上海高层住宅外界面太阳能系统整合设计研究

【摘要】： 目前,高层住宅对于建设用地紧张、寸土寸金的上海,无疑已成为发展的趋势,尤其是10～15层的高层住宅发展建设迅猛,且已成为主流。我国在低、多层住宅上应用太阳能技术已较为成熟,但在高密度城市的高层住宅中推行太阳能一体化设计有待启动,并迫在眉睫。论文以上海高层住宅为主体,将太阳能作为建筑学与太阳能技术结合的一座“桥梁”,以建筑外界面作为太阳能系统与建筑整合设计研究的最基本的着眼点。 首先,对近两年上海高层住宅室内热环境和能耗现状进行了测试与调查。研究了上海高层住宅室内热舒适性和能耗结构的特点。研究显示,作为非采暖地区的上海,冬夏两季室内热舒适较差,居民多通过消耗电能来换取室内热舒适度。随着居民生活水平的提高,住宅生活耗能的缺口日益增大,给城市环境造成了极大的压力。提出未来高层住宅的发展,不仅需要节能,更需要利用可再生能源进行“开源”。 其次,结合上海的气候特点,对比中国北方地区、欧洲及北美地区太阳能资源,并纵观全球的太阳能产业、市场以及政策等方面的现状与经验,探讨了上海高层住宅推广应用太阳能的可能性。剖析了在上海高层住宅上应用太阳能发展缓慢的原因和存在的问题。 在理论论证方面,论文以发展的眼光对建筑外界面的概念进行了诠释,引入系统思维和生态观,对整合的思想与内涵进行梳理。提出太阳能与建筑系统的整合,应基于保证建筑室内舒适的前提下,遵循整体性的原则,协调太阳能系统与建筑系统的视觉与功能的关系,从而达到建筑节能减排的目的。并进一步提出整合设计的可操作的三个途径:太阳能集成技术策略、建筑整合设计的方法和政策的引导机制。 论文的核心部分是从应用角度对“整合设计的方法与途径”的深入研究。着重研究了在满足规范日照间距的前提下,高层住宅南立面接受太阳能的日照时长和太阳能采集器宜放置的最佳位置。在太阳能系统整合设计中,着重分析了当前我国较为成熟的太阳能热水系统技术方案的运行原理与系统特点,结合实际工程,以整个太阳能应用系统为对象,探讨了实际推行太阳能应用的效果。论文针对目前上海高层住宅的屋顶、墙体、阳台的等外界面现状,剖析开发有限的外界面区域可能途径,提出太阳能采集器与建筑外界面整合的形式、程度与整合的构筑方法。 在上述研究的基础上,本论文旨在立足上海高层住宅,研究太阳能同建筑整合设计中的标准设计方法和各种途径。开发高层住宅的新型外界面,从设计技术的角度解决一体化的应用问题。研究结论不仅对推动我国生态型高层住宅具有积极的意义,同时为建筑师利用太阳能的建筑创作提供了新的源泉。 【关键词】：上海高层住宅 外界面 太阳能应用技术 整合设计
【学位授予单位】：同济大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TU18
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-15
• 第1章 绪论15-36
• 1.1 挑战与使命15-23
• 1.1.1 人口与能源消耗的挑战15-17
• 1.1.2 环境的可持续性问题17-20
• 1.1.3 太阳能利用的使命20-23
• 1.2 太阳能建筑的研究与实践23-29
• 1.2.1 国外太阳能建筑发展概述23-25
• 1.2.2 中国的“阳光事业”25-29
• 1.3 问题域29-31
• 1.3.1 上海29
• 1.3.2 高层住宅的界定29-30
• 1.3.3 外界面的开发30-31
• 1.3.4 整合设计的提出31
• 1.4 研究方法31-32
• 1.4.1 文献阅读31-32
• 1.4.2 调查与测试32
• 1.4.3 计算与模拟32
• 1.4.4 重点深入32
• 1.5 论文研究的内容与框架32-36
• 1.5.1 主要内容和最终目标33-35
• 1.5.2 研究框架35-36
• 第2章 上海高层住宅室内热环境与能耗分析研究36-67
• 2.1 上海自然条件分析36-39
• 2.1.1 地理概况36-37
• 2.1.2 人口密度37-38
• 2.1.3 气候特征38-39
• 2.2 上海高层住宅室内热环境调查39-47
• 2.2.1 发展概状39-40
• 2.2.2 调查与测试内容40-42
• 2.2.3 高层住宅基本特征42-44
• 2.2.4 住户的生活方式与习惯44-45
• 2.2.5 居室通风换气与室内空气质量45-47
• 2.3 上海高层住宅室内热舒适研究47-55
• 2.3.1 对住户热感觉的统计分析48-49
• 2.3.2 室内温湿度测试结果49-52
• 2.3.3 室内热舒适性分析52-55
• 2.4 上海高层住宅的能耗现状与外围护结构节能潜力分析55-63
• 2.4.1 采暖制冷设备使用调查及能耗现状55-59
• 2.4.2 居民生活热水能耗分析59-60
• 2.4.3 外围护结构保温隔热的性能状况60-63
• 2.5 小结63-67
• 第3章 上海高层住宅利用太阳能的可行性分析67-104
• 3.1 上海地区的太阳能资源67-70
• 3.1.1 上海的太阳能资源67-68
• 3.1.2 与我国西部、北部地区太阳能资源比较68-69
• 3.1.3 与欧洲及北美洲地区太阳能资源的比较69-70
• 3.2 太阳能技术、产业和市场的发展现状分析70-83
• 3.2.1 国外太阳能热水利用现状71-74
• 3.2.2 国内太阳能热水利用行业发展的特点74-77
• 3.2.3 全球江南体育在线直播观看 利用的发展及未来趋势77-83
• 3.3 激励政策对太阳能利用的影响与启示83-94
• 3.3.1 全球激励政策概述83-84
• 3.3.2 国外激励政策国家案例分析84-91
• 3.3.3 国内激励政策现状与启示91-94
• 3.4 上海高层住宅建筑利用太阳能现状与存在的问题94-103
