榆林沙地区域的绿色建筑模式研究

论文摘要

以往粗放型的建筑设计方法,在这个环境问题被高度重视的时代里显得越来越具有局限性。不分地域的千篇一律的建筑形态,更是对人性需求的粗暴践踏。为了推动绿色建筑的发展,这个时代需要一种新的设计方法。这种方法当以实现可持续发展为目标,以一种精细化、地域化的技术形态反映建筑和环境的关系。而且,这种设计方法还应当为建筑师、工程师和业主的精细紧密的配合提供平台,要易于理解、可共享、方便操作。绿色建筑模式语言的研究,就是在尝试构建这种新的设计方法。中国越来越严重的沙漠化问题,已经严重威胁到城市的人居环境。榆林地处沙漠边缘,在能源经济带动下城市的发展却受到了生态恶化的威胁。在这种脆弱的生境条件下,探索绿色建筑的发展模式便成为一种迫切的需要。榆林沙地区域,代表了这样一种语境——即是严寒地区、太阳能较丰富区、风能较丰富区、生境脆弱地区和经济发展快速区域等多重限定的交集。如何在这种多重的限定中寻求正确地绿色建筑发展方向,将成为文章思考之所在。本文对榆林沙区绿色建筑模式语言的研究,是在“建筑模式语言”理论探寻建筑普适性的研究内涵下,在“建筑与环境”关系的层面进行延伸和扩展,探索建筑对一定气候环境普适性的规律。基于建筑气候学理论,探索特定环境模式下的建筑适应性模式；基于绿色建筑形态的研究,将建筑对环境的适应模式重构为具体的设计模式语言。在这种逻辑框架内,作者结合参与的“榆林沙地林业科技产业园规划”项目的经验,首先确立了该区域绿色建筑设计的基本技术路线：最大化的被动式设计+有效地可持续能源与资源策略+技术集成的建筑模式。基于这种技术路线,本文首先依据生物气候图的方法,针对榆林市的气象数据分析得到了该地区被动式设计的基本原则：优先考虑冬季设计：1)建筑防寒保温最重要；2)充分利用被动式太阳能采暖；3)建筑设计需要考虑冬季防风。其次考虑夏季气候设计：4)考虑隔热设计；5)调控太阳辐射得热；6)利用自然通风降温；7)利用建筑蓄热降温。并且明确了五种被动式设计模式：被动式太阳房、自然通风、遮阳、蓄热降温和绿化。为了对设计师的设计工作有更直接的助益,文章将上述被动式设计策略进行了模式语言的重构。基于亚历山大“建筑模式语言”理论的研究方法和研究内涵,参考国内外绿色建筑实例,并通过绿色建筑形态层面的解析,本文提出了14条绿色建筑形态层面的设计模式语言。1)特征形体语言,包括紧凑形体,大屋盖、形体遮阳、“向阳”模式四种模式语言；2)缓冲空间语言,包括合院空间、中庭空间、封闭阳台（阴台）、边庭空间四种模式语言；3)应变界面语言,包括双层表皮、复合立面、构件化遮阳三种模式语言；4)自然构成语言,包括覆土覆沙、生土建筑、沙生植被三种模式语言。此外,本文还在“严寒地区、太阳能较丰富区、风能较丰富区、生境脆弱地区和经济发展快速区域”这种多语义前提下,探讨了榆林地域所适宜的可持续能源与资源的建筑利用模式,从主动式太阳能、风能、地热能、生物能和水资源集约利用五个方面提出相应的技术路线。最后,本文结合“榆林沙地林业科技产业园规划”项目的经验成果,以剖面图的形式将所述的模式语言和技术模式进行了集成,初步构建了四种技术集成的沙区绿色建筑模式。同时,结合两种类型建筑的概念设计方案并依赖计算机模拟手段,对相关模式语言的形态设计应用进行了初步探索。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究目的与意义
• 1.3 研究方法与内容
• 1.4 概念限定
• 1.5 论文框架
• 2 绿色建筑发展现状
• 2.1 概述
• 2.2 国外绿色建筑理论与实践
• 2.3 国内绿色建筑发展特征
• 2.4 绿色建筑模式研究
• 2.5 小结
• 3 绿色建筑的模式语言
• 3.1 建筑的模式语言
• 3.2 生态语境下的建筑模式语言
• 3.2.1 环境观念的植入
• 3.2.2 模式语言内涵的继承
• 3.2.3 模式语言研究方法的启示
• 3.3 绿色建筑模式语言的构建
• 3.3.1 绿色建筑形态解析
• 3.3.2 绿色建筑的形态语言
• 3.4 小结
• 4 榆林沙区的绿色营造路线
• 4.1 榆林概况
• 4.1.1 地理位置
• 4.1.2 环境气候
• 4.1.3 社会经济
• 4.1.4 历史环境变迁
• 4.2 榆林气候分析
• 4.2.1 建筑与气候
• 4.2.2 榆林气候分析
• 4.3 被动式设计模式
• 4.3.1 被动式采暖设计模式
• 4.3.2 被动式降温设计模式
• 4.4 沙地林业科技产业园规划方案的经验
• 4.4.1 项目背景
• 4.4.2 现场调研
• 4.4.3 方案简介
• 4.5 榆林沙区建筑营造的原则
• 4.5.1 绿色建筑设计基本原则
• 4.5.2 榆林地区绿色建筑设计的技术路线
• 4.6 小结
• 5 榆林沙地绿色建筑的模式语言发掘
• 5.1 概述
• 5.2 特征化形体模式语言
• 5.2.1 紧凑形体
• 5.2.2 大屋盖
• 5.2.3 形体遮阳
• 5.2.4 "向阳"模式
• 5.3 缓冲空间模式语言
• 5.3.1 合院空间
• 5.3.2 中庭空间
• 5.3.3 封闭阳台（阴台）
• 5.3.4 边庭空间
• 5.4 应变界面模式语言
• 5.4.1 双层表皮
• 5.4.2 复合立面
• 5.4.3 构件化遮阳
• 5.5 自然构成模式语言
• 5.5.1 覆土覆沙
• 5.5.2 生土建筑
• 5.5.3 沙生植被
• 5.6 可持续能源与资源的建筑应用模式
• 5.6.1 太阳能
• 5.6.2 风能
• 5.6.3 地能
• 5.6.4 生物质能
• 5.6.5 水资源
• 5.7 小结
• 6 模式语言的设计应用与模拟优化
• 6.1 技术集成的绿色建筑模式
• 6.2 模式语言的方案运用与模拟优化
• 6.2.1 展示类建筑的概念性探索
• 6.2.2 办公建筑绿色模式探索
• 6.2.3 方案的模拟优化过程
• 6.3 小结
• 7 结语
• 7.1 本文的结论及创新点
• 7.2 本文尚待深入与拓展的空间
• 致谢
• 参考文献
• 图表目录
• 硕士研究生阶段发表的论文和主要研究工作