湿热地区古村落原真建筑环境数值模拟及保护、改造策略研究

Historic villages with high historical and cultural values, have adapted to the local climate and geographical environment accommodating residents over the years. With the development of the society, the original living environment formed under agricultural civilization can not meet the need of modern villagers. Therefore, many historic villages have become "empty villages" or been demolished, causing the loss of the precious authentic built environment. How to protect the original and authentic village environment as well as improve the living environment of the villagers has become a very important issue..This project will simulate the built environment of historic villages in moist and heat area in different historical period. The authentic development of the village environment will be revealed and the precious experiences of the ancient villagers in developing the villages to adapt the changes of the ambient environment will be investigated extensively. By doing so, we could renovate the historic villages more practically and scientifically without destroying their original and authentic built environment. Moreover, we could predict and cope with the effects of the future climate changes on the village environment to realize the sustainable development of the built environment of historic villages..The results of this project will promote the harmonious development between the historic village protection and new socialist countryside construction; furthermore, novel ideas and techniques will be presented to harmonize the microclimatic environment of building clusters.

古村落历经数百上千年的演变,至今仍居住着大量村民，这具有极高的历史文化价值。但随着社会的发展，原农耕文明条件下形成的居住环境，已不再适应现代村民的需求，以致出现"空心村"、破"旧"立"新"等现象，造成古村落原真建筑环境的丧失。所以如何既保护古村落的原真性，又响应建设社会主义新农村的号召，改善村民的居住环境，是一个重要课题。. 本课题采用数值模拟(CFD)方法，欲对湿热地区古村落各历史时期的建筑环境进行模拟，以揭示其建筑环境原真的历史发展过程，便于全面认识和传承先人为适应当地自然条件来发展古村落建筑环境的宝贵经验。以便现今在保护古村落建筑环境原真性的同时，对其建筑环境也进行更符合实际、更科学的改造。并可预测和应对未来自然条件变化对古村落建筑环境的影响，以实现古村落建筑环境的可持续发展。最终为实现古村落保护与新农村建设的和谐发展提供有效对策；还将为优化建筑群微气候环境等提供新的技术手段和方法

本课题主要围绕古村落建筑环境开展了数值模拟研究工作。首先，对我国湿热地区密集布局型和梳式布局型古村落的热环境进行了三维湍流稳态模拟。所有算例热环境模拟均采用三维物理模型，并都是根据村落的实际地形建立的。. 另外还对英国四种典型布局（绿地型，街道型，组团型，交叉道路型）的古村落微气候环境也进行了湍流模拟计算。.以上的研究工作，将前人所做“理想聚落环境”数值模拟提升到“实际聚落环境”的模拟计算。这对总结、借鉴先人在传统聚落中积淀下的与自然和谐共存的策略与经验，提供了有效的手段。另外，在某些计算域，采用“多孔介质模型”有效地解决了模拟对象规模较大所造成的计算容量超大的难题。.通过模拟分析，证明了聚落选址、布局、地形、水体、植被等对改善聚落微气候环境起着重要的作用。.另外，课题组还完善了冷巷热环境模拟的数学模型，将冷巷热环境的“静态模拟”发展到“三维非稳态模拟”， 更真实地演绎了“冷巷”被动降温的全过程。使以后冷巷的实际应用提高到一个新的水平。. 更深入的是我们还对长沙两条传统冷巷24小时的热环境进行了实测，证明传统“冷巷”确实具有良好的被动降温效果，更重要的是验证了冷巷数值模拟结果的可信度。. 总之，该课题的研究为总结传统聚落可持续发展的规划设计经验，保护和改善聚落微气候环境提供了具体的理论方法和依据。. 在本基金项目的支持下：. 课题组累计发表刊出论文3篇，其中SCI收录2篇，均发表在Energy and Buildings杂志上（SCI and EI, IF=2.679）; 还发表国际会议论文1篇；. 培养了1名博士和1名在读硕士研究生；. 参加国际/国内会议2次；. 组织和参与国际交流活动2次；. 申请实用新型专利1项，获授权1项。.　通过一系列学术活动，提高了课题组在传统建筑环境研究领域的知名度，而且也缩短了课题组与国际最前沿科研水平的差距。