建筑表皮是位于自然界与人类居住的室内空间之间的物质界面，用于分离和过滤外部与内部环境。[1]从历史的观点看，在内外环境间创造一个有效的屏障，主要是为了抵御恶劣的外部环境和严酷的气候条件。乡土建筑在地方文化和气候环境的熏染下，经过长年试错，衍生出集资源、气候和技术于一体的建筑表皮。因此，乡土建筑表皮可谓气候适应性建筑表皮的原型，即能够通过各自独特的技术和形式有效地应对不同的气候特征。

20世纪以来，技术发展、快速城镇化以及舒适度需求的与日俱增，都对传统建筑表皮的设计和建造模式带来巨大冲击，其具备的气候适应性功能也开始从本体剥离，转而求助于建筑设备解决室内气候调控问题。然而极为耗能的机械设备却给环境带来一系列负面影响，直至1973年能源危机爆发，建筑学界才开始正视能源危机和环境问题带来的巨大挑战，转而追求与环境交互的建筑表皮解决方案，以保证建筑的高能效和环境友好型输出。这也给气候适应性建筑表皮的发展带来新的契机，建筑师们一方面向乡土建筑学习，重新审视其被动式技术手段所承载的气候适应性功能；另一方面借助先进的主动式建筑表皮组件来协助维持室内外气候间的平衡，并以可调控地方式应对内外气候环境和人为干预。然而时至今日，无论在国际或地区层面，气候适应性建筑表皮和其替代用语既未形成明确的定义，也没建立起统一立法及设计战略框架来指导气候适应性建筑表皮的设计。

一、气候适应性建筑表皮的理念生成

气候适应性理念源自于生物学领域，就生物学角度而言，气候适应性（Climate Adaptation）是指在外界气候条件变化的情况下，保持自身状态在一定范围内稳定的适应特性，具体表现为对温度、湿度、光、风和水等气候因子的协调应对。建筑学研究语境下的“气候适应性”则并不完全与“Climate Adaptation”相对应，而是与“Climate Response”的含义更为贴近，亦常被译作“气候响应”或“气候应答”。建筑的气候适应性研究不仅涉及气候因素对室内物理环境和舒适度的影响，还包含气候对建筑结构安全性和材料耐久性的影响，以及为建筑组件和使用者行为提供调节的可能性等问题。

补偿额度：建议补偿额度综合考虑需量机组和现有火电机组的维持需求，原则上补偿额度以补偿需量机组的全成本为主，当不足以覆盖现有火电机组维持需求时进行一定扶持。

生物的气候适应性主要依靠其表皮的调节能力，一方面，生物体通过表皮保护自己，抵御外界的不良气候环境；另一方面，通过表皮与外界气候环境进行物质和能量交换，维持自身生态平衡。反观建筑系统，与气候环境联系最为紧密的也是建筑表皮。对外，建筑通过建筑表皮获取或屏蔽气候资源；对内，依靠建筑表皮维持相对稳定的室内环境，满足人体的舒适度需求。对比生物系统和建筑系统，能够发现两者应对气候相似的态度和方式。它们都寻求对外部气候资源的有效利用，以维持内部的稳定状态。通过建立生物表皮与建筑表皮的气候适应性机制类比框架（表1），即可提炼出建筑表皮适应气候的有效手段。

一抓宣传培训，促政策落地。以网络、印制宣传汇编、培训授课为主要载体，通过财政政务公开网、公共资源交易网等，及时向采购单位、代理机构、集中采购机构等进行宣传。印制《政府采购国资管理宣传指南手册》近600册，发放省厅编印的《政府采购“微资讯”》口袋书200余本。举办两期专题培训班，连续三年将政府采购管理作为部门预算编制培训的重要内容。

通过对气候适应性建筑表皮的理念和调控系统的梳理，能够发现与传统意义上的建筑表皮相比，气候适应性建筑表皮蕴含更为丰富的内涵，其设计过程也涉及气候、能源、技术等多方面因素的综合考量。首先，地域气候、建筑微环境和使用者的感知体验等因素被提到重要位置，这一切都依赖于技术手段的有力支撑，因此整合权衡技术系统与建筑表皮设计之间的关系成为该设计模式的首要诉求；此外，为了提升气候适应性建筑表皮的可持续性能，设计模式不仅应在宏观上控制和协调各类设计因素，还应将建筑表皮的性能目标拆分为多个子目标，合理排布于各个设计阶段中，通过对子目标的评估最终实现高品质的建筑表皮成果。

