（城市规划与设计专业论文）寒冷地区住区组团布局的微气候适应性研究.pdf

1，11 s t u d y t h ea d a p t a b i l i t yb e t w e e nm i c r o - c l i m a t ea n d b u i l d i n gc l u s t e ri nc o l dz o n e ad i s s e r t a t i o ns u b m i t t e df o rt h ed e g r e eo fm a s t e r c a n d i d a t e ：w ux i a o d o n g s u p e r v i s o r ：p r o f h u ox i a o p i n g c h a n g a nu n i v e r s i t y , x i a n ，c h i n a 2 6844帆7 1y 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究 工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出 重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任 何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：羹j 滗每 加年6 月夕日 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权 利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：墨雌 别) 年6 月9 日 导师签 加年函月膨日 摘要 住区组团布局与地域微气候条件关系密切，研究微气候条件下的寒冷地区住区组 团的适应性，对于该地区建筑全生命周期内总能耗降低、住区使用舒适性有着实际意 义。在场地规划布局阶段，以满足居住人群使用过程中动态舒适度为目标点出发，采 用技术软化与技术适应性原则，通过调节室外微气候对于住区组团的综合影响，寻找 合理有效的应对策略用以促进住区组团规划的合理性、目标性与适应性。 本文应用聚落地理学、建筑环境控制学、城市生态学等相关阐述与理论进行规划 特征综合研究。从城市住区组团的空间形态出发，基于局地微气候的合理性的研究， 从组团规划布局各要素几何特征、组团空间形态界面、组团空间填充物分布及特点等 方面，研究住宅组团布局对组团居民居住心理舒适度、微气候环境所产生的正作用及 局地微气候对于组团布局起到的反作用，从而得到间距、高度比等量化的规划因子评 价指标体系。并考虑了寒冷地区组团布局具有地域分布特殊性、组团要素多层次性、 能源利用多目标性、季节变化差异性等特点，从寒冷地区住区建筑适应微气候角度出 发，研究太阳辐射利用、风环境组织、下垫面构成比等微气候调节方法，进行组团布 局的综合设计。应用建筑物理学、高等传热学、城市气候学等理论，从地形和微气候 热环境角度综合推导出寒冷地区可降低建筑能耗条件下的不同组团布局特征，从场地 区域分析、组团方案规划、组团方案评价三个主要过程进行太阳辐射、风环境、下垫 面设计研究的量化分析与确定，试图为今后该地区城市住区组团规划设计提供借鉴和 热环境设计参考。 本文通过采用c f d ( c o m p u t a t i o n a lf l u i dd y n a m i c s ，计算流体力学) 模拟，b i m ( b u i l d i n gi n f o r m a t i o nm o d e l i n g ，建筑信息模型) 信息模型等处理方式，对于寒冷地 区的代表性城市的若干住区组团设计进行理论数据模拟，以西安为代表的寒冷地区平 原城市具体项目进行冬季、夏季以及过渡季节的定量试验，以寻找其空间布局适应性 特征，并对住区居民专项调研样本数据进行分析、比对，将其结果结合模拟试验，探 讨并归纳寒冷地区住区气候适应性实践过程主要因子以及实现途径，寻找量化的依据， 为进一步提高寒冷地区住区组团布局合理性提供理论的支撑。 关键词：寒冷地区，组团布局，微气候，适应性，c f d ，模拟，动态舒适度 国家自然科学基金资助项目： 城市街谷热环境及控制机理研究( 资助号：5 0 6 0 8 0 0 3 ) a b s t r a c t 木 t h e r ea r ec l o s er e l a t i o n s h i pb e t w e e nm i c r o c l i m a t ea n db u i l d i n gc l u s t e r a n dt h e r eh a v e a l li m p o r t a n tm e a n i n gf o rd e c r e a s et h ee n e r g yc o s