研究目标是提出基于模拟技术的系统化低碳建筑设计方法,基本思想是把节能减排作为建筑方案设计的理念,本着"被动优先、主动辅助"的原则,综合运用物理模拟、数字模拟、数理分析等方法,控制设计对象的布局与形体生成,调整优化方案,使低碳策略落实在设计过程的开端。研究内容包括基于模拟技术的被动式低碳建筑设计方法;整合主动技术的低碳建筑设计方法及其模拟预测;以模拟技术为依托的低碳建筑量化评价标准;通过案例分析诠释并修正研究成果。项目特色在于系统化地整合低碳设计策略、低碳技术,通过模拟保证建成结果的科学性。研究意义在于变革建筑师的固有设计理念,以环境友好、节能减排为出发点,提供设计创新的动力;为建筑师提供卓有成效的低碳建筑设计策略,提供系统化、可靠性强、易于操作的低碳建筑设计方法和辅助工具;带动模拟软件、实验设备、低碳材料、低碳技术等产业的发展;促使低碳建筑评价标准建立在量化基础上,具有科学性和灵活性
Low Carbon Building;Simulation Technology;Design Approach;Assessment Standard;
在系统梳理我国绿色建筑、节能减排的研究和实践成果的基础上,针对存在的问题,提出“基于模拟技术的系统化低碳建筑设计方法”这一课题。课题研究内容包括以下方面1)基于模拟技术的被动式低碳建筑设计方法以贵州、西北、闽粤、江浙民居为研究对象,运用数字模拟技术量化分析传统民居的被动式生态策略,并将研究所得用于当代地域性低碳建筑实践;对国内外优秀低碳建筑案例进行数字模拟研究,总结归纳针对建筑单体的系统化的低碳建筑设计方法。2)整合主动技术的低碳建筑设计方法及其模拟预测对典型低碳建筑中的主动技术进行分析,总结主动技术的类型和应用方法,归纳主动技术与形式创新的内在逻辑;提出整合参数化设计与绿色建筑思想的融合设计方法,提出融合设计的流程和三种设计模式,基于量化分析平衡主被动技术。3)规划层面的节能减碳设计方法和系统化的数字模拟技术研究将Google SketchUp与能耗模拟软件HTB2链接,建立规划尺度的整体能耗和碳排放模型,为低碳规划设计提供有效的方法;课题研究了低碳校园规划和设计策略。4)性能导向的绿色建筑评价标准和碳排放计量方法针对我国现行《绿色建筑评价标准》中存在的问题,提出基于性能表现的绿色建筑评价标准框架;对LEED标准的基准和权重体系进行深入研究,为我国相关基准和权重的设置提供借鉴;提出基于建筑全生命周期理论的低碳建筑评价标准,开发了建筑LCA碳排放核算模型和评价软件,弥补了我国现行绿色建筑评价标准中没有碳排放评价的缺陷。5)案例研究与示范工程将研究成果用于低碳建筑设计研究与示范工程,选取城市规划、城市设计、建筑单体、既有建筑改造等案例,详细阐述基于模拟技术的低碳设计方法,在不同尺度的方案设计与优化中诠释这一创新性的设计方法。本项目共发表文章18篇、正在编辑书稿1部,已签订出版合同;获得软件注册权1项;示范工程获得绿色建筑二星级评价、教育部2015优秀勘察设计二等奖、天津市2015优秀勘察设计节能专项奖、国家行业奖提名奖;指导研究生在该领域的竞赛中多次获奖;毕业博士生8名、硕士生12名。研究成果将为设计师提供系统化、可靠性强、易于操作的低碳建筑设计方法和辅助工具;提供设计创新动力并带动模拟软件、实验设备、低碳技术等产业的发展;促使低碳建筑评价以性能为导向,建立在量化分析的基础上。