 

表1 生物表皮与建筑表皮的气候适应性机制类比框架

  

生物表皮建筑表皮图解重要组成部分表皮组织，包括毛发、汗孔、脂肪层等包括门、窗、墙体、遮阳构件、保温隔热层保证内部环境的相对稳定、节能、适宜建筑类型和功能需求、促进健康气候适应对象自然光、温度、湿度、风等自然和人工光源、温度、湿度、风等系统需求内稳态、能量的转化和利用、保障生存条件、适宜生物种属类别形态生物形态、表皮组成、表皮组织建筑表皮的形式、窗墙比、建筑材料气候适应方式生理途径：表皮或局部器官的形态改变、功能变化和应激反应机制：内稳态途径：建筑表皮的功能变化、构件运动以及相关构件材料的性能变化机制：人为或自动控制（BMS）行为生物体的休眠、生活方式和巢穴行为等建筑表皮改造、加固或移动等

  

图1：气候适应性建筑表皮的各种调节手段

二、气候适应性建筑表皮的调控系统

过去百年间，为了更好地适应气候环境，建筑表皮由一种相对固定的构件体系转变为一系列组件构成的多层次可调控系统。一方面，每个可调控的组件蕴含着一个明确的物理功能，犹如过滤器一般将复杂多变的外部气候资源转化为舒适宜人的室内微气候；另一方面，这些组件与表皮的外面层建立联系，赋予了表皮形式更多的可能性。

1.建筑表皮组件

建筑表皮组件的内容涵盖广泛，从被动式的遮阳、采光系统到主动式的太阳能、机械系统都属于这一范畴，因此有必要根据功能和性能特征对表皮组件进行系统地梳理和分类。对于气候适应建筑表皮而言，分类应从其工作原理入手，按照与自然气候要素的对应关系，建筑表皮组件可分为日光组件、通风组件、热量组件和能源组件。各组件间的良性协作是提升建筑表皮性能的重要手段。

根据敏感性分析结果，选取油水界面、孔隙度下限值、主变程3个主要敏感性因素开展该次不确定性分析，采用蒙特卡洛辅以拉丁超立方和正交阵列采样方式，设置实现次数81次。结果表明，J油田储量分布范围：P10为1901.87万m3、P50为2114.64万m3、P90为2372.11万m3(图7)。P50是储量分布中频率最高值即最可能值，推荐其作为开发方案编制的基础，而针对P10设置风险方案，针对P90设置潜力方案。

同时，由于气候适应性建筑表皮是一个相互关联的复杂系统，表皮组件的运用方式并不能采取简单的拼贴式操作，而应当在考虑整个系统综合性能的基础上，对表皮组件进行统筹安排和合理布局。为了减少表皮组件间的“相互影响”（Push Me-Pull You），可将建筑表皮从上至下划分为三个功能区间，并根据特定的需求将表皮组件整合于不同的功能区间内，从而建立起表皮组件间良性的互动关系（图2）。

(2)噪声谱的低估会导致先验信噪比的过高估计,从而导致增益函数的过高估计,而在信噪比SNR<0 dB时,增益函数的过高估计,会严重降低语音的可懂度,而增益函数被低估时,语音可懂度并不会受到太大的影响。基于此,对维纳滤波增益函数作出如下改进:

2.调控设计原理

适应性意味着有能力对新情况或新局势作出反应和调整，而基于适应性的调控设计则通常是赋予一种变化的能力，这种变化涉及建筑表皮在一定时间段内，功能或性能的改变，甚至物理性质的变化。根据变化维度的差异，适应性调控可以分为三个层次：灵活性（二维变化）、转换性（三维变化）和响应性（四维变化）（表2）。每个层次的调控都各具特点，在层次递进的同时，适应性功能表现也逐级增强。

