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1、被动式建筑设计策略分析本文以建造剖面为入手点，分析了建造空间与被动式绿色建造的关系。建造剖面设计在建造内部空间的塑造上起到了确定性的作用，而建造空间的好坏直接影响了其自然通风、采光等效果。文章从空气流淌、采光优化、节省用地等方面，阐述了良好的建造空间对于建造内、外环境的影响，同时表明白营造良好建造空间与建造剖面设计的必定联系。随着人类的建造建筑对生态环境的破坏日益严峻，被动式绿色建造越来越被人们所关注。建造剖面从传统意义上讲是一种图式表达，反应了建造的空间与结构。但是在当今的被动式绿色建造实践中，剖面已成为了反映被动式策略、甚至是推进被动式设计提升的重要手段。一、被动式绿色建造与建造剖面空间的
2、基本联系1.基于空气流淌的角度空气在建造空间中的流淌主要有两种形式：热压通风和风压通风。热压通风依赖室内外空气温差所造成的空气密度变小，从而产生了压强差，形成了热空气向上冷空气向下的空气流淌现象。风压通风是由于建造迎风面在风的作用下压力上升，因此与建造背风面产生了压强差，产生了风由迎风一面对背风一面流淌的现象。第 1 页 共 7 页（1）温室空间建造温室空间的主要原理是“温室效应”，借助玻璃的物理属性：平凡玻璃允许通过的太阳光的波长是在0.42.5m 之间的短波，太阳短波通过玻璃进入到室内被室内的物品所吸收，温度上升的物品会再次辐射出波长大于 2.5m 的长波辐射波，使室内的温度上升，但是波长
3、大于 2.5m 的长波不能透过玻璃辐射到室外。因此，太阳能的辐射热就被留在了室内。长时光的辐射可以使得室内的温度升高，这样就形成了建造的“温室效应”。建造的“温室效应”有利于得热，是一种常见的利用被动式太阳能的设计手法。从空气流淌的角度来讲，太阳辐射使得该空间内的空气温度上升，温度高的空气密度变小，从而产生了向上运动的趋势。对于热空气详细的流淌方向，还是由这个“温室空间”详细的位置和形态确定的。可以最直观地表达这个空间的建造图示剖面图，成为了分析和设计此空间的重要的方法。（2）烟囱空间建造烟囱空间的主要原理是“烟囱效应”，其原理是因为建造内部的高差所形成的压强差。所以建造的烟囱空间的主要目是加
4、强建造内部的通风。尽管现代建造的空调系统已经十分完美了，但是借助机械设备来达到通风目的的同时，或多或少会造成环境的破坏。利用自然通风来达到建造室内的通风要求则越发注重生态设计，是从建造师的角度动身，设计越发合理的空间，以达到充分利用自然通风的目的。建造内部第 2 页 共 7 页空间的高差与其烟囱效应的效果是成正比关系的，高差越大，则效果越显然。烟囱空间往往存在于建造内部贯通多层的竖向空间中，如中庭空间、通风井、楼梯间等。建造师可以通过对竖向空间的合理设计来提高烟囱效应的效果。与风压通风不同，烟囱效应的应用范围越发广泛，能适应越发复杂的气候环境。剖面是单个竖向空间抽取的片段，将这些片段继续在一起
5、，就可以表达竖向空间的整体设计意图和设计概念。在空间较为复杂的建造中，剖面往往比平面蕴含着更多的信息，而“烟囱空间”往往存在于复杂且贯穿的空间。（3）双层表皮空间双层表皮是一个形态上的概念，我们把建造的外围护结构三维化，含有多个层次或一定厚度的复合化的外围护系统统称为双层表皮。建造的双层表皮的成因有许多种，如有的是为了把承重结构和围护结构分开，为了达到一种立面上的效果；有的是利用双层表皮的空腔来达到空气流通的效果；有的则是利用双层表皮来达到保暖的作用。表皮系统的空间既不是外部环境空间也不是室内空间，表皮系统可以看作是建造所处的环境中的除室外空间和室内空间外的剩余空间。建造的室内空间一直和室外环
6、境举行着能量的交换，表皮系统则担当起一个媒介的作用，即康所说的“服务空间”。然而，对于这个空间形态和比例的描述，我们始终缺少一第 3 页 共 7 页种容易而直观的表达。倘若我们从剖面的角度将双层表皮的形态和空间举行简化，在得到清楚表达方式的同时，将会对其设计和分析起到很好的辅助作用。2.基于采光优化的空间（1）退台空间建造的退台空间指的是，建造立面或是内部的中庭空间呈逐层退进或是逐层外挑。逐层退进的目的是为了使建造上层对下层尽量少的遮蔽，让每一层尽量多地采纳自然采光，并加强热量的获得，对严寒地区建造的采光极为有利；逐层外挑的目的是为了让建造上层对下层有略微的遮蔽，避开炫光的产生，并加强建造的遮