• 3.4.1 居民对太阳能利用的了解程度调查94-95
• 3.4.2 上海住宅节能与太阳能利用计划95-97
• 3.4.3 上海建筑利用太阳能的技术含量调查97-100
• 3.4.4 存在的问题100-103
• 3.5 小结103-104
• 第4章 关于太阳能系统与建筑外界面整合设计理论的思考104-156
• 4.1 建筑外界面的思考104-110
• 4.1.1 建筑外界面的界定104-105
• 4.1.2 基本功能属性105-108
• 4.1.3 “层”与“片”的结构原理108-109
• 4.1.4 外界面与太阳能利用系统的关联109-110
• 4.2 整合的思想与内涵110-115
• 4.2.1 系统思维的引入110-111
• 4.2.2 整体生态建筑观:可持续太阳能建筑设计111-113
• 4.2.3 “以少致多”的整合思想113-114
• 4.2.4 整合的内涵114-115
• 4.3 整合的目标、原则与视觉表现115-125
• 4.3.1 整合目标:舒适与节能减排115-121
• 4.3.2 整体性的设计原则121-123
• 4.3.3 整合的视觉表现:太阳能技术的美学与细部123-125
• 4.4 整合设计的可操作途径125-154
• 4.4.1 太阳能系统的集成模式与策略125-148
• 4.4.2 太阳能建筑整合设计的方法148-152
• 4.4.3 完善的政策与法规的引导机制152-154
• 4.5 小结154-156
• 第5章 城市环境下高层住宅外界面的太阳能应用研究156-185
• 5.1 上海住宅区总体规划概述156-164
• 5.1.1 布局特点156-161
• 5.1.2 日照标准161-162
• 5.1.3 朝向与间距162-163
• 5.1.4 小区环境满意度调查163-164
• 5.2 日照对建筑获得太阳能的影响164-168
• 5.2.1 太阳高度角对太阳辐射强度的影响164-166
• 5.2.2 日照阴影的“时间性”166
• 5.2.3 最大太阳能围合体166-168
• 5.3 上海高层住宅外界面日照时长研究168-183
• 5.3.1 研究的问题168-169
• 5.3.2 日照分析主、客体建筑范围和对象的确定169-171
• 5.3.3 高层板式住宅的日照时长分析171-177
• 5.3.4 十八层塔式住宅的日照时长分析177-181
• 5.3.5 观测分析181-182
• 5.3.6 结论182-183
• 5.4 小结183-185
• 第6章 高层住宅中太阳能系统整合设计研究185-235
• 6.1 高层住宅中太阳能系统的选用185-190
• 6.1.1 适于高层住宅的太阳能技术系统模式的选用原则185-186
• 6.1.2 太阳能系统对建筑外界面形式的要求186-189
• 6.1.3 高层住宅太阳能技术系统优化设计189-190
• 6.2 太阳能热水器系统组成与集热器设计190-203
• 6.2.1 太阳能热水器系统组成190-196
• 6.2.2 太阳能热水器(集热器)选择的原则196
• 6.2.3 太阳能热水器(集热器)安装位置的选择196-197
• 6.2.4 集热器采光面积的确定方法197-200
• 6.2.5 集热器方位与倾角的确定方法200-201
• 6.2.6 集热器间距的确定方法201-203
• 6.3 高层住宅太阳能热水系统规划设计方案研究203-215
• 6.3.1 太阳能热水系统分类203-206
• 6.3.2 高层住宅的太阳能热水系统技术的选用206-207
• 6.3.3 太阳能热水系统总体规划设计原则207-209
• 6.3.4 高层住宅太阳能热水系统技术方案分析209-215
• 6.4 高层住宅太阳能热水系统的经济性能分析215-234
• 6.4.1 经济效益的评定指标215-220
• 6.4.2 技术经济性能比较220-225
• 6.4.3 工程实践案例研究225-234
• 6.5 小结234-235
• 第7章 高层住宅外界面整合设计研究235-282
• 7.1 上海高层住宅外界面现状与问题调查235-240
• 7.1.1 屋顶样式与风格235-236
• 7.1.2 墙面形式特点与设计表达236-237
• 7.1.3 阳台形态与气候适应性调查237-240
• 7.2 高层住宅被动式太阳能建筑设计研究240-249
• 7.2.1 屋顶的保温与隔热240-242
• 7.2.2 通风墙体242-243
• 7.2.3 窗与遮阳243-246
• 7.2.4 附加阳光间246-249
• 7.3 高层住宅一体化设计形式研究249-265
• 7.3.1 顶界面太阳能一体化设计249-254
• 7.3.2 墙体与太阳能一体化设计254-256
• 7.3.3 阳台栏板与太阳能一体化设计256-261
• 7.3.4 室外遮阳与太阳能一体化设计261-262
• 7.3.5 高层住宅立面一体化的整体设计262-265
• 7.4 建筑外界面整合设计构造技术265-281
• 7.4.1 支架式构造设计266-272
• 7.4.2 叠合式构造设计272-276
• 7.4.3 组合模块方式276-281
• 7.5 小结281-282
• 第8章 结语282-287
• 致谢287-288
• 参考文献288-297
• 附录A 上海高层住宅冬季状况调查问卷297-302
• 附录B 上海高层住宅节能与太阳能应用夏季状况调查302-306
• 附录C 实验测点布置及试验设备介绍306-307
• 附录D 上海高层住宅调查一览表307-310
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果310