此外，根据气候环境的变化规律和复杂状况，宜采取不同的调节周期以及形式各异的调控方式：灵活性调控通常针对较长的调节周期，采用手动控制的非机械系统或易于调节的机械系统；转换性调控则适用于昼夜调节的建筑表皮，常使用电动机械控制和自动控制的可变构件；响应性调控作为实时控制模式，需运用智能控制系统，利用传感器、处理器和执行器等设备进行动态调控，并可对控制模式进行优化。

  

图2：气候适应性建筑表皮的四类表皮组件

 

表2 适应性调控的三个不同层次特征

  

适应性2D变化：涉及建筑表皮配置的变化（调整建筑表皮的特定元素，如表皮组件的布局、配置等。这些调整通常由使用者操作）长调节周期特征要素灵活性布局、外观、采光、墙体、窗户、可操作元素、组件、推拉门或墙、百叶窗……被动式技术转换性形式、结构、模式等3D变化：涉及建筑表皮组件的形式和结构的改变（空间转换）昼夜调节被动式与主动式相结合的技术响应性系统、材料、环境、使用者需求、传感器和驱动器……4D变化：涉及实时的功能变化(随时间而改变应对外界刺激）实时调节主动式技术

 

表3 气候适应性建筑表皮的调控设计路线

  

步骤采暖制冷采光通风能源步骤1被动式采暖组件被动式制冷组件自然光优化与调控组件自然通风优化组件太阳能优化组件合理选用被动式建筑表皮组件·特伦布墙·水墙·阳光间·相变材料组件·垂直绿化系统·特伦布墙·相变材料组件·遮阳系统·光线重定向系统·通风翼片·可控通风组件·隔音通风组件·透明隔热组件（TI）步骤2低温加热系统高温制冷系统高效的人工照明—能源生成系统优先选择低能耗建筑表皮组件·光伏电板组件（PV板）·太阳能集热系统步骤3加热系统冷却系统人工照明机械通风系统·太阳能集热系统·太阳能冷却系统·水幕系统·LED—高效运用主动式建筑表皮组件·散热器·对流散热器·表皮加热系统·空调系统·抽风式对流散热器·空调系统·表皮冷却系统·灯具·分散式通风系统步骤4整合决策调控方式人工调控：简便易行、节能环保、操控灵活，但调节性较弱，难以满足多变的气候条件和使用者需求智能调控：具备动态性、交互性、响应性等特点，能够实时应对外界变化的气候环境，其实际调节效果取决于对使用者和气候条件的理解状况，以及各类技术的运用成熟度

3.调控设计策略

气候适应性建筑表皮的调控策略应当建立在合理选用建筑表皮组件的基础上，再选择适合的调控方式。为了更好地指导具体的建筑实践，笔者制定了一个调控设计路线，详细阐述了建筑表皮组件在采暖、制冷、采光、通风和能源等方面应对气候的调控设计步骤。该路线中的调控设计过程包括对前人经验的概括和笔者实践教学的理论总结（表3）。

（1）合理选用被动式建筑表皮组件

上述数据分析表明，辩证动态双主教学实验取得了阶段性成果。教师在学生数学成绩分析的基础上对辩证动态双主教学进行深度思考，能为今后数学教学改革积累经验和提供借鉴。

在对建筑表皮进行基本优化之后，应当首先选用那些节能环保的被动式建筑表皮组件，从而进一步改善自然采光、通风、制冷和采暖等效果。室外气候的季节变化和昼夜节律都直接关系到这些组件的有效运作。因此在该阶段如何恰如其分地选择和运用表皮组件十分重要，它是降低能耗的关键因素。

（2）优先选择低能耗建筑表皮组件

综上所述，良好的家庭环境、全面的学校心理健康教育，能为抑郁的大学生成长提供潜移默化的力量，而家庭的核心支持是抑郁的大学生个体社会功能完善的根本保障，父母有责任通过不断的学习获得成长，实现科学教养，实现教养与时俱进，创建和谐、有序、民主、团结的家庭氛围，使孩子远离抑郁，远离伤害。

在上一步骤的基础上，为了更大程度上满足室内舒适度的需求，还应选用适用的低能耗建筑表皮组件。其特点主要表现为以太阳能系统为代表的可再生能源的有效利用。在该阶段中，可再生能源的生成、分配和运输全过程的优化和整合是实现建筑表皮最佳性能的关键因素。

