新疆传统伊斯兰建筑自然通风的科学机理及设计应用研究

Xinjiang traditional Islamic architecture has formed rich natural ventilation wisdom in the response to dry and hot climate. But the existing research lacks a quantitative analysis of its natural ventilation experience, so that the modern public buildings in Xinjiang have none design methods of the natural ventilation to reference. It blindly copies the monotonous air conditioning building environment model, resulting in increased energy consumption and regional characteristics disappear. The project is aimed at the natural ventilation experience of Xinjiang traditional Islamic architecture, using scientific principles and methods for quantitative analysis and application transformation. It collects the information of the Xinjiang traditional Islamic architecture spatial elements and its winds the environment parameter to build the related databases. And then, using CFD simulation technology and the measured data, it analyzes the relationship between building space elements and natural ventilation; It quantitatively analyzes the natural ventilation scientific mechanism of Xinjiang traditional Islamic architecture, summarize the typical natural ventilation model, and determine the best value for spatial elements. At last, it screen the space model, elements and technical factors which natural ventilation design available of modern public buildings in Xinjiang, built corresponding natural ventilation design method, and apply the method to practices. It will be beneficial to scientifically understand the natural ventilation wisdom of Xinjiang traditional Islamic architecture, guide the natural ventilation design of modern architecture, and realize the green building which is comfortable, energy-saving and Inheritance characteristics in Xinjiang.

新疆传统伊斯兰建筑在应对干热气候方面形成了丰富的自然通风智慧，目前缺少对其自然通风经验的定量分析，使新疆现代公共建筑缺乏可参照的自然通风设计方法，盲目照搬千篇一律的空调建筑空间模式，造成能耗增加和地域特色消失。项目拟对新疆传统伊斯兰建筑自然通风经验进行定量分析，挖掘其科学机理并转化为设计方法指导现代建筑实践。采集新疆传统伊斯兰建筑的空间要素和环境参数，构建空间-环境关联数据库，归纳典型的自然通风空间模式；结合CFD技术和实测数据，定量分析建筑空间要素与自然通风的关系，确定空间要素的最佳取值，总结新疆传统伊斯兰建筑自然通风的科学机理；从中筛选可用于新疆现代公共建筑自然通风的空间模式、要素和技术因子，建立系统的自然通风设计方法，通过设计实践反馈并优化。研究成果有助于科学认知新疆传统伊斯兰建筑的自然通风规律，指导新疆现代公共建筑的自然通风设计，促进实现该地区舒适节能和传承地域特色的绿色建筑。

新疆传统伊斯兰建筑在应对干热气候方面形成了丰富的生态智慧，目前缺少对其自然通风经验的科学分析，使得当地现代建筑设计缺乏可参照的设计方法。本项目通过对新疆地区传统伊斯兰建筑的大量调查，采集了大量建筑的空间和气候环境数据，绘制了大量建筑的平、立、剖面图和空间数字模型，在此基础上归纳了新疆传统伊斯兰建筑自然通风的典型空间模式，并分析了这些空间模式的自然通风运作原理。项目通过对传统民居的入户访谈、问卷调查、热环境实测，以及清真寺等大空间的热环境实测和数字模拟，研究了不同类别传统伊斯兰建筑空间模式与自然通风之间的关系，进一步从大量调研案例中抽取典型建筑建立数字分析模型，通过CFD模拟技术以及参变量的调整量化典型空间模式中各设计参数的最佳取值范围，从而得出自然通风和气候适应最优时新疆传统伊斯兰建筑空间参数的设计指标。项目通过对新疆地区大量现代建筑的调查、实测和分析探讨了新疆传统建筑自然通风和气候适应性机理向现代转化的路径和方法，筛选出适用于当地现代建筑的典型空间模式和具体设计参数，并在喀什老城民居改造与和静县幼儿园等现代建筑设计项目中进行了验证和反馈。项目所建立的自然通风设计方法可为新疆地区传统建筑的保护更新以及现代地域性绿色建筑设计提供指导，对于通过被动式手段提升当地建筑设计的绿色性能，重塑新疆地区现代建筑适应气候的地域特征具有显著意义。项目所归纳的空间模式、科学机理和转化路径有望在当地公共建筑设计和民居更新中进行推广，具有良好的应用前景。