本書針對我國西部高原(太陽能富集地區(qū))的城鎮(zhèn),探討太陽能資源利用潛力最大化目標下住區(qū)建筑、場地、綠地的布局及形態(tài)設(shè)計導(dǎo)控機制及評價指標。首先,從日照資源在住區(qū)不同界面微觀分布的量化評估入手,將“技術(shù)領(lǐng)域”的氣候資源利用研究,轉(zhuǎn)化為“設(shè)計領(lǐng)域”的形態(tài)布局優(yōu)化研究,有利于充分發(fā)揮“設(shè)計”在日照資源利用中的潛在巨大作用。通過系統(tǒng)分析日照資源利用的形態(tài)設(shè)計導(dǎo)控機制,進而構(gòu)建簡明易操作的形態(tài)設(shè)計導(dǎo)控指標,對完善住區(qū)設(shè)計標準提供系統(tǒng)化的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐,為住區(qū)日照利用相關(guān)創(chuàng)新設(shè)計實踐提供決策引導(dǎo)。
本書針對我國西部高原典型城鎮(zhèn),分析住區(qū)形態(tài)布局對日照資源獲取、利用的影響,以及與日照資源獲取、利用相關(guān)的住區(qū)形態(tài)布局設(shè)計導(dǎo)控指標。主要目的在于,從日照資源在住區(qū)不同界面微觀分布的量化評估入手,將“技術(shù)領(lǐng)域”的氣候資源利用研究,轉(zhuǎn)化為“設(shè)計領(lǐng)域”的形態(tài)布局優(yōu)化研究,以充分發(fā)揮“設(shè)計”在日照資源利用中的作用。
本書內(nèi)容基于西北工業(yè)大學(xué)國際合作“可持續(xù)建筑與環(huán)境”研究團隊主持承擔的如下科研項目:①國家自然科學(xué)基金面上項目——基于日照評估的西部高原城鎮(zhèn)住區(qū)形態(tài)設(shè)計導(dǎo)控機制與指標研究(52078422);②國家自然科學(xué)基金青年項目——面向方案階段的西部太陽能富集區(qū)城市住宅多目標優(yōu)化設(shè)計研究(51908463);③“十三五”國家重點研發(fā)計劃項目子課題——西部太陽能富集區(qū)城鎮(zhèn)居住建筑綠色設(shè)計的過程導(dǎo)控與評價研究(2016YFC070020802)。
本書分為五章:第1章概述,簡要介紹城鎮(zhèn)住區(qū)日照資源利用與形態(tài)布局設(shè)計導(dǎo)控研究的背景及現(xiàn)狀,以及形態(tài)布局設(shè)計導(dǎo)控指標構(gòu)建的需求、原則、相關(guān)概念及路徑;第2章西部高原典型城鎮(zhèn)住區(qū)現(xiàn)狀調(diào)研,包括對蘭州、西寧及拉薩既有城鎮(zhèn)住區(qū)形態(tài)布局的實地調(diào)研及模型構(gòu)建;第3章蘭州城鎮(zhèn)住區(qū)日照獲取潛力及設(shè)計導(dǎo)控;第4章西寧城鎮(zhèn)住區(qū)日照獲取、利用潛力及設(shè)計導(dǎo)控;第5章拉薩城鎮(zhèn)住宅多目標優(yōu)化設(shè)計導(dǎo)控。全書總體從日照資源獲取、利用的視角對蘭州、西寧和拉薩城鎮(zhèn)住區(qū)及住宅建筑設(shè)計導(dǎo)控的指標進行分析。本書第1章由劉煜、劉奕主筆起草;第2~5章由劉奕、文婷、雷云菲主筆起草,劉煜修訂完善;西安建筑科技大學(xué)劉博參與第2章第2.3節(jié)及第5章的軟件模擬復(fù)核、圖表重繪及文字修訂;西北工業(yè)大學(xué)王曉艷參與書后參考文獻修訂、宋郭睿參與部分圖的繪制;全書由劉煜統(tǒng)稿。參與本書相關(guān)項目研討的主要有西北工業(yè)大學(xué)王晉、鄭武幸、邵騰等老師,以及王敏、郝上凱、楊瀟靜、李文強、宋郭睿、王曉艷等學(xué)生。此外,參與合作研討的還有日本橫濱國立大學(xué)Cho Seigen(張晴原)教授、新加坡國立大學(xué)Heng Chye Kiang(王才強)教授、英國利物浦大學(xué)David Hou Chi Chow(周厚智)副教授和杜江濤副教授,以及新加坡太陽能研究所Ji Zhang(張冀)高級研究員等國際專家。