ta n ds u s t a i nd e v e l o p m e n ti ns t u d yt h e a d a p t a b i l i t yb u i l d i n gc l u s t e ri nc o l dz o n e i nt h eu r b a nd e s i g ns t a g e ，s t u d yf r o md w e l l e r sc o m f o r tl e v e l ，r e g u l a t et h eo u t d o o r s m i c r o c l i m a t ei n f l u e n c eo ft h ec l u s t e r , l o o kf o rs t r a t e g y 、砘me f f e c t i v e l ya n dr e a s o n a b l et o t h i sp a p e rs t u d yt h es y s t e ma p p l i c a t i o nt h e o r i e sa st h ec i t yc l i m a t o l o g y , t h es e t t l e m e n t o fg e o g r a p h y , t h ea r c h i t e c t u r ee n v i r o n m e n tc o n t r o lo ft h eb u i l d i n gw e a t h e rl e a r na n dc i t y e c o l o g y se r e l i v ea na r e as e tt h es p a c ea p p e a r a n c eo ft h ec l u s t e rt os e to u tf r o mt h ec i t y , a c c o r d i n gt ot h er e s e a r c ho ft h er a t i o n a l i t yo fm i c r o c l i m a t e ，t h ec l u s t e ri sf r o mt h es e tu p s e v e r a lt h ec l u s t e rs p a c ea p p e a r a n c ei n t e r f a c eo ft h ec h a r a c t e r i s t i c ，c l u s t e rs p a c ef i l lat h i n g t od i s t r i b u t ea n dc h a r a c t e r i s t i c se t c ，s t u d yar e s i d e n c ec l u s t e rl a y o u tw i l lc o n s u m et h e c l u s t e rr e s i d e n t s c o m f o r tl e v e l ，p o s i t i v ef u n c t i o na n dc e r t a i nr e g i o nm i c r o c l i m a t cp r o d u c e b ym i c r o c l i m a t er i s e st ot h ec l u s t e rl a y o u to fa d v e r s ee f f e c t , g e tt h u st h eq u a n t i t yt u r no f e v a l u a t i o ni n d e xs i g ns y s t e m ，c a ng i v et h el e a do fc l u s t e rd e s i g na n dc a nk e e po na d e v e l o p m e n to f t h em o r ec o m f o r tl e v e lf o ra r e r t i m e c o n s i d e rt h ec o l dr e g i o nc l u s t e rl a y o u th a st h es p a c em i c r o c l i m a t eo b v i o u sr e g i o n s p e c i a l ，d e s i g nt h ec l u s t e rm a i nf a c t o rm u l t i l a y e r , t h ee n e r g ym a k e su s eo fm a n yt a r g e t s ， s e a s o nv a r i e t yd i f f e r e n c ee t c c h a r a c t e r i s t i c s ，t h i st e x tr i v e da na r e ab u i l d i n gt oa d a p t m i c r o c l i m a t ea n g l et os e to u tf r o mt h ec o l dr e g i o na n dm a i n l yr a d i a t e df r o mt h es a i lo f e x p l o i t a t i o n , b r e e z ee n v i r o n m e n to r g a n i z a t i o ne t c c e r t a i nr e g i o nt h em i c r o c l i m a t er e g u l a t e o fm e t h o d , c a r r yo nt h ec o m p r e h e n s i v ed e s i g nt h a tas e to fc l u s t e rs e tu p t h i sa p p l i c a t i o nb u i l d i n gp h y s i c a l ，h i g l l l yt r a n s m i t s ，t h et h e o r i e so ft h ec l i m a t o l o g y , c o m p r e h e n s i v ec o n s i d e r a t i o ng e o g r a p h ya n dw e a t h e ro fc h e c ka n ds u p e r v i s i o n , d e d u c ea c o l dr e g i o ns e tc l u s t e rs e tu po fe a c hs i n g l eb u i l d i n gb ea p a r tf r o mc a l c u l a t i o nf o r m u l aa n d b u i l du pd i f f e r e n tc l u s t e rm o d e lt od e s c e n dt h es u nr a d i a t i o na n de n v i r o n m e n to fp h y s i c a l m o d e l ，s e tu pm o d et om a k eu s eo ft h es u nr a d i a t i o na n dr e a s o n a b l et oo r g a n i z ew i n d e n v i r o n m e n tt op u tf o r w a r dam e t e r e db a s i sf o rt h ed i f f e r e n tc l u s t e r f i n a l l yt a k ex i a l la sa n e x a m p l e ，p u tf o r w a r dt h et h r e ep r o c e s s e s ，i ti n c l u d eu r b a np l a na n a l y s i si nt h es i t ed i s t r i c t , c l u s t e rl a y o u ta n dd u s t e rp r o j e c te v a l u a t e t h em a i nm e t h o d sb eu s e di nt h i st e x ti n c l u d es i m u l a t i o no fc f d ，b i mi n f o r m a t i o n m o d e le r e r e p r e s e n t a t i v e sc i t yo ft h ec o l dr e g i o nc a r r yo nat h e o r i e sd a t ae r n u l a t i o n , a n d t a k ex i a na sar e p r e s e n t a t i v eo fc o l dr e g i o np a r t so fi t e m si no ft h et y p i c a lm o d e ls e tu pa w a yc a l t yo nw i n t e r , i ns u n l m g ra n dt r a n s i t i o ns e a s o no ft h e 丘x e da m o u n to f t h es p a c ew i n d f i e l d ，s u n s h i n e ，t e m p e r a t u r e ，d e g r e eo fh u