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

太阳能热水系统与建筑一体化设计研究——以安庆市儿童福利院项目为例    梅小妹;苏剑鸣;

刍议建筑节能设计的重要性    刘扬;

高寒地区利用太阳能改善农户热舒适性的实证研究    罗光华

太阳能一体化板的研发及力学保温性能研究    夏印之

武汉地区小高层住宅东西向太阳能辐射能量利用与研究    徐瑞

寒冷地区村镇学校建筑太阳能采暖技术应用研究    王新彬

大连地区太阳能热水系统与高层住宅整合设计研究    李丛丛

山东省太阳能热水系统与住宅一体化设计应用研究    刘宇

平板太阳能集热器盖板受冲击玻璃碎片高空坠落实验模拟分析    童伟

光伏建筑一体化在城市住宅中应用潜力的研究    王晋

漫谈英国的建筑节能    郑权

辐射地板采暖在暖通空调工程中的应用    欧阳军,龚福华

对我国能源可持续发展战略问题的思考    王璋保

德国住宅设计中的太阳能利用系统    卢艳

江南体育在线直播观看 电技术在建筑设计中的应用    黄柯;

太阳能地板采暖技术在农村应用的探讨    齐政新,陆亚俊,石磊

中华人民共和国可再生能源法    

关于“热舒适”的讨论    赵荣义

北京市住宅环境热舒适研究    夏一哉,赵荣义,江亿

国内建筑合理用能的现状及展望    龙惟定

论藏族居住建筑的诗意元素    谢天开;

节能住宅室内热环境设计指标的选择    韦延年

建筑与自然环境协调是建筑规划设计的根本原则    郭煜

中国现行建筑设计市场下建筑师的职能——北京东郊和平项目设计随感    张振

留下历史的足迹——大慈寺历史文化保护区现状分析    佘龙

建构兼具传统理念的绿色建筑技术体系    李胜才,刘建荣

阳光、城市与建筑设计    朱瑞,唐德高

与城市互动的高校公寓园区选址初探    黄春华;廖建军;唐飚;黄文凯;

