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基于气候适应性的既有工业建筑改造策略思考 ——以内蒙古地区为例

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  • 用途: 硕士毕业论文 Master Thesis
  • 作者:上海论文网
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  • 论文字数:62555
  • 论文编号:el2022022522033127773
  • 日期:2022-02-25
  • 来源:上海论文网

建筑学论文哪里有?本文从气候适应性的角度,回归建筑设计本体,针对既有工业建筑提出相应的绿色改造策略研究,不仅可以丰富既有工业建筑改造的理论成果,也对之后的既有建筑改造具有重要指导意义。


第一章绪论


1.3.1 国外研究现状

1.既有工业建筑改造国外研究

既有工业建筑改造衍生于欧洲的工业历史考古学研究,1955  年英国伯明翰大学 Michael-Rix 对工业革命时期的工业建筑进行调查、记录和保存。随着英国、德国等西方国家面临经济衰退、产业调整的现实问题,人们开始了对于既有工业建筑改造再利用的研究。经文献整理研究,国外既有工业建筑改造主要经历了以下三个阶段,如图 1-建筑学论文怎么写

初期探索阶段(20  世纪初——20  世纪 60  年代):国外既有工业建筑在初期探索阶段,并没有引起人们对于其历史价值保护意识的重视,许多既有工业建筑被大面积废弃和拆除。直到资源紧缺、环境恶化等问题出现,国外学者才开始思考既有工业建筑改造再利用问题。1933 年的《雅典宪章》倡导对有重大历史价值的名胜古迹和历史建筑进行保护,但没有指出明确做法。1955 年的《工业考古学》呼吁各个领域对英国工业革命时期的既有工业建筑给予更多研究与保护。1964  年颁布的《威尼斯宪章》明确了既有工业建筑的定义和价值评判标准。1965  年,美国著名风景园林设计师劳伦斯·哈普林(Lawrence  Halprin)将提出的“建筑再循环”理论,运用在当年旧金山吉拉德里广场的改造中。


第三章  理论研究——基于气候适应性理论的既有工业建筑改造分析


3.1 气候适应性理论

“适应性”概念源于生物学,原指生物为了生存与发展,所展现出的对大自然环境的应对方式。引用到建筑学领域,气候适应性是指建筑本身为营造舒适的室内环境而对外界气候做出的应对策略7。气候既存在不同地理位置的空间差异,也存在同一地理位置的时间差异,即使在气候相对舒适的地区,也会有短期突发的恶劣气候,人们除了可以依靠自身的服装调节外,最重要的是建筑空间对于气候的适应性设计。回顾过去,我们可以发现建筑始终都在为营造舒适的室内环境做出各种积极的探索,从古代时期的穴居、巢居到现代主义时期的“实用、经济、美观”再到当代兼顾舒适与节能的建筑,都直接反映了建筑对于不同气候的应对方式,由此产生各种独具当地特色的建筑空间形式。

3.1.1 气候适应性调节原理

承载人们进行各种活动的空间都对舒适性有要求,作为从自然空间中划分出的一部分,这部分空间充当人体与自然环的气候缓冲层,由于地理位置不同和季节变化与人体舒适度要求之间的差异。因此,这部分空间应当具有一定的调节机制。主要利用“规避”与“利用”两种原理来实现对气候的调节作用,如图 3-1。当外界气候不好时,利用“规避”机制营造室内舒适的物理环境,例如极端气候环境中加强建筑间的聚集度,增加建筑界面的厚度,进而抵御外界气候的不利影响。当外界气候环境比较适应时,通过“利用”机制加强室内外之间的气候联系,将自然气候引入室内,改善、调节室内微气候环境。

建筑的气候适应性调节主要包括以下三个方法:

1)生态环境调节:主要通过人工环境的营造来实现小范围环境的气候调节。合适的绿植布置可以有挡风、遮阳、净化空间的作用,适宜面积的水体设置可以改善空气中的温度与湿度。主要运用于既有建筑环境改善设计中。

2)建筑被动调节:将建筑与自然环境看做一个有机体,通过建筑的群体布局、建筑形体空间、内部空间组织以及建筑表面的材料运用与细部构造来实现对外界自然环境的回应,通过对外界环境的隔离与控制,来改善建筑室内环境状况。

3)设备主动调节:主动式调节主要出现在工业时代,当前两种方式仍然不能满足人体舒适度需求时,就会引入主动式加以改善。现阶段应当对主动式技术的运用加以控制,尽量降低设备的运用,减小自然环境负荷。


第五章  策略研究——内蒙古既有工业建筑气候适应性改造策略


5.1 基于气候适应性的既有工业建筑改造原则

既有工业建筑原有空间形态与气候关联度较小,改造时应当从人、建筑、气候三者间的相互关系入手,立足当地气候条件,结合原有空间特点和改造模式进行改造,实现提高室内空间舒适度与建筑节能的目标,构建适用于不同地区的既有工业建筑气候适应性改造原则。

5.1.1 因地制宜原则

不同地区的既有工业建筑类型不同,局部气候特点也有一定差异,且由于其建成年代不同,其历史价值也有所不同。改造时,应当遵循因地制宜原则,在尊重其历史价值的基础上进行相应的气候适应性绿色改造,历史价值较大的既有工业建筑改造程度小,主要依靠后期的技术补充,历史价值一般的既有工业建筑改造程度相对大,改造后的建筑也更为节能[31]。内蒙古地区东西跨度大,局部地区的气候特点略有不同,在充分尊重既有工业建筑原有历史价值的基础上,再考虑不同气候特点对于既有工业建筑改造的影响,提出相应地因地制宜的改造策略[32]。

