寒冷气候区低能耗公共建筑空间设计理论与方法

The energy consumption of public building is much higher than residential building in the cold climate region, which made it a key point and has not been solved yet in building energy conservation research. Meanwhile, improper space design in public building causes a decline in environmental comfort level and increase building energy consumption. China has enacted all sorts of Design Standard for Public Buildings and for its Energy Efficiency, though the architecture design and energy efficiency are not well combined. Unlike the traditional design methodology which only focused on "Function" and "Form", this research focus on both space design and energy consumption in public building design. Based on clarifying the inter-influence mechanism of energy consumption and environment comfort level in public building, targeting at encouraging creative design by coordination system of space optimal design and energy efficiency design, this research studies the integrated design methodology of public building space in cold climate region, concludes the integrated strategy of space design and energy efficient technology, develops digital collaborative design platform. The concluded new design theory and methodology of public building space with low energy consumption in cold climate region, provide scientific basis for improving design standards of public buildings and relevant Energy Efficiency design standards, provide a theoretical basis and technical support for design of public building with Low-Energy-Consumption in China.

寒冷气候区的公共建筑运行能耗远远高于居住建筑，是建筑节能的重点。不合理的公共建筑空间设计，导致环境舒适度的降低和建筑运行能耗的增加。我国已相继颁布各类公共建筑设计规范和节能设计标准，然而在对这些规范标准的贯彻实施过程中，却普遍存在着节能设计滞后于建筑设计、节能技术与建筑空间结合生硬等现象。本项目突破以“功能”和“形式”为主导的传统建筑设计思路，结合“能耗”要素，以寒冷气候区公共建筑空间与能耗和环境舒适度的相互影响机理之研究为基础，以优化空间设计与节能设计的协调机制而激励建筑创新为目标，研究寒冷气候区公共建筑空间综合设计方法、空间设计与节能技术的整合策略及数字化协同设计平台的建构。最终形成寒冷气候区低能耗公共建筑设计的新理论和新方法，为完善和修订我国公共建筑设计和节能相关规范标准提供科学依据，为我国低能耗公共建筑设计实践提供理论基础和技术支持。

传统的公共建筑设计主要基于功能形式原则，缺乏生态和节能意识。建筑创作的核心内容“空间”作为影响能耗的主要因素考虑不足，没有形成系统的公共建筑空间节能设计的理论与方法。本项目在以“功能”和“形式”为核心的传统建筑理论和设计方法体系中，融合“能耗”这一设计要素，针对我国寒冷气候区，开展系统的公共建筑空间节能设计的理论与方法研究。在寒冷气候区既有公共建筑空间能耗和环境舒适度、公共建筑空间与能耗和环境舒适度的相互影响机理的两项基础研究工作的基础上，完成了四项核心研究内容：寒冷气候区低能耗公共建筑空间设计的理论体系研究、寒冷气候区低能耗公共建筑空间综合设计方法研究、寒冷气候区低能耗公共建筑空间设计与技术整合策略研究、以及寒冷气候区低能耗公共建筑空间数字化协同设计平台研究。实现了以优化空间设计与节能设计的协调机制而激励建筑创新为目标的，寒冷气候区公共建筑空间综合设计方法、空间设计与节能技术的整合策略、及数字化协同设计平台的建构。.课题研究已完成既定目标，实现了理论突破和方法创新。研究成果包括高质量的学术专著和学术论文，广泛的国际交流与合作，以及创新人才培养等。低能耗公共建筑空间设计的理论、方法和技术体系广泛应用于设计实践，节能效果显著，并多次获国家级设计奖项。本研究整合以功能形式为导向的建筑空间设计方法和以“被动优先”为原则的建筑节能设计策略，以寒冷气候区公共建筑空间参数与能耗和环境舒适度的相互影响机理之基础研究为依据，构建低能耗公共建筑空间设计理论和方法体系，是对现有设计理论和设计方法的拓展和提升，对建筑学科的整体发展、持续发展具有重要的科学意义。该研究具有系统性、前瞻性、可实施性,为我国达到节能减碳目标,实现环境保护、资源节约、节能减排、提高社会生活质量起到关键作用，具有重要的社会效益。