給建筑降溫的方式

1、COVER STORY封面故事CHINA REPORT | #CHINA REPORT | #給建筑降溫的方式面對(duì)高溫天氣，一些城市開放了防空洞供市民納涼一些人跑到古建筑中避暑。有經(jīng)驗(yàn)的老人 還會(huì)提起“窯洞”的冬暖夏涼。同樣是建筑，為什么防空洞、窯洞或者一些古建筑比現(xiàn)代建筑 更能保持舒適的溫度呢？CHINA REPORT | #CHINA REPORT | #劉加平人們建造房屋的最初目的，是將其作為 惡劣氣候的“衰減器”。在冬季，能遮擋凜 冽的寒風(fēng)；在夏季，能遮擋強(qiáng)烈的陽(yáng)光。但 在現(xiàn)代城市中，無(wú)論是氣候炎熱的廣州，還 是地處寒冷氣候區(qū)的北京，無(wú)論是在辦公 室、家里、寫字樓還是交通工具里， 空調(diào)

2、都 已成為防熱不可或缺的工具。是什么原因 導(dǎo)致了這一現(xiàn)象？氣候變暖和人們對(duì)室內(nèi)環(huán) 境要求提高固然有一定影響，但現(xiàn)代建筑在 設(shè)計(jì)之初未能充分利用自然通風(fēng)等生態(tài)降 溫措施，也是重要原因。環(huán)顧周圍的建筑，我們不難找岀這樣 的案例：一類，室內(nèi)根本無(wú)法自然通風(fēng)，只 要不開啟通風(fēng)空調(diào)設(shè)備，建筑就像不能呼吸 的“塑料袋”，即便室外涼爽舒適，室內(nèi)也不 得不靠空調(diào)移走多余的熱量。另一類，大面 積的玻璃幕墻作為建筑外立面材料，炎炎夏 日的太陽(yáng)光不加遮擋地進(jìn)入室內(nèi)，室內(nèi)溫度 飆升，直射的太陽(yáng)光使人感覺更加炎熱面對(duì)高溫天氣，一些城市開放了防空洞 供市民納涼，一些人跑到古建筑中避暑。有 經(jīng)驗(yàn)的老人會(huì)經(jīng)常提起“窯洞”，說

3、起窯洞 “冬暖夏涼”的優(yōu)點(diǎn)。同樣是建筑，為什么 防空洞、窯洞或者一些古建筑能在如此高 溫天氣里保持舒適的室內(nèi)溫度呢？ 什么樣的建筑“冬暖夏涼”夏天，室內(nèi)熱量主要是通過墻體、屋面 傳入的熱量，通過窗戶直接進(jìn)入室內(nèi)的太陽(yáng) 輻射熱，還有室內(nèi)生產(chǎn)或生活產(chǎn)生的熱量。 所以，要讓室內(nèi)涼快，就需要盡量阻止熱量 進(jìn)入，或者將進(jìn)入室內(nèi)的熱量盡快排岀?；诖死恚魺?、遮陽(yáng)、通風(fēng)是建筑防熱的主 要途徑，屋面挑檐，屋面內(nèi)部的吊頂，重質(zhì)外 墻且有足夠厚度 （400mm以上土坯墻等）， 門窗打開后室內(nèi)很通透，地面用多孔材料 （黏土磚等）等措施，都能收到較好的防熱 效果。此外，室外微氣候也對(duì)建筑防熱起著 重要的作用，綠化等

4、改善室外微氣候的措施 同樣能增強(qiáng)建筑的防熱作用。了解了建筑防暑降溫的原理，問題就很簡(jiǎn)單了。我們雖然不能保證建筑完全不 需要耗用能源，但是卻可以盡量少用常規(guī)能 源。充分考慮地方氣候特點(diǎn)，包括太陽(yáng)輻 射、空氣溫度波動(dòng)、濕度情況以及室外風(fēng)能 資源，在建筑設(shè)計(jì)過程中，在冬季利用進(jìn)入 室內(nèi)的熱量而在夏季盡量避免熱量進(jìn)入室 內(nèi)就可以了。相反，把節(jié)能等同于某種材料、 某種設(shè)備以及構(gòu)造方法的做法往往會(huì)造就 昂貴而不實(shí)用的“節(jié)能建筑”。比如說，南 方的熱屬于“濕熱”，而北方的熱，特別是西 北地區(qū)，往往是“干熱”。在這兩個(gè)地區(qū)設(shè) 計(jì)防暑降溫建筑的時(shí)候是有所區(qū)分的。干 熱地區(qū)要更注重避免“太陽(yáng)輻射”，而濕熱 地區(qū)應(yīng)

