湿热地区高层办公建筑热缓冲空间的参数化优化设计研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:BBQChris
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热缓冲空间在湿热地区普遍存在,因其具备舒适性、丰富建筑形态、有效改善建筑整体环境和节能的特性在建筑设计中获得广泛认可和应用。目前因缺少热缓冲空间优化设计方法,难以满足绿色优化设计需求,达到较高的空间设计品质。为实现高效合理的性能评价与优化,亟需开展优化设计方法的研究,开发优化设计平台。本研究以广州地区典型高层办公建筑中的热缓冲空间为研究对象,针对常见的镶嵌式和包裹式空间形制,以提升空间舒适性和视线丰富性、降低所在建筑能耗为目标,明确性能评价方式和计算模型、提炼性能影响因素、开发优化设计平台、探讨各因素对性能的影响规律。基于人机交互理论,采用参数化平台Grasshopper、性能模拟工具Ladybug Tools和python语言开发参数化优化平台。平台包括建筑环境信息、方案性能评价计算和方案优化与输出三大模块,设计师通过信息输入端和方案输出端与平台互动,实现性能指标、优化参数的灵活调整。通过多目标优化,生成了多种可供设计师选择的形态方案,性能可实现1.37%到36倍的改善程度,有效地提升了热缓冲空间的设计效果。优化策略以设计参数对单一或多个性能的影响程度排序和取值的结果呈现。设计中应重点关注关键性参数。如,为实现空间舒适性的镶嵌式的热缓冲空间优化,应重点关注开口率、面积约束系数、形式和立面位置,设计优先级和取值建议为:较小的开口率>较小的面积约束系数>较小的高深比>较小的长深比、内凹式>立面底部布置>较少的数量>南向布置>平面中部布置。再如,为实现空间舒适性和视线丰富性的包裹式的热缓冲空间权衡优化,应重点关注进深、形式和立面位置,设计优先级和取值建议为:较大的进深、单\双廊式>立面中下部布置>南向布置>较多的数量。本研究开发的优化平台和提出的设计策略,经案例验证均可以指导热缓冲空间的设计,提高设计效率和准确性,加强对复合性能的权衡考虑,为高层办公建筑的形态设计提供思路,为湿热地区热缓冲空间的设计奠定坚实的科学基础。
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