基于气候条件的可变性边界的设计及应用研究——以夏热冬冷地区为例

摘要

全球能源危机、生态环境恶化的大形势下，中国作为一个经济快速发展的国家，建筑能耗始终居高不下。夏热冬冷地区作为我国经济发达、人口众多的地区，其建筑自发性的冬季采暖和夏季降温的能耗都十分巨大。同时，随着人们对生活品质要求的提升，人们对建筑环境的舒适性要求也日益提高。人们已经不满足于小范围、机械调节的单一恒定室内环境，转而意识到低碳、节能、自然的环境的重要性。因此通过建筑边界的可变性实现主动适应不断变化的气候环境的效果，达到生态、节能、舒适的目的具有重要的理论和现实意义。
　　本文根据我国的气候条件，以夏热冬冷地区为研究范围，提出了建筑边界的可变性概念，并对建筑的可变性边界进行了系统的研究。绪论着重对国内外相关领域的研究进行整理和文献综述，第二章对主动适应性建筑设计的相关理论依据进行阐述，总结出气候影响下的建筑边界的设计特性，简述现代建筑中可变性边界的设计方向，分析当前我国夏热冬冷地区建筑边界的设计不足和面临的困境。第三章从建筑的空间可变性进行研究论述，分别从建筑的外边界、入口空间、屋顶空间来梳理建筑边界可变性的应用范围与设计策略。第四章从实现建筑边界可变性的手段进行剖析，着重分析实现建筑边界可变性的建筑材料与建筑构造。以上两章通过大量的建筑实例分析，总结、归纳、借鉴相似气候条件下的可变性建筑边界的设计类型和设计策略，尝试梳理和提取优秀案例中建筑边界的可变性要素。第五章，则是通过建筑的空间行为方面的可变性来探讨建筑可变性边界的应用价值。通过对古代民居和现代日常生活中可变性边界的实例分析，挖掘古代优秀案例中的可变性要素和现代建筑可变性边界的日常巧妙应用。从建筑学的角度出发，总结现代建筑中可变性边界对人们行为模式产生的深刻影响。第六章，运用总结出的适合夏热冬冷地区的可变性建筑边界的设计手段推导出建筑可变性边界的设计方法策略，并分析国内应用建筑可变性边界所面临的困境，最后对建筑的可变性边界的应用前景进行展望。为我国夏热冬冷地区提高建筑的主动适应性，实现建筑的可持续发展的，营造舒适、健康、自然的建筑环境，同时满足建筑的艺术审美，寻求行之有效的解决方法。

目录

声明

摘要

引言

1 绪论

1．1 研究对象的界定

1．1．1 夏热冬冷地区

1．1．2 建筑边界

1．1．3 可变性边界

1．2 研究的缘起

1．2．1 主动适应性需求

1．2．2 建筑的节能需要

1．2．3 建筑审美的提升

1．3 国内外研究现状

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．4 研究的内容与意义

1．4．1 研究的内容

1．4．2 研究的意义

1．5 研究的方法与框架

1．5．1 研究的方法

1．5．2 论文框架

2 气候适应性建筑及建筑可变性的特征

2．1 建筑的气候适应性

2．1．1 气候对建筑设计的影响

2．1．2 建筑的气候适应性

2．2 主动适应性建筑

2．2．1 主动适应性理论概述

2．2．2 建筑的主动适应性

2．3 气候条件影响下的建筑边界的特性

2．3．1 建筑形态的趋同

2．3．2 行为模式的相似

2．4 现代建筑中的可变性边界

2．5 可变性边界的理论依据

2．5．1 “形式追随气候’’

2．5．2 仿生学的引导

2．5．3 “新陈代谢派”的理想模式

2．5．4 动态建筑理论

2．6 我国当前的困境

2．6．1 能源的紧缺与低利用率

2．6．2 被动应对自然气候的变化

2．6．3 设计过程中可变性思维方式的回避

3 基于气候条件的建筑空间可变性及建筑边界可变性

3．1 建筑空间可变性概述

3．1．1 可变的建筑外部边界

3．1．2 可变的建筑内部空间

3．1．3 建筑单元体的叠加

3．1．4 建筑整体的运动

3．1．5 小结

3．2 外边界的开合变化

3．2．1 自然需求的满足

3．2．2 主动变化的实现

3．3 入口空间的内外更迭

3．3．1 入口空间的功能转换

3．3．2 入口空间“引进”与“走出”的探索

3．4 屋顶空间的遮蔽与开放

3．4．1 短时动态的遮蔽效用

3．4．2 屋顶空间的遮蔽模式

3．5 优秀案例

3．5．1 凯富科技公司医疗器械展示厅(kiefer Technic Showroom)

3．5．2 Nembro图书馆

4 建筑可变性边界的材料更新与构造开发

4．1 传统材料的沿用

4．1．1 木材的历久弥新

4．1．2 金属的“软硬兼施”

4．1．3 玻璃的选撵透过性

4．2 传统构造的传承

4．2．1 绷床、穿堂风与活檐

4．2．2 西方原始移动房屋与空间扩张

4．2．3 现代建筑中常规的可变性构造

4．3 新材料的开发

4．3．1 特种玻璃的研制

4．3．2 柔性材料的独树一帜

4．3．3 复合墙体的诞生

4．3．4 非常规材料的创造性实践

4．4 可变构造与可变构件

4．4．1 常规构造与双层边界

4．4．2 智能技术与动态边界

4．4．3 仿生学与可变边界

4．5 优秀案例

4．5．1 威斯巴登行政大厦

4．5．2 西班牙Gase总部(Gase Headquarters)

5 气候条件影响下的建筑空间行为的可变性

5．1 传统建筑中空间的可变行为模式

5．1．1 气候影响下的院落规模

5．1．2 追求适宜温度

5．1．3 装饰性植物的实用性开发

5．2 当代建筑中空间的可变行为模式

5．2．1 室外空间的延伸与利用

5．2．2 室内外空间停留的重心转换

5．2．3 常见的遮阳百叶窗

5．2．4 室内空间的“去机械化”

5．3 优秀案例

5．3．1 西班牙巴伦西亚科学艺术城天文馆

5．3．2 纽约建筑艺术画廊

6 可变性边界的设计方法策略及应用前景

6．1 可变性边界的设计方法策略

6．2 我国当前的应用困境

6．2．1 设计策略的缺失

6．2．2 可变材料应用的落后与可变构造的忽视

6．3 建筑可变性边界的应用前景

6．3．1 国际应用前景

6．3．2 中国的客观差距与美好愿景

结论

参考文献

图片及表格来源

附录A 案例汇编

附录B 案例气候属性对比分析

附录C 案例数据分析

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