m i d i t y , g e tad i s s i m i l a r i t yl i v ea na r e as e tc l u s t e r s p a c el a y o u tt h e c e r t a i nr e g i o np r o d u c em i c r o c l i m a t ew i t hl o o kf o ri t s s p a c ec l u s t e r a d a p t a b i l i t y , a n dp a s sa r e ar e s i d e n t so fp a r t i c u l a r l yi t e mi n v e s t i g a t i o nt h es a m p l ed a t ac a r r y o na n a l y s i s ，r e s e a r c hr a t i ot o ，p a s sa n a l y s i se m u l a t i o no fr e s u l ts t u d ya n di n d u c e dc o l d r e g i o nl i v ea r e aw e a t h e rt h ef u l f i l l m e n tp r o c e s so f t h ea d a p t a b i l i t ya n dc a r r yo u tp a t h , l o o k f o rt h eq u a n t i t yt u r no fb a s i s ，f o rf u l t h e rr a i s ec o l dr e g i o nl i v ea na r e as e tc l u s t e rl a y o u tt h e r a t i o n a l i t yp r o v i d et h e o r i e so fp r o pu p k e yw o r d ：c l o dz o n e ；b u i l d i n gc l u s t e r ；m i c r o - c l i m a t e ；a d a p t a b i l i t y ；c f d ；s i m u l a t i o n ； d y n a m i cc o m f o r t1 e v e l n en a t i o n a ln a t u r a ls c i e n c ef o u n d a t i o no fc h i n a ： r e s e a r c ho nt h et h e r m a lp r o c e s sa n di t sc o n t r o lm e c h a n i s m so fu r b a ns t r e e tc a n y o n i ns u m m e r ( i t e mn o ：5 0 6 0 8 0 0 3 ) i v 第一章绪论 目录 1 1 1研究背景1 1 1 1 绿色建筑与建筑节能3 1 1 2 相关学科研究4 1 2研究目的与意义6 1 2 1研究目的6 1 2 2 研究意义6 1 3研究目标7 1 3 1 存在的主要问题7 1 4研究方法与组织结构8 第二章城市气候与微气候。 1 1 2 1城市与气候学1 1 2 1 1城市空间形态与城市住区组团空间1 l 2 1 2 城市气候学。1 4 2 1 3 城市与住区组团的气候适应性1 6 2 2寒冷地区城市气候特征。2 0 2 2 1 寒冷地区的范围、气候特征2 0 2 2 2 寒冷地区热环境特征2 l 2 2 3 城市太阳辐射特征。2 3 2 3微气候要素与特征2 5 2 3 1主要气候特征的概念2 5 2 3 2 规划设计实践中的气候适应性。2 5 2 3 3 人与建筑。2 7 第三章住区组团演变与发展模式 2 9 3 1住区组团特征2 9 3 1 1住宅群体空间组织31 3 1 2 住区容积率确定的要素。3 2 v 3 2住区组团发展模式3 3 第四章住区区组团微气候环境的分析与实测验证 4 1微气候热环境对组团的影响因素。3 5 4 1 1 理论模型设计原理3 5 4 1 2 太阳辐射能对于城市住区热能的交换3 6 4 1 3 城市住区太阳辐射特点。3 6 4 1 4 地理特征不同的影响。4 3 4 1 5 海拔高度不同的影响4 4 4 2建筑体型调研。4 5 4 3 建筑风环境的基本设计要素。4 9 4 3 1建筑形式和位置需要满足以下的要求：4 9 4 3 2 组团空间风环境研究4 9 4 3 3组团自然风场的物理机制5 0 4 4不同下垫面的热环境模拟。5 5 4 4 1 植物地被的微气候影响。5 5 4 5组团内热环境分析小结5 9 4 6 组团微气候适应样本形态的实测分析5 9 4 6 1实例分析。