氣候適應(yīng)視角下的綠色公共建筑數(shù)據(jù)庫研究及其定量分析框架構(gòu)建

劉倩君，程曉喜，宋修教，連璐，趙建平/LIU Qianjun, CHENG Xiaoxi, SONG Xiujiao, LIAN Lu, ZHAO Jianping

1 研究背景與內(nèi)容

在2015 年巴黎氣候大會(huì)及同年中美氣候變化聯(lián)合聲明中，中國(guó)承諾到2020 年城鎮(zhèn)新建建筑中，綠色建筑占比達(dá)到50%。住建部2017 年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)建筑能耗所占社會(huì)總能耗的比例已達(dá)到33%。而建筑節(jié)能的大量研究和工程實(shí)踐表明，40%以上的節(jié)能潛力來自于建筑方案初期的設(shè)計(jì)階段[1]，所以在建筑設(shè)計(jì)階段通過調(diào)節(jié)建筑形體空間適應(yīng)地域氣候，對(duì)于降低建筑能耗具有非常重要的意義。

我國(guó)當(dāng)前綠色建筑的研究和設(shè)計(jì)中，存在重設(shè)備及圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能的提升、輕形體優(yōu)化及空間組織的問題。同時(shí)，盡管綠色建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域有諸多實(shí)踐成果，也進(jìn)行了以被動(dòng)式建筑為代表的定性理論研究；但是研究領(lǐng)域尚缺乏足量的綠色建筑實(shí)踐案例庫，對(duì)設(shè)計(jì)策略進(jìn)行歸納總結(jié)，關(guān)于綠色建筑形體空間設(shè)計(jì)的定量研究亦較為有限。

為了支撐綠色建筑的形體空間設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論的研究，本文探索以建筑形體空間與地域氣候以及建筑能耗的相關(guān)性分析為導(dǎo)向，構(gòu)建出一種綠色建筑設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫以我國(guó)京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角、東北等典型氣候區(qū)的大樣本量能耗監(jiān)測(cè)綠色建筑案例為基礎(chǔ)，進(jìn)一步采集案例建筑的形體空間設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)以及其所處城市的地域氣候數(shù)據(jù)，旨在總結(jié)歸納綠色建筑的設(shè)計(jì)策略，并支撐形體空間參數(shù)與地域氣候、建筑能耗之間相關(guān)性的定量研究，為綠色建筑形體空間設(shè)計(jì)新方法歸納提供數(shù)據(jù)支撐。

2 國(guó)內(nèi)外綠色建筑數(shù)據(jù)庫進(jìn)展與分析

1 美國(guó)CBECS數(shù)據(jù)庫的主要數(shù)據(jù)分類（繪圖：劉倩君）

本研究所關(guān)注的“綠色建筑數(shù)據(jù)庫”，指以綠色建筑項(xiàng)目為對(duì)象，以指導(dǎo)綠色建筑理論研究或工程實(shí)踐、綠色建筑評(píng)價(jià)或標(biāo)準(zhǔn)制定、能源政策制定為目的，對(duì)不同氣候區(qū)的各個(gè)城市收集建筑工程與設(shè)計(jì)實(shí)例、能耗指標(biāo)等基本信息的案例庫。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外綠色建筑數(shù)據(jù)庫主要包括：（1）以政府或機(jī)構(gòu)建筑能耗統(tǒng)計(jì)為目標(biāo)的數(shù)據(jù)庫；（2）指導(dǎo)修正節(jié)能建筑規(guī)范與綠色建筑評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫，開發(fā)主體通常為各國(guó)家或地區(qū)的綠色建筑評(píng)估系統(tǒng)、科研機(jī)構(gòu)等；（3）建筑性能模擬與分析軟件所提供的開發(fā)者與用戶能夠在平臺(tái)上共享的建筑案例資料。本文主要對(duì)占絕大多數(shù)的前兩類數(shù)據(jù)庫展開綜述。

2.1 建筑能耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫

能耗統(tǒng)計(jì)通常由國(guó)家或地區(qū)政府主導(dǎo)，用于統(tǒng)計(jì)建筑運(yùn)行維護(hù)相關(guān)信息，以開展建筑節(jié)能工作。能耗統(tǒng)計(jì)主要調(diào)查與統(tǒng)計(jì)的信息包括：建筑功能、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、采暖/空調(diào)系統(tǒng)、人員使用情況、照明以及月度、年度能耗等。1970 年代能源危機(jī)爆發(fā)后，歐、美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家便開展了建筑能耗統(tǒng)計(jì)工作，以詳細(xì)了解建筑能耗狀況，制定國(guó)家節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。

