夏日避暑新去处?来看看这些清凉建筑如何让你“透心凉”

学术   2024-11-13 12:23   陕西  
编译:专筑网Yinglin,小R

十条妙计教你设计清凉空间,抵御酷暑


英国和西欧经历了破纪录的热浪,气候变化意味着炽热的高温会越来越常见。Smith Mordak列出了十种设计方法,让建筑在炎热天气里依然清凉。

你想设计出清凉的建筑吗?遵循这些原则,你也可以成为一个清凉空间设计师——真正的受欢迎!
Photo by Lara Swimmer
地源热泵和低矮建筑
低矮的建筑比高而细的建筑更凉爽,因为地面温度相对恒定。地源热泵可以加速这个过程,夏天把热量存到地下,冬天从地下取热。
图中的盐湖城“主人之家”是由建筑师Kipp Edick和Joe Sadoski设计的零碳建筑。它主要是一层楼,使用地源热泵作为在犹他州极端夏季和冬季中控制温度的措施之一。

Photo by Oskar Proctor
裸露的热质量

内部暴露的热质是同一概念的小型版本。具有热质的材料能够储存热量或凉意,减小昼夜温差。

混凝土在热质材料的应用中已经占据高位太久了。有人认为,尽管生产混凝土会排放大量二氧化碳,但节省的供暖和降温能耗可以弥补这一点。这种说法就像那些过度包装的无营养食品广告,声称你“省”了钱,但其实你最好根本不要买。混凝土并不是热质的唯一选择。

汉麻混凝土——一种由汉麻茎(植物的木质部分)和石灰粘合剂混合而成的材料——是一种高度绝缘的材料,提供了理想的热质,同时不需要巨大的初始碳排放。它也具有透气性,能根据环境吸收和释放水分,从而控制湿度。其他低碳热质材料还有石头、夯土和未烧制的砖块。

图中的剑桥郡平房是由Practice Architecture设计的零碳住宅,广泛使用汉麻混凝土,尤其是在暴露的内墙上。
Photo courtesy of BVN Donovan Hill
空气冷却
如果你在地下室打造一个热质迷宫,那么当人们来拜访时,你不仅可以说“想看看我的迷宫吗?”你还拥有一个不需要插电的冷却仓库。假如你在外界空气进入居住空间之前,先让它经过这些冷墙和地下迷宫,那么你无需使用冷却器就能让空间降温。
新南威尔士州的澳大利亚植物银行(如图所示)使用了一个地下热迷宫来捕获并保持白天的热量或夜晚的凉爽,防止剧烈的温度波动,使建筑的温度变化可达7.5摄氏度。这座建筑由BVN Donovan Hill设计。
Photo by Tommaso Riva
热量提取
我们不仅要引入冷空气,还需要排除热空气。即使你断开所有设备的电源,人们的活动仍然会产生需要排除的热量,尤其是当建筑内有很多人时。
当然,除非建筑位于一个即使在夜晚也从不寒冷的气候中,否则这种热量提取需要加以控制。热空气会上升,所以高大空间能够让热量汇集在一旁,通过高处可开启的窗户将热空气排出,或者使用带风帽的烟囱利用过往的风将空气向上抽出建筑,都是不错的策略。
图中显示的是巴厘岛由Ibuku设计的The Arc健身房,其屋顶的顶部有通风口,可以让热空气逸出。
Photo by Hufton + Crow
阻挡热量进入
为了减少建筑需要排出热量或引入冷空气的工作量,设计良好的建筑应该阻止热量进入。如果你的地下室还没有热迷宫,那么在空气进出口安装热交换器,就可以确保冬天不会损耗热量,夏天不会获得热量。
防止室内温度被室外温度影响的一个重要方法是保温:使用由生物基无污染材料制成的厚保温层。再加上双层或三层玻璃,以及厚厚的绿色屋顶(既能保温又有利于生物多样性)。
图中展示的是由Heatherwick Studio设计的利兹Maggie's癌症中心,采用天然材料建造,屋顶覆盖了约克郡森林的本土植物种类。
Photo by Leonardo Finotti
外部遮阳
我们在隔热方面做得越来越好,但作为一个行业,我们在外部遮阳方面仍然做得不够。这种方法能在第一时间阻止热量进入建筑。
遮阳需要考虑朝向。垂直遮阳最适合东、西向立面,因为太阳的位置较低。悬挑和水平遮阳最适合太阳最高的位置(在北半球是南方,在南半球是北方)。
落叶植物也很有用,因为它们在冬天会脱落叶子(即它们的小型遮阳设备),让你能享受阳光的温暖。其他动态遮阳设备包括百叶窗和遮篷,可以移动或开合。遮阳最好在外部,因为这样热量永远不会进入室内,但如果实在不行,室内使用浅色遮阳——可以将热量反射出去。
Aleph Zero和Rosenbaum设计了巴西北部的儿童村学校寄宿设施(如图所示),其大屋顶由交叉层压木材框架支撑,为建筑遮阳。
Photo by Rasmus Hjortshøj
绿色城市环境
设计一个清凉的建筑不仅仅是关于建筑本身,还要设计一个清凉的环境,让你的建筑坐落其中。城市热岛效应使得城市区域的温度比农村高出10多摄氏度。如果我们想减轻热浪对健康的影响,减少建筑的能耗,就必须紧急应对这一问题。
这意味着在城市空间中减少散热的东西,比如更少的汽车和空调装置,把热气排到街道上。这也意味着不要在阳光下放置热蓄电池:城镇和城市往往充满了以砖石铺路和柏油路形式存在的热质,这些东西会吸收太阳的热量并牢牢保持住。我们需要更少的柏油路和更多的绿色,当我们为建筑加装外部隔热层时,如果能减少阳光下烹饪的砖石量,那就更好了。
图中所示的哥本哈根Karen Blixens Plads公共广场,由COBE设计,覆盖了自行车的遮蔽停车场,并且常常在中性色瓷砖间交错种植植物和树木。
Photo by Wayne W
公共区域的遮荫

