基于能量系统优化的建筑设计研究——以山东建筑大学绿色建造产教融合实训楼为例

Research on architectural design based on energy system optimization: a case study of the Green Construction Industry-Education Integration Training Building at Shandong Jianzhu University

摘要

在可持续发展背景下,当前绿色建筑设计多以节能评估与单项技术应用为主,缺乏对建筑能量系统整体运行机制的系统性认知,难以支撑建筑设计层面的综合决策。本文从能量视角出发,提出基于能量系统优化的研究路径与方法,通过探讨建筑能量系统的运行机制提供理论依据,引入系统思维构建以能量为线索的系统优化框架,研究以存量、流量与反馈回路为分析基础,围绕稳定性优化、运行效率提升及动态响应能力增强三维目标,建立系统优化逻辑向建筑设计策略的映射与转译路径。以山东建筑大学绿色建造产教融合实训楼为案例,将理论研究应用于场地布局、形态设计和室内优化阶段,验证通过重构存量-流量关系、调控反馈机制与优化节点响应,可实现建筑节能的系统性增效。

Abstract

Against the backdrop of sustainable development, current green building design primarily focuses on energy performance assessment and the application of individual technologies, while lacking a systematic understanding of the overall operating mechanisms of building energy systems, thereby limiting integrated decision-making in architectural design. From an energy systems perspective, this study proposes a research framework and methodology based on energy system optimization. By examining the operating mechanisms of building energy systems, it establishes a theoretical foundation and introduces systems thinking to develop an energy-oriented optimization framework. Using stocks, flows, and feedback loops as the analytical basis, the framework targets three objectives-system stability, operational efficiency, and dynamic responsiveness-and establishes a mapping and translation pathway from system optimization logic to architectural design strategies. The proposed framework is applied to the Green Construction Industry-Education Integration Training Building at Shandong Jianzhu University, covering site planning, building form design, and indoor environmental optimization. The results demonstrate that restructuring stock-flow relationships, regulating feedback mechanisms, and optimizing node responses can systematically improve building energy efficiency.

关键词

能量系统 / 系统优化 / 建筑设计

Key words

energy system / system optimization / architectural design

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基金资助

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