基于性能模拟与评价的寒地体育场馆气候适应性设计与关键技术研究

The successful bid of the 2022 Winter Olympics calls for further development of ice and snow sports facilities. The thirteenth Five Year Plan puts sports industry as an important orientation of national economy transfer, giving opportunities for the development of sports venues in cold areas. Cold areas in China cover a vast land. Affected by the severe climate, the functioning of sports facilities has to deal with energy consumption and sustainable development..This research takes sports venues as representative of large space public architecture as target of exploration, using digital simulation and experiment, to probe into the dynamic adaptive mechanism to suit the rigid climate to realize the green development of sports venues in cold areas. Through data analysis and case study, the research identifies influential factors and their effect, with digital simulation of climate conditions and optimal design, setting up a comprehensive assessment system. It summarizes cold area sports venue adaptation mechanism, explores design strategy and key technology, and proves the research result with demonstration project.

我国成功申办2022年冬奥会必将带动冰雪运动设施快速发展，结合“十三五”规划中明确把体育产业作为国民经济转型升级重要的发展方向，寒地体育场馆建设迎来了历史机遇。我国寒冷地区幅员辽阔，受严苛的气候条件影响寒地体育场馆能耗巨大，建筑性能与气候条件矛盾突出，严重制约着寒地体育场馆的可持续发展。.本项目基于我国寒冷地区独特的气候条件，以大空间公共建筑的代表类型体育场馆为研究对象，通过综合运用数字模拟技术与实证研究，探索寒地气候条件与建筑性能之间的动态适应机制，实现寒地体育场馆绿色化发展目标。项目研究首先对寒地气象信息数据进行整理与挖掘；在此基础上结合对实际案例的调研与分析，确定建筑性能影响因子和影响权重，建立综合评价体系；建立场馆数字信息模型，运用性能模拟软件进行基于气候条件的动态性能模拟和优化设计推演；总结寒地体育场馆气候适应性机制，研究设计对策和关键技术，并通过示范工程对研究成果进行验证。

我国寒地幅员辽阔，受严苛的气候条件影响，寒地体育建筑能耗巨大，建筑性能与气候条件矛盾突出，严重制约着寒地体育建筑的可持续发展。本项目针对我国寒地恶劣气候条件与体育馆性能优化及可持续发展之间的矛盾问题，结合当前建筑数字化设计的发展趋势，针对寒地气候特征进行系统分析，建立起寒地气候条件与体育馆建筑性能之间的适应机制；整合既有的建筑设计和性能模拟工具，搭建起以设计师为主导的建筑设计与性能模拟的一体化平台；针对寒地气候特征与体育馆建筑类型，建立起寒地体育馆气候适应性评价体系，并开发出便于使用的具有人机交互界面的应用工具；提出性能模拟、评价与设计一体化的寒地体育馆气候适应性设计方法，针对寒地体育馆建筑形体、空间设计等方面提出了相对应的设计对策，探索了相关的关键技术措施，并进一步通过项目实践对研究成果进行验证、应用与拓展。对指导我国寒地体育建筑的科学设计与可持续发展具有重要的理论意义与实用价值。结合本项目的研究发表论文21篇，出版专著1本，出版会议论文集1本，申请发明专利4项（其中1项已获批），培养研究生10名（其中8名已毕业，2名在读），项目成果应用于多项实际工程项目，取得了较好的实际应用效果。