美國(guó)能源信息部管理的“商業(yè)建筑能耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫”（CBECS）[2]是全美最具代表性的能耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫。CBECS 的首次調(diào)查于1979 年完成，其平均調(diào)查過程跨越3 ～4 年，目前公開最新的調(diào)查數(shù)據(jù)為2012 年，其在50 個(gè)州和哥倫比亞特區(qū)的560萬棟商業(yè)建筑中，按面積、區(qū)域和功能進(jìn)行多級(jí)分類抽樣，選出有代表性的6720 個(gè)樣本，并按照面積、氣候區(qū)、功能、使用方式等維度分類進(jìn)行主要燃料、電能、天然氣、燃油、供暖消耗和相關(guān)費(fèi)用的統(tǒng)計(jì)。由于CBECS 主要目標(biāo)是國(guó)家級(jí)的能源審計(jì)，該數(shù)據(jù)庫公開部分的主要內(nèi)容為分類統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，并沒有單一項(xiàng)目的能耗或建筑設(shè)計(jì)信息。另外，該數(shù)據(jù)庫的建筑設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)較為簡(jiǎn)單，以建筑所在地、建筑面積、建筑年代以及外墻屋面建筑材料信息為主（圖1）。

與之類似的是美國(guó)能源署開發(fā)的“建筑能耗表現(xiàn)數(shù)據(jù)庫”（US-BPD）[3]的分析工具。該數(shù)據(jù)庫按項(xiàng)目功能、建筑構(gòu)造（如屋頂形式和幕墻類型等）和運(yùn)營(yíng)情況等細(xì)分了17 個(gè)子數(shù)據(jù)庫，用戶可以進(jìn)一步設(shè)置條件（包含建筑功能、地區(qū)、建筑設(shè)備系統(tǒng)、LEED 與節(jié)能星級(jí)等），查看并比較建筑能耗相關(guān)信息、進(jìn)行定性定量分析等（圖2）。US-BPD 的特點(diǎn)在于數(shù)據(jù)可視化程度高，對(duì)項(xiàng)目的分類維度更多樣，十分適用于研究與分析，但同樣不收錄單一項(xiàng)目的信息。

另外，日本可持續(xù)建筑聯(lián)合會(huì)針對(duì)日本的非住宅建筑耗能與耗水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，建立了“商業(yè)建筑能耗數(shù)據(jù)庫”（DECC）[4]，共收錄3.8 萬個(gè)商業(yè)建筑項(xiàng)目，可利用此數(shù)據(jù)庫查看數(shù)據(jù)、圖表并進(jìn)行分析。歐盟建筑數(shù)據(jù)庫（EU Buildings Database）[5]是由歐盟委員會(huì)開發(fā)的建筑能耗統(tǒng)計(jì)與分析工具，其收錄了28 個(gè)國(guó)家各類型建筑項(xiàng)目的能耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)庫的邏輯與結(jié)構(gòu)與前述美國(guó)US-BPD 相似，主要數(shù)據(jù)更新至2014 年（圖3）。此外，對(duì)財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和“零能耗建筑”能耗表現(xiàn)的統(tǒng)計(jì)是該數(shù)據(jù)庫的特色。

我國(guó)最早的建筑能耗調(diào)查約起步于1980 年代。為了了解我國(guó)建筑能耗狀況，為節(jié)能政策和能源法規(guī)制定提供依據(jù)，“中國(guó)建筑節(jié)能經(jīng)濟(jì)技術(shù)政策研究組”開始了對(duì)我國(guó)北方采暖地區(qū)和長(zhǎng)江沿線城市的建筑能耗調(diào)查。1996 年起，清華大學(xué)節(jié)能研究中心開始對(duì)北京市上百棟國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑進(jìn)行審計(jì)工作，建立了早期公共建筑能耗數(shù)據(jù)庫[6]。此后20 余年國(guó)內(nèi)許多高校院所基于各自所在地地域氣候特點(diǎn)，開展建筑能耗調(diào)查分析與相關(guān)數(shù)據(jù)庫的開發(fā)研究。至2010 年后，我國(guó)政府高度重視并大力推廣大型公建能耗統(tǒng)計(jì)工作，將公共建筑節(jié)能管理的任務(wù)交由住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部與各級(jí)相關(guān)部門。

