文摘
太阳辐射的控制是一个基本维度的现代设计在所有不同类型的建筑。很多建筑师最近注意到,可持续设计的不同阶段需要一组计算和模拟,作为新标准设计是必要的。的宝贵贡献可持续设计的过程有一个共同点:太阳辐射和舒适。这样,出于这些新策略和概念,大量的论文表明,工作还没有完成。这项工作提供了一个例证Atarazanas关于其气候响应能力,特别注重采光、遮阳,热量增益,和冷却负荷。目标是评估的设计里亚尔Atarazanas de塞维利亚(塞维利亚皇家造船厂)量化它是如何影响太阳能日晒和提供关于设计特点的见解影响效率和保护。
1。介绍
近年来,研究主要关注科技的发展工具来提高建筑物的能源性能以及它们的照明条件。气候因素、太阳辐射、日光和环境条件为建筑设计提供重要的数据。从这个意义上说,有一个丰富的科学文献上可持续建筑设计的过程。
可持续发展的概念有不同的含义在可持续设计(1]。自1990年代以来,建筑行业已经认识到,其活动对环境产生重大影响,改变了建筑设计,减轻环境影响。建筑设计的目标之一是建立一个令人满意的和健康的环境,我们可以开展我们的活动,无论是住宅、休闲、教育或工作。因此,考虑到建筑设计的日益复杂化,研究集成环境中数据和工具处理可持续设计过程中起着重要的作用[2,3]。这正是因为它的伟大影响舒适,经济,生活质量和健康。应该注意一般的价值贡献可持续设计的过程有一个共同点:太阳辐射和安慰4- - - - - -7]。这样,出于这些新策略和概念,大量的论文表明,工作还没有完成。
这项工作是一个对工业遗产建筑杰作:里亚尔Atarazanas de塞维利亚皇家造船厂(塞维利亚)、(图1)。
一个关键的考试Atarazanas允许一个洞察影响能源效率和保护的特定设计特点。建筑位于旁边的阿雷纳区瓜达尔基维尔河河在城市的心脏。它的起源是紧密与卡斯提尔国王阿方索十世(1221 - 1284)和特权,他的父亲给水手,渔民,等等,所讨论的贝洛和马丁(8成立于附近地方行政区域de la 3月后创建了塞维利亚的征服。它的位置是理想实现的功能船厂由于瓜达尔基维尔河,当时,被广泛使用。虽然这种情况是选择专门为附近河中,塞维利亚的城市的发展已经使其成为一个优秀的位置对任何新建筑的使用及其体系结构。
在架构上,这是一个巨大的哥特式和Mudejar-style工作建立在砖砌体,共生的技术和方法创建架构造成穆斯林和基督教文化生活。长与宽的巨大尺寸的氟化钠由拱形金库惊人适合建设最大的船只的时候,图2,氟化钠1 - 7(左到右)。氟化钠是彼此连接外侧通过厚,略尖拱门面对面直接从地面开始,全部挑起一场不同寻常的美丽(图的内部视角3)。
这项工作提供了一个分析Atarazanas关于气候的响应能力,特别注重采光、遮阳,热量增益,和冷却负荷。目标是评估的设计Atarazanas量化它是如何影响太阳能日晒和提供关于设计特点的见解影响效率和保护。特别,是检查等设计策略取向和对采光性防晒及其影响,阴影和得热量。分析是基于一个概念性的框架设计模型给建筑师和工程师支持增加被动architectural-collaborative过程工业遗产的效率。建议的方法模型的基本特征可以概括如下:(我)工作环境设计的概念,提出了一种适用于建筑遗产的更全面的集成环境。(2)建议的方法是开发成一个集成框架,其中包括多个设计工具和数据分析。
2。方法
工业遗产是一个相当大的定性和定量经济未来发展潜力。在这种背景下,建筑师和工程师经常发现自己在投资者之间调停者的角色,科学,社会,历史遗迹保存,和一般公众。缺乏积极合作和它们之间的交互。导致混淆,误解,彼此和消极的态度。建筑活动的结果(不活跃)不仅在设计方面是至关重要的,但也有重大影响的机会教育,提高意识。这种情况发生在整个过程的保健和工业遗产的保护。在给定的情况下,将研究结果来自未来的学科需要更详细的注意。