通过测算EVA，企业会优化资产结构，在财务风险可控的前提下，合理有效地使用财务杠杆，维持有竞争力的资本成本率，进一步优化资本结构。

（3）高效运用主动式建筑表皮组件

用两倍稀释法将铁皮石斛匀浆液稀释成质量分数分别为1.25%、2.5%、5%、10%和20%的系列溶液。向制备好的培养基中分别加入不同浓度的稀释液1 mL，涂布均匀后置于培养箱中20 min。取出后，再分别加200 uL菌液于培养基表面，涂布均匀，倒置于培养箱中，37℃培养24 h。每个浓度重复3次，以不长菌的最低浓度作为最小抑菌浓度。

在上述设计策略的基础上，最后的步骤是选择合适的调控方式，它取决于气候条件、经济成本和业主需求等诸多因素。人工调控的非机械或机械系统具有简便易行、操控灵活、经济环保等优势，但更适用于气候条件稳定、变化节律较长的地区；智能调控系统具有动态性、交互性和响应性等特点，它利用先进的环境感应设备和复杂的控制算法将建筑表皮组件与建筑管理系统联系起来，统筹安排，协同决策，能够实时应对气候环境的复杂变化。与此同时，智能调控系统应当建立在对室外气候条件和室内舒适度需求的充分理解基础上，其中各类技术的成熟运用度、使用者和智能系统间的交互状况等因素都会影响实际的调控效果。

（4）整合决策调控方式

当低能耗建筑表皮组件不足以满足需求时就需要求助于传统的主动式建筑表皮组件。但由于主动式表皮组件需要消耗大量的能量，且相互间易造成一定的矛盾和冲突，因此该步骤的重中之重在于理清各个组件系统的原理和特征，确保各组件系统的协调工作、高效运行。

  

图3：迪克森水基金会服务大楼——利用气候条件和场地信息模拟分析进行建筑表皮设计

三、气候适应性建筑表皮的设计模式

气候适应性建筑表皮应当利用人为或自动控制等手段，通过表皮的构件运动、功能变化和材料性能改变等方式，保持室内气候环境的相对稳定状态，满足使用者的需求。理想的气候适应性建筑表皮应当如同一层可调节其张开程度的渗透膜，有效地过滤气候资源，控制室内的通风、热量、日照和眩光等因素，实现内部环境的动态平衡（图1）。为了高度实现这种气候适应性，建筑表皮的各种变量，如位置、范围、覆盖程度、形状、可调节程度以及使用者操作等因素都至关重要，直接影响最终的性能表现。

鉴于设计过程的复杂性，本文将设计模式界定为四个主要执行阶段，分别为信息分析阶段、概念设计阶段、方案优化阶段和整合决策阶段。各阶段都具备各自独特的设计工具、设计内容和技术特征，并形成独立的设计循环。建筑师应当关注每个循环设计流程间的重合部分，也就是本阶段之前的设计成果，它直接决定了该阶段的设计重点和设计难度。

1.信息分析阶段(Information Analysis Stage）

作为设计的初始阶段，建筑师应当首先进行资料信息的收集、整理和分析工作，主要包括室外气候条件、场地状况、周边环境、室内气候环境、自然资源以及经济支出等因素。经过信息的收集与整理，建立简明的建筑表皮设计原则：气候资源利用（自然光、太阳辐射、风、降水）、室内环境营造（热舒适、光环境、空气质量、声学条件），以及被动式技术运用等，并在全面的信息分析基础上，制定整个项目的详细定位及可运用于设计各个阶段的可持续性能目标。

迪克森水基金会服务大楼作为德克萨斯第一座自循环建筑，通过整体的、非工业化的项目定位创造了一个完全符合当地气候环境的可持续建筑。通过对气候条件和场地信息的分析模拟，设置了一个相对灵活的建筑结构和表皮形式，能够在夏季捕捉凉风，同时阻挡冬季的寒风。较深的悬臂结构和现存的槲树为人们创造了一个具有中心集聚效应的遮阴空间，可开启的木门能够最大程度地实现自然通风，屋顶为展馆内部提供了自然采光的同时也将室内热空气排出。项目选用对环境影响极小的天然材料，积极寻求与当地气候和周围环境的互动对话，是一座与自然相互联系的展馆（图3）。