5、該更注重“通風(fēng)”。就像中東國(guó)家的 人面對(duì)炎熱的氣候采取的是將全身包裹起 淺色“大袍子”的做法，而赤道地區(qū)的人往 往穿的很少，也就是盡量通風(fēng)。建筑中的 處理方法和這個(gè)道理是一樣的。傳統(tǒng)民居的防熱智慧我國(guó)各地的傳統(tǒng)建筑基本上都具有1. 今年夏天，合肥、杭州、成都向居民開放防空洞用以納涼，圖為杭州某防空洞2. 黃土高原特有的地貌特征和氣候條件蘊(yùn)育了以“冬暖夏涼”著稱的窯洞3. 傣族竹樓整個(gè)建筑由竹子搭蓋而成“冬暖夏涼”的特性。像故宮這樣的古代建 筑，往往具有不同形式的坡屋頂，大屋頂是 良好的遮陽(yáng)構(gòu)件，能夠遮擋大部分的陽(yáng)光 進(jìn)入室內(nèi)；多層的木構(gòu)件比現(xiàn)代建筑的鋼 筋混凝土墻面隔熱性能好很多。這些建筑 的

6、層高一般比較高，屋頂下部有一個(gè)緩沖空 間，能加強(qiáng)室內(nèi)空氣的通風(fēng)換氣。窗戶的可 開啟面積比較大、內(nèi)部多使用不通高的輕質(zhì) 隔斷，這使得內(nèi)部氣流非常通暢，形成良好 的通風(fēng)。另外，這些建筑層數(shù)以一層居多， 房間地面接觸的是土壤，具有良好的蓄熱性 能，這也是古建筑室內(nèi)比較涼爽的原因之一。COVER STORY封面故事應(yīng)對(duì)“濕熱傣族竹樓傣族竹樓主要分布在我國(guó)云南省南部邊疆，當(dāng)?shù)貧夂虺尸F(xiàn)高溫多雨的特點(diǎn)，年平 均溫度在18C22C之間，日照強(qiáng)烈，年溫 差小，全年平均相對(duì)濕度為 83%較高的濕度和低氣壓使人感覺相當(dāng)悶熱，因此住所的防熱和隔濕就顯得相當(dāng)重要。傣族竹 樓結(jié)合地域和氣候特點(diǎn)，采用了很多符合生 態(tài)學(xué)原則

7、的技術(shù)措施。第一，傣族竹樓整個(gè)建筑由竹子搭蓋 而成。其外墻采用薄竹板等輕薄材料，有利 于自然通風(fēng)對(duì)外墻降溫；而屋頂接受太陽(yáng)輻 射，故采用較厚的茅草，在獲得較大熱阻的 同時(shí)又不增大熱惰性，或設(shè)置通風(fēng)間層。第二，底層為架空形式，是防熱隔濕的 典型防護(hù)措施，架空底層能保證居住層的 干燥，同時(shí)，架空樓板可以讓空氣自由通過， 達(dá)到散熱降溫的作用。第三，遮陽(yáng)是傣族竹樓隔絕太陽(yáng)輻射 熱、降低室內(nèi)溫度的主要方法，最普通的是 利用屋檐遮陽(yáng)。從竹樓的整個(gè)體型來(lái)講， 屋 頂已占據(jù)了 1/2，屋檐出挑深遠(yuǎn)，除了排水順 暢之外，遮擋陽(yáng)光是十分重要的。此外，傣族竹樓的選址常在山坡及河 邊，利用山谷風(fēng)和水陸風(fēng)加強(qiáng)通風(fēng)效果。

8、 加上良好的植被遮陽(yáng)和蒸發(fā)作用， 形成了自 然空調(diào)的作用。應(yīng)對(duì)“干熱”一一陜北窯洞民居在中國(guó)的北部地區(qū)，分布著世界上最大 的黃土高原，著名的中國(guó)窯洞式民居就分布 在這里。這一地區(qū)具有典型的季節(jié)性氣候， 年平均溫度在8C到12C間變化。但日較 差超過20C，年降雨量很少，日照非常充足。黃土高原特有的地貌特征和氣候條件 孕育了窯洞，并成為人們世世代代居住的建 筑形式。窯洞以“冬暖夏涼”的特性而著稱, 至今仍有大約將近4000萬(wàn)當(dāng)?shù)厝司幼≡诟?種形式的窯洞里。為減少較大日較差對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境的不 利影響，北方地區(qū)民居的圍護(hù)結(jié)構(gòu)除具備良 好的保溫隔熱能力外，還要有良好的蓄熱能 力，窯洞的厚重圍護(hù)結(jié)構(gòu)很好地

