【摘 要】
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休闲乡村作为休闲农业的重要组成,开辟了我国乡村区域经济发展新空间,拓展了乡村建设内涵。然而,随着休闲乡村建设快速增长,休闲乡村建筑存量明显增加。为保障休闲乡村建筑低碳与可持续发展,本研究从建筑层面探索了天津地区休闲乡村建筑性能化设计,从规划层面研究了村域建筑能源规划路径。首先,选取天津地区三个典型休闲乡村开展实践调研。采用了定性与定量分析方法,将村域休闲农业建筑划分为民宿、教育服务型与商业服务型建
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休闲乡村作为休闲农业的重要组成,开辟了我国乡村区域经济发展新空间,拓展了乡村建设内涵。然而,随着休闲乡村建设快速增长,休闲乡村建筑存量明显增加。为保障休闲乡村建筑低碳与可持续发展,本研究从建筑层面探索了天津地区休闲乡村建筑性能化设计,从规划层面研究了村域建筑能源规划路径。首先,选取天津地区三个典型休闲乡村开展实践调研。采用了定性与定量分析方法,将村域休闲农业建筑划分为民宿、教育服务型与商业服务型建筑三种功能类型;二合院、三合院、四合院三种典型形态,并获得了村域建筑规划规则。运用典型化分析方法,以休闲乡村民宿建筑为代表,踏勘与问卷调研获得了典型形态建筑外部特征、内部活动等信息。其次,从建筑单体层面对休闲乡村建筑性能进行了参数化分析与多目标优化。基于调研信息,在Rhino-Grasshopper参数化平台构建了各典型形态休闲乡村民宿建筑参数化模型,分析优化了建筑朝向与屋面倾角,模拟分析其建筑负荷需求、室内采光与室内热舒适度性能特征。为改善以上建筑性能,运用遗传算法实施了建筑性能多目标优化,获得了其参数化优化解集与综合性能最优解。在参数化平台插件Butterfly中,以综合性能最优解为基础,模拟了民宿建筑夏季室内外自然通风效果,分析并从细部层面提出了自然通风优化设计策略。再次,基于休闲乡村民宿建筑全局优化结果,对休闲乡村民宿建筑性能进行了全局敏感性分析研究。在R语言平台上,采用Spearman相关系数与偏相关系数法分析了优化设计参数间相关关系。由于设计参数之间相关性显著,采用genizi方法与随机森林方法分析了设计参数关于建筑性能的敏感性表现,最终获得了三种典型形态民宿建筑设计参数与建筑性能间的关键影响关系。最后,基于需求侧负荷预测进行了休闲乡村村域建筑能源规划。依据民宿建筑多目标优化结论建立教育、商业服务型建筑典型模型,完善村域典型建筑与建筑群负荷需求信息。运用情景预测法获得了(围护)节能情景与产业发展情景下典型类型与形态建筑需求侧负荷指标。在Matlab平台以冷、热、电负荷平准化为目标优化了村域建筑面积配比。剖析村域可再生能源及光伏、光热、地源热泵、生物质能等技术应用潜力,结合休闲乡村村域建筑规划规则提出不同情景下的村域建筑能源规划,并分析其可再生能源利用与减排效益。本研究可为休闲乡村建筑的科学设计与村域的低碳规划及可持续发展提供一定的理论参考与方法借鉴。
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