2.概念生成阶段(Concept Generation Stage）

在充分获取各类信息资源之后，该阶段开始着手于初始概念方案的形成，从建筑表皮的朝向和整体形态上入手，优化建筑的体形系数和采光状况，合理控制建筑表皮的外延面积；在考量各类建筑表皮技术特征的基础上，选择与项目设计要求契合度最高的建筑表皮类型；根据自然采光和自然通风的有效组织方式，设计合适的窗洞口比例、面积、形状和位置；合理运用材料策略，积极地就地取材并利用可回收材料，同时通过复合材料或材料的复合构造方式提升建筑表皮性能。

思想政治教育确实要为统治阶级服务，但是在实现政治目标的同时，还必须注重对中学生人文目标的发展，不能一味的将思政教育当成是政治宣讲的工具。尤其是随着经济全球化的发展，各国间的经济、政治、文化、思想等交流不断深入，学生能在互联网中接受更多的多元化信息，会对学生的价值观造成一定的冲击。因此，我们的中学思政教育课堂要适当的改变传统的课堂模式，改变以意识形态性教育为思想指导主线，引导受教育者自觉形成社会主流意识。同时，也要在兼顾政治目标的同时不能忽视人文目标，将思想政治教育目标融化在人文目标之中，使人文关怀包含着正确的政治关怀。

  

图4：曼谷农作物办公室——利用相互叠加的形态调整和表皮遮阳构件校准形成的方案

  

图5：清控人居科技示范楼——利用藤编表皮单元和通风组件优化结合而成的模块化双层表皮系统

3.方案优化阶段(Scheme Optimization Stage）

在概念设计成果的基础上，此时应当根据建筑的气候适应性目标，对整个设计项目进行深入的细节设计和优化。首先应将建筑表皮组件融入建筑表皮的设计之中，当综合运用多种表皮组件时，应考量各组件间的相互关系，综合选择合理的调控方式，力求协同效益的最大化；此外，应当详细模拟分析自然环境中的光、热、风等具体气候信息，系统地调整建筑表皮的细节特征，优化可操作性，以实现对不同气候条件的有效调控，节约能耗，综合提升建筑表皮性能。

位于贵安新区的清控人居科技示范楼是立足于中国西南温和气候区的可持续试验平台，以检验各项设计策略和技术手段在当地气候、文化和经济条件下的可行性。结合当地的气候特征，建筑外表皮选用回应气候的双层表皮，首层是带通风口的简易玻璃幕墙，二层为疏密变化的藤编表皮组件。藤编表皮组件的细节设计是以建筑表面太阳辐射和风压分布的模拟结果为参照，安排四种疏密的藤编单元分布于表皮上，配合节点构造设计，保证外观和耐久性。示范楼同时采用地道风代替常规空调，通风组件置于双层表皮空腔和地址设备夹层，室内为内装一体化的出风口（图5）。模块化的双层表皮系统的优化设计整合了当地藤编工艺与工业预制技术从而实现快速装配，不仅使建筑高度体现贵州当地的风土特色，更在一定程度上刺激并带动了当地的传统工艺经济的发展。

4.整合决策阶段(Decision Integration Stage）

此阶段是形成完整设计方案的最后阶段,通过对项目总体定位和气候适应性目标的重新审视，建筑师需要运用自己的综合素养对设计成果进行最终的整合和决策。具体内容涉及建筑表皮设计策略的整合、建筑表皮细部的完善，以及建筑表皮形式的美学表达等方面的考量。通过调整建筑形体、优化表皮构件尺寸以提升节能效率，统筹安排整个建筑表皮系统的运转和调节方式，利用计算机模拟工具优化建筑表皮的综合性能等措施共同实现建筑表皮的可持续目标。