建议的方法模型的基本特征可以概括如下:(我)工作环境设计的概念,提出了一种适用于建筑遗产的更全面的集成环境。(2)建议的方法是开发成一个集成框架,其中包括多个设计工具和数据分析。
设计的过程可以定义为一个想法是开发、模拟,阐述详细说明和工作工具最终的具体化。过程设计将集中在三个主要阶段,从不同的字段可能处理每个阶段不同的工具。因此,有必要准备这些工具为每一个阶段一个集成的方式。研究可分为三个主要阶段:概念阶段,模拟分析,物化阶段。
每个阶段都有分配适当的工具和收集日期,汇聚成一个集成环境。这种集成不是单刀财产;相反,它是最终结果在环境中与其他元素之间的关系,以这种方式覆盖整个过程。工具集成是关于这些工具在多大程度上同意9]。通过这种方式,任何集成环境可以看作是三个基本的成分多刃刀具组:(我)组1:创意设计相关工具:概念阶段。(2)组2:数据相关工具:仿真分析。(3)第三组:物化过程相关工具:评估、优化和实体化。
每组的工具提供了这些需求,系统需要实现的目标。一旦它被处理,这些成为知识库的一部分来实现结果和干预。
2.1。多刃刀具集成设计环境
系统,开发,集成各个领域的设计和所有的设计过程中生成一个连续的反馈。
提出的概念模型是一种新型的系统,强调识别和分化的一些部分解决设计元素通过不同级别的存储和操纵设计分辨率信息。模型旨在协助建筑设计过程成为一个整体协同工作环境的有效组成部分。不同的工具应该被集成在一个模块化的、高效的环境。所有这三个的十字路口多刃刀具组定义了集成环境(图4)。
2.1.1。第一步:数据收集
所有的组织模型的输入。这些输入可能是分组下两类:常量值和变量值。计算机科学的一个主要领域可能支持设计师是数据交换和处理。这些数据将会订购和加工非常有效,但问题是如何订单数据,这样就可以很容易地处理。这需要一个可靠的数据模型。为了解决这个问题,这是绝对必要的组织信息作为分层结构,包括不同级别的数据,安排等级。在这方面,等级分层工具结构与任务环境的结构,这是层次构成。
2.1.2。步骤2:仿真分析
在这种方法中,物理环境因素分为三个部分:白天效率、热舒适性和能源效率(部分3)。每个组件的各种因素,分析出有用的数据。本模型中使用的模块是特定范围的研究。分析结果可以很容易地获得通过使用新一代集成设计项目。
2.1.3。第三步:决定
并行计算机技术的进步,需要加强信息处理几乎所有学科来处理传入的信息;这基本上是由于越来越多的数据和信息处理需求的现代技术。通过这种方式,我们专注于开发一个新的设计工具使用数学方法和其他技术和学科。将使用先进的仿真的目的是在整个设计过程中,但由于接口,软件功能,违约,根据需求的设计和结果分析阶段。过程中的技术,主要的规则之一是,每一步都必须明确最终目标相关,必须测试和评估这一目的。
2.1.4。步骤4:物质化
在物质化阶段,问题是如何确定哪些材料,元素,或关于成本方面最能满足所有的需求,安装,和审美细节。在这个过程中,是一个伟大的需要应用知识、物理、数学、材料科学,等等。在碳化硅的发展2T(科学、信息、通信和计算机技术),几乎每一个决定都是基于我们的知识和经验。现在,随着新技术的发展,软件已经写了具体问题,但仍然没有软件可以集成这些不同的概念在科学、信息、通信和计算机技术为一个系统,以支持设计师在决定。一般来说,专业知识可以存储并使其能够通过访问一个专家系统。因此,创新过程是一种实践的混合物演绎和归纳的过程。
