创建节能建筑：人机交互和传感技术的作用
By Ankitha Gattupalli
我们如何建造高效利用能源的建筑？传统上，绿色建筑环境的努力集中在物理基础设施上，往往忽视了人与空间之间的关系。技术时代的出现迎来了“智能建筑”，其采用了机器学习和自动化。这些创新建筑的设计具有令人印象深刻的能源效率，但是，其在很大程度上与居住者脱节。如果建筑可以通过与居住者互动而变得更智能、更可持续，会怎么样？
全球可持续发展企业Arup用户体验和技术设计助理Paul Chávez表示：“如果我们充分利用建筑物内部人员的大脑，建筑物将会变得更加智能。”作为BREO（建筑资源表达和优化）项目的先锋，Chávez强调了让居住者积极节约建筑能源的未开发潜力。建筑物消耗了世界上很大一部分能源和资源，但建筑物的居住者往往对其能源消耗的后果漠不关心。BREO是解决这一问题的一种新颖方法，其利用传感技术在建筑物与其居民之间创建更直观和互动的关系。
该项目超越了智能建筑的概念，通过创建一个可传达实时资源使用情况的响应系统来利用人类智能。该系统通过传感输出为建筑物配备来自建筑电气、热舒适度、空气质量、水、天然气、照明和视听系统的“快速”数据。BREO弥合了建筑系统与其居住者之间的差距，确保人们不仅意识到其对环境的影响，而且还有权做出改变。该系统利用人类感官来传达资源基准，确保居住者能够轻松辨别建筑物的资源使用状况是否处于积极、中性或消极状态。虽然该项目仍处于研究阶段，但已经看到了有希望的原型，旨在加强居住者与建筑物的关系。
该项目的关键理念是使用音频、视频、照明甚至气味等感官技术来创建资源使用的实时表达。摒弃了传统的定量数据显示，感官界面为居住者提供了一种直观的方式来理解建筑的性能。例如，在空间中使用视频或照明，通过特定的颜色来传达积极，中性和消极的状态，模拟仿生图像。这样居住者就能够了解如何对环境做出反应，并立即改善建筑物的环境性能。该系统为居住者提供了与周围环境更内在的关系，类似于土著社区与自然环境的共存。
感官界面不仅仅是视觉显示——BREO探索了将声音和气味整合到建筑通信系统中的可能性。关于水的使用，水声景可以在积极状态时模仿环境声音，在消极状态时模仿噪音，在中性状态时模仿沉默。同样，空气质量问题可以通过将明显的气味引入空间作为嗅觉线索来发出信号。BREO创造了环境和定性的体验，使原本复杂的数字变得人性化。
在气候行动势在必行的时代，BREO项目为建设可持续发展提供了令人耳目一新的视角。传统的自动化系统通常可以使个人脱离其在资源消耗中的角色。另一方面，BREO鼓励居住者承担优化资源利用的个人责任。通过使用多模态传感技术将居住者与其环境联系起来，个人能够做出明智的选择，并对资源的使用承担个人责任。其允许对数据进行实时响应，例如调整照明、温度或用水量，从而优化建筑物的性能。Chávez表示：“人们已经以这种方式对建筑物做出反应。当居住者根据日光水平操作百叶窗或调整温度以适应其舒适度时，就是在对环境做出反应。BREO将以同样的方式发挥作用，允许居住者对更多数据做出反应”。传感系统为居住者提供了根据信息采取行动的机构，提倡集体努力，让居住者在塑造建筑物的性能方面发挥积极作用。
该项目的灵感源于对美国加利福尼亚州土著文化的研究，这些文化与自然环境共生。这些社区在各自的环境中以尊重和互动的方式共存，而不是主张优越性。Chávez指出：“鉴于气候危机，人们必须与周围的环境打交道，在21世纪，这相当于建筑环境。我们怎样才能设计出能够培养像在户外一样的关系的建筑呢？”该项目在很大程度上得益于与南加州Tongva部落成员的对话，如Craig Torres和Mercedes Doreme的艺术作品，以及Potawatomi部落的Robin Wall kimmer和《Lo-TEK,Design by Radical indigenous》的作者Julia Watson的著作。其采用社区启发的模式，促进居住者之间的共同责任，并鼓励共同努力实现可持续的未来。通过与居民建立感官联系，BREO弥合了建筑环境和我们与自然的固有联系之间的差距。
BREO项目中使用的传感技术与当前的建筑管理方法有很大不同。除了绿色建筑的努力之外，BREO从更全面的角度看待可持续发展。在更广泛的建筑设计系统中，建筑物的居住者是一个关键因素。人类的“蜂巢思维”对于促进可持续发展和解决与气候变化相关的棘手问题至关重要。
BREO弥合了建筑自动化和人机交互之间的鸿沟，为更智能、更可持续的结构铺平了道路。通过增强居住者的主体意识以及社区意识和管理意识，可以从战略上优化建筑能源的使用。创新和研究将突破建筑行业和整个建筑环境解决气候变化问题的界限。通过利用技术和培养生态管理意识，建筑物不再是被动结构，而是主动为更可持续的未来做出贡献。
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