第三十六期｜当未来气候遇上自建改造，住宅热韧性靠什么兜底？
亲爱的绿建小伙伴们：
在建筑热工与能耗模拟中，我们通常假定建筑几何在竣工后保持不变，通过替换未来典型气象年文件（如 RCP4.5、RCP8.5）来评估被动式策略的长期表现。而在实际的保障性住房与低层住区里，住户入住几年后的自发扩建、加盖和外窗封堵，往往会更早改变房间的通风路径与室内热环境。
本期周报分享的两篇论文分别从气候模拟与现场调查切入住宅热韧性问题。第一篇研究印度尼西亚苏拉卡尔塔的热带可负担住房，使用贝叶斯神经网络（BNN）与条件风险价值（CVaR）搜索当前至 2090 年七种气候情景下的被动式优化方案，并分析了设计变量敏感性随气候变暖的变化；第二篇调查巴西乌贝兰迪亚的两处社会住房住区，对 42 套已扩建住宅与 106 名居民开展使用后评价（POE），记录了自发空间改造对住宅自然通风与热适应能力的影响。此外，本期绿建新闻、社区热点、建筑案例和实用工具板块分别整理了 WorldGBC 与中国建筑节能协会的近期动态、Ladybug Tools 社区的两则模拟排障讨论、英国伦敦 The Forge 平台化建造（P-DfMA）净零办公楼案例，以及连接 EnergyPlus 与强化学习的开源框架 Sinergym。
📚 论文解读
1. 未来气候情景下基于贝叶斯神经网络的热韧性优化：热带地区可负担住房案例研究
在炎热湿润的热带地区，轻质金属屋面住宅的屋顶隔热通常是被动式降温的主要措施，但当室外基准温度随气候变暖持续上升时，围护结构各参数的相对权重也会发生变化。来自日本九州大学等机构的研究团队以印尼苏拉卡尔塔贫民区升级项目中的一栋两层 RUSPIN 预制混凝土住房为对象，先利用 2023 年 10 月连续 20 天的现场室温观测核验 EnergyPlus 基准模型（卧室温度 RMSE 为 1.0 °C、MAE 为 0.8 °C），再借助 Meteonorm 8.2 生成当前气候及 RCP4.5、RCP8.5 路径下 2050、2070、2090 年共 7 组天气文件，对屋面、墙体、外窗、遮阳和朝向等参数组合进行 Sobol 序列采样（每种情景 500 组，合计 3500 组全年模拟）。
以二层卧室为评价对象，按全年室内作用温度超过东南亚自适应热舒适 80% 可接受上限的小时占比（）统计，7 种气候情景的样本均值从当前气候的 1.40% 升至 RCP8.5-2090 的 22.92%，达到当前气候的 16 倍以上（全年总不舒适小时均值也从含少量欠热时段的 188.0 h 扩大至 2007.9 h）。全局 Sobol 敏感性分析显示，当前气候下，屋面 XPS 保温厚度（一阶主效应 ，含交互作用的总效应 ）与屋面太阳吸收率（，）主导了过热方差；而推演至 RCP8.5-2090 情景时，室外气温升高缩小了室内外温差，热压自然通风的排热能力减弱，屋面保温厚度与吸收率的总效应分别回落至 0.47 和 0.20，外窗太阳得热系数（SHGC， 由 0.02 升至 0.12）、侧立面窗墙比（ 由 0.02 升至 0.10）和建筑朝向（ 由 0.02 升至 0.09）的一阶主效应均明显上升。
传统确定性人工神经网络（ANN）在训练样本稀疏区容易给出偏乐观的预测值。作者为此构建了包含两个变分全连接层的贝叶斯神经网络（BNN），通过多次随机前向传播同时输出预测均值、输出似然对应的偶然不确定性（按论文方差分解口径约占测试集总方差的 89%，不同于真实运行测量噪声占比）与反映模型参数不确定性的认知不确定性。在按 CDD 分层随机抽样的 15% 保留测试集上，，MAE 为 0.521 个百分点，95% 预测区间实际覆盖率达 95.05%（反映所选七个情景内部的拟合与校准精度）。在差分进化（DE）寻优阶段，目标函数将预测分布最差 10% 尾部的条件风险价值（）、按代中位数归一化的认知不确定性惩罚以及特征空间 k 近邻距离惩罚合并，引导搜索避开模型把握度低的参数区。