本書力圖從日照資源獲取和利用的視角,為西部高原城鎮(zhèn)住區(qū)形態(tài)布局設(shè)計提供參考。限于作者能力,同時作為階段性成果,書中難免存在不足之處,誠懇期待關(guān)心城鎮(zhèn)住區(qū)形態(tài)布局設(shè)計及日照資源獲取和利用的專家、學(xué)者、設(shè)計人員及運營管理人員等批評指正。
作者2023年4月
澳大利亞新南威爾士大學(xué)(UNSW)博士。西北工業(yè)大學(xué)建筑系教授、國際合作可持續(xù)建筑與環(huán)境研究所(SBERI)所長。澳大利亞悉尼科技大學(xué)(UTS)訪問學(xué)者、瑞典皇家理工學(xué)院(KTH)高級訪問學(xué)者。歷任西工工業(yè)大學(xué)建筑系主任、建筑設(shè)計研究所所長、力學(xué)與土木建筑學(xué)院副院長等職。主要研究方向為綠色、生態(tài)及可持續(xù)建筑。近年來主持國家自然科學(xué)基金項目、國家13.5重點研發(fā)計劃項目子課題、國家12.5科技支撐計劃項目子課題、住建部科技計劃項目等國家和省部級以上科研課題9項、國際合作及其他科研課題23余項。發(fā)表學(xué)術(shù)論文140余篇,主編/參編中英文學(xué)術(shù)專著7部、教材5部、標準等7部,獲授權(quán)專利6項。獲得華夏建設(shè)科學(xué)技術(shù)獎,陜西省科學(xué)技術(shù)獎、陜西省高等學(xué)?茖W(xué)技術(shù)獎,陜西省自然科學(xué)優(yōu)秀論文,SB19國際會議*佳大會報告等獎勵。任Japan Prize特邀國際評委、國際期刊《Natah-Space》《Architectural Science Review 》 《Renewable & Sustainable Energy Reviews》 特邀編委;任科技部國際科技合作計劃項目評審專家、國家科學(xué)技術(shù)獎評審專家、教育部科技進步獎評審專家、國家留學(xué)基金委公派訪問學(xué)者項目評審專家、陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計劃項目評審專家、陜西省高等學(xué)?茖W(xué)技術(shù)獎評審專家、陜西省綠色建筑評價標識專家委員會專家等。
1.1城鎮(zhèn)住區(qū)日照獲取和利用設(shè)計的背景002
1.2日照資源利用設(shè)計導(dǎo)控研究的現(xiàn)狀005
1.3設(shè)計導(dǎo)控的指標構(gòu)建016
第2章西部高原典型城鎮(zhèn)住區(qū)現(xiàn)狀調(diào)研
2.1蘭州市住區(qū)現(xiàn)狀調(diào)研024
2.2西寧市住區(qū)現(xiàn)狀調(diào)研036
2.3拉薩市住區(qū)現(xiàn)狀調(diào)研047
第3章蘭州城鎮(zhèn)住區(qū)日照獲取潛力及設(shè)計導(dǎo)控
3.1住區(qū)布局對日照獲取潛力的影響054
3.2住宅及住區(qū)朝向?qū)θ照斋@取潛力的影響065
3.3住宅形體對日照獲取潛力的影響074
3.4蘭州城鎮(zhèn)住區(qū)設(shè)計導(dǎo)控要點082
第4章西寧城鎮(zhèn)住區(qū)日照獲取、利用潛力及設(shè)計導(dǎo)控
4.1模型構(gòu)建與軟件模擬084
4.2不同容積率、密度下的住區(qū)日照獲取潛力087
4.3相同容積率、密度下的住區(qū)日照獲取潛力095
4.4不同布局下住宅立面的日照利用潛力097
4.5住區(qū)綠地的日照獲取潛力150
4.6日照獲取潛力調(diào)整優(yōu)化的案例分析164
4.7西寧城鎮(zhèn)住區(qū)設(shè)計導(dǎo)控要點173
第5章拉薩城鎮(zhèn)住宅多目標優(yōu)化設(shè)計導(dǎo)控
5.1分析模型構(gòu)建176
5.2設(shè)計參數(shù)、優(yōu)化目標及方法178
5.3單一設(shè)計參數(shù)與日照輻射量的關(guān)系179
5.4單一設(shè)計參數(shù)與住宅性能的關(guān)系186
5.5多目標優(yōu)化分析193
5.6拉薩城鎮(zhèn)住宅設(shè)計導(dǎo)控要點204
參考文獻206
附錄A圖索引213
附錄B表索引225