創建節能建築：人機交互和傳感技術的作用
By Ankitha Gattupalli
我們如何建造高效利用能源的建築？傳統上，綠色建築環境的努力集中在物理基礎設施上，往往忽視了人與空間之間的關系。技術時代的出現迎來了“智能建築”，其採用了機器學習和自動化。這些創新建築的設計具有令人印象深刻的能源效率，但是，其在很大程度上與居住者脫節。如果建築可以通過與居住者互動而變得更智能、更可持續，會怎么樣？
全球可持續發展企業Arup用戶體驗和技術設計助理Paul Chávez表示：“如果我們充分利用建築物內部人員的大腦，建築物將會變得更加智能。”作爲BREO（建築資源表達和優化）項目的先鋒，Chávez強調了讓居住者積極節約建築能源的未开發潛力。建築物消耗了世界上很大一部分能源和資源，但建築物的居住者往往對其能源消耗的後果漠不關心。BREO是解決這一問題的一種新穎方法，其利用傳感技術在建築物與其居民之間創建更直觀和互動的關系。
該項目超越了智能建築的概念，通過創建一個可傳達實時資源使用情況的響應系統來利用人類智能。該系統通過傳感輸出爲建築物配備來自建築電氣、熱舒適度、空氣質量、水、天然氣、照明和視聽系統的“快速”數據。BREO彌合了建築系統與其居住者之間的差距，確保人們不僅意識到其對環境的影響，而且還有權做出改變。該系統利用人類感官來傳達資源基准，確保居住者能夠輕松辨別建築物的資源使用狀況是否處於積極、中性或消極狀態。雖然該項目仍處於研究階段，但已經看到了有希望的原型，旨在加強居住者與建築物的關系。
該項目的關鍵理念是使用音頻、視頻、照明甚至氣味等感官技術來創建資源使用的實時表達。摒棄了傳統的定量數據顯示，感官界面爲居住者提供了一種直觀的方式來理解建築的性能。例如，在空間中使用視頻或照明，通過特定的顏色來傳達積極，中性和消極的狀態，模擬仿生圖像。這樣居住者就能夠了解如何對環境做出反應，並立即改善建築物的環境性能。該系統爲居住者提供了與周圍環境更內在的關系，類似於土著社區與自然環境的共存。
感官界面不僅僅是視覺顯示——BREO探索了將聲音和氣味整合到建築通信系統中的可能性。關於水的使用，水聲景可以在積極狀態時模仿環境聲音，在消極狀態時模仿噪音，在中性狀態時模仿沉默。同樣，空氣質量問題可以通過將明顯的氣味引入空間作爲嗅覺线索來發出信號。BREO創造了環境和定性的體驗，使原本復雜的數字變得人性化。
在氣候行動勢在必行的時代，BREO項目爲建設可持續發展提供了令人耳目一新的視角。傳統的自動化系統通常可以使個人脫離其在資源消耗中的角色。另一方面，BREO鼓勵居住者承擔優化資源利用的個人責任。通過使用多模態傳感技術將居住者與其環境聯系起來，個人能夠做出明智的選擇，並對資源的使用承擔個人責任。其允許對數據進行實時響應，例如調整照明、溫度或用水量，從而優化建築物的性能。Chávez表示：“人們已經以這種方式對建築物做出反應。當居住者根據日光水平操作百葉窗或調整溫度以適應其舒適度時，就是在對環境做出反應。BREO將以同樣的方式發揮作用，允許居住者對更多數據做出反應”。傳感系統爲居住者提供了根據信息採取行動的機構，提倡集體努力，讓居住者在塑造建築物的性能方面發揮積極作用。
該項目的靈感源於對美國加利福尼亞州土著文化的研究，這些文化與自然環境共生。這些社區在各自的環境中以尊重和互動的方式共存，而不是主張優越性。Chávez指出：“鑑於氣候危機，人們必須與周圍的環境打交道，在21世紀，這相當於建築環境。我們怎樣才能設計出能夠培養像在戶外一樣的關系的建築呢？”該項目在很大程度上得益於與南加州Tongva部落成員的對話，如Craig Torres和Mercedes Doreme的藝術作品，以及Potawatomi部落的Robin Wall kimmer和《Lo-TEK,Design by Radical indigenous》的作者Julia Watson的著作。其採用社區啓發的模式，促進居住者之間的共同責任，並鼓勵共同努力實現可持續的未來。通過與居民建立感官聯系，BREO彌合了建築環境和我們與自然的固有聯系之間的差距。
BREO項目中使用的傳感技術與當前的建築管理方法有很大不同。除了綠色建築的努力之外，BREO從更全面的角度看待可持續發展。在更廣泛的建築設計系統中，建築物的居住者是一個關鍵因素。人類的“蜂巢思維”對於促進可持續發展和解決與氣候變化相關的棘手問題至關重要。
BREO彌合了建築自動化和人機交互之間的鴻溝，爲更智能、更可持續的結構鋪平了道路。通過增強居住者的主體意識以及社區意識和管理意識，可以從战略上優化建築能源的使用。創新和研究將突破建築行業和整個建築環境解決氣候變化問題的界限。通過利用技術和培養生態管理意識，建築物不再是被動結構，而是主動爲更可持續的未來做出貢獻。
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