该模型包括的优点(我)建议多刃刀具的方法可以提供模块化、灵活性和可扩展性的行为控制和系统性能的工具。(2)概念设计、模拟和物化三个不可分割的阶段:概念、仿真和实体化。(3)的支持多个用户并行运行多个不同的设计项目的设计任务。(iv)分功能在多个工具将提高系统效率。(v)多种工具可以提高集成软件环境的动态。
拟议的方法来实现这些目标包括上面的理论工作,利用计算机仿真应用程序和一个案例研究来说明建议的综合决策模型的明显的优势。
3所示。闪电的实现和仿真分析在工业遗产
这项工作的目的是提供一个说明的Atarazanas关于其气候响应能力,特别注重采光、阴影和太阳辐射中讨论(10]。毫无疑问,任何干预我们的工业遗产链接过去,未来在目前的项目和需要的策略设计和适应性,没有必要在新设计。这种方法,案例研究里亚尔Atarazanas是一个重要的遗产。因此,保证建筑使用的最好方法是保护它。因此,适应重用包含转换这不朽的工作保持其传统价值,如果可能的话,它的解释和理解虽然容纳其他用途和新的功能。工业遗产的恢复和适应任何技术维度的目标是没有消除之前的添加一个新层。然而,这种改造并不是唯一重要的一点,因为自适应复杂性意味着节能和照明等其他重要方面。
3.1。气候
理解的气候条件Atarazanas可以说本研究分析。塞维利亚的城市是一个地方与暖温带气候的特征由于其地理位置,纬度,及其周边地区,年平均温度为19.2°C和温和的测温温度振荡在寒冷和温暖的时期。冬天温和,平均最低温度不低于5°C,和夏天是非常热的,每年长和温度(最大极端温度可以从5月到9月份)。在这方面,科学家们研究了大量不同的指标多年来的太阳活动(11]。根据一项研究从AEMET (Estatal de Meteorologia通讯社的记者)(国家气象局),它涵盖了所有的热浪在西班牙在1976年和2017年6月,46°C以上的高温很少看到。然而,温度超过45°C已登记有五次自2015年以来,越来越多的最高和最常见的温度是否注册。
3.2。太阳能数据
白天是一个关键因素,直接影响热舒适终其一生;因此,它是一个重要的最初的一步架构(12,13]。的Atarazanas浅海区定位为其主要立面保证太阳辐射在一天时间在寒冷的月份,在晚上休息。然而,其取向的主要原因是垂直的河,因为它的使用是船厂,和这个特定的取向与水的连接。
应用建议的方法,图5总结了参数最相关(工具和数据)参与上述三个多刃刀具。选择工具在图5允许我们估计太阳能数据、日晒和照度一段特定的时间内准确地说,提供关于设计特点,将影响有效的见解,可能有助于其正确的保存。
4所示。结果与讨论
分析和仿真是重要的工具在采光设计14,15]。一般而言,分析提供定量信息(年度提供自然光,遮阳分析,等等)。在这个案例研究中,模拟被用来创建一个定性的目视判读空间可能会在这个模型中,拉斯维加斯Atarazanas通过效果图,并说明不同的重要价值和自然光线和太阳辐射在七氟化钠的内部研究大楼。我们不能忽视,在许多情况下,拉斯维加斯Atarazanas在这个世纪中,建筑遗产依然。因此,这个分析工具的应用程序允许性能模拟,可以显著提高设计和改善干预恢复工业遗产在其生命周期。
4.1。温度
温度在塞维利亚是一个主要气候因素应该集中注意力。
热的和冷的月之间的温差可以被定义为极端。在夏天,如图6(一)峰值超过40°C是当太阳入射垂直地。在冬天,温度低于5°C一天的凌晨。这种大跃进意味着建筑必须准备好承受这些变化从身体上和结构以及热舒适水平。
(一)
(b)
天气的基本气候数据引入工具已从能源+网站获得由美国能源部和导入到软件Autodesk Ecotect分析。塞维利亚的纬度和经度坐标37.4,-5.9,海拔高程是7米。