我國(guó)目前由政府主導(dǎo)運(yùn)營(yíng)的綠色建筑數(shù)據(jù)庫主要包括由住建部管理的全國(guó)民用建筑能耗信息統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)、建筑節(jié)能與綠色建筑綜合信息管理平臺(tái)、中央級(jí)國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)為代表的全國(guó)性數(shù)據(jù)平臺(tái)，以及各省市級(jí)別的大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)。在能耗數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，不僅可以查詢各行政區(qū)劃的總能耗和分項(xiàng)能耗，也能查詢單棟建筑的能耗公示信息。不同于西方國(guó)家能耗統(tǒng)計(jì)的實(shí)踐，我國(guó)目前的能耗統(tǒng)計(jì)平臺(tái)數(shù)據(jù)的公開性較為有限，除政府定期發(fā)布的年度報(bào)告外，公眾并不能獲取多維度的分析數(shù)據(jù)（圖4）。

綜上，國(guó)家或地區(qū)范圍的建筑能耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫以覆蓋項(xiàng)目數(shù)量大、類型豐富、收錄信息全面為特點(diǎn)，其數(shù)據(jù)具有較強(qiáng)的統(tǒng)計(jì)意義和研究分析的價(jià)值，但并不以關(guān)注單一項(xiàng)目為目的。

2.2 綠色建筑評(píng)價(jià)系統(tǒng)的項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫

綠色建筑評(píng)價(jià)體系通常以打分的形式對(duì)建筑各個(gè)分項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行定性或定量的評(píng)價(jià)，中國(guó)、美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、日本等10 余個(gè)國(guó)家開展形式不同的綠色建筑評(píng)價(jià)，形成相應(yīng)的項(xiàng)目評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫。

由美國(guó)綠色建筑協(xié)會(huì)設(shè)立的LEED 認(rèn)證系統(tǒng)搭建的數(shù)據(jù)庫網(wǎng)站，向公眾開放了全球逾11 萬個(gè)LEED標(biāo)識(shí)項(xiàng)目的建筑設(shè)計(jì)與運(yùn)營(yíng)能耗相關(guān)的信息[7]。每個(gè)項(xiàng)目含基本信息和評(píng)分表兩大類數(shù)據(jù)。其中基本信息包括建筑功能、使用情況、上報(bào)能耗數(shù)據(jù)（如耗電、耗水、廢棄物、人體體驗(yàn)等）、多角度的實(shí)景照片和地理位置等。值得一提的是，每個(gè)建筑案例為獲得LEED 標(biāo)識(shí)所采取的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)策略都會(huì)被詳細(xì)羅列。在評(píng)分表信息中，則記錄了項(xiàng)目在LEED 評(píng)價(jià)體系的用地、節(jié)水、節(jié)電、建材等八大領(lǐng)域的110個(gè)細(xì)分維度的評(píng)分情況（圖5）。相對(duì)于純粹的能耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫，LEED 標(biāo)識(shí)項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計(jì)的信息維度更加多元，并且由于數(shù)據(jù)庫同時(shí)側(cè)重建筑設(shè)計(jì)的節(jié)能策略，LEED 標(biāo)識(shí)項(xiàng)目庫同時(shí)也是面向建筑師和公眾的“綠色建筑設(shè)計(jì)資料集”。

2 美國(guó)US-BPD數(shù)據(jù)庫的主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（繪圖：劉倩君）

3 歐盟EU-BD數(shù)據(jù)庫的主要邏輯結(jié)構(gòu)（繪圖：劉倩君）

4 中國(guó)中央國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)的數(shù)據(jù)界面（圖片來源：中國(guó)中央國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)，[2019-03-03]）

我國(guó)的“綠色建筑標(biāo)識(shí)”在目前的公開信息中，僅能查詢到標(biāo)識(shí)項(xiàng)目名稱、星級(jí)和所在省份的基礎(chǔ)信息，而建筑設(shè)計(jì)、能耗表現(xiàn)等關(guān)鍵信息尚未在系統(tǒng)中開放。

