全球进入炙烤状态，如何设计更凉爽的建筑？

今年夏天，不少地区都创下了破纪录的高温极端天气。受气候变化的影响，这意味着这种高温气候将成为未来的新常态。Smith Mordak 提出了在高温环境下，如何设计凉爽建筑的十大原则。

地源热泵和低矮建筑

低矮建筑比细高型建筑更凉爽，因为地面温度相当平均。地源热泵本质上可以增强这个温度调节过程，夏天促进向地面放热，冬天从地面吸热。

建筑师Kipp Edick 和 Joe Sadoski设计的盐湖城住宅Host House（上图）是一座零碳建筑。房子主体为一层建筑，使用一台地源热泵作为控制温度的措施之一，以适应犹他州夏天和冬天的极端天气。

外露热容量

内部外露热容量是这种概念的迷你版本。热容量大的材料可以存储热量或凉气，减少昼夜之间的温差。

长久以来，混凝土的热容量评分一直很高。有些论点认为，尽管制作混凝土的过程中会排放二氧化碳，但是因此而节省的调节建筑物冷热的费用可以弥补这方面的损失。这种观点跟那些广告一样令人讨厌：他们声称购买一些包装过度的无营养食物会为你“省”钱，因为它们的价格不像之前那样昂贵，然而你其实本来并不需要买它们。混凝土在热容量方面并没有垄断地位。

汉麻混凝土是汉麻杆芯（汉麻茎部最里面的部分）和石灰粘结剂的混合物。这是一种高度保温的材料，也能提供广受欢迎的热容量，并且没有庞大的前期碳成本。它还具有蒸汽渗透性，可以根据环境需求吸收和释放水分，因此可以控制环境湿度。其他低碳热容量大的材料包括石头、夯实土和不经过煅烧的砖。

Practice Architecture 设计的剑桥郡的Flat House（上图）是一座零碳住宅。房子内部和外部大量使用了汉麻混凝土，特别是在内部明露墙上。

空气冷却

如果你在地下室建造了一个热容量迷宫，当有客人来访时，你不仅可以说：“要不要看看我家的迷宫？”，还会拥有一个不用插电、随时可用的冷藏库。如果能够让外部空气缓慢地通过凉爽的墙和凉爽的地下迷宫，然后再进入居住空间，就可以实现过渡冷却的被动通风，无需任何冷却装置。

新南威尔士的澳大利亚植物银行（上图）利用一个地下热量迷宫来获取和保留白天的热气或夜间的凉气，避免建筑内部的温度急剧波动，温度上升或下降幅度不超过 7.5 摄氏度。该建筑由建筑事务所 BVN Donovan Hill 设计。

热量提取

还有引入凉气来消除热意。即使拔掉所有电源，人类活动产生的热量也需要排出去，特别是建筑物内有很多人的情况下。

当然，除非建筑物所在地的气候即使到夜间也不会变凉，否则这种热量提取过程就需要加以控制。热气会往上升，所以较高的空间可以向上排送热气，较高的打开的窗户可以排出热气，带有风帽的烟囱可以通过流动的空气将建筑内部的热气吸上来，这些都是很好的策略。

将热量排除在外

为了减少建筑物提取热量或引入凉气所需的工作量，精心设计的建筑物可以将热量拒之门外。如果你（还）没有地下室热量迷宫，在进气口/出气口安装一台热交换器可以避免冬天损失热量或夏天吸收热量。

避免室内空气受到室外空气影响的一个好方法是隔离：采用生物基、无污染的材料制成的有趣的密集隔离层。再加上双层或三层玻璃和厚实的环保屋顶（既有隔离作用，又非常利于生物多样性），你就可以高枕无忧了。

外部遮蔽

我们的建筑隔离措施做得越来越好，不过外部遮蔽方面还不够专业。这样做可以从一开始就将热量阻隔在建筑之外。

安排遮蔽时需要考虑方向问题。垂直遮蔽最适合朝东或朝西的立面，因为这些方向的光照较弱。悬垂和横向遮蔽最适合光照最强的立面（北半球的南部地区和南半球的北部地区）。

种落叶树也是一种很方便的方法，因为它们的小遮蔽单元（即树叶）在冬天会凋谢，便于建筑内享受温暖的阳光。其他动态遮蔽方法包括百叶窗和遮阳蓬，可以移动或开关。遮蔽物最好安排在建筑外部，这样热量就不会进入室内，不过在不得已的情况下，浅色的室内遮蔽物（这样可以将热量反射出去）总比什么都没有强。

