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如何在华南地区主动式建筑设计中整合传统气候适应性策略与现代智能技术,实现动态平衡室内舒适性与节能减碳目标?

问题:如何在华南地区主动式建筑设计中整合传统气候适应性策略与现代智能技术,实现动态平衡室内舒适性与节能减碳目标?

回答:作为有机交互系统的主动式建筑在项目的实践过程中,主动式建筑标准所包含的各项指标相互促进,又相互影响,构建了一个动态的综合体系 ;在将评分标准应用到具体项目的过程中,需综合性对项目涉及的指标进行关联分析,并在其基础上有侧重地引导和投入,以达到项目综合性能最优化,而非满而全地达到各指标得分点最大化得分。将主动式建筑作为一个复杂的综合性系统进行数据分析和管理,能帮助对象在整体视角下最大化满足对主动式建筑的需求。当代视角下的主动式建筑并非处理单一物质或空间构成的系统,而是在协同现实物质空间需求的同时,集成了空间信息感知和交互系统、能源管控和能源生产系统。三大系统皆表现出沟通内外的双重性。物质和空间系统作为项目现实世界的基础,其内外双重性表现为 :对内整合了建筑设备、建筑材料、空间规划、结构系统以及内部设备系统维护,而对外则表现为对场地自然资源的管理,例如场地地形、地质条件和场地水资源等。空间信息感知和交互系统是项目使用者参与环境参数实时调节的基础,其内外双重性表现为 :对内为在智能控制系统协助下对项目内各类空间内的温度、湿度、照明条件、空气质量等各项与舒适性有关的空间信息的实时记录与反馈,对外表现为对室外空间自然信息的实时记录。通过对所处内外环境的敏锐感知,进行以创造良好稳定室内舒适性为目的的一系列动态实时调节,并减少过度的能源消耗,达到节能减碳目的。能源管控和能源生产系统是基于内部使用情形及外部所处环境,承担调节能源系统运行模式、管理新能源系统产能和能源储存系统的作用,其沟通内外活动表现为 :对内基于空间的实际使用情况适时调整各分布系统以及新能源系统的运行模式,分别在用电峰谷时段直接调用新能源产能和储能设备储存的新能源,对外则基于环境监测调整新能源产能系统的产能状态,甚至调节产能设备状态以达到产能效率最大化。系统帮助从产能到用能的实时交互 ( 图 1)。1.3 适应华南地区特征的主动式建筑鉴于我国各地自然环境条件与社会经济发展程度均有较大的差异,主动式建筑的推广需要立足于当地的实际条件,利用与当地环境、经济情况相匹配的被动策略和适当的主动技术相结合的方法,以期系统性提升建筑性能。不同地域长期气候属性相对固定,因此被动优先技术作为主动式建筑的基础可以充分继承当地传统的建筑智慧。华南地区为典型的亚热带季风气候,表现为夏热冬暖、炎热潮湿、年降水量大、日照时间长、日照辐射强度大。华南地区高温、高湿、强日照的自然条件对达到适宜的建筑室内舒适性提出了更大挑战,华南地区长期以来的建筑实践都十分看重对所处环境的应对设计策略,基于环境和技术分析应用综合性的气候适应性策略,主动调节内部环境同所处环境关系。1950 年代,华南理工大学夏世昌、陈伯齐教授提出建筑“遮阳、通风、隔热”的地域性策略 ;至 1960 年代,以林其标教授为代表,提出了“亚热带建筑防热、隔热、降温”为核心的设计理念。华南理工大学的黎明教授通过对广东东华里的研究指出了广东传统街巷布局和民居建筑有利于降低和稳定室内环境温度 ;21 世纪以来,肖毅强教授提出“建筑气候空间”概念以指导建筑空间的构建。伴随着国家对节能减排的新要求以及不断涌现的节能新技术与节能新材料,综合分析各被动技术与主动技术的在地适应性和应用的实际意义显得尤为重要。以双层幕墙技术为例,其产生于温带气候区域,空腔在寒冷季节成为调节温度的媒介,也可复合光伏建筑一体化通过应用碲化镉薄膜产品兼具能量生产功能,但其基于“保温”为核心的概念并不适用于华南地区以防热为主要目的表皮系统。挖掘和继承岭南传统建筑气候适应性的被动性技术可以为现代华南主动式建筑打下坚实的基础,于此基础上,对现代技术进行综合分析,选择其中适合华南地区气候特征的主动式技术,可以系统性地打造具有在地适应性的主动式建筑。

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