图书馆中庭天然采光设计优化策略探讨——以济南地区为例

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论文字数:95633 论文编号:sb2023111618012851446 日期:2023-12-02 来源:硕博论文网

本文是一篇建筑论文,本文通过文献综述、实地调研、计算机软件模拟、结合实际方案验证等方式对研究了图书馆中庭天然采光优化策略。
第1章. 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 终身教育理念的兴起与图书馆建设量的激增
自古以来,文化教育的发展始终推动着人类社会认知层次的不断提高,进而驱使着人类文明不断向前发展。上世纪中旬,东西方文化教育界的学者提出众多教育理念,以期提高二战后各国公民的文化素养。其中,在1970年由法国教育家郎格郎在其著作《终身教育引论》[1]中提出的“终身教育”理念引起了各国教育界学者的思辨与实践,也对未来几十年多国的文化教育政策的制定与执行产生了深远的影响[2]。
受“终身教育”理念的思潮的影响,我国早在上世纪末,就已经将该理念与我国的具体国情相结合,开始积极地探索与实践有关公民终身教育的政策[3]。
我国在1993年颁布的《中国教育改革和发展纲要》[4]中就已提及“终生教育”的概念,并将“终生教育”视为成人教育的发展成熟后的一种制度。在1995年颁布的《中华人民共和国教育法》[5]在总则中提出了“促进各级各类教育协调发展,建立和完善终身教育体系”的目标。在该文件的后续表述中,也多处提及“成人教育”、“继续教育”、“终生教育”等关键词。由此,不难看出我国早已从国家层面开始对“终身教育”的理念进行探索与实践[6]。
在2002年党的十六大报告中,我国首次将“建成全民学习、终身学习的学习型社会”作为全面建设小康社会目标[7]。在2010年《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》提出了“到2020年构建体系完备的终身教育,基本形成学习型社会”的目标。在2014年多部门联合发布的《教育部等七部门关于推进学习型城市建设的意见》中将建设学习型社会作为实现“两个一百年”奋斗目标和中华民族伟大复兴中国梦的重要内容和有力支撑[3, 8]。在此阶段我国建设以“终身教育”体系所构建的学习型社会的目标更加明晰。
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1.2 研究目的与意义
1.2.1 研究目的
天然采光质量的优劣是评价图书馆室内环境品质的重要因素之一,在图书馆建筑建设量激增、单体建筑规模不断上升的当下,积极研究如何利用建筑中庭提升图书馆内天然采光质量,将对未来图书馆建筑的发展提供参考。本文研究图书馆中庭天然采光策略有以下目的:
(1)通过对多地区中庭图书馆天然采光现状进行调研,归纳分析现阶段中庭图书馆天然采光问题,探究影响中庭图书馆天然采光的相关因素。
(2)基于天然采光理论基础,运用Rhino & Ladybug & Honeybee模拟软件分析各影响因素对图书馆中庭天然采光的影响情况,并针对该软件的模拟结果,结合前期调研分析提出相应的优化策略,为未来图书馆建筑的天然采光设计提供参照。最后,将上述针对图书馆中庭天然采光的研究成果应用到实例中,运用Rhino & Ladybug & Honeybee模拟软件对现有实例进行优化计算,并提出天然采光优化策略并反馈设计层面以期达到更佳的设计成果。
(3)基于研究的优化策略,完成对某特定图书馆中庭的天然采光优化。
1.2.2 研究意义
通过对图书馆中庭天然采光优化策略的研究,不仅可在图书馆建筑的前期设计中,针对性地改善图书馆中庭空间的天然采光状况,还能提高图书馆建筑空间环境品质、提升图书馆建筑的节能效益,其研究意义如下:
1.2.2.1 优化图书馆天然采光质量
从前文可知中庭是现代图书馆建筑的重要空间组成部分,也普遍存在于新建的图书馆空间中。中庭作为图书馆建筑的主要共享公共空间,其物理环境性能直接关系到建筑整体品质。众所周知,天然采光质量在一定程度上影响着读者对一个图书馆空间的使用感受。即便如此,据笔者前期调研,图书馆中庭的采光往往存在采光过亮、采光不足等诸多问题。影响读者在图书馆中庭空间的使用感受。为了提升室内天然光环境品质,本文以现阶段室内空间设计与使用者需求为基础,结合建筑学、光学、环境心理学等学科知识以及目前室内光环境研究成果和技术分析方法,针对图书馆建筑的中庭天然光环境性能优化问题展开研究,提出相应的天然采光优化策略,对未来的图书馆中庭天然采光设计有积极意义。
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第2章. 图书馆中庭天然采光现状调研与分析
2.1 图书馆中庭调研概述
2.1.1 调研对象
前文1.3.1已界定本研究的研究对象,即济南地区的图书馆四向中庭。 为尽量充分地展开本次研究,更广泛地实施调研,在下文对于图书馆中庭实地调研部分,除选取了济南地区的图书馆作为研究对象以外,笔者还选取了与济南同样位于IV类光气候区的南京地区与深圳地区的两个图书馆。在天然采光模拟分析与图书馆中庭采光优化实践部分,笔者将回归到仅针对济南地区图书馆中庭的研究。
2.1.2 调研方法
本次调研将采用客观评价与主观评价相结合的方式。
其中客观评价将采用实测法,测绘各图书馆的中庭尺寸以及中庭各测点的照度值与采光系数。得到各测点的评价指标后,将结合excel可视化图表进行分析。而其中主观评价的方式将采用实地发放调查问卷的方式进行。本研究将结合现有文献、实地调研所发现的问题,设计调查问卷,并将回收的问卷统一归纳至excel中,用以分析数据关联及生成可视化图表。
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2.2 图书馆中庭天然采光客观评价调研与分析
目前国内外对建筑采光的评价指标众多,各指标研究测评流程与方式各异。目前国内有关建筑采光评价的规范标准包括2013年颁布的《建筑采光设计标准》(GB50033-2013)[33]、2019年颁布的《绿色建筑评价标准》(GB/T 50378-2019)[22]、2021年颁布的《建筑环境通用规范》(GB55016-2021)[80]等。其中《建筑采光设计标准》(GB50033-2013)[33]中所提及的采光系数标准值是目前较为成熟且实测可操作性较强的一个评价指标。考虑到实地调研的复杂性,笔者在对各图书馆实测时,将选用建筑采光系数标准值作为评价指标。
据《建筑采光设计标准》(GB50033-2013)[33]中2.1.6,采光系数标准值即在规定的室外天然光设计照度下,满足视觉功能要求时的采光系数值。该参考值是根据Ⅲ类光气候区制定而成,考虑到不同光气候区(见图1.8),应在上图标准上乘以相应地区的光气候系数K(表2.1)。采光系数标准值可理解为,在该所要求的房间内,采光系数要求的最低值,低于采光系数标准值可视为采光不足。另外,据本规范中3.0.7要求[33],各采光等级的参考平面采光系数不宜高于7%。即可理解为,采光系数高于7%可视为采光过量。而采光系数介于所规定的采光系数标准值与7%的区间内,则可评价为采光适中。

