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1、COVER STORY封面故事CHINA REPORT | #CHINA REPORT | #给建筑降温的方式面对高温天气，一些城市开放了防空洞供市民纳凉一些人跑到古建筑中避暑。有经验的老人 还会提起“窑洞”的冬暖夏凉。同样是建筑，为什么防空洞、窑洞或者一些古建筑比现代建筑 更能保持舒适的温度呢？CHINA REPORT | #CHINA REPORT | #刘加平人们建造房屋的最初目的，是将其作为 恶劣气候的“衰减器”。在冬季，能遮挡凛 冽的寒风；在夏季，能遮挡强烈的阳光。但 在现代城市中，无论是气候炎热的广州，还 是地处寒冷气候区的北京，无论是在办公 室、家里、写字楼还是交通工具里， 空调
2、都 已成为防热不可或缺的工具。是什么原因 导致了这一现象？气候变暖和人们对室内环 境要求提高固然有一定影响，但现代建筑在 设计之初未能充分利用自然通风等生态降 温措施，也是重要原因。环顾周围的建筑，我们不难找岀这样 的案例：一类，室内根本无法自然通风，只 要不开启通风空调设备，建筑就像不能呼吸 的“塑料袋”，即便室外凉爽舒适，室内也不 得不靠空调移走多余的热量。另一类，大面 积的玻璃幕墙作为建筑外立面材料，炎炎夏 日的太阳光不加遮挡地进入室内，室内温度 飙升，直射的太阳光使人感觉更加炎热面对高温天气，一些城市开放了防空洞 供市民纳凉，一些人跑到古建筑中避暑。有 经验的老人会经常提起“窑洞”，说
3、起窑洞 “冬暖夏凉”的优点。同样是建筑，为什么 防空洞、窑洞或者一些古建筑能在如此高 温天气里保持舒适的室内温度呢？ 什么样的建筑“冬暖夏凉”夏天，室内热量主要是通过墙体、屋面 传入的热量，通过窗户直接进入室内的太阳 辐射热，还有室内生产或生活产生的热量。 所以，要让室内凉快，就需要尽量阻止热量 进入，或者将进入室内的热量尽快排岀。基于此理，隔热、遮阳、通风是建筑防热的主 要途径，屋面挑檐，屋面内部的吊顶，重质外 墙且有足够厚度 （400mm以上土坯墙等）， 门窗打开后室内很通透，地面用多孔材料 （黏土砖等）等措施，都能收到较好的防热 效果。此外，室外微气候也对建筑防热起着 重要的作用，绿化等
4、改善室外微气候的措施 同样能增强建筑的防热作用。了解了建筑防暑降温的原理，问题就很简单了。我们虽然不能保证建筑完全不 需要耗用能源，但是却可以尽量少用常规能 源。充分考虑地方气候特点，包括太阳辐 射、空气温度波动、湿度情况以及室外风能 资源，在建筑设计过程中，在冬季利用进入 室内的热量而在夏季尽量避免热量进入室 内就可以了。相反，把节能等同于某种材料、 某种设备以及构造方法的做法往往会造就 昂贵而不实用的“节能建筑”。比如说，南 方的热属于“湿热”，而北方的热，特别是西 北地区，往往是“干热”。在这两个地区设 计防暑降温建筑的时候是有所区分的。干 热地区要更注重避免“太阳辐射”，而湿热 地区应
5、该更注重“通风”。就像中东国家的 人面对炎热的气候采取的是将全身包裹起 浅色“大袍子”的做法，而赤道地区的人往 往穿的很少，也就是尽量通风。建筑中的 处理方法和这个道理是一样的。传统民居的防热智慧我国各地的传统建筑基本上都具有1. 今年夏天，合肥、杭州、成都向居民开放防空洞用以纳凉，图为杭州某防空洞2. 黄土高原特有的地貌特征和气候条件蕴育了以“冬暖夏凉”著称的窑洞3. 傣族竹楼整个建筑由竹子搭盖而成“冬暖夏凉”的特性。像故宫这样的古代建 筑，往往具有不同形式的坡屋顶，大屋顶是 良好的遮阳构件，能够遮挡大部分的阳光 进入室内；多层的木构件比现代建筑的钢 筋混凝土墙面隔热性能好很多。这些建筑 的
6、层高一般比较高，屋顶下部有一个缓冲空 间，能加强室内空气的通风换气。窗户的可 开启面积比较大、内部多使用不通高的轻质 隔断，这使得内部气流非常通畅，形成良好 的通风。另外，这些建筑层数以一层居多， 房间地面接触的是土壤，具有良好的蓄热性 能，这也是古建筑室内比较凉爽的原因之一。COVER STORY封面故事应对“湿热傣族竹楼傣族竹楼主要分布在我国云南省南部边疆，当地气候呈现高温多雨的特点，年平 均温度在18C22C之间，日照强烈，年温 差小，全年平均相对湿度为 83%较高的湿度和低气压使人感觉相当闷热，因此住所的防热和隔湿就显得相当重要。傣族竹 楼结合地域和气候特点，采用了很多符合生 态学原则
