氣候響應式體系結構的步驟

氣候響應式設計減少能源使用

由於建築物在美國的能源使用量接近一半,而能源使用是造成全球變暖的頭號因素,緩解氣候變化的一個顯而易見的方法是設計低能耗或無能耗的建築。

要做到這一點,就要回到基礎,仔細研究建築物的設計如何針對特定場地的特定特徵進行優化,以盡量減少極端能源使用的可能性。

氣候響應式體系結構的10個步驟

氣候響應型建築考慮了季節性,太陽的方向(太陽路徑和太陽位置),周圍地形提供的自然陰影,環境因素(如風,降雨,濕度)和氣候數據(溫度,歷史氣候模式等)來設計舒適和節能的家庭。

簡而言之,建築師在啟動建築的設計和建築之前需要考慮以下幾點:

  1. 進行現場分析。 確定天氣模式,氣候,土壤類型,風速和風向,加熱度日和太陽的路徑。 看看現場的水流量,棲息地和地質情況。 記錄每一位合格的專業團隊,以了解在特定地點建築的影響。
  2. 在網站上佈置建築物。 使用一體化設計流程,使用建築佈局的基本體量來確定現場具體建築位置的最佳位置。 這裡需要考慮的因素是基礎設施的使用,至少保持100英尺遠離任何分水嶺,不要建在洪氾區和/或瀕危物種棲息地。 詢問應該避免哪些樹木和其他現有的地質特徵或水流量如何穿過場地可以決定建築物的位置。
  1. 這完全是關於太陽 - 根據基本方向來定位建築。 這裡的目標是最大限度地增加在冬季加熱空間的太陽的量(因此使用較少的能量來機械加熱)並且減少在夏季烹飪建築物的太陽的量(因此使用較少的能量來機械冷卻)。
  1. 根據方向選擇合適的窗口區域和玻璃窗類型。 朝南的外牆應使用適合其朝向的窗戶區域,並且窗玻璃應使用具有低輻射塗層的雙層或三層玻璃板,以最小化在最熱月份傳遞到該空間的熱量,同時在冷卻器期間保持熱量冬季月份。 例如,如果不注意在立面上設置陰影,朝南的玻璃窗牆將在炎熱的夏季月份里為室內的居民做飯。
  2. 建築圍護結構因地理區域而異。 在設計建築物的圍護結構時,根據項目處於寒冷,多雪的北方,南方的炎熱和潮濕或乾旱的沙漠,絕緣,水汽障礙和空氣障礙等因素將發生根本性變化。
  3. 盡量減少建築物的佔地面積。 質疑該計劃的真正需求 - 你真的需要那麼多空間嗎? 有沒有辦法讓空間變得多功能? 我們真的需要那麼多私人辦公室嗎?如果有些員工偶爾可以遠程辦公和分享辦公室的話? 一旦您的團隊設置了最小化計劃,請查看您的足跡大小。 是否可以添加額外的故事來減小占地面積? 這樣,建築物的挖掘成本就會降低,並且更多的牆面可以受益於太陽的變暖效應和自然採光的增加。
  1. 自然通風設計。 由於暖空氣升起,建築物可以通過設計煙囪通風設計進行冷卻,通過從建築物低處的開口吸取較冷的空氣,同時通過空間頂部的開口吸走熱量。 空氣流動的速率是入口和出口之間的垂直距離,它們的大小以及房間高度上的溫度差異的函數。
  2. 放鬆乘客的舒適標準。 這個時代的大多數建築都是為了讓乘客保持舒適 - 約78華氏度。 但是,採用氣候響應型設計,減少用於冷卻和加熱建築物的能量可以導致使用自然系統 - 太陽和風。 有了這些,如果建築物的居住者在季節期間可以添加或移除圖層,那麼能夠節約多少能源是驚人的。 在冬天增加一件毛衣或在夏季放寬公司的著裝要求,以便短時間內可以消除機械加熱和冷卻,從而節省一筆錢和環境。
  1. 進行建模和分析。 能源建模,照明模型,日光照明研究,計算流體動力學都是設計人員可以而且應該用來了解設計如何最好地與當地氣候和小氣候特徵相結合的工具。 再次,讓正確的團隊成員擁有建模專業知識和軟件是在探索最佳設計選擇的同時降低成本的訣竅。
  2. 執行多次迭代。 如果一開始你不成功 - 再試一次! 這需要設計團隊在預設計或原理圖設計階段對這些基本佈局進行多次傳遞,以盡可能降低能耗,並針對您的特定場地進行優化。 但是,最好花更多時間在設計的早期階段對項目進行建模,這比在設計過程中進行現場或以後的更改要便宜得多。 繼續進行試驗,最終你的建築物將直接響應項目現場特有的氣候。