中国科技核心期刊
RCCSE中国核心学术期刊
JST China收录期刊
中国建筑科学领域高质量科技期刊分级目录

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

极端干热气候乡土建筑防热模型构建和遮阳设计优化

叶金鑫 何文芳 刘加平

叶金鑫, 何文芳, 刘加平. 极端干热气候乡土建筑防热模型构建和遮阳设计优化[J]. 工业建筑, 2023, 53(7): 7-15,31. doi: 10.13204/j.gyjzG22020705
引用本文: 叶金鑫, 何文芳, 刘加平. 极端干热气候乡土建筑防热模型构建和遮阳设计优化[J]. 工业建筑, 2023, 53(7): 7-15,31. doi: 10.13204/j.gyjzG22020705
YE Jinxin, HE Wenfang, LIU Jiaping. A Thermal Shielding Model and Shading Optimization Design for Vernacular Buildings in Extreme Arid Climate Areas[J]. INDUSTRIAL CONSTRUCTION, 2023, 53(7): 7-15,31. doi: 10.13204/j.gyjzG22020705
Citation: YE Jinxin, HE Wenfang, LIU Jiaping. A Thermal Shielding Model and Shading Optimization Design for Vernacular Buildings in Extreme Arid Climate Areas[J]. INDUSTRIAL CONSTRUCTION, 2023, 53(7): 7-15,31. doi: 10.13204/j.gyjzG22020705

极端干热气候乡土建筑防热模型构建和遮阳设计优化

doi: 10.13204/j.gyjzG22020705
基金项目: 

中国工程院战略研究与咨询项目(2022-XZ-38);国家自然科学基金面上项目(52178026);陕西省教育厅重点项目(20JS080)。

详细信息
    作者简介:

    叶金鑫,男,1995年出生,硕士研究生,544653409@qq.com。

    通讯作者:

    何文芳,女,1984年出生,博士,副教授,hw.fang@foxmail.com。

A Thermal Shielding Model and Shading Optimization Design for Vernacular Buildings in Extreme Arid Climate Areas

