气候响应式体系结构的步骤

气候响应式设计减少能源使用

由于建筑物在美国的能源使用量接近一半,而能源使用是造成全球变暖的头号因素,缓解气候变化的一个显而易见的方法是设计低能耗或无能耗的建筑。

要做到这一点,就要回到基础,仔细研究建筑物的设计如何针对特定场地的特定特征进行优化,以尽量减少极端能源使用的可能性。

气候响应式体系结构的10个步骤

气候响应型建筑考虑了季节性,太阳的方向(太阳路径和太阳位置),周围地形提供的自然阴影,环境因素(如风,降雨,湿度)和气候数据(温度,历史气候模式等)来设计舒适和节能的家庭。

简而言之,建筑师在启动建筑的设计和建筑之前需要考虑以下几点:

  1. 进行现场分析。 确定天气模式,气候,土壤类型,风速和风向,加热度日和太阳的路径。 看看现场的水流量,栖息地和地质情况。 记录每一位合格的专业团队,以了解在特定地点建筑的影响。
  2. 在网站上布置建筑物。 使用一体化设计流程,使用建筑布局的基本体量来确定现场具体建筑位置的最佳位置。 这里需要考虑的因素是基础设施的使用,至少保持100英尺远离任何分水岭,不要建在洪泛区和/或濒危物种栖息地。 询问应该避免哪些树木和其他现有的地质特征或水流量如何穿过场地可以决定建筑物的位置。
  1. 这完全是关于太阳 - 根据基本方向来定位建筑。 这里的目标是最大限度地增加在冬季加热空间的太阳的量(因此使用较少的能量来机械加热)并且减少在夏季烹饪建筑物的太阳的量(因此使用较少的能量来机械冷却)。
  1. 根据方向选择合适的窗口区域和玻璃窗类型。 朝南的外墙应使用适合其朝向的窗户区域,并且窗玻璃应使用具有低辐射涂层的双层或三层玻璃板,以最小化在最热月份传递到该空间的热量,同时在冷却器期间保持热量冬季月份。 例如,如果不注意在立面上设置阴影,朝南的玻璃窗墙将在炎热的夏季月份里为室内的居民做饭。
  2. 建筑围护结构因地理区域而异。 在设计建筑物的围护结构时,根据项目处于寒冷,多雪的北方,南方的炎热和潮湿或干旱的沙漠,绝缘,水汽障碍和空气障碍等因素将发生根本性变化。
  3. 尽量减少建筑物的占地面积。 质疑该计划的真正需求 - 你真的需要那么多空间吗? 有没有办法让空间变得多功能? 我们真的需要那么多私人办公室吗?如果有些员工偶尔可以远程办公和分享办公室的话? 一旦您的团队设置了最小化计划,请查看您的足迹大小。 是否可以添加额外的故事来减小占地面积? 这样,建筑物的挖掘成本就会降低,并且更多的墙面可以受益于太阳的变暖效应和自然采光的增加。
  1. 自然通风设计。 由于暖空气升起,建筑物可以通过设计烟囱通风设计进行冷却,通过从建筑物低处的开口吸取较冷的空气,同时通过空间顶部的开口吸走热量。 空气流动的速率是入口和出口之间的垂直距离,它们的大小以及房间高度上的温度差异的函数。
  2. 放松乘客的舒适标准。 这个时代的大多数建筑都是为了让乘客保持舒适 - 约78华氏度。 但是,采用气候响应型设计,减少用于冷却和加热建筑物的能量可以导致使用自然系统 - 太阳和风。 有了这些,如果建筑物的居住者在季节期间可以添加或移除图层,那么能够节约多少能源是惊人的。 在冬天增加一件毛衣或在夏季放宽公司的着装要求,以便短时间内可以消除机械加热和冷却,从而节省一笔钱和环境。
  1. 进行建模和分析。 能源建模,照明模型,日光照明研究,计算流体动力学都是设计人员可以而且应该用来了解设计如何最好地与当地气候和小气候特征相结合的工具。 再次,让正确的团队成员拥有建模专业知识和软件是在探索最佳设计选择的同时降低成本的诀窍。
  2. 执行多次迭代。 如果一开始你不成功 - 再试一次! 这需要设计团队在预设计或原理图设计阶段对这些基本布局进行多次传递,以尽可能降低能耗,并针对您的特定场地进行优化。 但是,最好花更多时间在设计的早期阶段对项目进行建模,这比在设计过程中进行现场或以后的更改要便宜得多。 继续进行试验,最终你的建筑物将直接响应项目现场特有的气候。