6 0 4 6 2 实例分析小结。6 l 第五章组团空间布局微气候环境模拟 5 1 组团空间下不同围合方式的热环境模拟6 3 5 2组团空间下不同围合方式的风环境模拟6 3 5 2 1 行列式住宅风环境分析6 4 5 2 2 周边式住宅风环境分析6 7 5 2 3点群式6 9 5 3高层周边微气候的风环境影响7 0 5 3 1无裙房情况下的高层建筑与多层组合。7 l 5 3 2 裙房情况下的高层建筑与多层组合7 3 5 3 3高层组团布局结论：7 5 5 3 4 组团道路布局以及宅间形成的街谷所产生的微气候变化7 5 5 4实证分析检验：7 9 5 4 1 方案一研究分析7 9 5 4 2 方案二研究分析8 2 第六章组团空间适应性设计策略。 6 1组团空间冬季布局适应性8 5 6 1 1 冬季策略性研究8 5 6 1 2 夏季及过渡季节热环境策略8 6 6 2组团空间设计策略步骤8 6 6 2 1 整体空间设计8 6 6 2 2 建筑朝向、下垫面及道路朝向设计8 7 6 3 不同组团形式的微气候策略8 8 第七章住区组团布局物理环境的评价体系的建立 7 1组团空间舒适度评价。8 9 7 2建设用地气候评价9 1 结论与前瞻 参考文献 附录 攻读学位期间取得的研究成果。 致谢 9 3 9 5 9 8 1 0 2 1 0 3 v 图目录 图2 1 汉成都画像中住宅与清北京四合院1 2 图2 2 隋唐长安城，城坊( 左) 与元明清北京城，街巷( 右) 比较( 图纸来源：网络) 1 ：2 图2 3 希波丹姆模式下的比雷埃夫斯城市构成( 左) ，以及特洛伊古城( 右) 1 3 图2 4 华盛顿1 7 9 2 年城市网格平面( 左) 华盛顿近期鸟瞰( 图片来源：网络) 1 3 图2 5 柯布西埃，明日城市( 图片来源：网络) 1 4 图2 6 城市气候的研究对象1 5 图2 7 城市热岛环流。1 5 图2 8 巢居、穴居的发展( 图片来源：网络) 1 8 图2 9 中国民居与气候分布( 左) 、千里江山图( 右) ( 图片来源：网络) 1 9 图2 1 0 建筑气候分区，建筑热工设计分区2 0 图2 1 1 西安地区年干球温度变化2 2 图2 1 2 西安地区最热月干球温度变化2 2 图2 1 3 西安地区最冷月干球温度变化2 3 图2 1 4 太阳辐射模型2 3 图2 15 我国太阳辐射资源带分布2 4 图2 1 6 四城市太阳辐射总辐射对比2 4 图2 1 7 不同地区被动太阳能利用热焓图2 5 图2 18 室外微气候运行机理。2 6 图3 1 邻里单位模型( 左) 住区层级( 右) ( 图片来源：网络) 2 9 图3 2 建筑模式的分类一3 1 图4 1 不同季节各方向太阳辐射以及冬夏建筑太阳方位。3 7 图4 2 西安典型气象年6 月2 1 日太阳辐射( 根据气象资料自绘) 3 8 图4 3 西安典型气象年1 2 月2 1 日太阳辐射( 根据气象资料自绘) 。3 8 图4 4 太阳辐射的热量计算本地相对最佳建筑朝向( 根据太阳辐射数据，软件自绘) 3 8 图4 5 西安地区典型气象年太阳月总辐射( 西安市气象局) 。3 9 图4 6 西安地区日平均含湿量变化图( 左) 及温度和湿度关系( 右) 4 1 图4 7 西安地区典型气象年数据3 月2 1 日综合比对( 西安气象局数据自绘) 4 1 图4 8 西安地区典型气象年数据6 月2 1 日综合比对( 西安气象局数据自绘) 4 2 v i i i 图4 9 西安地区典型气象年数据9 月2 1 日综合比对( 西安气象局数据自绘) 4 2 图4 1 0 西安地区典型气象年数据1 2 月2 1 日综合比对( 西安气象局数据自绘) 4 3 图4 1 1 全天坡面阳光直射量( 左) ，不同地形自然通风( 右) 4 4 图4 1 2 同面积下建筑密度及容积率表适用表4 6 图4 1 3 相同体积不同体型实体比较( 自绘) 4 7 图4 1 4 建筑平层体型组合示意( 自绘) 4 5 图4 15 建筑单体及组团风环境5 0 图4 1 6 建筑周围风环境5 1 图4 17 层流边界平板条件模型( 自绘) 5 2 图4 1 8 建筑物周边场流情况j o o oo ooooooooooooooooooooooooool0 5 3 图4 1 9 建筑高度、宽度与风影大小关系5 4 图4 2 0 西安地区典型年地表温度变化5 5 图4 21 绿化种植的导风作用5 6 图4 2 2 树木的防风效果与距离关系绿化覆盖率与温度的关系( 右) 5 6 图4 2 3 地面反射情况( 左) 以及地面温度变化( 右) 5 7 图4 2 4 调研项目鸟瞰6 0 图4 2 5 实测样本场地现场照片6 0 图4 2 6 实验场地平面图及风速模拟6 1 图5 1 行列式组团1 5 米高度水平风场矢量图( 自绘) 6 4 图5 2 错落式并联组团6 5 图5 3 行列式建筑风场。