7、的技术措施。第一，傣族竹楼整个建筑由竹子搭盖 而成。其外墙采用薄竹板等轻薄材料，有利 于自然通风对外墙降温；而屋顶接受太阳辐 射，故采用较厚的茅草，在获得较大热阻的 同时又不增大热惰性，或设置通风间层。第二，底层为架空形式，是防热隔湿的 典型防护措施，架空底层能保证居住层的 干燥，同时，架空楼板可以让空气自由通过， 达到散热降温的作用。第三，遮阳是傣族竹楼隔绝太阳辐射 热、降低室内温度的主要方法，最普通的是 利用屋檐遮阳。从竹楼的整个体型来讲， 屋 顶已占据了 1/2，屋檐出挑深远，除了排水顺 畅之外，遮挡阳光是十分重要的。此外，傣族竹楼的选址常在山坡及河 边，利用山谷风和水陆风加强通风效果。
8、 加上良好的植被遮阳和蒸发作用， 形成了自 然空调的作用。应对“干热”一一陕北窑洞民居在中国的北部地区，分布着世界上最大 的黄土高原，著名的中国窑洞式民居就分布 在这里。这一地区具有典型的季节性气候， 年平均温度在8C到12C间变化。但日较 差超过20C，年降雨量很少，日照非常充足。黄土高原特有的地貌特征和气候条件 孕育了窑洞，并成为人们世世代代居住的建 筑形式。窑洞以“冬暖夏凉”的特性而著称, 至今仍有大约将近4000万当地人居住在各 种形式的窑洞里。为减少较大日较差对室内热环境的不 利影响，北方地区民居的围护结构除具备良 好的保温隔热能力外，还要有良好的蓄热能 力，窑洞的厚重围护结构很好地
9、说明了这一 点。黄土是黄土高原地区最为丰富的资源之4. 颐和园的长廊约 728米为世界长廊之最，是游客们避暑休息的首选地5. 世博园伦敦零碳馆在太阳能利用、通风系统等方面做了许多尝试 隈影/李洪）6. 世博园中国馆造型层叠出挑，上层形成对下层的自然遮阳一,它在传统建筑中的地位不可替代，直接或 制成土坯后，用来制作房屋的墙体，窑洞的腿 子、窑顶和部分家用设施。黄土良好的蓄热 性能和较小的导热系数是其最明显的优势。虽然窑洞民居分布地区的气候要求其 建筑形式以防寒保温为主，但从绝热的观 点来看，越是厚重、封闭、外形方正的建筑 形态，越可减少较大温度差的影响而适于干 冷干热气候。传统经验在今天仍然能普
10、遍采用吗？相对于现代城市建筑， 传统民居建筑都是单层或低层结构，单位建筑面积可接受 太阳辐射的外围面积大，因而太阳辐射对室 内热环境的影响更为明显，在防热问题上 遮阳的作用也更加突出。现代建筑由于容 积率较高、建筑层高受限等因素，自然通风 的作用受到影响。古建筑以及传统建筑，在没有增加机 械设备的情况下，就能够实现比较舒适的室 内环境。其中合理的、具有生命力的东西能为现代建筑提供创作源泉。但是，传统民居建筑由于技术条件等原因也有自身的缺 点，例如窑洞民居虽有冬暖夏凉的优点，但其 “空间单调、阴暗潮湿”等缺陷无法满足现代 生活方式的需求。因此，我们应在尊重地域 文化的前提下，利用外来的及现代先进
11、的建 造技术、管理水平、科学技术来运用、提炼 和改造传统技术、地方材料和建筑手段，使 其更能适应现代生活和可持续发展的需要。世博会讲述建筑未来面对全世界范围的能源危机，建筑这个耗能大户更应该采取措施降低其能耗。 在上海召开的世博会上， 生态、低碳、节能 是最常听到的词汇，各国场馆都在低能耗、 节能生态方面进行了诸多考虑。中国国家馆造型层叠岀挑，上层形成对 下层的自然遮阳，减少了降温所需的能耗。 地区馆外廊为半室外玻璃廊，所有的窗户都 使用低耗能的双层玻璃。地区馆屋顶平台 上覆土厚达1. 5米，可为展馆节省10%以上 的能耗，这个道理与传统窑洞民居顶部覆 土的原理是一样的。德国“汉堡之家”在室内
12、装修时保留了 裸露的混凝土，这使得混凝土的蓄热作用 能更好地发挥，它还使用了优质的隔热材料 并利用太阳能、人体及电器的余热。“汉堡 之家”里，不需要使用传统的暖气或空调， 就可以提供舒适的现代化生活环境。伦敦 零碳馆在太阳能利用、通风系统、保温方式 等方面也做出了很多尝试。这些方式都值 得现代建筑借鉴。可以说，生态建筑已经成 为未来建筑最主要的发展方向。但是，对于现代建筑，实现节能目标， 则必须使用保温隔热材料，造价往往比普通 房屋高。例如，“汉堡之家的建筑成本比普 通房高5%15左右，但由于运行成本非常 低，所以节能房屋往往很快可以在运行中收 回成本。需要注意的是， 一些所谓的节能 建筑并不
13、是出于对气候的考虑、而是盲目地 推崇一些所谓高技术，例如全然不顾设计 大面积西向外窗所造成的恶劣环境，却要使 用造价高昂的Low-E玻璃显示其节能特征； 不设置简单有效的外遮阳构件、却要使用造价极高管理麻烦的自动遮阳系统。还有 一些开发商，试图利用设备系统创造“恒温、 恒湿的房子，以为这样就是节能舒适的房 屋。这些做法都导致了目前很多节能小区 造价高昂，普通民众对节能住宅望而却步。实际上，只要建筑师领悟建筑防热原 理，在建筑设计的过程中就可以有效规避不 利气候、利用有利条件，就可以避免使用过 程中产生的大量能耗。臺刘加平西安建筑科技大学建筑学院教授、节能建筑专家CHINA REPORT | #