9、說明了這一 點(diǎn)。黃土是黃土高原地區(qū)最為豐富的資源之4. 頤和園的長(zhǎng)廊約 728米為世界長(zhǎng)廊之最，是游客們避暑休息的首選地5. 世博園倫敦零碳館在太陽(yáng)能利用、通風(fēng)系統(tǒng)等方面做了許多嘗試 隈影/李洪）6. 世博園中國(guó)館造型層疊出挑，上層形成對(duì)下層的自然遮陽(yáng)一,它在傳統(tǒng)建筑中的地位不可替代，直接或 制成土坯后，用來(lái)制作房屋的墻體，窯洞的腿 子、窯頂和部分家用設(shè)施。黃土良好的蓄熱 性能和較小的導(dǎo)熱系數(shù)是其最明顯的優(yōu)勢(shì)。雖然窯洞民居分布地區(qū)的氣候要求其 建筑形式以防寒保溫為主，但從絕熱的觀 點(diǎn)來(lái)看，越是厚重、封閉、外形方正的建筑 形態(tài)，越可減少較大溫度差的影響而適于干 冷干熱氣候。傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)在今天仍然能普

10、遍采用嗎？相對(duì)于現(xiàn)代城市建筑， 傳統(tǒng)民居建筑都是單層或低層結(jié)構(gòu)，單位建筑面積可接受 太陽(yáng)輻射的外圍面積大，因而太陽(yáng)輻射對(duì)室 內(nèi)熱環(huán)境的影響更為明顯，在防熱問題上 遮陽(yáng)的作用也更加突出。現(xiàn)代建筑由于容 積率較高、建筑層高受限等因素，自然通風(fēng) 的作用受到影響。古建筑以及傳統(tǒng)建筑，在沒有增加機(jī) 械設(shè)備的情況下，就能夠?qū)崿F(xiàn)比較舒適的室 內(nèi)環(huán)境。其中合理的、具有生命力的東西能為現(xiàn)代建筑提供創(chuàng)作源泉。但是，傳統(tǒng)民居建筑由于技術(shù)條件等原因也有自身的缺 點(diǎn)，例如窯洞民居雖有冬暖夏涼的優(yōu)點(diǎn)，但其 “空間單調(diào)、陰暗潮濕”等缺陷無(wú)法滿足現(xiàn)代 生活方式的需求。因此，我們應(yīng)在尊重地域 文化的前提下，利用外來(lái)的及現(xiàn)代先進(jìn)

11、的建 造技術(shù)、管理水平、科學(xué)技術(shù)來(lái)運(yùn)用、提煉 和改造傳統(tǒng)技術(shù)、地方材料和建筑手段，使 其更能適應(yīng)現(xiàn)代生活和可持續(xù)發(fā)展的需要。世博會(huì)講述建筑未來(lái)面對(duì)全世界范圍的能源危機(jī)，建筑這個(gè)耗能大戶更應(yīng)該采取措施降低其能耗。 在上海召開的世博會(huì)上， 生態(tài)、低碳、節(jié)能 是最常聽到的詞匯，各國(guó)場(chǎng)館都在低能耗、 節(jié)能生態(tài)方面進(jìn)行了諸多考慮。中國(guó)國(guó)家館造型層疊岀挑，上層形成對(duì) 下層的自然遮陽(yáng)，減少了降溫所需的能耗。 地區(qū)館外廊為半室外玻璃廊，所有的窗戶都 使用低耗能的雙層玻璃。地區(qū)館屋頂平臺(tái) 上覆土厚達(dá)1. 5米，可為展館節(jié)省10%以上 的能耗，這個(gè)道理與傳統(tǒng)窯洞民居頂部覆 土的原理是一樣的。德國(guó)“漢堡之家”在室內(nèi)

12、裝修時(shí)保留了 裸露的混凝土，這使得混凝土的蓄熱作用 能更好地發(fā)揮，它還使用了優(yōu)質(zhì)的隔熱材料 并利用太陽(yáng)能、人體及電器的余熱?！皾h堡 之家”里，不需要使用傳統(tǒng)的暖氣或空調(diào)， 就可以提供舒適的現(xiàn)代化生活環(huán)境。倫敦 零碳館在太陽(yáng)能利用、通風(fēng)系統(tǒng)、保溫方式 等方面也做出了很多嘗試。這些方式都值 得現(xiàn)代建筑借鑒。可以說，生態(tài)建筑已經(jīng)成 為未來(lái)建筑最主要的發(fā)展方向。但是，對(duì)于現(xiàn)代建筑，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)， 則必須使用保溫隔熱材料，造價(jià)往往比普通 房屋高。例如，“漢堡之家"的建筑成本比普 通房高5%15左右，但由于運(yùn)行成本非常 低，所以節(jié)能房屋往往很快可以在運(yùn)行中收 回成本。需要注意的是， 一些所謂的節(jié)能 建筑并不是出于對(duì)氣候的考慮、而是盲目地 推崇一些所謂高技術(shù)，例如全然不顧設(shè)計(jì) 大面積西向外窗所造成的惡劣環(huán)境，卻要使 用造價(jià)高昂的Low-E玻璃顯示其節(jié)能特征； 不設(shè)置簡(jiǎn)單有效的外遮陽(yáng)構(gòu)件、卻要使用造價(jià)極高管理麻煩的自動(dòng)遮陽(yáng)系統(tǒng)。還