在当前气候、RCP4.5-2090 与 RCP8.5-2090 三个情景及西北、东南两个朝向共 6 组优化实验中，将末代全部 600 个候选方案送回 EnergyPlus 复算显示，BNN 末代候选的复算 MAE 为 0.3309 个百分点（RMSE 为 0.4321 个百分点），较同数据集训练的确定性 ANN（MAE 1.7812、RMSE 2.2289 个百分点）降低约五分之四；所得最优方案与直接调用 EnergyPlus 进化寻优的过热率差距仅 0.01—0.14 个百分点，单次优化搜索加复算耗时从约 190 分钟缩减至 11.5 分钟（该 94%—96% 的省时比例针对训练完成后的单次搜索阶段，前期仍需计入 3500 组模拟样本的生成耗时，且模拟假定住户开窗习惯与房屋几何在未来数十年保持不变）。
图 1｜a：七种气候情景下每种 500 组设计方案的卧室年过热比例（BRpcthot）均值与 25%–75% 四分位距；b：当前气候与 RCP8.5-2090 情景下 5 个关键被动参数的一阶（S1）与总效应（ST）Sobol 敏感性指数对比，圆点为 S1、线端为 ST（数据来源：原论文表 6、表 8）。
2. 迈向气候韧性社会住房：巴西混合干燥气候区的热舒适评估与改造指南
巴西乌贝兰迪亚联邦大学的研究团队选取巴西“我的家，我的生活”（MCMV）保障房计划在当地混合干燥气候区（3B 区）落地的两处低层住区，分别是 2010—2011 年交付的 RSB（半独立式砖墙住宅）与 2016—2017 年交付的 2A4（独立式现浇实心混凝土墙住宅）。作者采用 1—5 分制的“韧性标尺”（Resilience Ruler，1 分为无韧性、5 分为高韧性），于 2023 年 2—5 月入户走访测绘了 42 套已扩建住宅（两住区各 21 套），对照市政交付原型图纸评价“生物气候建筑”条件，并对 106 名居民（两住区各 53 人）开展问卷调查以评估“气候适应能力”。
评估显示，标准化复制的交付原型本身气候适应度偏低（RSB 均分 2.49，2A4 均分 2.33），而住户入住后为满足家庭人口增长开展的自建扩建，使大多数被动性能子项进一步下滑。其中自然通风相关几何的 4 项子指标汇总均值在 RSB 由交付原型的 3.24 降至在用住宅的 2.25，在 2A4 由 3.28 降至 2.39。入户测绘记录了评分下降的具体原因：新加建体量紧贴原建筑外墙并直接封挡原有窗户（RSB 与 2A4 的扩建位置分项均由 4.00 分别降至 2.79 与 3.26），部分新增房间成为无窗暗室或仅靠单扇窗服务大进深空间（房间尺度分项由 4.00 分别降至 2.37 与 2.01），顺延原屋檐接建的坡屋面压低了室内净高（屋面与净高分项由 2.50 分别降至 1.64 与 1.77）；RSB 住户扩建时广泛使用无吊顶的纤维水泥瓦屋面，也使构件热光学性能评分从原型的 3.50 跌至 2.99。
居民问卷方面，受访住户对“门窗开启、围护材料、建筑几何及外部遮阳如何影响室内冷热”的理解得分达到 3.18（RSB）与 2.95（2A4），高于高温或寒潮期的日常应对行动得分（2.72 与 2.60，其中涉及资金投入的自发预防性改造行动仅为 1.28 与 1.85）；而在主动获取气候预警信息（1.76 与 1.29）以及极端天气下联系社区或机构的紧急求助渠道（1.28 与 1.33）两个维度上，得分均处于低位。两处住区最终的综合热舒适韧性评分为 2.135（生物气候建筑 2.17、气候适应能力 2.13）。
针对评估发现的薄弱环节，作者将韧性标尺中 4 分等级的技术要求整理为面向住户、社区施工队和基层建筑师的图文改造信息页，围绕问题自检、改造做法、所需工具材料、安全事项、专业工种、健康关联及参考资料七部分内容，提供了外窗遮阳、通风采光与材料替换指南（该标尺分数基于现场踏勘与问卷结构化评级，未包含长期的室内温湿度与换气次数仪器实测）。
图 2｜a：巴西两处社会住房交付原型与在用扩建住房的自然通风几何评分及 4 项子指标对比，空心圆为交付原型、实心圆为在用住房，线上标出退化幅度；b：106 份居民问卷反映的住户气候适应能力 4 维得分对比（数据来源：原论文表 2、表 3）。
📰 绿建新闻
1. WorldGBC 与国际能源署联合撰文并启动全球建筑减碳与风险成本数据征集