窗口遮阳构件尺寸的计算研究    张杰;吴保华;王世礼;

夏热冬暖地区中庭的天窗型式与耗能    彭小云;

杭州湾上海石化沿岸潮间带生态环境分析    王福华;张进龙;

对南京循环经济发展思路及实践模式的研究    黄西川;林林;赵楠;王鹏远;

安徽省绿色建筑发展研究    盛宝柱;段宗志;

论建筑业发展循环经济    段宗志;李大华;

江南体育在线直播观看 建筑一体化及其应用研究    孙颖;

“李约瑟之谜”的博弈论解读    黎秀蓉;

北京建设世界城市过程中的建筑文化思考    戴荣里;

我国太阳能建筑技术的应用发展探讨    邸芃;王垚;

集热蓄热墙式太阳房的室内环境模拟分析    沈娇;李德英;

消防水池蓄热的主动式太阳能采暖系统性能分析    庾汉成;李晶;

后代人权利论批判    刘卫先

北极生态保护法律研究    杨凡

光伏跟踪系统智能控制方法的研究    徐晓冰

王世贞的园林实践与观念    高刘巍

建筑外墙外保温系统性能与质量评价研究    尹秀琴

高速公路视觉空间研究及其在景观规划中的应用    朱小刚

基于现代性理念的岭南建筑适应性研究    夏桂平

广府传统民居通风方法及其现代建筑应用    曾志辉

广州旧城历史建筑再利用的策略研究    倪文岩

人类自我认知与行为对生态环境的影响研究    吴建平

城市公园中的空间立体系统营造    吴冬丽

武汉市城市公园体系研究    刘洁

鄂西南古集镇空间变迁研究    王威

沼气发电机冷却水预热沼气进料池系统的研究    康锡龙

武汉市居住小区边界空间研究    黄远鸣

中山沙田水乡聚落户外空间初探    黄兰

绿色居住小区评价体系的构建及应用    项海勇

铜川市城市土地集约利用问题研究    骆向洁

土地生态承载力研究    李书敏

农村微型企业成长性影响因素研究    孟静

北方采暖地区既有居住建筑节能改造融资方案设计    金占勇;韩青苗;孙金颖;刘长滨;

新农村建设中太阳能采暖技术的应用    蔡伟;解国珍;闫树龙;吴刚;张新兴;

大连市太阳能资源评估分析    宋军;刘莉;

大连市太阳能应用情况    胡英;胡杨;

太阳辐射量与光伏系统优化设计软件    杨金焕;葛亮;

光伏组件在建筑上的应用探讨    刘忠梅;任长德;张清哲;

寒冷地区农村住宅太阳能采暖技术与应用实践    管振忠;王崇杰;薛一冰;王德林;

太阳能在建筑中的应用探讨    马玉梅

太阳能与建筑一体化的实践    高军林;刘玉山;吉顶;范国辉;

典型玻璃材料冲击力学性能研究    安二峰;李磊;杨军;

浅论建筑节能的意义与外保温体系    侯云芬;

玻璃幕墙及采光顶结构设计若干问题探讨    黄小坤;

高层住宅太阳能热水系统一体化设计研究    杜晓辉

适应夏热冬冷地区气候的建筑表皮之可变化设计策略研究    李保峰

玻璃材料在双向应力下失效分析的数值模拟与失效准则的验证    李维红

光伏建筑的性能优化及其与城市微气候的相互影响    田玮

区域农村生活能源生态经济系统研究    李国柱

光伏太阳能热泵的动态分布参数模拟与实验研究    何汉峰

地源热泵与太阳能集热器联合供暖系统研究及仿真分析    吴晓寒

上海高层住宅建筑节能控制方法与技术策略研究    夏博

黄、渤海沿岸被动式太阳能建筑热性能的研究    赵金玲

西藏地区被动太阳能建筑采暖研究    王磊

大连地区高层集合住宅的发展演变与设计策略研究    孙晓娜

内插管式全玻璃真空管空气集热器性能研究    王佩明

太阳能热水器与建筑一体化设计的研究    谭艳平

太阳能采暖系统在小城镇住宅建筑中应用技术的研究    卜亚明

太阳能热水系统与建筑一体化应用技术研究    郭晓洁

上海高层住宅与太阳能技术一体化应用研究    李臣杰

被动式采暖降温技术对室内热湿环境调节作用的研究    孙鹏

被动式太阳能建筑设计气候分区研究    谢琳娜

寒冷地区既有居住建筑节能改造研究    郭文娟

建筑中综合应用太阳能系列研究    李齐颖

光伏建筑一体化部件的热电耦合分析    郭丽佳;杨瑞霞;田汉民;

