低能耗目标下岭南建筑空间模式及其优化机制研究

With the current Lingnan architecture as the basic reference, this study proactively tries to meet the energy saving demand through the rational design and optimization of building space and shapes. Based on the comparison of the space modes between the traditional architecture and the modern architecture in Lingnan, we summarizes the rational space modes that fit Lingnan well considering climate, environment, function, dimensions and other parameters by evaluating, and reveal the energy-saving mechanism of these space modes. Then based on a certain space mode, we explore the interaction relatianship of environment-function-space, and search for the space variables. Thereafter, by experimentally adjusting the internal variables and comparing the result, we induce the working mechanism and effect of different variables on energy saving, and search for the way to optimize the fundamental space modes, to ultimately reach the target of energy saving and the adaptability of architecture. This research is a meaningful exploration on the sustainability of Lingnan architecture. It not only focuses on the internal and external factors of architecture, but also pays attention to its development and evolution in time. This research adopts energy conservation ideas of space and physical shaping, goes back to the nature of architecture, and increases the scientificalness of architecture design.

研究以当前岭南建筑为基本指向，通过建筑空间和形体层面的合理性设计与优化，应对建筑低能耗的诉求。研究在传统岭南建筑与岭南新建筑节能空间模式相互参照的基础上，通过模拟评测，分析总结气候、环境、功能、尺度等多参数影响下的合理的节能空间模式，并揭示它们的节能工作机制。继而，在确定的空间模式下，探讨环境-功能-空间的互动关系，寻找空间模式内部的可变因素，然后通过内部变量的调整和对比实验，分析归纳不同变量对建筑能耗的影响和作用机制，寻找基本空间模式的节能优化方法，以节约能源和提高建筑的适用性。 研究注重建筑的环境外因和功能内因的共同作用，并关注时代背景下的发展演变，推动岭南建筑的可持续性发展；研究着眼于空间与形体塑造的建筑节能思路，回归建筑本体，提升设计的科学性。

本研究以岭南为研究的区域及气候范围，以低能耗、高能效为最终目标，以气候适应为关键点，以建筑空间模式及其优化机制为研究对象，基本诉求是在不增加额外能源消耗的情况下，通过空间布局、空间形体、空间尺度和空间界面等的优化，提高能效，提高建筑空间人体舒适度区域有效时间的百分比。其本质是建筑实体及其内外部空间与微环境的关联性研究。.研究以岭南湿热气候特点及建筑节能机制的分析为起点，以先例、类比研究为基础，将传统岭南建筑与岭南新建筑节能空间模式相互参照，总结被动式建筑节能空间经验，通过实践进行实验探索和反馈；研究获取了基于气候与功能双重适应的岭南建筑的10种基本空间模式；从规划层面、建筑空间层面、建筑界面层面提出了低能耗目标下的岭南建筑空间优化设计策略的导则体系，并提出了三种对导则进行权重评价的方法；研究将低能耗目标加以分解，从岭南地区较重要的节能途径——空调通风能耗、照明能耗、其他综合能耗三个方面入手，构建了一组基于20个空间模式（包括空间组织、空间形态、空间尺度和空间界面）表征参数的岭南建筑空间优化设计方法体系，以及对各项参数指标评测因子的确定；继而以实践项目和模拟实验作为论证手段，对其中的建筑庭院开口率、迎风面积比、离散度、架空率、外区面积比等重要空间参数进行了验证研究，进一步明确该优化机制中的可控变量和设计方法。.研究着眼于空间与形体塑造的建筑节能思路，凸显建筑本体在建筑节能研究中的重要性。建立了建筑空间研究与建筑技术研究之间的关联。从节能原理和方法的角度，以空间模式研究为切入点，建立起低能耗目标与建筑空间模式优化之间的机制关系，揭示了建筑空间的气候适应性规律，将相关的气候适应性经验转化为在设计过程中需遵循和可操作的一些参数，可对空间进行更精细的控制。提供了一种可操作的、实用、简便可靠的设计方法，提升了设计过程中的科学性。