建筑气候适应性的动态控制

通过对IMSIA太阳能建筑设计竞赛的参赛思考，设计研究首先从阅读和场地采风入手，始于对北部湾旁边一个招商地产的会所设计研究。江南地区的气象特征是典型的大陆性气候，冬冷夏热，也一直是环境气候的矛盾。整个小区紧靠北部湾，冬天江风大，不利用功能布局和技术把控，很难解决建筑对气候的适应性。作为毕业生我们带有一定研究任务，同时又要结合太阳能的主题，所以才刚刚开始接触太阳能和绿色生态之类的可持续概念，其实还不知如何平衡二者之间的关系。
 

在如何解决建筑问题的基础上又能够突出太阳能设计的特点，例如，解决太阳能与建筑一体化以及太阳能系统复杂性的问题，然后再研究做到太阳能利用最大化。面对困惑，又重新回到可持续设计的点上来，即从气候研究入手，以此为切入点找到一个建筑设计的解决方案。

气候适应性是指应对气候因素，比如太阳辐射、风、湿度、降水等，对室内环境和一些结构材料损害的解决研究途径。当时的想法是对镇江场地气候环境分析做一个系统的解决方案，再给气候适应的建筑设计加上太阳能解决方案，从而实现建筑气候适应性的动态控制。所以把主要的精力放在应变界面的设计上，之所以提出动态控制这样的理念，是因为大陆性气候条件下存在着变化的矛盾，所以在正向南立面设计了一套应变界面，试图分别在冬季和夏季以及春秋季对气候资源、自然采光、温度、湿度和降雨因素进行 控制。

冬季，动态界面会实现闭合，形成一个三角形的空间，具有太阳能被动房的功能特点，太阳辐射可以最大程度的进入建筑本题，又能够防止冬季冷风的干扰；夏季，应变界面会向前滑动，形成一个立体的遮阳设施，建筑得到最大的开场，使得自然风和建筑进行一个被动式的冷却；在春秋季节，遮阳界面可以根据每栋房间的光线需求和智能化控制形成多样化的外观，最后在自然资源得到最大化利用的情况下也得到不同的建筑立面效果。

确定创意点就是应变界面之后，立即花时间投入设计。设计过程也是和机械系的一些同学通力合作，共同去验证创意的可行性，虽然现在看起来还不太可能落地，但是当时对于学生来说，已经不再是天马行空的设想，也是有一定的科学依据的。应变界面整体是基于建筑的内部模块，由转轴、滑轮和滑轨进行控制。通过太阳能光电板、光热系统等一些综合利用，形成一个可以自主感知决策到反馈的全方位的控制系统。在不同的季节形成不同的主题外观。

当时有一个形象的比喻就是给建筑设计一个穿衣、脱衣的程序，或者是根据需求进行自动调节的过程。针对不同的外观的特点，也在分析模拟上面花了时间分析得热效果，验证可持续性的一些优势，包括系统能够用到其他设计方案上或一个可替换的概念，例如把木墙换成绿化等不同的概念。作为一个可持续设计，除了在独立面上，在其他方面也进行了绿色生态的设计，综合应用了很多技术策略手段试图打造被动式的最优化，例如在应变界面考虑西晒和阻挡冬季的西风设计了一个防西晒墙的概念，然后形成了设计，还综合了降温水池等等。另外，还在温度、湿度不同的气候资源上都做了一些考虑。

作为本科设计的学生，其实早在小时候就认识到一些建筑师职业复杂性，比如在设计、建造、器械、材料等方面都要进行一个综合性考虑，才能完成建筑师的任务。作为职业设计师其实应该综合考虑、协同管理建筑各方面因素，设计的复杂程度还会更加复杂。除了前面所述的一些建筑师必须掌握的知识，我们还要懂得如何去做信息感知和决策，包括设计还要运用控制及整合不同的资源，最后对整个方案进行能耗分析，系统选用，最后做反馈修正，以此来验证设计的可靠程度。当时还对太阳能发电和太阳能热水，包括在主动热量的分析评估以及整个的消耗资源，还包括碳循环排放都做了一个系统的模拟。

通过对竞赛整体方案的过程，我们了解到太阳建筑在时间跨度上有一个全生命周期，从设计到制造到建造再到并轨的复杂程度；从专业的广度上，比如我们配合机械自动化的同学在各个系统软件设计内涵等做了不同深度的探讨。作为一个设计师不仅仅要懂得设计，还要了解整个系统的策略去选择产品材料的性能，包括对整体安装或者是建造方式以及后期的运营维护等等方面的通盘考虑，最后才能实现真正的太阳能设计一体化。

通过这次竞赛活动，决定我们未来的发展方向，也把我引上了建筑的可持续研究之路，这次竞赛对我们人生有很大的帮助，希望竞赛越办越好。

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