除了官方的綠色建筑評(píng)價(jià)系統(tǒng)外，一些研究機(jī)構(gòu)也在嘗試建立公開的建筑數(shù)據(jù)庫。其中，英國(guó)的“環(huán)保建筑協(xié)會(huì)”于2010 年起著手建立的“英國(guó)被動(dòng)式住宅組織”[8]是收錄案例較多、結(jié)構(gòu)較為完備的數(shù)據(jù)庫平臺(tái)。平臺(tái)共收錄236 個(gè)位于英國(guó)的被動(dòng)式住宅項(xiàng)目，計(jì)劃收集建筑的圖像、能耗、設(shè)計(jì)策略、室內(nèi)設(shè)備和其他工程信息；在能耗方面，計(jì)劃收集項(xiàng)目前期開發(fā)、計(jì)算和運(yùn)行能耗。而該數(shù)據(jù)庫面臨的挑戰(zhàn)在于數(shù)據(jù)獲取，大多數(shù)項(xiàng)目的能耗、設(shè)計(jì)策略和其他工程信息尚未錄入（圖6）。

5 美國(guó)LEED項(xiàng)目庫的數(shù)據(jù)分類界面（圖片來源：參考文獻(xiàn)[7]）

6 英國(guó)“被動(dòng)式住宅”數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（繪圖：劉倩君）

7 一種以建筑形體空間的氣候適應(yīng)性設(shè)計(jì)為視角的綠色公共建筑數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)框架（繪圖：宋修教）

綜上，綠色建筑評(píng)價(jià)系統(tǒng)有優(yōu)秀案例作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，收集并分析其設(shè)計(jì)策略、能耗表現(xiàn)等信息對(duì)綠色建筑的研究與實(shí)踐均有較高的價(jià)值；但對(duì)于非官方機(jī)構(gòu)而言，盡管綠色建筑案例數(shù)據(jù)庫的架構(gòu)設(shè)計(jì)已較為成熟，獲取所需信息與數(shù)據(jù)仍存在較大挑戰(zhàn)。

2.3 已有綠色建筑數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)與不足

當(dāng)前國(guó)內(nèi)外綠色建筑數(shù)據(jù)庫已經(jīng)具備的研究基礎(chǔ)包括：（1）案例及數(shù)據(jù)量豐富，具備從中遴選和對(duì)照的基礎(chǔ)。雖然多數(shù)數(shù)據(jù)庫不公開單項(xiàng)目信息，但從LEED 公開庫和住建部數(shù)據(jù)庫中，可獲得較多數(shù)量的單項(xiàng)目信息；（2）數(shù)據(jù)類別和數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)相對(duì)成熟，其中地域氣候數(shù)據(jù)和建筑能耗數(shù)據(jù)這兩類數(shù)據(jù)清晰，可直接選用。

但同時(shí)現(xiàn)有綠色建筑數(shù)據(jù)庫仍然存在的不足包括：（1）目前國(guó)內(nèi)外的綠色建筑數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)量大，缺乏研究的針對(duì)性，尤其是不同地域氣候分區(qū)的數(shù)據(jù)比較分析不足；（2）數(shù)據(jù)庫中與建筑空間設(shè)計(jì)和節(jié)能策略設(shè)計(jì)相關(guān)的信息較為有限，建筑項(xiàng)目的圖像化、模型化程度較低；（3）對(duì)于非政府和評(píng)價(jià)體系的官方機(jī)構(gòu)，數(shù)據(jù)獲取存在較大挑戰(zhàn)。

針對(duì)以上3 個(gè)問題，本文研究探索在既有綠色建筑數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，提出一種包含建筑空間形體數(shù)據(jù)、所在地域氣候數(shù)據(jù)和建筑能耗數(shù)據(jù)的新數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，進(jìn)行同一地域氣候分區(qū)內(nèi)的多案例數(shù)據(jù)采集，以及同類建筑在多個(gè)地域氣候分區(qū)的多案例數(shù)據(jù)采集。同時(shí)，從建筑師和建筑設(shè)計(jì)的角度完善綠色建筑的數(shù)據(jù)采集方式，以實(shí)地測(cè)繪和建模等方式提取項(xiàng)目的圖像與設(shè)計(jì)信息。

3 一種建筑設(shè)計(jì)視角下的綠色公共建筑數(shù)據(jù)庫框架構(gòu)建

3.1 數(shù)據(jù)庫目標(biāo)分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為了定量地分析案例建筑項(xiàng)目的綠色性能表現(xiàn)、形體空間與地域氣候之間的關(guān)系，探索地域氣候適應(yīng)型建筑的空間設(shè)計(jì)策略，本文提出一種形體空間氣候適應(yīng)性視角下的綠色建筑數(shù)據(jù)庫框架。