11 月 2 日，世界绿色建筑委员会（WorldGBC）首席执行官 Cristina Gamboa 与国际能源署（IEA）能效与包容性转型办公室主任 Brian Motherway 联合发表署名文章，指出建筑板块占全球终端能源消耗约 30% 及电力消费的一半以上，直接关系到 COP31 主席国提出的两项 2035 年目标，即全球建筑能耗强度降低至少 25%，以及电力在全经济终端能源需求占比从略高于 20% 提升至 35%。文章援引 IEA 估算指出，即便在发达经济体中，目前仍有超过 1.2 亿户家庭将 10% 以上的收入用于供暖、制冷和家电，低收入家庭因缺乏资金升级围护结构而受能源价格波动与极端天气冲击最深。
11 月 4 日，WorldGBC 正式启动全球建筑价值链证据征集（成果计划于 2027 年中公开），收集脱碳与气候适应行动成本、不作为风险损失与资产保值增值三类实证数据。公告援引数据称，2025 年单年全球自然灾害直接经济损失达 2960 亿美元（其中 1670 亿美元未投保），促使高风险地区资产面临拒保或保费上涨；而美国采纳现代建筑规范的经验表明，在建筑端每投入 1 美元可减少约 11 美元灾害损失，建造成本仅增加约 1%。
2. 中国建筑节能协会公开征求《公共建筑合同能源管理评价标准》意见并公示三批测评项目
11 月 6 日，中国建筑节能协会发布通知，对由三峡电能有限公司、中国质量认证中心会同相关单位起草的团体标准《公共建筑合同能源管理评价标准（征求意见稿）》（计划编号 T/CABEE-JH2024045）公开征求意见，反馈截止日期为 2026 年 12 月 5 日。
协会在 10 月 30 日至 11 月 6 日期间连续公示了三批项目测评结果，包括依据《近零能耗建筑技术标准》（GB/T 51350-2019）与团体标准《近零能耗建筑测评标准》（T/CABEE 003-2025）评审的《2026 年第五批近零能耗建筑测评项目》，以及依据《建筑碳排放计算标准》（GB/T 51366）与协会试行标准评审的《2026 年第三批零碳建筑测评项目》和《2026 年第二批建筑零碳空间测评项目》。
💬 社区热点
1. Ladybug Tools 室外热舒适模拟中树冠下出现异常高温红斑的原因
11 月 6 日，有用户在 Ladybug Tools 社区发帖求助。在使用官方 Outdoor Comfort Under a Tree 示例文件模拟建筑周边的树木降温效应时，结果云图里树冠正下方的区域反而呈现代表更高热应力的红色斑块，尝试修改树冠的 Radiance Modifier 参数也无法消除异常。
11 月 7 日，核心开发者 Chris Mackey 在帖中解释，Radiance Modifier 只作用于采光与短波辐射模拟，对热舒适映射配方（thermal mapping recipes）中的表面温度计算不起作用。在 Honeybee 热映射工作流里，遮阳表面的温度由 EnergyPlus 计算。若要调整树冠或遮阳构件的反射率，需要为其指定 HB-Energy shade construction；若要调整太阳辐射透射率，则需要挂载 HB-Energy transmittance schedule（透射率时间表）。此外，社区成员 Trevor 也提醒在排查表面附近辐射异常时，应同步检查分析网格与周边环境几何（Context Geometry）相交处的开口边界设置。
2. Windows 11 智能应用控制拦截 Honeybee Radiance 可执行文件的原因与处理方式
11 月 3 日，社区出现关于 Windows 11 系统安全策略拦截 Ladybug Tools 1.10.0 年度采光模拟（HB Annual Daylight）的反馈。当电脑开启 Windows 11 的智能应用控制（Smart App Control，SAC）时，系统会因缺少受信任的数字签名拦截 honeybee-radiance.exe、rtrace.exe、gendaymtx.exe 等程序，并记录 Code Integrity 事件 ID 3077。
