章对所设计的动态表皮进行相变膨胀力学理论分析，并进行小尺度模型实验，证

明相变材料HCFC-141b用于驱动的可行性。

第三部分的第六章对所设计的建筑表皮进行能耗模拟及性能优化，运用基于

EnergyPlus的软件以及Grasshopper的Honeybee和Ladybug来进行动态遮阳表

皮的建模与模拟，最后从外窗总透射扩散太阳辐射率、室内平均辐射温度、室内

空调制冷能耗、等焓冷却能耗、外层玻璃内表面温度以及动态表皮建筑的全年采

暖和制冷能耗模拟结果总结等个方面进行研究；第七章是对所研究的课题进行总

结得出研究结论，并总结研究的局限性。

关键词：夏热冬冷地区，气候响应，办公建筑，相变材料，隔热，遮阳

ABSTRACT

Thedynamicresponseskinisthekeypointofbuildingabreakthrough.Climate

responseisoneofthechangesinperformanceaftertheadjustmentofthedynamicskin.

Howcanthedynamicskinbebetterexpressed.andothercurrentresearchhotspots,this

buildingmodelbasedonthedynamicregionaldynamicmodelofthebiologicalcold

domainproposesthedesignmethodofthebuildingskinmodelbasedonthesummer

heatbasedonthewarmwinterandcoolsummer,andcarriesoutrelatedsimulationand

simulationandsimulationandsimulationoptimization.Theprinciplestudyand

conceptualdesignofaresponsivedynamicbuildingskinwithphasechangematerial

climatewascarriedout.

Thefulltextismainlycomposedofthreeparts:designresponsetoclimate,

dynamicskinprincipleresearchandconceptualdesign,energysimulationand

optimization,andisdividedintosevenchapters.Thefirstchapterofthefirstpart

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