新疆农村建筑热环境设计方法及其应用研究

High energy consumption with disappointing Thermal Environmental is one of most urgent problem of Xinjiang Rural House. This problem cannot be solved by existed theory and methods of Energy-saving building for these reason:1. The Temperature gradient within the flat of one house; 2. Temperature difference between spaces within the Vertical .3. Temperature difference between the outdoor and indoor building environment. This research, taking the Xinjiang Rural House as a case study, focuses on the Thermal Environmental Design Method. The research program is divided into three parts: (1)On the basis of the field research, the database of human thermal comfort is translated to a precise Coordinate system with time and place as axis, and a human thermal adaptation database in multi-source and multi-scale time is established.(2) Using Gray Correlation analysis and Statistical analysis, a mathematical model with response time-sequence is structured, and the paradigm thermal adaptation is addressed in Northwest region.(3)Based on the hierarchical and Periodical region information system, A Conceptual Model of Periodicity Thermal Adaptation is established, by Multiple linear regression analysis. Aimed at an Architectural design theory and methods with multi-level roomage, this research will Optimize the multi-level thermal environment, lead the Lifestyle of Utilization of all spaces in Xinjiang Rural House, and realize the Healthy, comfortable, energy efficient house.

耗热量大而室内热环境差是新疆农村建筑的节能问题，现有节能建筑设计理论和方法仅适用于采用供暖/空调建筑的均匀温度场，而新疆建筑热环境具有多层次的特点：1.分区采暖模式形成室内热环境水平向温度梯度；2.小范围纳凉空间营造室内热环境竖向温差；3.室内、外综合利用的生活方式形成各类热环境巨大差异。为此，本研究拟开展与层次热环境相适应的建筑设计方法研究，共有三部分内容：1.调查人体热舒适需求，建立室内耗热和非耗热空间、室外过渡和露天空间的“空间-热舒适”指标系统；2.量化各类空间中建筑要素的热环境调节范围，剖析建筑要素的热环境作用规律，揭示层次空间的气候调节机理；3.确立不同气候条件下建筑要素的节能设计取值范围，并探索可能的空间组织模式和围护结构体系，形成建筑概念设计方案。研究旨在建立一套层次空间设计理论和方法，优化现有的多层次热环境，并引导新疆居民延续多样空间综合利用的生活方式，实现舒适的节能建筑

建筑耗热量大而室内热环境差是新疆农村建筑的节能问题，现有节能建筑设计理论和方法仅适用于集中供暖/空调建筑的均匀温度场，不能完全适用于具有多样化热环境特点的新疆农村建筑。本研究对新疆农村建筑热环境设计进行了系统探索与实践，主要完成五部分内容：（1）文献研究梳理新疆农村建筑模式，现场调查典型新疆农村建筑的能耗特征，总结“时-空”间歇用能规律，分析用能方式与建筑能耗协调抑制关系，提出新疆农村建筑节能问题与有效途径；（2）问卷调查新疆农村民居热舒适感，评估“移居”行为模式对热舒适反应的影响，揭示干热气候人体热适应机理，提出新疆农村建筑热舒适环境参数指标；（3）现场测试典型新疆农村建筑热环境，分析室内热环境的梯级分布特征，揭示新疆农村建筑梯级热环境调节机制，提出新疆农村建筑热环境关键问题；（4）采用热环境分类法，提出通过农村建筑村落空间、庭院空间、建筑空间设计优化热环境的方法，运用数值模拟分析，建立和校验典型新疆农村建筑数值模型，提出间歇采暖房、间歇制冷房、采暖/制冷两用房间的围护结构热工性能组合方案与构造体系；（5）开展“吐鲁番市安居富民示范项目”，提出通过交通、景观规划营造住区舒适热环境，通过递进式空间设计、“土坯-混凝土”结构结构体系设计、生土围护结构构造设计，以及被动式策略组合优化，营建舒适庭院和室内热环境的方法，形成一套适用于吐鲁番农村地区的建筑设计方案，并建成两栋示范建筑，热环境与能耗评价良好。本研究有利于引导新疆农村建筑延续多样空间综合利用的生活方式，实现健康、舒适的节能建筑，对我国低能耗农村建筑设计具有重要意义。