围合式住宅街区形态类型与建筑能耗关系研究

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随着我国经济发展、城市化快速推进,建筑能耗逐年增长,建筑节能刻不容缓。建筑能耗不仅与建筑单体设计及其能源系统相关,还受到周边城市环境的影响,但相关研究仍然有限。与大尺度封闭的住宅小区相比,小尺度、开放布局的围合式住宅街区体现出具有活力的城市空间价值,受到越来越多人的关注。围合式街区作为一种建筑群体类型,过去对其的研究多在空间价值等角度,从能源角度展开的研究较少,对围合街区形态参数影响建筑群体能耗的科学规律的探索仍有待深入。基于现状,本文研究围合式住宅街区形态类型与建筑能耗关系。
  本文以夏热冬冷地区上海市气候条件为背景,运用EnergyPlus软件对各围合街区类型进行能耗模拟,以单位面积年能耗强度(EUI)作为评价指标,对结果进行分析。本文分别进行了两种类型能耗模拟:理想形态围合街区能耗模拟和上海街区实例能耗模拟。理想形态围合街区能耗模拟探讨了街区形态因子:建筑类型、建筑覆盖率、容积率、街区长宽比、街区朝向、街区两侧建筑高度差等同建筑能耗之间的规律关系;上海街区实例能耗模拟与理想类型模拟互为对比,互相验证其效度。
  研究发现:当街区容积率一定时,各类型街区单位面积年能耗随建筑覆盖率的升高而下降;当街区建筑覆盖率一定时,各类型街区单位面积年能耗随容积率的增大而降低;当街区类型、用地面积一定,正方形或南北向较长、东西向较短的围合街区有更低单位面积年能耗;当街区形态相同,仅改变街区朝向时,正南北朝向布局的街区有最低单位面积能耗,随着街区与水平方向夹角增大,单位面积能耗逐渐升高;建筑南低北高或东低西高的错落布置有利于街区节能。通过对四例上海市围合街区实例进行能耗模拟,可验证理想类型模拟中得到的能耗随建筑覆盖率、容积率变化规律;实例模拟数值与理想类型模拟数值相比偏低,猜测是因为街区实例中混合了多种围合街区形态和建筑类型,类型混合对建筑能耗产生的复杂效应影响仍有待进一步的实验研究。
  根据模拟结论,本文提出了基于建筑节能的上海围合街区形态选型策略,希望为城市设计师及建筑师提供参考。
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