5.1.2 整体协调原则

整体协调原则是指在改造过程中,整体考虑到建筑的局部与整体、形式与功能、材料与构造等之间的相互关联,把既有工业建筑绿色改造看成一个整体的有机系统。既要注意到场地空间微气候的营造对于室内舒适度的影响,也要注重利用原有天窗和内部空间组织来调节室内的物理环境,进行系统化的整体协调设计,避免局部、碎片化的改造方式,也要避免绿色技术的堆砌使用[33]。同时,整体协调性原则也应当体现在对不同季节之间的适应平衡。例如,内蒙古地区的既有工业建筑改造既要考虑夏季的室内通风问题,也要考虑冬季的防风保温问题,两者存在明显矛盾,此时,应当以整体协调原则予以解决。


5.2 场地布局防风

上文中针对既有工业建筑的场地布局分析中已经提到,工业区域内的建筑单体根据生产流程布局,并且各个工业建筑单体之间存在着体量变化,形成的局部微气候相对稳定,但与当地气候关联度较小,不利于人的舒适度需求[34]。这便需要在改造设计时结合前期调查进行调整。因为既有工业建筑原有建筑单体位置已经固定,所以只能通过改善建筑单体之间的连接关系,调整建筑布局的围合关系,形成缓和过渡区域,有效避免建筑受到极端气候影响,提升场地布局和建筑单体内部的舒适度[35]。当建筑布局无法调整时,可以通过改善生态环境如树木、水景、构筑物等来改善场地微气候,也可以在一定程度上影响人在室外环境下的舒适度,并影响室内环境。  同时,应当充分利用场地周边的环境优势。对于内蒙古地区来说,其冬季主导风向主要来自西北方向,阳光照射来自南向,通过对既有工业建筑群体的有机组织可以达到“挡风但不挡光、避寒且通风”的适寒效果[36]。

5.2.1 紧凑防寒建筑布局

气候因素会影响建筑布局,在对既有工业建筑改造时,应当立足于场地的气候环境,通过加建、新建、拆除等方式改变厂区现有的建筑布局,进而调节建筑场地室外温度、湿度、风量,阳光照射量等的影响,形成对气候的回应作用。适宜的建筑布局能够极大的提高人体室内外感受的舒适度,同时也降低建筑耗能。不同气候区,不同季节人们对建筑外部空间风环境的要求不同。建筑群体中的风向、风速常因群体之间的组合方式而发生变化[37]。

防寒、防风是内蒙古地区既有工业建筑布局改造时考虑的重要因素之一。冷风的侵袭不仅会损耗建筑内部热能,也会降低室内外空间的舒适性[38]。集中式布局是改造时首选的布局形式,通常选择具有庭院空间建筑布局形式,通过局部加建或者局部拆减的方式,在建筑内部形成院落空间,使得建筑布局呈  U  形、L  型、口字形等平面形式。相关研究表明,如图 5-1,L  形围合体系,其外角正对主导风向时,挡风区域最大。对于  U  形围合体系,其开口一侧面向下风向时,挡风面积最大。适宜空间尺度的口字形围合体系建筑会在与风来向相对的一侧形成较大的挡风区域,庭院尺度过大会失去挡风效果,尺度过小又会影响采光。

建筑学论文参考


结论

时代的快速发展导致城市的产业结构不断调整,工业时期的既有工业建筑废弃闲置。近年来,既有工业建筑改造虽已增多,但是大部分建筑仍处在传统的功能及空间改造阶段,对于建筑的绿色化改造关注不足,导致改造后的建筑存在室内舒适度差、能源消耗大等问题。结合可持续发展的时代背景,以及能源紧缺的现实状况,我国大力推进绿色建筑建设,并且针对既有建筑绿色改造再利用出台了相应的标准与政策。

目前,既有工业建筑绿色改造相关研究,主要注重围护结构的性能提升和技术设备的应用,而对建筑空间组织与形体优化的关注有所不足。结合当下设计结合气候的发展趋势,因此,本文从气候适应性角度入手,针对既有工业建筑的形体空间提出相应的绿色改造策略。从而实现既有工业建筑空间环境的高舒适和低能耗双重目标。

1.研究结论

(1)基础研究:主要分析内蒙古地区的气候特点,既有工业建筑的发展历程、分布特点、建筑特点和改造现状,得出内蒙古地区既有工业建筑改造的现存问题。

(2)理论研究:通过文献阅读,对气候适应性进行系统研究,同时,提取以空间形态为核心的气候适应性调节做法。结合前文对于既有工业建筑的特点分析,得出以微气候调控为主的场地布局优化、以能量管理为主的建筑空间调整和以气候调控为主的建筑界面更新三个方面的具体关联。

(3)实践研究:通过实地调研和文献阅读对既有工业建筑绿色改造案例进行分析,分别从场地布局、建筑空间以及建筑界面三个方面对比总结,得出既有工业建筑绿色改造的可参考之处。

(4)策略研究:结合上文分析,得出基于气候适应性的内蒙古既有工业建筑气候适应性改造原则,并依据该原则提出了相应地气候适应性改造策略,具体包括:场地布局防风、建筑空间适寒、建筑界面缓冲三种改造策略。

参考文献(略)

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