严寒地区农村住宅建筑性能整合设计研究.pdf

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1、博士学位论文严寒地区农村住宅建筑性能整合设计研究STUDYONINTEGRATEDDESIGNOFBUILDINGPERFORMANCEOFRURALHOUSEINSEVERECOLDZONES董琪哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TU241.4学校代码：10213国际图书分类号：72.01密级：公开工学博士学位论文严寒地区农村住宅建筑性能整合设计研究博士研究生：董琪导师：孙澄教授申请学位：工学博士学科：建筑设计及其理论所在单位：建筑学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU241.4U.D.C:72.01Dissert

2、ationfortheDoctoralDegreeinEngineeringSTUDYONINTEGRATEDDESIGNOFBUILDINGPERFORMANCEOFRURALHOUSEINSEVERECOLDZONESCandidate：DongQiSupervisor：Prof.SunChengAcademicDegreeAppliedfor：DoctorofEngineeringSpeciality：ArchitecturalDesignandTheoryAffiliation：SchoolofArchitectureDateofDefence：June,2018Degr

3、ee-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要严寒地区气候严酷，日照时间短，采暖周期长，农村住宅围护结构的热损失多，增加了采暖能源消耗；而室内空间天然光长时间持续利用困难，加剧了能耗、热舒适、室内光环境等多建筑性能之间的负相关作用，提高了建筑性能综合提升难度。同时，既有严寒地区农村住宅设计理论、流程与方法对多建筑性能复合考虑不足，难以有效实现设计过程多建筑性能整合的需求，导致近年来新建农村住宅仍普遍存在高能源消耗、低舒适品质的问题。论文采用调研发现问题、理论分析问题、研究解决问题、案例实践验证的研究逻辑，综合应用

4、了文献分析、问卷调查、实地测量、参数化建模、性能仿真模拟、多目标优化搜索等科学方法展开研究。论文依托国家科技支撑计划课题支持，通过展开严寒地区农村住宅实态调研，收集了农村住宅建筑与环境基本特征、农宅使用者满意度和典型农村住宅室内热环境和光环境等建筑性能信息；基于系统论、复杂性科学与耦合设计思想，提出严寒地区农村住宅性能整合设计理论；结合实测制定了严寒地区农村住宅性能整合设计目标，提出严寒地区农村住宅性能整合设计流程，并研发了性能整合设计工具；基于设计工具展开模拟实验，提出了严寒地区农村住宅性能整合设计方法及设计参量；最后通过设计并建造示范工程，对研究成果的有效性进行了在地检验。实

5、测调查研究覆盖了严寒地区三个子气候分区的21个典型村庄，获得有效问卷360份。数据分析研究基于调查数据的综合分析，揭示了严寒地区农村住宅实态和室内热环境、光环境等性能实际水平，为性能整合设计理论、流程和方法研究提供了数据支撑；性能整合设计理论研究基于地域特征数据，立足系统论、复杂性科学与耦合设计思想，从设计要素和作用机制两方面完成了理论架构，并从性能模拟和决策支持两方面论述了性能整合设计理论的技术支撑；性能整合设计流程研究基于实测调研数据，筛选了严寒地区农村住宅采光、节能和经济性能目标的计算方法，提出了包括目标制定、模拟建模和决策评价的性能整合设计流程，并通过研发的整合设计工具，

6、实现了参数化模拟建模和决策评价一体化；性能整合设计方法研究通过多建筑性能理论分析、实地测量和模拟实验，提出了形态空间、非透光围护结构、透光围护结构设计方法及设计参量；性能整合设计实践研究结合严寒地区农村住宅工程项目实践了性能整合设计流程和方法，并通过建成后实测，从光环境、热环境两个方面验证了研究成果的有效性。研究提出的性能整合设计理论、流程和方法深化了建筑设计过程对严寒地区地域特征的有效应对，提升了严寒地区农村住宅性能整合设计精度与效率，有效提高了建筑天然采光性能，显著改善了严寒地区农村住宅能效与室内物理环境品质。-I-哈尔滨工业大学工学博士学位论文研究对于推动严寒地区农村住宅“

7、节能减排”工作开展，助力“乡村振兴、建设美丽乡村家园”国家战略实施，具有一定的积极作用。关键词：严寒地区；农村住宅；性能整合设计；实测调查；多目标优化-II-AbstractAbstractTheseverecoldzonesfeatureaharshclimate,alongheatingcycleandashortsunshineduration,whichcausesmuchheatlossofthebuildingenvelopeoftheruralhouseinsuch