由于当地气候条件和场地的局限，如退缩规定、高度限制等，曼谷农作物办公室通过调整整体形态，将每个楼层稍微错开，以创造出相互叠加的悬臂和露台。这些悬垂的屋檐提供了充足的遮阴地，丰富了空间使用的多样性，同时堆叠式平台也使室外景观渗透到建筑的多个功能区域中。建筑表皮也采取符合泰国热带气候的复合表皮策略，在玻璃幕墙外窗设置垂直板条作为遮阳构件，每个板条进行了校准，足以从各个方向减少紫外线的照射，通过过滤强光和太阳辐射，降低对空调的依赖性（图4）。建筑通过各种有效的表皮设计策略建立起建筑的微气候，有助于中和可能出现的不平衡气候现象。

龙湖超低能耗建筑主题馆作为一个获得被动房认证的超低能耗示范建筑，考虑到保温和供暖能耗的限制，合理地调整建筑形体，将建筑北侧压低到景观土坡中，而南侧则利用全玻璃幕墙在冬季获取最大的太阳辐射，夏季则利用联动百叶防热；中庭底部的天窗白天引入阳光，夜间通风散热，成为昼夜平衡的调蓄口；新风组件系统借助室内空间形态，在低处送新风，利用热压原理，有效组织室内风环境（图6）。该建筑通过各种技术手段的综合应用将被动房的要求转换为整合思维下的可持续建筑的设计表达，并让建筑北侧借助景观消隐于场地，南侧则借幕墙的镜面反光消隐于自然。

四、结语

本研究在提出气候适应性建筑表皮理念的基础上，剖析了其组件系统和调控设计策略，初步建立了气候适应性建筑表皮的设计模式。但研究对气候适应性建筑表皮的深入思考仍然存在不足之处。随着社会进步和科技发展，气候适应性建筑表皮的相关内容也将逐渐丰富起来，并衍生出新的内涵和要求——考虑如何减小雾霾的影响。与此同时，形成的设计模式也仅为阶段性成果，未来新观念、新工具和新方法的不断涌现也将赋予该研究更多的可能性，从而提炼出更为系统的研究成果。

SW3(config-if-range)#sw mode tr //将二层交换机SW3的f0/1与f0/2两个端口设置成TRUNK工作模式

  

图6：龙湖超低能耗建筑主题馆——利用局部覆土、联动百叶和新风组件等技术手段与空间整合而成，实现被动房节能目标

注释

[1 ]建筑表皮的内涵丰富，从广义上讲，凡是围合限定空间的建筑构件、系统或构筑物均可划入建筑表皮的范畴。本文中的建筑表皮是指除屋顶和架空底板之外，承担建筑外部围护界面的竖向物质系统，即与气候环境交互最为显著的建筑立面。文中将其称为“建筑表皮”而非“建筑立面”，目的在于凸显其如同生物皮肤一般，呼吸、排泄、交流、调节、隔绝环境以及保护自身等适应外界气候环境的特点。

鉴于不同模式的矩阵对环境有不同的适应性和选择性，必须要从职责分工、系统支持和团队文化等方面进行密切配合。①明确总体、专册所在专业处及专业室、设计院总部和专业处副总工程师的职责分工，强调总体在数据管理、计划编制和执行管理，以及进度控制方面的职责，并在生产指挥上给总体以充分授权，全力维护总体指令的权威；②加强勘察设计信息化建设，保证总体能够对设计计划、设计流程、设计任务与人员的匹配、设计资料互提等进行全过程管控，努力实现各专业网上协同设计和管理信息化；③培育开放式的内部文化，倡导各专业处及专业室之间、总体组内部建立良好的横向沟通协作文化，为总体开展优质高效的沟通奠定基础。

图片来源

图1：作者根据《Building to Suit the Climate》一书中的插图改绘。

图2：作者自绘。

图3：https://www.archdaily.cn/cn/870982/de-ke-sasi-zhu-zhai- dixon-water-foundation-josey-pavilionlake-flato-architects.

图4：https://www.archdaily.cn/cn/896327/man-gunong-zuo-wu-ban-gong-shi-stu-d-o-architect.

图5：https://www.archdaily.cn/cn/799063/qing-kongren-ju-ke-ji-shi-fan-lou-su-po-jian-zhu-gong-zuo-shi.

图6：https://www.archdaily.cn/cn/891025/long-huchao-di-neng-hao-jian-zhu-zhu-ti-guan-su-po-jian-zhu.

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