严寒地区大空间建筑数字化节能设计研究

2019年12月，“人民网奖学金优秀技术课题奖三等奖。 2100433B

董禹含（哈尔滨工业大学）

李传成编著的《大空间建筑通风节能策略》结合大空间建筑环境和空间组合特点，提出利用辅助小空间的混凝土、土壤等大热质材料的“蓄冷”性，或大空间下架空层，作为大空间的新风冷源;结合大空间高大自然温度分层的特点，提出下送风、地板冷辐射、吸热屋面等加强温度分层的通风节能策略。《大空间建筑通风节能策略》选择具有代表性的高速铁路高架客站为案例，提出利用混凝土高架桥、空间整体立体化特点的通风节能策略，并与现阶段使用的空调能耗做对比模拟，验证策略。介绍了8个研究性铁路客站设计的通风部分，从设计方法上强调技术作为建筑创作的出发点，空间形式与通风策略有机结合。《大空间建筑通风节能策略》适应于建筑学、建筑环境与设备工程及相关专业技术人员阅读，也是关注绿色建筑、建筑节能人士的有价值的参考资料。

理论篇

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 我国建筑能耗状况

1.1.2 被动式节能技术的迅猛发展

1.1.3 国内建筑师面对技术变化的不适应

1.1.4 大空间建筑类型丰富、涵盖广,地位重大.