树木真是神奇。不仅可以遮荫,还为无数物种提供栖息地。它们通过菌丝网络与其他植物分享信息和养分,改善土壤健康。更妙的是,它们通过蒸腾作用为周围空气降温。
蒸腾作用是树木利用空气中的热能将叶片中的水分蒸发。我们不必全依赖树木,流动的水(从瀑布到喷雾器)也有同样的效果。当水蒸发时,周围空气会变凉。我们还可以借用树木的遮阳技术:遮住阳光,让那些硬质、热量大的材料不要像披萨石一样把我们烤焦。
Photo by Víctor de la Fuente
浅色屋顶

最后,再批评一下柏油路和它的伙伴——沥青屋顶——它们颜色深,容易吸热。如果这些表面颜色浅些,就能把热量反射回城外。
图中所示的Casa Banlusa是一座位于巴利亚多利德的白顶别墅,由建筑事务所Sara Acebes Anta设计。
Photo by Charly Broyez
低能耗生活与减少隐含碳

除了“材料优先”和缓解城市热岛效应外,还要记住,促进有助于适应气候变化的行为也是关键。例如,你家的声学设计是否允许你在奇怪的时间工作,或者如何设计空间以适应灵活性,让居住者随着太阳在天空中的移动而在房子里移动?
减少建筑内产生的热量是连接行为改变和建筑设计的概念。我们几乎插电的每样东西都在发热,所以我们需要更高效的设备,也要关掉一些东西。
图中所示的巴黎公寓楼由Mars Architectes设计,完全由木模块建造,并且外覆木材。
这几乎是我们对“清凉设计师”原则的最终探讨了。还有最后一件事,也许是最重要的一件事。


当然,上面提到的那些方法你都该做,但如果你想成为一个真正“酷”的设计师,你不仅需要大幅减少让项目舒适健康所需的能量,还需要大幅减少项目的隐含碳。换句话说,你需要甩掉覆盖在大气中的所有温室气体的“棉被”。
在我们人类眼中,二氧化碳和甲烷和氧气一样透明,但如果我们能看到红外光,我们会发现大气层变得越来越不透明。这些温室气体通过阻挡红外光逃逸到太空中,导致了全球变暖,就像当你的棉被遮住你家人以为你睡着了时,你的手机仍在发光一样。就不凉爽了。



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