數(shù)據(jù)庫的4 個(gè)目標(biāo)功能如下：（1）對(duì)案例項(xiàng)目所在地域的氣候數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢；（2）對(duì)案例項(xiàng)目的建筑能耗進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；（3）對(duì)案例項(xiàng)目的形體空間設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢；（4）為以上3 組數(shù)據(jù)之間的耦合關(guān)聯(lián)分析提供數(shù)據(jù)輸出和分析的接口。因此，本數(shù)據(jù)庫的主體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括項(xiàng)目基本信息、地域氣候數(shù)據(jù)、建筑能耗數(shù)據(jù)、建筑形體空間數(shù)據(jù)。

基于我國(guó)建筑氣候區(qū)劃，數(shù)據(jù)庫的地域城市選擇盡可能覆蓋嚴(yán)寒地區(qū)、寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)。在同一氣候區(qū)中聚焦選取氣候特征典型、案例建筑項(xiàng)目集中的城市，以便形成足量數(shù)據(jù)來進(jìn)行數(shù)據(jù)之間的耦合關(guān)聯(lián)分析。因此，本數(shù)據(jù)庫首批以京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角、東北4 個(gè)地區(qū)的北京、上海、廣州-深圳、哈爾濱-大慶，作為數(shù)據(jù)庫案例項(xiàng)目錄入的城市選擇，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫項(xiàng)目覆蓋區(qū)域的代表性。同時(shí)，數(shù)據(jù)庫計(jì)劃在上述城市收錄不少于50 個(gè)綠色公共建筑項(xiàng)目。數(shù)據(jù)庫選擇的案例包括各相關(guān)城市的優(yōu)秀綠色公共建筑設(shè)計(jì)項(xiàng)目、綠色建筑標(biāo)識(shí)項(xiàng)目以及住建部公共建筑能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)已接入的項(xiàng)目等。由于數(shù)據(jù)庫建設(shè)和數(shù)據(jù)積累是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過程，本數(shù)據(jù)庫將面向綠色建筑設(shè)計(jì)研究的院校與單位，搭建開放的經(jīng)驗(yàn)交流與共享平臺(tái)，各機(jī)構(gòu)可以輸入各自綠色建筑設(shè)計(jì)項(xiàng)目的相關(guān)成果數(shù)據(jù)。

基于以上數(shù)據(jù)庫的目標(biāo)和需求分析，數(shù)據(jù)庫基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖7 所示。

3.2 數(shù)據(jù)的選取、來源與處理

（1）采集形體空間數(shù)據(jù)，形成建筑設(shè)計(jì)定量分析的基礎(chǔ)

既有綠色建筑數(shù)據(jù)庫的建筑數(shù)據(jù)，通常僅包括建筑規(guī)模、功能類型、建造時(shí)間等信息，難以從建筑設(shè)計(jì)的視角開展綠色建筑定量分析。因此本數(shù)據(jù)庫將通過資料收集和實(shí)地調(diào)研測(cè)繪的方法，采集入庫項(xiàng)目的形體空間數(shù)據(jù)。

第一層形體空間數(shù)據(jù)包括入庫項(xiàng)目的建筑各層平面圖、各向立面圖、反映形體空間變化的剖面圖、建筑外墻剖面（含遮陽構(gòu)造）節(jié)點(diǎn)詳圖、建筑門窗表（含建筑內(nèi)外可開啟門窗及洞口的數(shù)據(jù)信息）、建筑三維模型、場(chǎng)地及周邊城市環(huán)境空間形態(tài)模型等。在第一層數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，通過建筑形體的地域氣候適應(yīng)性機(jī)理分析，進(jìn)而提煉出第二層形體空間數(shù)據(jù)，其在場(chǎng)地布局、空間組織、表皮設(shè)計(jì)3 個(gè)方面包括但不限于場(chǎng)地建筑密度、場(chǎng)地規(guī)模以上綠地率、場(chǎng)地建筑群迎風(fēng)面積比、建筑緩沖空間比、建筑外區(qū)空間比、建筑內(nèi)部可透風(fēng)度、建筑表面接觸系數(shù)、建筑最佳太陽朝向窗墻比、建筑最佳迎風(fēng)方向外窗可開啟面積比等若干關(guān)鍵性指標(biāo)（圖8）。

（2）采集氣候數(shù)據(jù)，區(qū)分不同地域不同時(shí)段的建筑氣候適應(yīng)性

既有綠色建筑數(shù)據(jù)庫的氣候數(shù)據(jù)，通常僅間接地顯示建筑所處的國(guó)家和城市，并不關(guān)注通用建筑能耗與特定地域之間的相關(guān)性分析。因此本數(shù)據(jù)庫為了深入定量分析綠色公共建筑的地域氣候適應(yīng)性，將精細(xì)化地錄入逐時(shí)段的地域氣候數(shù)據(jù)。

