地下公共空间形态主导式天然光利用_虞菲，冷嘉伟_9787563988242

城市地下空间开发利用是21世纪城市发展的重点课题，而天然光的缺失是阻碍地下公共空间发展的瓶颈之一。无论从功能使用、健康舒适、经济效益还是美学艺术的角度，实现地下公共空间天然光的充分有效利用都具有重要的现实意义，是国家推广碳中和、环境宜居、可持续发展等政策理念的必然要求。目前针对地下空间天然光利用的介绍与研究存在系统性的缺失，容易导致设计方案采光不足或过度，引发资源的浪费，影响地下公共空间的使用效果。
本书基于建筑学的视角，介绍了地下空间形态主导式天然光利用的背景需求、评价方法、案例提炼、定量机制和设计策略，形成了针对地下公共空间天然光利用的系统性介绍分析，并为建筑空间形态设计变量与天然光利用效果间的内在规律关系呈现与优化提供了详细流程介绍，从而为地下公共空间天然光利用设计提供理论依据、策略建议及流程方法，为提高地下公共空间天然光利用设计效率、推动地下公共空间的高品质发展、落实全过程绿色可持续设计理念做出贡献。

第 1 章绪论…………………………………………………………… 1
1.1 地下空间天然光利用设计的背景需求 …………………………… 1
1.1.1 国家新型基础设施建设对地下空间发展的要求 ………… 1
1.1.2 人与自然和谐共生理念下的地下公共空间天然光利用 … 2
1.1.3 绿色可持续建筑发展与性能导向的高效地下空间
天然光利用 ………………………………………………… 5
1.2 地下空间天然光利用的概念 ……………………………………… 7
1.2.1 地下公共空间 ……………………………………………… 7
1.2.2 天然光利用的类型限定 …………………………………… 8
1.3 地下空间天然光利用的设计概论 ………………………………… 9
1.3.1 总体特征 …………………………………………………… 9
1.3.2 设计思想 …………………………………………………… 12
第 2 章地下空间天然光利用的评价…………………………………15
2.1 地下空间天然光的分布与传播特性 …………………………… 15
2.1.1 天然光的特性 ……………………………………………… 15
2.1.2 光的传播与衰减机制 ……………………………………… 15
2.1.3 地下空间中的天然光传播与衰减推演 …………………… 18
2.1.4 地下空间天然光利用的抽象化思路 ……………………… 20
2.2 地下公共空间天然光利用的相关评价指标 …………………… 22
2.2.1 功能性 ……………………………………………………… 22
2.2.2 舒适性 ……………………………………………………… 26
2.2.3 经济性 ……………………………………………………… 28
2.2.4 指标小结 …………………………………………………… 28
2.3 地下公共空间天然光利用的综合优化方法 …………………… 30
2.3.1 M1：分别研究综合评估………………………………… 30
2.3.2 M2：转换为单一目标 ……………………………………… 31
2.3.3 M3：顺序控制优化 ………………………………………… 32
2.3.4 M4：基于循环算法的协同优化 …………………………… 33
2.3.5 路径比较 …………………………………………………… 33
第 3 章地下空间形态主导式天然光利用的原型……………………35
3.1 原型提炼依据 …………………………………………………… 35
3.1.1 原型概念 …………………………………………………… 35
3.1.2 形态主导式采光的分类方法 ……………………………… 35
3.2 地下公共空间形态主导式自然光利用的案例选取 …………… 36
3.2.1 案例来源 …………………………………………………… 36
3.2.2 基本信息 …………………………………………………… 37
3.2.3 案例的采光类型 …………………………………………… 42
3.3 案例形态归纳与尺寸统计 ……………………………………… 43
3.3.1 基本形态归类 ……………………………………………… 44
3.3.2 形态复合构成 ……………………………………………… 54
3.3.3 形态小结与拓展 …………………………………………… 58
3.3.4 尺寸取值统计 ……………………………………………… 61
3.4 地下公共空间形态主导式天然光利用原型的参数化建模 …… 65
3.4.1 原型建模的基本逻辑 ……………………………………… 65
3.4.2 形态衍生的参数生成 ……………………………………… 68
3.4.3 其他参数设定 ……………………………………………… 72
3.4.4 实测校验 …………………………………………………… 74
第 4 章地下空间形态主导式采光的机理……………………………84
4.1 基于响应面法的预测模型建构 ………………………………… 84
4.1.1 响应面法的概念与本质 …………………………………… 85
4.1.2 响应面法的研究优势 ……………………………………… 86
4.1.3 构建响应模型对地下空间天然光利用研究的作用 ……… 86
4.1.4 基于响应面法的定量机制研究路径 ……………………… 88
4.2 地下公共空间采光原型的响应模型建构 ……………………… 91
4.2.1 参数化与实验设计 ………………………………………… 91
4.2.2 模拟计算输出：全年有效采光的分布 …………………… 93
4.2.3 地下公共空间采光原型的响应模型拟合与校验 ………… 96
4.2.4 地下公共空间采光原型的响应机制分析 ……………… 106
4.2.5 基于响应模型的地下公共空间采光原型优化 ………… 113
4.3 地下公共空间采光原型的衍生 ………………………………… 116
4.3.1 地域衍生 ………………………………………………… 116
4.3.2 形态衍生 ………………………………………………… 120
4.3.3 空间位置 ………………………………………………… 127
4.4 阵列组合的参数响应 …………………………………………… 132
4.4.1 序列 / 阵列组合的模型参数化 ………………………… 133
4.4.2 不同序列 / 阵列组合的全年有效采光分布 …………… 135
4.4.3 序列 / 阵列设计因子耦合的响应机制 ………………… 137
第 5 章地下公共空间天然光利用的优化策略…………………… 140
5.1 地下公共空间天然光利用设计原则与策略 …………………… 140
5.1.1 地面条件与场地设计 …………………………………… 140
5.1.2 单个采光设计 …………………………………………… 142
5.1.3 组合采光设计 …………………………………………… 146
5.1.4 材料选择 ………………………………………………… 150

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