相关的入射光为100%的室内温度达到建筑。如果这不是考虑而设计,可居住性可以妥协,和能源消耗会增加很高,墙壁吸收热量和传输到室内。
它不容忽视,在塞维利亚,通常大多数的安达卢西亚人的城市,建筑面向夏季气温的保护。与这项研究中,我们可以观察到方向东西(七氟化钠的纵轴拉斯维加斯Atarazanas)允许一个更统一的照明和太阳能辐射,保护建筑从南部组件在炎热的夏季极端气温条件如那些记录在塞维利亚的城市之前显示。
4.2。太阳辐射
在中午和辐射分布的增加在夏季达到高峰。可以看到,没有差异等夸张的温度的情况下,见图6 (b)。
时间很少,温度之间的热舒适水平。
它注意到太阳辐射扩散期间几乎没有变化,一直保持在0.2和0.15之间千瓦/ m2(图7)。
4.3。相对湿度
山峰的全年相对湿度80 - 90%是观察在冬季和最低20%,干燥的夏季。
在晚上,相对湿度增加,它减少了在有阳光的时间和温度增加。一般来说,塞维利亚是一个干燥的城市,典型的地中海气候。这是由于部分靠近直布罗陀海峡,空气通道的电流从地中海和保持来自大西洋的风暴。
4.4。太阳能模拟:夏至、冬至日有关
仿真是基于两个关键日期的年度日历,6月21日和12月21日,夏至、冬至日有关。这些日子,太阳辐射的时间越来越短,因此,多和少的日子阳光,看到数字8(一个)和8 (b)。因此,在勒克斯照度表示的表示(lx),我们可以实现一个现实的模拟自然光的水平的Atarazanas本文的案例研究。
(一)
(b)
侧向氟化钠(1 - 7)和所有那些屋顶用半透明的材料显示250勒克斯照度水平约在接触区域。这个水平可能被认为是足够的基本任务或一个新的用于展览。然而,氟化钠2、4、5、6不会达到如此高的水平(80年至120年间勒克斯)。这样,这些氟化钠将不得不作出一些重大干预来获得更多的照明或直接利用人工照明(数字9和10)。
如果这个建筑是最终转化为一个博物馆作为一个新的塞维利亚市议会提出的使用,氟化钠1、3、7将一个几乎完美的照度对这种活动。
中殿3,在图10显示的水平照度(lx)。可以看出值远远低于那些获得殿1所示6月21日。太阳位于较低的角度,转化为更少的入射光线,因此更少的光。因此,中殿3值低于25 lx冬天时间,因此它需要人工光源对新用途的支持。
集中在Atarazanas,实现所有的图表和随后的分析,我们继续了解,一些缺陷出现,他们如何能得到解决。首先,我们必须提到缺乏自然光在氟化钠2,4,5,6。这让人工照明的使用几乎仅能够执行任何类型的视觉活动。
它也被认为,由于目前设计的屋顶,据说光应该进入照亮建筑(氟化钠3和7),光线几乎通过建筑。
5。结论
跨学科多刃刀具的原则合作不仅是一个复杂的方案设计过程,而且工业遗产保护的关键教育这个案例研究。
需要彻底的了解太阳如何影响气候。这是很重要的,因为它有长期和短期影响,我们需要知道这些与人为影响。同样重要的是要理解自然因素在气候变化给其未来状态可能是预测的基础。
自然采光是一个重要因素来评估质量的光环境和太阳辐射。它不仅可以提高视觉舒适,而且还可以节省能源消耗。
使用先进的建模工具可以帮助设计团队(建筑师和工程师)提高采光可用性和改进一个新的设计及其分布。这种方式让我们实现新用途和工业遗产的修复已经建立,我们没有从头开始的机会。以这种方式,因为它已经说明Atarazanas在这个案例研究中,它提供了一个更舒适的环境,除了减少能源消耗。
最后,值得注意的是不同的气候方面的交互是多么的重要在我们的工业遗产的更好的保护,从而使未来新的使用在不同的上下文。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突有关的出版。