【摘 要】
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随着城市化的快速进程,密集的建筑形态改变了城市地表的空间结构,极端的人工环境引发了一系列气候环境问题,人类生态系统遭受前所未有的压力。而我国沿海湿热地区城市发展迅猛,所呈现的城市形态与气候条件的冲突愈演愈烈,造成了建筑能耗的大幅增加。另一方面,快速增长的人口与学位紧缺直接导向了校园增量建设与可建设土地不足的矛盾,高密度城市区域与校园空间也将影响校园热环境。而小学建筑相较于居住建筑,其体量、布局与空
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目（52078214）；
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随着城市化的快速进程,密集的建筑形态改变了城市地表的空间结构,极端的人工环境引发了一系列气候环境问题,人类生态系统遭受前所未有的压力。而我国沿海湿热地区城市发展迅猛,所呈现的城市形态与气候条件的冲突愈演愈烈,造成了建筑能耗的大幅增加。另一方面,快速增长的人口与学位紧缺直接导向了校园增量建设与可建设土地不足的矛盾,高密度城市区域与校园空间也将影响校园热环境。而小学建筑相较于居住建筑,其体量、布局与空间组织在气候设计上具有一定程度的回应区域微气候的潜力。因此,本文将立足于典型湿热地区城市深圳的小学建筑气候空间设计,以课室单元人体热舒适作为切入点,通过案例研究、调研实测、模拟实验等定性定量的方法研究气候空间对小学建筑的节能作用机制,并构建湿热地区小学建筑气候空间的节能潜力评估方法,总结其特征规律,为该地区小学建筑的设计及其使用模式提供参考和建议。基于以上的研究目的,本文的主要研究工作分为以下几个方面:首先,对深圳地区的气候环境进行介绍分析,结合传统建筑与当代的设计实践对湿热地区的气候设计策略进行总结归纳。同时基于已有气候空间设计理论,对目前湿热地区的小学建筑气候空间子项与组合形式进行分析。（第二章）其次,尝试从湿热地区小学气候空间的作用模式出发,构建一种适用于评估该地区小学建筑气候空间节能潜力的方法。选取过渡季典型日对研究对象进行实测分析,总结其物理环境的外部空间风热环境规律,同时利用实测数据对性能模拟软件进行校验,验证主要流体力学模拟软件的科学性与可靠性。（第三章和第四章）随后,以新洲小学作为研究案例,建立了无气候空间方案与传统能耗计算工况作为对照项,验证原气候空间组合在过渡季节的节能作用与规律,同时说明在本文的节能潜力评估方法下更能体现气候空间的作用。（第五章）最后,基于原有方案所存在的秋季过渡季节能效益不明显的问题,对方案进行气候空间组合的优化,并从空间子项的位置与尺寸进行多工况对比研究,从而确定优化方案的具体气候空间物理属性。（第六章）本文利用了建筑性能模拟平台的多软件协同设计方式,聚焦于以深圳为典型的湿热地区高密度城市小学气候空间特点与作用方式,构建了以人体热舒适为核心的湿热地区气候空间节能潜力评估方法。该方法结合气候空间的作用机制,可以在建筑设计阶段量化气候空间组合方式对外部风热环境的影响以及对建筑用能空间的节能作用,给予湿热地区高密度小学设计过程的建议,给出一套适用于设计过程中反馈优化调节的设计思路与理论方法,为设计过程提供科学依据,对推动绿色建筑发展与节能减排具有一定意义。
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