  • 摘要: 我国干热气候主要分布在新疆南部,甘肃、青海和内蒙古西北部等边疆地带,在建筑热工设计分区中被划分为严寒、寒冷地区,城镇建筑节能主要强调冬季保温,亟须夏季防热设计指导。不同的是,当地乡土建筑采用遮阳策略综合调节室内外热环境,形成独特的建筑防热模式,亟待继承与发扬。为此以极端干热气候为例,首先,通过乡土建筑现状调查,归纳了街巷、庭院,以及建筑屋顶、墙体、窗口等遮阳对象,总结了葡萄晾房、阿以旺、高架棚、棚盖、檐廊、葡萄藤架、透空墙、花格窗等遮阳方式;其次,通过现场测试与数值模拟相结合的方法,采用EnergyPlus软件,建立典型乡土建筑防热模型并验证其有效性;再次,在此基础上运用正交试验法,以建筑室内外环境全年综合热舒适百分比为评价指标,提出四类遮阳对象的防热节能作用由大至小的排序:庭院遮阳、屋顶遮阳、墙体遮阳、窗口遮阳,给出其遮阳面积水平的最佳组合,即屋顶遮阳100%、墙体遮阳100%、窗口遮阳25%、地面遮阳100%;最后,结合现有可行的遮阳方式,建议重点选用屋顶葡萄晾房、高棚架两类综合遮阳方式,形成屋顶、庭院、墙体、窗口的全面遮阳,在条件允许的情况下,考虑到不同季节遮阳需求的差异,高架棚宜采用轻质构造或葡萄藤种植方式,便于在冬季拆除。
  • [1] BECK H E, ZIMMERMANN N E, MCVICAR T R, et al. Wood:Present and future Köppen-Geiger climate classification maps at 1-km resolution[J/OL].Scientific Data5,2018[2022-07-02].https://doi.org/10.1038/sdata.2018.214.
    [2] 周扬, 吴文祥, 胡莹, 等.西北地区太阳能资源空间分布特征及资源潜力评估[J].自然资源学报, 2010, 25(10):1738-1749.
    [3] 杜晓磊. 干热干冷地区民居建筑热环境研究[D].西安:西安建筑科技大学,2013.
    [4] 黄薇.建筑形态与气候设计[J].建筑学报,1993(2):10-14.
    [5] 莎莎·阿纱飞,张炯.伊朗炎热干旱地区的建筑特征[J].华中建筑,2012,30(9):44-46.
    [6] 传统伊朗建筑应对气候的设计策略[C]//2019国际绿色建筑与建筑节能大会论文集.2019:187-192.
    [7] 赵紫伶,唐飚.埃及建筑师哈桑·法赛之本土实践[J].南华大学学报(自然科学版),2013,27(1):87-90.
    [8] 吴云涛,翁季,向恒玲,等.基于建筑本土化的适宜技术策略:以巴克里希纳·多西设计思想为例[J].当代建筑,2021(11):6-9.
    [9] ZHANG L, YANG L, JELLE B P,et al. Hygrothermal properties of compressed earthen bricks[J]. Construction and Building Materials, 2018,162:576-583.
    [10] 樊梦媛. 吐鲁番民居被动式太阳能设计方法[D].西安:西安建筑科技大学,2018.
    [11] 孙莉. 吐鲁番民居室内物理环境实验模拟研究[D].乌鲁木齐:新疆大学,2019.
    [12] 陈洁, 罗智星, 杨柳. 建筑节能设计用于干热气候区气候特征分析[J]. 城市建筑, 2019, 16(28):48-51.
    [13] 陈荣芬,茹苏里.吐鲁番盆地干热气候的形成及其利用[J]. 新疆大学学报(自然科学版),1987(1):87-93,101.
    [14] 何泉,何文芳,杨柳,等. 极端气候条件下的新型生土民居建筑探索[J].建筑学报,2016(11):94-98.
    [15] CHANG S, HE W F, YAN H Y, et al. Influences of vernacular building spaces on human thermal comfort in China's arid climate areas[J/OL]. Energy & Building, 2021,244(3/4)[2022-02-07].https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2021.110978.
    [16] 岳邦瑞, 李春静, 李慧敏,等.气候主导下的吐鲁番麻扎村绿洲乡土聚落营造模式研究[J]. 西安建筑科技大学学报(自然科学版), 2011(8):563-569.
    [17] 陈子莹. 吐鲁番传统民居的空间构成及其气候适应性探究[D]. 乌鲁木齐:新疆大学, 2019.
    [18] 王烨. 绿洲传统聚落民居的营造与气候适应性技术研究[D]. 乌鲁木齐:新疆大学,2018.
    [19] 李春静. 干旱区气候环境下的乡土景观设计对策研究[D]. 西安:西安建筑科技大学, 2011.
    [20] 郭兵. 种植屋面与通风屋面实测结果的对比分析[J]. 节能技术, 2013, 32(4):4547.
    [21] SOUBDHAN T, FEUILLARD T, BADE F.Experimental evaluation of insulation material in roofing system under tropical climate[J]. Solar Energy, 2005, 79(3):311-320.
    [22] 王波, 冉茂宇.不同倾角金属百叶对屋顶遮阳的隔热降温实验研究[J]. 建筑科学, 2018, 34(6):37-42.
    [23] 张婷玉. 哈密地区传统村落空间形态的特色及更新设计研究[D].长春:吉林建筑大学, 2018.
    [24] 宋辉. 新疆喀什高台民居营造模式与现代适应性研究[D]. 西安:西安建筑科技大学, 2016.
    [25] GOU S, LI Z, ZHAO Q, et al. Climate responsive strategies of traditional dwellings located in an ancient village in hot summer and cold winter region of China[J]. Building & Environment, 2015, 86:151-165.
    [26] HUERTO-CARDENAS H E, LEONFORTE F, ASTE N, et al. Validation of dynamic hygrothermal simulation models for historical buildings:state of the art, research challenges and recommendations[J/OL]. Building and Environment, 2020, 180[2022-02-07].https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2020,107081.
    [27] 龚城, 余梦琦, 李曌, 等. 徽州传统民居冬季室内热环境改善研究[J].安徽工业大学学报(自然科学版), 2017,34(2):178-184.
    [28] 龚城. 徽州传统民居冬季室内热环境形成机理及设计优化研究[D]. 马鞍山:安徽工业大学, 2017.
    [29] 任艺梅.基于适应性热舒适的吐鲁番农宅室内热环境评价研究[D].西安:西安建筑科技大学,2017.
    [30] 姚启帆. 基于镶嵌几何的建筑表皮光热性能优化设计研究[D].西安:西安建筑科技大学, 2020.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  92
  • HTML全文浏览量:  9
  • PDF下载量:  6
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2022-02-07

目录

    /

    返回文章
    返回