建筑论文怎么写
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第3章. 建筑天然采光评价指标与研究方法 ........................... 59
3.1 建筑天然采光评价指标............................................. 59
3.1.1 建筑静态天然采光评价指标 ................................. 59
3.1.2 建筑动态天然采光评价指标 ......................... 60
第4章. 图书馆中庭天然采光模拟分析与优化策略 ..................... 71
4.1 典型图书馆中庭模型的建立及参数的设置 ........................ 71
4.1.1 典型图书馆中庭模型的建立 ...................... 71
4.1.2 天空模型的选用 ................................ 72
第5章. 图书馆中庭天然采光优化设计 ............................ 131
5.1 济南某职业技术学院图书馆基本概述 ......................... 131
5.2 济南某职业技术学院图书馆中庭天然采光优化 ...................... 132
第5章. 图书馆中庭天然采光优化设计
5.1 济南某职业技术学院图书馆基本概述
该项目位于山东省济南市,科创路以北,清秀大街以东,清照大街以西(见图5.1)。该职业技术学院校区东西宽446m,南北长491m(校区鸟瞰图见图5.2)。该校区图书馆总建筑面积为29038.72㎡,其中,地上建筑面积27458.35㎡,地下建筑面积1580.37㎡。地下1层,地上7层,建筑高度:41.50m(室外地坪至屋面面层),室内外高差0.45m,为二类高层建筑。该图书馆集书库、阅览、行政办公等多种功能于一身,建筑效果图见图5.3,各层平面图见图5.4-图5.7。该图书馆中庭南北长约27.7m,东西长约20m,共五层,高度为27.00m。该中庭为各层的开放阅览空间提供顶部天然采光。因此该图书馆的阅览坐席围绕着该中庭布置。

建筑论文参考
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第6章. 结论与展望
6.1 研究成果
伴随着终身教育理念的兴起等多种因素,图书馆建设量在近年来持续上升。随着能源短缺、可持续发展与土地资源愈发紧张,带有建筑中庭的图书馆建筑越来越多的出现在城市空间中。 本文以济南地区为例,对图书馆中庭天然采光优化策略展开研究。首先,基于VOS viewer 对国内外相关文献进行了计量学研究,总结并归纳了国内外建筑天然采光的相关研究。
本研究通过对以济南地区为代表的IV类光气候区多地进行实地调研,结合现有规范,评价了多个图书馆中庭天然采光质量。总结得到目前图书馆中庭在天然采光方面,主要存在以下问题:
(1)部分图书馆中庭存在高度过高、天窗过小等因素而导致的采光不足。
(2)部分图书馆中庭存在天窗过大等原因而导致的中庭采光过量。
(3)部分图书馆中庭在采光过量的情况下,未采取相应的遮阳设施或遮阳效果不佳的问题。
针对上述图书馆中庭天然采光问题,本研究选用UDI作为评价指标,借助Rhino软件平台Ladybug & Honeybee对多项可能影响图书馆天然采光质量的因素加以分析研究,得出以下结论:
1)图书馆中庭空间形式优化策略:将图书馆中庭平面的宽长比控制在0.7左右;将中庭高度控制在24m左右;控制光井指数在1.1左右;选择V形中庭并且将中庭倾角控制在70°左右。
(2)图书馆中庭采光天窗优化策略:选择平天窗的天窗形式;将中庭天窗窗地比控制在0.3-0.4范围内;将中庭天窗透射比控制在0.4-0.6区间内;可次要考虑中庭天窗形状。
(3)图书馆中庭遮阳设施优化策略:当中庭天窗选用织物遮阳时,选用透射比为0.4左右,织物紧度为0.7左右的遮阳织物;当中庭天窗选用百叶遮阳时,将中庭遮阳百叶倾角控制在90°左右。
参考文献(略)


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