绿色建筑设计    刘世萍;

济南市高层住宅太阳能热水系统设计研究    王旭

郑州地区教学建筑绿色节能设计研究    贺栋

太阳能—土壤源热泵系统太阳能保证率的研究    叶晓莉

陶瓷太阳板集热器集热性能分析    任川山

论太阳能建筑一体化设计    王崇杰,赵学义

常压锅炉向下供暖方式    夏喜英,王建华

杨经文及其生物气候学在高层建筑中的运用    林京;

汉堡伯拉姆费尔德生态村,德国    刘念雄

美国太阳能利用进展    付黎;

欧美各国鼓励利用新能源的政策    陈幼松;

太阳能低温热水地板辐射采暖    郑瑞澄

我国太阳能热利用进展    陆维德 ,罗振涛

太阳能技术与建筑整合一体化设计的思考    袁莹 ,肖玺

国外建筑节能的政策与措施    王军;周军;

太阳能建筑的整合设计    赵群,李桂文

现代城市中的过渡空间    崔阳;李鹏;王璇;郑永来;

基于周边环境变迁的综合公园整合设计    裴小明;

京台高速建瓯至闽侯段公路景观整合设计研究    杜郭莹;赵堃;

百罗高速公路人文景观整合设计    蓝常菱;罗洁;

“合合出美酒”——一种整合的居住区设计方法研究    欧阳铎;朱忠东;

绿色建筑的被动整合设计方法与实践 以青岛天人集团办公楼为例    夏伟;栗徳祥;

传统街道空间更新的整合方法    周孜孜;

建筑新价值体系的承载——绿色建筑    钱颖初;

水电站监控系统与五防系统的整合设计    洪伟;

太阳能应用技术及其在青海地区的适应性    喜文华;张兰英;袁俊;王伯军;

太阳能应用技术在人-居-环境关系中的地位    郑宏飞;杨英俊;王保国;

内爆加载下果冻内外界面不稳定性数值计算    柏劲松;李平;陈森华;廖海东;杨礼兵;姜洋;

住宅建筑太阳热水系统整合设计的思路    何少平;王贺;

太阳能建筑的整合设计    赵群;李桂文;

唐山市国土资源局信息平台整合设计    李德敏;徐占国;温廷振;李琳;王晓明;

茶叶包装改进与市场竞争力    徐雪松;

基于Ovation的3200m~3高炉集散控制系统整合设计与应用研究    马艳军;崔树杰;王建新;

液环在爆炸作用下的膨胀    薛社生;秦承森;

衬套内爆ALE方法二维MHD数值模拟    阚明先;蒋吉昊;王刚华;胡熙静;

太阳能应用技术    牟驱

多国学员获太阳能应用技术培训证书    记者 杜英　实习生 刘聚荣

太阳能应用技术前景广阔    张国光

未来建筑需多维整合设计思想    本报记者 刘云佳

汪洪：让整合设计撑起绿色建筑大梁    李佳

Eicon适配器整合设计、一卡多能 开放企业通信环境    米笑

迎接整合设计的时代的来临    孙旭

生态节能住宅应该整合设计    卢求 刘飞

建筑设计应该以节能为导向    上海交通大学建筑系博士 黄继红同济大学建筑系博士 范文莉

锦源·新街坊标本 太阳能热水系统推广遭冷遇    本报记者　 宋尧

上海高层住宅外界面太阳能系统整合设计研究    史洁

上海高层住宅建筑节能控制方法与技术策略研究    夏博

太阳能建筑整合设计对策研究    赵群

收缩几何中惯性约束聚变流体不稳定性的理论和数值模拟研究    吴俊峰

现代建筑外界面设计策略初探    李小海

我国当代住区整合设计研究    何宁

节能技术对现代建筑外界面的影响    刘胜杰

当代建筑外界面形态研究    刘小林

共生式产品整合设计研究    莫逸凭

我国农村住宅厨房整合设计研究    杨姗

城市历史地段景观设计研究    邱冰

绿色建筑整合设计过程初探    张静

从理念到行为从视觉到形象的整合设计    郭君

信息技术与中学英语新课程整合研究    周华荣