7、阳效果，对酷热地区的建造比较有利。因为太阳高度角和日照方向的不同，基于建造采光优化的退台空间也不尽相同。而建造剖面，则为退台空间供应了一种“可调整”的设计方法。建造南立面，为了防止其在夏季受到阳光剧烈的照耀，可以将其剖面外墙在沿太阳入射的方向举行略微调节。这样一来，不仅解决了强光照耀的问题，也没有影响到冬季的采光（因为冬季太阳的入射角较低），而且可以缩短建造之间的日照间距。（2）中庭空间对于大进深或大开间的建造，建造难免会存在自然光很难照耀到空间。这时，一般的解决方法是，在建造跨度大的地方加入中庭空间，调整其四周内部空间的采光。光第 4 页 共 7 页是由上至下射入建造中，平面图可以决定中庭的
8、进深和面宽，但不能从光的入射方向对中庭的竖向空间举行调节。剖面是对空间的描绘，是将空间从二维提升到三维的一种图示表达。剖面不仅仅作为一种结果，它更是一个过程、一种方法。若从剖面向建造的中庭空间举行设计和优化，必然会带来越发精确且有效的结果。以顶部采光的中庭空间为例，其高度与宽的比值就确定了这个空间的类型与使用范围。当比值较小的时候，其空间较为低矮和开敞，有利于获得更多的自然采光，可以解决进深过大而造成的自然采光不足等问题，适用于严寒地区的气候特点；当比值较大的时候，其空间较为巍峨和狭窄，有利于削减太阳光的直接照耀，削减热量的获得，较大的高度有利于温室效应的发挥，加强自然通风的效果，适宜于酷热地
9、区的气候特点。此外，还可以按照当地不同的太阳高度角在其剖面上做出详细的调节，如图 1 所示。二、营造良好被动式绿色建造空间的剖面设计1.类型的抉择根据建造空间形式的不同，可以将被动式绿色建造的剖面空间大致分为四种类型，即：矩形空间、V 形空间、三角形空间和不规章空间。矩形空间是一种最常见的建造空间，可以应用于诸多类型的建造当中去，其设计的重点在于布置的位置和比第 5 页 共 7 页例关系。按照不同的要求，在剖面上安顿不同的矩形空间，这些都关系到被动式设计的效果。V 形空间是一种典型的适用于严寒地区的空间形式，因为建造的上层对下层没有遮蔽，可以使每一层都能充分地获得自然采光。但因为下层建造的进深
10、会越来越大，有可能会形成黑房间，不利于使用。三角形空间与 V 形空间刚好相反，因为上部的空间比较狭窄，可以削减太阳光的直射。同时，因为文丘里效应，上部组件缩小的形态可以强化烟囱效应的产生，有利于自然通风。适用于酷热气候地区的建造形式。异形空间指的是按照特定的功能需要所形成的不同于传统造型的空间，如异形的采光井、通风塔、双层表皮等。建造剖面的空间往往与平面一样也存在着复合的形式，即多个基本空间形式组合的复合空间形式。在实际的项目中，很少存在惟独单一空间的建造，所以在举行剖面设计时要考虑到各种各样的空间形式，这样才干达到最抱负的效果。2.剖面设计与地形的结合关于建造场地设计的问题，平面设计要顺应地
11、形设计，而剖面设计要结合地势来设计。惟独将两者结合起来，才干形成丰盛且富有特色的空间形式。正如查尔斯柯里亚设计的考瓦拉姆海滨度假酒店，建造师彻低敬重当地的地形地貌，建造与山、建造与海都形成了一种良好的呼应关系，使得建造就像是从场第 6 页 共 7 页地里生长出来的一样，达到了与场地的和睦统一（如图 2）。3.剖面设计与节地设计人们之所以要对场地举行整合，其目的是为了获得一个最基本的建造平台。整合场地的方法一般有三种：填土、挖土和保持土地原貌（架空、悬挑等）。剖面图可以作为对地形的坡度举行分析的一种图解方法，从竖向的角度，分析和整合基地，对建造的土方量加以控制和协调，并结合地形对建造的竖向空间举行设计。举一个容易的例子，首先将一个 45坡九等分，通过上述的三种改造地形的方式将其举行改造，可以得到如图3 所示的可能的改造图示；接着按照我们对建造功能及类型的需求来抉择适宜的地形改造方案；最后，按照地形的剖面图示生成建造基本单元的组合体。被动式绿色建造的设计往往体现在建造设计的各个层面上，其中剖面空间设计在被动式设计上有其独特的表达。无论是在基地整合、还是内部空间的设计上，剖面都有其明确且直观地表达。在剖面设计中有许多往常不简单发现的被动式设计因素是可以为我们所用的，可以提取出来为我们发明越发经济有效的被动式绿色建造空间。第 7 页 共 7 页
