基于自然采光模拟的严寒地区开放式办公建筑设计研究

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当今世界能源问题是人类面临的重要议题,建筑的能源消耗量及其庞大。办公建筑作为建筑中的重要分类,由于其数量大、规模大,能耗问题突出。其中,照明能耗占办公建筑整体能耗三分之一,更好地利用自然光资源能有效降低照明能耗,并提高办公环境舒适度。目前研究中,有针对性地对严寒地区开放式办公建筑研究的较少,且传统采光评价方式不够全面,缺少量化分析及具有针对性的设计策略。本文研究严寒地区开放式办公空间设计因素与采光性能之间的关系,文章通过国内相关外文献及研究成果的梳理、汇总,分析领域研究现状,论述了严寒地区办公建筑区别于其他气候区建筑的特征,及主要影响自然采光的各因素特征;并选取哈尔滨为严寒地区代表城市,对哈尔滨既有开放式办公建筑进行调研,总结发现其平面形态主要包括点式和板式两类,以此为依据建立严寒地区开放式办公建筑两种典型模型;通过研究与分析,选取影响自然采光性能较大的建筑设计因素为本文的研究变量,包括建筑朝向、空间尺度(进深、开间、净高)、开窗尺度(窗墙比、窗高宽比、窗数量),并分别建立其设计因素的参数范围,应用动态模拟软件Diva for Rhino作为模拟软件,以单一变量法分别对于点式办公建筑与板式办公建筑的朝向、空间尺度、开窗形式等内容进行实验制定与模拟研究,并将模拟所得结果进行整理,量化分析与研究,并建立相应的回归方程量化关系,获得自然采光与设计要素间的变化规律并量化数据,并获得采光性能的最佳参数值或范围,运用多个动态采光评价指标综合评定空间自然采光性能,并提出相应空间设计与优化策略用以期指导严寒地区开放办公空间的设计。本文的研究成果旨在为严寒地区开放式办公空间设计的理论研究提供一定的参考作用,通过本文的研究能够为今后严寒地区开放办公空间的设计实践提供设计策略与指导。
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