11 月 4 日，创始人 Mostapha 回应确认团队已收到多起同类报告。被拦截的可执行文件中，仅有 honeybee-radiance.exe 由 Ladybug Tools 团队打包生成，而 rtrace、gendaymtx 等核心计算程序属于外部独立维护的 Radiance 发行版，LBT 团队无法直接替第三方二进制文件做官方代码签名，后续将联系 Radiance 作者 Greg Ward 探讨上游签名方案。在上游解决前，遇到同样拦截的 Windows 11 用户可以选择在虚拟机中运行模拟，或使用 PowerShell（New-SelfSignedCertificate 与 Set-AuthenticodeSignature）为本地 Radiance 可执行文件配置本机自签名证书（该方法属于社区测试方案，能否通过 SAC 需逐机验证），也可在系统安全中心关闭 SAC（SAC 关闭后无法在不重装系统的情况下重新开启）。
🏙️ 建筑案例
伦敦 The Forge：用标准化构件建造净零碳办公楼
位于伦敦南华克区（紧邻泰特现代美术馆）的 The Forge 于 2023 年 4 月正式启用，由 Piercy & Co 与 Bryden Wood 联合设计，Mace 与 Sir Robert McAlpine 组建联合体施工。项目包含 Bronze 和 Phosphor 两栋围绕公共庭院布置的办公楼，总建筑面积（GIA）为 17,949 m²，净可租面积约 13.9 万平方英尺。作为英国地产商 Landsec 首个对照 UKGBC 净零碳建筑框架建造与运营的商业办公项目，The Forge 是全球首个应用平台化设计、制造与装配（P-DfMA）建造的办公建筑。设计团队将原本五种层高收敛为两种，把外周柱距从 9 米加密为 3 米微型柱兼作幕墙竖梃，配合高比例矿渣粉与水泥替代混凝土，使项目较传统钢结构方案减少 18% 的用钢量，较传统基准减少 13% 的混凝土用量。在机电与运行侧，大楼采用全电化设计，由空气源热泵统一承担供暖、制冷与生活热水负荷，配合 100% 可再生电力采购、屋顶光伏阵列、绿化屋面与雨水回收系统，获得 BREEAM Excellent（设计阶段）、EPC A 级与 WELL Core Gold 认证。
在全生命周期碳核算披露上，Landsec 发布的《2024 绿色债券报告》（按 RICS Modules A1—A5 与 BS EN 15978 标准核算）将建造阶段物理减量、碳抵消与运行目标星级分别列出。The Forge 竣工确认的前期隐含碳总量较 RIBA Stage 3 设计阶段基线降低约 39%（折合单位建筑面积隐含碳强度降幅为 37%），剩余前期隐含碳通过购买 Gold Standard 碳信用完成抵消；报告中列出的 5 星 NABERS UK 属于设计阶段的目标评级，按 NABERS UK 规则需待大楼高租用率实际运行满 12 个月后，再依据实测能耗核发正式星级。
🛠️ 实用工具
Sinergym：连接 EnergyPlus 与强化学习的建筑控制试验场
西班牙格拉纳达大学 UGR-SAIL 团队开源的 Sinergym 将强化学习标准接口 Gymnasium 与 EnergyPlus Python API 封装打通，让研究者可以在逐时或亚小时级的动态模拟步长中，直接训练和测试深度强化学习（DRL）智能体对 HVAC 设定温度、送风流量等控制变量的实时调节策略。框架内置了多气候区基准建筑模型、兼顾能耗与热舒适惩罚的奖励函数、观测与动作归一化 Wrapper 以及 Weights & Biases 实验追踪接口。
Sinergym 仓库创建于 2021 年 1 月，采用 MIT 开源许可证，截至 2026 年 10 月下旬采集时有 238 Stars；仓库于 2026 年 7 月合入了 v3.12.2 的多阶段 Docker 构建更新（PR #534），至 9 月中旬保持持续代码维护。从公开仓库文档与构建配置来看，官方推荐使用 Docker 容器进行部署；原生手动安装目前仅维护 Ubuntu 系统兼容性，且 INSTALL.md 不同章节对底层 EnergyPlus 版本存在 25.1.0 与 24.1.0 两处表述，在 Windows 工作站上部署或复现论文基准实验时，直接拉取官方固定版本的 Docker 镜像更为稳妥。
从印尼苏拉卡尔塔卧室里的 3500 组未来气候模拟，到巴西乌贝兰迪亚社会住房里被加建封堵的窗户，再到伦敦办公楼的标准化减碳构件与 EnergyPlus 的强化学习控制接口，本期内容分别介绍了建筑在设计寻优、工业化建造、运行控制与居住扩建四个阶段的具体研究与实践。立冬已至，愿大家在工作之余注意添衣保暖，我们下期见。