Aleph Zero + Rosenbaum 建筑事务所为巴西北部地区设计的儿童乡村学校寄宿设施（上图）外面有一个用交叉层接的巨大的屋顶遮阳篷，可以为建筑遮阴。

绿色城市环境

设计凉爽的建筑不只包括建筑本身，还包括设计建筑所处的凉爽环境。与农村地区相比，城市热岛效应会导致温度上升超过 10 度。如果我们想要减轻热浪对健康造成的影响，减少建筑的能量需求，就迫切需要解决热岛效应问题。

这意味着要减少城市地区的散热设备，减少向大街上排放热废气的汽车和空调设备的数量。这还意味着不要让蓄热器被太阳暴晒：城市一般会充满各种热容量材料，包括砖石建筑、石板地面、柏油路面等，它们会吸收太阳的热量并保留不放。我们需要减少柏油用量，采用更环保的材料。在为建筑进行外部隔离层改造时，最好能够减少吸收热量的砖石结构。

建筑工作室 COBE 设计的哥本哈根 Karen Blixens Plads public plaza 广场（上图）包括有遮蔽物的自行车停放处，以及植物和树木点缀其中的中性色彩地砖。

遮阳公共领域

树木很神奇。它们不仅能提供阴凉，为众多物种提供栖息地，通过菌丝体网络与其它树木和植物共享信息和营养，改善土壤健康状况，并且还能通过土壤水分蒸散作用使周围的空气变凉爽。

在这个过程中，树木会利用空气中的热能量来蒸发树叶中的水分。不过，我们不需要坐等树木完成所有的工作：流动的水（瀑布和喷雾等）具有同样的效果，因为当水蒸发时，会使周围的空气变凉爽。我们还可以借用树木的遮荫技术：避免阳光直射室外空间，从而避免那些热容量大的硬质材料吸收热量，把我们烤熟。

上图为上海街景。

浅色屋顶

柏油和沥青屋顶的最后一个缺点是它们颜色很深，因此会吸收热量。如果这些材料颜色浅一些，就有助于将热量反射到城市之外。

西班牙巴利亚多利德的 Casa Banlusa（上图）是建筑工作室 Sara Acebes Anta 设计的白色屋顶的别墅。

低能耗生活，减少隐含碳

在坚持“建筑结构第一”和努力减轻城市热岛效应的同时，我们还要记住，促进我们适应气候变化的行为也是取得成功的一部分。举个例子，你家里的传音效果如何满足你的不定时工作？你如何设计室内空间，让居住者可以随着阳光角度的变化，在房屋内灵活移动位置，而不是在固定位置活动？

减少建筑内部产生的热量这个概念将行为改变和建筑设计联系在一起。几乎所有连接电源的东西都会散发热量（令人沮丧的是，连风扇也是如此），因此我们需要更加节能的设备，并且还要随时关闭电源。如果有无能耗的备选行动方案，一定要加以考虑！

Mars Architectes 建筑事务所在巴黎设计的公寓大楼（上图）完全采用木制模块，并用木材覆盖。

结语

我们对凉爽建筑设计原则的概述到此基本结束。现在只剩下最后一件事，可以说也是最重要的事。

如果你想成为一个很酷的设计师，你不仅需要在你的项目中大量减少能源使用，使项目更舒适健康，同时还需要大量减少项目中的隐含碳。换句话说，你需要扔掉大气中的所有温室气体，就像甩掉厚被子一样。

二氧化碳和甲烷对我们肉眼是不可见的，如果通过红外线来看，你会发现我们的大气层正变得越来越不透明。那些温室气体通过阻止红外线进入太空而导致全球变暖，太热了，一点也不酷。

Smith Mordak 是一名屡获大奖的建筑师、设计师、作家和策展人，他同时也是英国工程公司Buro Happold的可持续和物理总监。