1.1.5 大空间建筑节能潜力巨大

1.2 研究的起源、目的和意义

1.2.1 研究的起源

1.2.2 研究目的

1.2.3 研究的意义

1.3 研究界定

1.3.1 大空间建筑

1.3.2 通风节能策略

1.4 国内外研究概况

1.4.1 国外研究动态

1.4.2 国内研究动态

1.5 研究内容和方法

1.5.1 研究方法

1.5.2 研究内容

1.5.3 研究框架

第2章 大空间建筑概述

2.1 大空间建筑设计特点

2.1.1 大空间建筑定义

2.1.2 大空间建筑主要类型

2.2 大空间建筑使用特征

2.2.1 间歇性使用建筑

2.2.2 不间断使用建筑

2.3 大空间建筑的发展脉络

2.3.1 建筑形态发展

2.3.2 建筑尺度发展

2.3.3 技术的发展

2.3.4 大空间建筑与城市关系的发展

2.4 大空间建筑的发展瓶颈与趋势

2.4.1 大空间建筑的发展瓶颈

2.4.2 大空间建筑的发展趋势

第3章 大空间建筑通风与空间尺度特点

3.1 大空间建筑与通风

3.1.1 大空间建筑通风方式

3.1.2 大空间建筑空间组合与通风

3.1.3 大空间建筑场地与通风

3.2 体育建筑

3.2.1 体育建筑的分类与尺寸

3.2.2 体育建筑空间特点

3.2.3 体育建筑场地规划特点

3.3 会展建筑

3.3.1 会展建筑的分类与尺度

3.3.2 会展建筑空间特点

3.3.3 会展建筑场地规划特点

3.4 观演建筑

3.4.1 观演建筑分类与尺度特点

3.4.2 观演建筑空间特点

3.4.3 观演建筑场地规划特点

3.5 交通建筑

3.5.1 交通建筑分类与尺寸

3.5.2 交通建筑空间特点

3.5.3 交通建筑场地规划特点

3.6 其他大空间建筑

3.6.1 其他大空间建筑分类与尺寸

3.6.2 其他大空间建筑空间特点

3.6.3 其他大空间建筑场地规划特点

第4章 大空间建筑节能潜力分析

4.1 大空间建筑能耗特点

4.1.1 大空间建筑能耗状况

4.1.2 大空间建筑能耗组成

4.1.3 大空间建筑的空调方式与气流组织

4.2 大空间建筑热环境特征分析

4.3 大空间建筑围护结构对节能的影响

4.3.1 大空间建筑围护结构概述

4.3.2 大空间建筑围护构造按结构类型分类

4.3.3 大空间建筑围护构造按空间部位分类

4.3.4 大空间建筑围护构造做法与节能

4.3.5 大空间建筑屋面特征及其影响

第5章 大空间建筑通风节能策略

5.1 通风节能原理及已有策略分析

5.1.1 自然通风原理及应用

5.1.2 基于热压的混合自然通风

5.1.3 混合通风定义和现状

5.2 热质结合通风策略

5.2.1 热质结合通风策略的原理、案例分析

5.2.2 热质通风的昼夜温差条件

5.2.3 通风板系统

5.3 加强温度分层通风策略

5.3.1 置换通风

5.3.2 冷辐射地板

5.4 大空间建筑通风节能策略

5.4.1 基于策略的大空间构成解析

5.4.2 大空间建筑通风节能策略

第6章 大空间建筑温度分层实测与模拟方法

6.1 大空间建筑温度分层实测

6.1.1 实测说明

6.1.2 实测数据分析

6.1.3 实测小结

6.2 计算流体力学模拟软件

6.2.1 CFD软件的结构

6.2.2 CFD的求解过程

6.2.3 常用的CFD软件

6.2.4 本书中数值模拟的基本条件

6.2.5 基本控制方程和湍流模型

6.3 大空间建筑温度分层模拟验证

6.3.1 实测厂房模型和边界条件

6.3..2 实测数据与模拟结果对比

6.4 建筑能耗模拟软件

6.4.1 能耗模拟软件针对大空间建筑的适用性

6.4.2 EnergyPlus简介

6.4.3 ROOm Air与CFD模拟的耦合

6.5 本章小结

实践篇

第7章 铁路客站的节能通风策略

7.1 铁路客站建设现状与趋势

7.1.1 我国铁路客站建设现状

7.1.2 铁路客站主要空间发展趋势

7.1.3 车站类型划分

7.1.4 高架车站布局分类

7.2 车站被动式节能的空间要素

7.2.1 站场的尺度

7.2.2 候车室尺寸

7.2.3 外墙界面与通风

7.2.4 空间布局

7.3 铁路客站的能耗状况

7.4 铁路客站空间与热环境特点

7.4..1 整体竖向空间分层

7.4.2 各要素热环境特点

7.4.3 武汉站热环境实测与模拟

7.5 高架铁路客站的混合通风策略

7.5.1 站台热质与夜间通风结合策略

7.5.2 候车室内混合通风策略

7.6 本章小结

第8章 策略模拟和分析

8.1 模型说明

8.1.1 气候数据选择

8.1.2 空间和材质简化

8.1.3 站场高架桥材料与形式的简化

8.1.4 热舒适标准

8.1.5 人员活动热负荷

8.2 策略模拟

8.2.1 桥下热质与夜间通风结合策略模拟

8.2.2 候车室混合通风策略模拟

8.2.3 普通候车室能耗对比模拟

8.3 策略总结

8.3.1 站台热质夜间通风策略

8.3.2 候车厅混合通风综合策略

8.3.3 双层屋面策略

第9章 夏热地区策略适用性分析

9.1 夏热地区的区划范围和气候条件

9.1.1 武汉逐时气候条件分析

9.I.2 广州市的逐时气候分析

9.1.3 小结

9.2 多个城市适用策略比较

9.2.1 多个城市站台下进气层内空气温度比较

9.2.2 多个城市使用综合策略结果比较

9.2.3 夏热冬暖地区与夏热冬冷地区能耗对比

9.3 本章小结

设计篇

第10章 与气候结合的铁路旅客站建筑设计研究

10.1 武汉站

10.1.1 现状通风模拟分析

10.1.2 通风策略

10.1.3 模拟验证

10.2 上海南站

10.2.1 现状通风模拟分析

10.2.2 通风策略

10.2.3 模拟验证

10.3 南京站

10.3.1 现状通风模拟分析

10.3.2 通风策略

10.3.3 模拟验证

10.4 武昌站

10.4.1 现状通风模拟分析

10.4.2 通风策略

10.4.3 模拟验证

10.5 佛山西站

10.5.1 通风策略

10.5.2 模拟验证

10.6 武汉东站

10.6.1 通风策略

10.6.2 模拟验证

10.7 南宁东站

10.7.1 通风策略

10.7.2 模拟验证

10.8 宜昌东站

10.8.1 通风策略

10.8.2 模拟验证

图表来源

参考文献

致谢2100433B

李传成编著的《大空间建筑通风节能策略》提出了与大空间建筑空间特点相结合的通风节能策略以及采用Fluent和Energy Plus对策略通风效果和能耗模拟验证的方法，并选择高架高速铁路客站为案例，对理论方法进行验证。《大空间建筑通风节能策略》强调气候作为建筑创作的出发点，空间形式与通风策略有机结合的设计方法，介绍相关研究性设计方案。适应于建筑学、建筑环境与设备工程及相关专业技术人员阅读，也是关注绿色建筑、建筑节能人士的有价值的参考资料。