6 5 图5 4 高度均匀、间距均匀组团6 6 图5 5 间距均匀、高度不均匀变化6 6 图5 6 高度均匀，间距突变。6 6 图5 7 全围合组团风场。6 7 图5 8 全围合建筑，高层在风向上游风场6 8 图5 9 围合组团中高层在风向上游的剖面关系6 8 图5 10 围合低层方向来风6 8 图5 1 1 半围合风环境1 6 9 图5 12 半围合风环境2 6 9 图5 1 3 无裙房情况高层处在迎风面时风速( 根据软件模拟) 7 1 图5 1 4 高层位于主导风向上游时7 1 图5 15 高层位于迎风面时空气龄无裙房( 自绘) 7 2 图5 1 6 高层为前排迎风面流速平面( 左) 空气龄图( 右) ，( 来源，自绘) 7 2 图5 1 7 多层为迎风面时风场情况无裙房( 自绘) 7 3 图5 1 8 多层为迎风面时速度流场情况无裙房( 自绘) 7 3 图5 1 9 多层为迎风面时空气龄情况无裙房( 自绘) 7 3 图5 2 0 多层为迎风面情况下裙房建筑风场7 4 图5 2 1 裙房开洞时空气流场( 资料来源：模拟软件自绘) 7 4 图5 2 2 裙房开洞空气流场立面7 4 图5 2 3 高层点群式布局7 5 图5 2 4 住区道路体系不同结构的划分( 图片来源：网络) 一7 6 图5 2 5 不同高宽比街谷气流状况以及空间感状况7 7 图5 2 6 组团平行无转折道路的风场7 7 图5 2 7 带转折的道路风场7 8 图5 2 8 带放大广场的道路风场7 8 图5 2 9 增加乔木后的风场变化7 8 图5 3 0 植物街谷立面风环境( 实体方块为树木模型) 7 9 图5 3 1 实例方案一平面图及模型7 9 图5 3 2 方案一冬季1 5 米高度风环境8 0 图5 3 3 方案一冬季2 0 米高度风环境8 0 图5 3 4 方案一夏季1 5 米高度风环境81 图5 3 5 方案一夏季2 0 米高度风环境8l 图5 3 6 实例方案二平面图及模型8 2 图5 3 7 方案二冬季1 5 米高度风环境8 2 图5 3 8 方案二日照分析8 3 图5 3 9 方案二冬季2 0 米高度风环境8 3 图7 1 西安地区焓湿图四季数据分析( 根据西安气象数据，自绘) 9 0 图7 2 没有采取策略的全年温湿度下舒适度分析( 左) 采用被动是太阳能策略舒适度 范围( 右) 9 0 x 图7 3 增加维护结构蓄热舒适度范围( 左) 增加自然通风舒适度范围( 右) 。9 1 图7 4 室外热环境策略综合数据对比。9 1 表目录 表2 1 古代建筑雏形分类1 7 表2 2 不同气候分区对建筑的基本要求2 1 表2 3 气候尺度分级2 6 表2 4 微气候影响因子及标志特征。2 7 表2 5 f a n g e r 和a s h r a e 热舒适度7 点标度2 8 表3 1 居住区分级控制规模3 0 表3 2 居住区用地平衡控制指标( ) 一3 0 表3 3 人均居住区用地控制指标( m 2 人) 3 1 表3 4 设计条件与气候因子3 4 表4 1 住宅建筑日照标准3 7 表4 2 西安地区居住状况类型分布( 调研数据) 一4 5 表4 3 同体积的不同体型会有不同的体型系数4 7 表4 4 等面积、高度情况下体型系数与能耗比较，假设总面积5 0 0 平方米一4 8 表4 5 风向投射角与流场的影响。5 2 表4 6 不同树种的降温效应5 8 表4 7 中高层建筑物组团间不同下垫面效果比较5 9 表5 1 寒冷地区部分城市冬季主导风向不同情况下修正系数6 4 表5 2 临街住宅建筑满意度调研( 自绘) 7 0 x i 主要符号表 外墙的导热系数 w ( m ) 墙体的厚度方向无量纲 房间室温 墙体内表面吸收的透过窗户的太阳辐射热量 w r e 温度为t j 的另一表面j 与该表面的长波辐射换热系数w ( 肝) 墙体内的温度分布 墙体的比热 k j ( k g ) 墙体外表面与室外空气的对流换热系数 w ( m 2 ) 室外空气温度 墙体外表面吸收的太阳辐射量 w r e 墙体外表面与周围环境表面的长波辐射换热系数 w ( m 2 ) 周围环境表面的综合温度 建筑空间内空气的热容 k j 地面反射率 大气长波逆辐射( 方向向下) 地面长波辐射( 方向向上) 散射辐射 直接辐射。 x u 楫k x h m埘t 印m 叭 缈 q刚叫s。 长安大学硕士学位论文 1 1 研究背景 第一章绪论 人类和其生存环境是对立统一的结合体，人类离不开环境，同时又在与环境的不 断相互作用下得以生存和发展。 城市是环境的一部分，建造于其间的建筑对于社会、心理、以及周界生物群落产 生的影响远远大于它对经济和技术功能的影响。全球相同纬度的太阳赤纬角是相同的， 但是为什么能够适宜生长的植物却并不相同，局地微气候与地域性，是客观存在并影 响着生物的生存的。 在建筑的形成发展的过程中，自然环境因素是其构成的必要基础条件。城市环境 物理作为现代城市规划的必要研究方法与技术手段引导，已经成为贯穿于整个城市规 划过程中的重要因素。