适应夏热冬冷地区气候的建筑表皮之可变化设计分析

2022.10.25

王方潘

[摘要]建筑表皮的可变化设计方法，能够提高建筑表皮的环境适应能力，实现对自然资源的高效应用。基于对可变化标配设计现状的研究，本文提出了一种表皮的创新设计方法，提高建筑的资源应用效率。

[关键词]夏热冬冷地区;建筑表皮;可变化设计文章编号：2095—4085（2019）08—0068—02

建筑表皮的设计中，最终目的为通过改换表皮的形态，调整建筑的内部环境，同时降低建筑在运行中产生的环境控制能耗，适应我国当前提出的节能减排要求。当前设计中，已经开始应用智能化系统完成设计，但是对电气设备的需求度过高，本文提出的设计方法为，提高对自然资源的应用效率。

1适应夏热冬冷地区气候的可变化建筑表皮设计现状

当前提出的可变表皮设计方案中，最常用的设计思想为提高整个系统的设计思想，通过对玻璃幕墙的姿态调整，收集和存储自然资源，提高对资源的应用效率。当前的表皮控制系统主要包括以下内容。

1.1自动控制系统

自动控制系统中，存在多种传感器，传感器的作用为在运行中，将建筑的内外部环境信息转变为电信号，将所有的电信号传输到控制中枢中，控制中枢识别各类传感器的布设位置，相关区域的环境参数等，与设定值或者建筑内部人员控制值比较，发现这类数值之间存在偏差时，向建筑表皮的活动控制机构发出相应的运行信号，通过对这种方法的应用，让可变表皮高校应用自然资源。

1.2活动机构

活动机构的作用为，控制建筑可变表皮的形态，例如在夏季，导致建筑内部温度升高的因素有两种，一种为阳光的照射量提高，另一种为控制温度上升，当空气能够流动时，虽然对室内环境的温度影响有限，但是在流动空气的作用下，能够提高建筑内部人员的舒适度。活动构件在控制系统的作用下，完成建筑外表皮的控制和应用工作，提高建筑的内部通风量，并降低阳关的照射效果，达到建筑内部的降温效果。

2适应夏热冬冷地区气候的可变化建筑表皮创新设计方法

在夏热冬冷地区的可变化表皮设计中，本文提出的整体设计向为，在围护结构上设置遮光等材料，按照当前的光照强度，控制建筑的采光效果，另外在整个系统的控制中，还需要能够调整建筑的通风情况，通过这种方式调整建筑的室内环境。需要具体设计的内容如下。

2.1控制系统设计

在建筑的运行中，需要采取合理措施完成对建筑中所有围护设备和系统的控制工作，尤其是对于建成了玻璃幕墙的建筑来说，需要在玻璃幕墙中设置相应的活动构件，根据当前的气候环境，调整幕墙运行状态。

由于幕墙中需要控制的系统数量较大，对控制系统的硬件设备提出了很高要求，本文提出的方法为，应用工作站完成对各类数据的收集与分析。在高层建筑中的不同区域中，采光情况和风速有所区别，可以应用空气动力学的相关知识在各个区域中设置风速传感器，并在不同的层级上设置光照强度传感器，传感器将相关信息传递到控制中枢中，确定对建筑表皮的控制状态，实现对室内环境的有效调整。

2.2表皮材料设计

表皮材料设计中，本文提出的设计内容有两种，一种为能源转化设备，包括太阳能电池板等内容，在夏季环境中，调整室内环境的一个重要方法为降低建筑的采光质量，基于这一思想，问题提出的方法为建成双层玻璃体系，最外层为两层玻璃结构，夹层中设置位置可变的太阳能电池板，内层玻璃为建筑内人员可直接接触的玻璃，在夏季光照强度过高的环境下，控制外层玻璃与建筑墙体的夹角，并将太阳能电池板下放，提高能量转化面积。同时将内层玻璃收起，提高建筑的通风效果。在冬季时，双层玻璃结构处于闭合状态，防止建筑内部空间与外部空间产生过大的热交换，同时太阳能电池板收起，提高采光效果。

2.3活动构件设计

活动构件有两种，一种为单平面运行运动的活动构件，另一种为具备旋转轴的活动构件。前者的主要应用区域为对太阳能电池板的系统中，根据传感器的运行情况，完成对整个系统的研究和分析工作。后者的主要应用区域为围护结构开合角度控制系统，通过对这种方法的应用，可以根据建筑的室内外温度情况，完成对可变化表皮状态的控制工作。

经济的发展使得我國能源消耗越来越大，基于此背景下，建筑的节能减排标准被大幅度提升。而夏热冬冷地区对能耗需求甚大，如何设计以促进节能减排成为人们越来越关注的焦点。通过合理的设计能够促进建筑行业的革新，不仅提升建筑作业效率，也能够在日后的使用中节省能耗。另外在可变表皮中，由于也参与空气流动效果的控制过程，所以这类活动构件的另一个应用方法为，控制建筑内部通风管道的开合状态，根据建筑内外部环境的实际情况，确定是否需要完成建筑的内部通风工作。

3结论

综上所述，在建筑可变化表皮的设计中，通过应用自动控制系统，完成对建筑内外环境的信息收集，可以通过对相关活动构件的设计工作，提高对资源的应用质量。另外可在可变化表皮中设置太阳能电池板，实现能量转化工作，进一步降低建筑运行中产生的能耗。