浙江传统民居天井通风研究

摘要

传统民居是劳动人民数千年智慧的结晶，是优秀建筑技术的积累，是获取有益建筑经验的宝藏。在全球能源短缺和气候变暖的大背景下，进一步挖掘传统民居中蕴藏的优秀的通风经验对减少现代建筑能源消耗具有重要的现实意义。恰到好处的自然通风策略的运用不仅可以减少能源的消耗，也有利于营造更加舒适健康的人居环境。浙江地区在应对湿热的气候环境时采取了丰富的通风措施，本研究对该地区传统民居自然通风策略进行挖掘和总结。
　　首先，通过对浙江省内几个传统民居保留较完整的地区进行实地调研，较全面的了解了浙江传统民居的现状，总结了其中蕴含的优秀通风经验。选取了具有代表性的湖州市新市镇的L型天井院敬和堂作为研究对象，进行现场测量，绘制民居的建筑图;采用现场实测的方法在夏季对敬和堂民居进行了室内外环境的测量，包括该民居室内外温度、相对湿度、风速和墙体表面辐射温度等参数，以实测结果初步分析该建筑室内通风状况。
　　然后，对传统民居敬和堂进行了CFD模拟研究。建立物理模型，利用Airpak软件模拟了风压主导状况下的室内流场分布，将温湿度、风速等模拟结果与实测数据相对比，验证了该模型的准确性及模拟方法的有效性。采用变量法，对比研究了传统民居中开口位置、室外风速及腰檐的存在对室内环境的影响，结果表明:开口位置距离主要通风房间越近，通风路径越通畅，越有利于室内通风;对天井院而言，室外风速的提高对室内风环境的影响不明显;在风压主导状况下，传统民居中腰檐的存在有利于一层主要功能房间的通风。
　　继而，进行了传统民居热压主导下的自然通风模拟。分别建立了前天井院、中天井院、后天井院三种具有代表性的合院式民居的模型，对比模拟分析了不同天井位置对民居夏季的热压通风效果，结果表明:同等体量的情况下，三种不同天井位置的天井院一层人行高度处平均风速相差不大，中天井院的通风量分别比前天井院及后天井院高22％和19％，且中天井院室内的空气龄最小，室内通风换气效果最好，因此天井在中间位置更有利于民居的热压通风。
　　最后，将研究成果与实践相结合，提出了两种现代中天井民居设计方案，并模拟分析其热压通风效果，验证设计方案的合理性，比较两种方案的异同，为现代民居的建设提供参考。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究目的及意义

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 研究内容与研究方法

1．4．1 研究内容

1．4．2 研究方法

1．5 研究的重点及创新点

1．6 研究思路

第2章 浙江传统民居概况及民居实测

2．1．1 建筑选址与民居布局

2．1．2 屋顶

2．1．3 墙体

2．1．4 门窗

2．1．5 天井

2．1．6 廊檐

2．1．7 巷道

2．2 传统民居现状中通风问题

2．3 浙江某传统民居热环境实测

2．3．1 湖州市地理位置及气候特征

2．3．2 实测建筑概况

2．3．3 现场测试方案

2．3．4 测试结果及分析

2．4 本章小结

第3章 CFD数值模拟理论基础

3．1 CFD概述

3．1．1 控制方程

3．1．2 初始条件及边界条件

3．1．3 网格划分

3．1．4 CFD数值解法

3．1．5 湍流模型

3．2 常用的商业CFD软件

3．2．1 常用的商业CFD软件对比

3．2．2 本文所用软件Airpak3．0

3．3 本章小结

第4章 浙江传统民居自然通风模拟

4．1 自然通风基本理论

4．1．1 风压通风

4．1．2 热压通风

4．1．3 复合通风

4．2 风压通风模拟

4．2．1 物理模型的建立

4．2．2 网格的划分

4．2．3 边界条件

4．2．4 其他参数设置

4．2．5 模拟结果及分析

4．2．6 模型的验证

4．3 通风策略研究

4．3．1 洞口位置

4．3．2 室外风速

4．3．3 腰檐

4．4 热压通风模拟

4．4．1 物理模型的建立

4．4．2 边界条件及参数设置

4．4．3 模拟结果及分析

4．5 本章小结

第5章 新民居设计

5．1 设计方案

5．2 热压通风模拟及分析

5．3 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读学位期间的研究成果

致谢