不同地域、不同气候区存在着较大差异的地域性气候特征，往 往这些气候特征并不能总是让人们感到舒适，建筑的产生与发展，本是人们与自然气 候抗争并逐步改善生存条件的过程。因此建筑被用以改变这种状况，防寒避暑，遮风 避雨，并由此来达到舒适的室内环境。 城市住区是城市功能区域的主要组成，是城市的延伸，对于住区组团的设计合理 性及使用高效性，是当代城市空间环境演进过程中的永续发展的必然要求。城市住区 组团局地微气候是研究城市物理环境的必要因子。 居住建筑是构成城市主体的主要内容和元素。居住建筑的群体组合是以住区的形 态出现，我国不同区域的城市地域与气候特点，决定了住区的居住舒适程度。在全球 现今社会低碳生活的倡导下，对于能源消耗的指标是检验节能的主要标准。在现阶段， 单纯从研究的角度分析，刻意降低能源使用量，将有可能降低生产生活的标准，于是 本文拟从满足住区居住舒适度，并提高能源使用率的基础上，充分发挥住区组团单位 对于能源的利用的效率，进行综合低碳住区设计研究。 在建筑设计中，具体的步骤是按照规划设计一建筑单体设计一建筑维护结构设计 。刘加平，城市环境物理f m 】西安：西安交通大学出版社，1 9 9 4 o 刘念雄，秦佑国，建筑熟环境北京：清华大学出版社，2 0 0 9 第一章绪论 一建筑构造设计等，从宏观向微观逐步过渡的过程。规划设计是建筑全寿命周期中最 重要的阶段之一，它主导了后续建筑活动对环境的影响和资源的消耗，对后续设计具 有主导作用。如果在设计的后期才开始对于气候适应性的设计，很容易陷入材料和技 术的堆砌，并不得不以高成本、低效益作为代价。在设计的前期进行协调气候性的规 划，可以通过统筹考虑项目自身的特点和生态的理念，在对各种技术方案进行技术经 济性的统筹对比和优化的基础上，达到合理控制成本、实现各项指标的目的。 传统的建筑适应微气候的设计研究中，较多情况将建筑体假设为一个独立系统， 研究其与周边环境的能量交换的过程，为了实现内部的舒适度，以建筑单体为单位来 进行建筑形态设计，进行界面的材料的选则与构造的处理以及配套设备的选用，用以 调节室内微气候的舒适，但是该过程的设定是在整个外环境被假定已经确定恒定的情 况下，对于建筑个体的表面围护结构系统或者将要采取的机械设备所作的调整抑或增 补的设计。因此常规的节能措施，采用的方法可称之为补偿式节能设计。在广义的微 气候研究中，为了更主动的从建筑的生命周期的开始就进入策略化的研究，本文拟从 住宅组团布局协调微气候对住区综合能耗的影响。 对于微气候条件下的住区组团研究，在城市气候学、聚落地理学、建筑气候环境 控制学、城市生态学、城市地理学等都有基于不同研究方向的相关阐述与理论。其相 关研究众多，如早期的s o c r a t e s 的太阳城规划，m a r c u sv i t r u v i u sp i l l i o ( 维特鲁维) 的 建筑十书，l e o nb a t t i s t aa l b e r t i 的论建筑，说明住区组团布局与局地微气候存 在着深刻渊源，f r a n k l l o y dw r i g h t “微气候设计法 ，杨经文的热带城市建设研究， 拉尔夫厄斯金的高寒地域建筑研究，都是针对局地气候对于建筑的影响进行系统的分 析。近些年在一些借助计算机的先进研究方法与模拟分析的方法逐渐形成并且随着技 术的发展逐步成熟，可以交叉运用的诸如遥感、气象、以及g i s 空间分析技术等动态 监测和综合评估等有效方法已经逐步补充城市规划专业的纯构图图形化分析组团布局 设计。 在城市规划中，居住区设计是重要研究子项，建立在技术分析角度的住区规划设 计，将更有利于住区使用的合理性以及其自身与自然的协调性。组团布局设计与城市 空间体系、以及组团微气候联系到一起，能够较为系统且科学的得到合理、高效、舒 适的组团空间布局。 2 长安大学硕士学位论文 1 1 1绿色建筑与建筑节能 在节能建筑的领域中，绿色建筑模式是其中一项重要的建造体系。在中国古代哲 学中，天、地、人是构成世界的系统，天人合一是追求人与自然万物的顺应统一。老 子主张“人法地，地法天，天法道，道法自然”的原则，其中都包含有人与自然的协 调，绿色建筑理论与可持续发展的概念密不可分，如何顺应自然，从自然中得到人类 生产生活所必须的要素，必须减少因为人类活动反馈给自然破坏的因素是主要内容。 绿色建筑的内涵，就是提倡在建筑全生命过程中，人与自然的二元关系格局更加能够 符合生态价值的观念，更切实的结合社会发展需要中的所必须体现的经济效益，社会 效益，以及生态效益去做到人类与自然界之间的协调。 城市作为联系人类社会与自然界的载体，需要满足持续发展的作用。作为城市的 基本因子，不同类型的建筑从无到有，从开始使用到衰落，也要秉承合理利用、永续 发展的态度。从功能将建筑分为生产用建筑和非生产性建筑，目前国家处于城市建设 的高峰期，城市建设的飞速发展