在我國(guó)《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》、美國(guó)LEED 和英國(guó)BREEAM 為代表的綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中[9]，氣候影響因素主要為溫濕度、日照和風(fēng)。因此，本數(shù)據(jù)庫采集的氣候數(shù)據(jù)包括溫濕度（包括干濕球溫度和相對(duì)濕度）、日照（包括輻射強(qiáng)度和輻射角度）、風(fēng)（包括風(fēng)向和風(fēng)速）數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)的來源以中國(guó)國(guó)家氣象中心的地面資料、高空資料和輻射資料等數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，同時(shí)參考能耗模擬軟件IES 等的氣候數(shù)據(jù)庫（圖9）。以上跨城市的、逐時(shí)段的數(shù)據(jù)將有可能定量地揭示出建筑在不同時(shí)空下不同的氣候適應(yīng)性規(guī)律。

（3）完善和處理建筑能耗數(shù)據(jù)

能耗數(shù)據(jù)方面，本數(shù)據(jù)庫計(jì)劃分別收集入庫項(xiàng)目的實(shí)測(cè)運(yùn)行能耗和計(jì)算能耗，其中：計(jì)算能耗主要選取適宜的能耗模擬軟件或數(shù)學(xué)模型公式[10]計(jì)算得出；而實(shí)測(cè)能耗數(shù)據(jù)，則來源于住建部的中央級(jí)國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)平臺(tái)，主要選取空調(diào)用電、照明插座用電和動(dòng)力用電等，由于能耗有明顯的季節(jié)性特征，因此逐時(shí)段采集和錄入實(shí)測(cè)能耗數(shù)據(jù)，以便于后續(xù)分析（圖10）。

以上兩類數(shù)據(jù)分別存在一定局限：實(shí)測(cè)運(yùn)行能耗較大程度地受設(shè)備使用習(xí)慣、建筑使用習(xí)慣等噪音的影響，且北方城市的冬季集中采暖的能耗需要進(jìn)行補(bǔ)充處理。計(jì)算能耗則由于模型模擬工具本身已先驗(yàn)地預(yù)設(shè)了影響能耗的相關(guān)因素，因此價(jià)值更多地體現(xiàn)為驗(yàn)證和映射某種規(guī)律。因而在后續(xù)研究的定量分析中，宜綜合考慮上述兩組能耗數(shù)據(jù)，研判其各自的適用性，進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇和應(yīng)用。

8 建筑形體空間數(shù)據(jù)的建模與采集示意（繪圖：連璐）

9 地域氣候數(shù)據(jù)的逐時(shí)段采集示意（繪圖：劉倩君，根據(jù)IES軟件截圖編輯）

10 建筑能耗數(shù)據(jù)的逐時(shí)段采集與計(jì)算示意（繪圖：劉倩君根據(jù)IES軟件截圖編輯）

4 結(jié)語與展望

針對(duì)既有綠色公共建筑在設(shè)計(jì)方法上定量研究不足的問題，本文研究構(gòu)建一種可支撐建筑形體空間氣候適應(yīng)性定量分析的數(shù)據(jù)庫框架，實(shí)現(xiàn)建筑項(xiàng)目的形體空間設(shè)計(jì)、能耗數(shù)據(jù)和氣候數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存與管理，旨在解決地域氣候適應(yīng)型綠色公共建筑設(shè)計(jì)的理論研究中因設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)等數(shù)據(jù)離散所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)支撐不足的問題。同時(shí)，該數(shù)據(jù)庫在案例項(xiàng)目數(shù)據(jù)不斷積累的基礎(chǔ)上，通過數(shù)據(jù)之間的耦合關(guān)聯(lián)分析，歸納不同地域控制建筑能耗的關(guān)鍵性形體空間要素，為揭示綠色公共建筑的地域氣候適應(yīng)機(jī)理和提出新方法形成堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)（表1）。該體系建立后，將持續(xù)充實(shí)、更新數(shù)據(jù)庫中的案例信息，并實(shí)現(xiàn)氣候適應(yīng)型建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)的數(shù)據(jù)共享。□

表1 基于綠色公共建筑數(shù)據(jù)庫的定量分析框架示意(制表：宋修教)