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呼应气候的设计 (三)温和气候区

建筑2030 建筑2030
2024-09-07

建筑设计总是涉及到人体的热舒适度问题,在理解当地气候的背景下,建筑设计可以利用被动式的设计策略,创造人体舒适的建筑环境。



温和气候区

一年中的气温大多数时间处于人体舒适的范围,但是仍有较少的时间过热或过冷,一般不太极端。温和气候区在夏季也可能需要为建筑遮阳并供冷,在冬季采用一些被动式的供暖策略。


来源: Pablo La Roche 的演讲,下文不再赘述


这张示意图展示了温和气候区的设计策略,悬挑的屋檐在夏季遮挡阳光,在冬季引入阳光,建筑引入自然通风。



案例研究

To Inhabit The Device



这个项目位于西班牙的加纳利群岛,当地的气候宜人,设计考虑太阳和风的影响。



建筑局部的倾斜是呼应主导风向,建筑的东西向部分是呼应太阳,建筑的中部设置了风斗,风斗朝向东北,在夏季将自然风引入建筑的一层和二层,南向的窗户需要进行遮阳;在冬季可以关闭风斗,南向的玻璃引入阳光获得热量。这栋建筑没有额外的供暖和供冷系统,被动式的设计策略基本满足了建筑舒适度的要求。



建筑的立面可以全部打开,引入自然风。建筑的南立面安装了移门和百叶,在夏季可以提供遮阳和通风,在冬季,可以关闭移门,获得太阳得热。



这栋建筑的实测数据较好,室内的温度接近室外宜人的温度。建筑在运营过程中需要注意按照气温打开和关闭风斗以及按照阳光和辐射打开和关闭移门。

 

意大利北部的商场

这个项目的设计流程是:先进行气候分析,可持续团队与竞赛团队合作整合太阳辐射研究,比较多个设计方案,选择建筑的局部进行夏季(遮阳)和冬季(得热)的设计策略分析。



当设计的方案初步形成后了,开始研究建筑的不同朝向获得的太阳辐射,分析何时需要遮阳以及何时需要阳光得热,并根据幕墙上玻璃的不同朝向制定策略,例如采用不同的百叶的效果,在冬季和夏季的影响。



最终方案进行了简单的能耗模拟以及采光模拟。这是项目的意向图,展示顶棚的自然采光并控制自然光,项目整体效果使人好似位于室外。



总结

  • 设计应当呼应气候

  • 呼应气候的建筑供暖和供冷时不产生CO2排放

  • 这能降低建筑的碳排放足迹

  • 这一设计过程也提供了很多的设计机遇

 

问答

呼应气候的设计采用什么软件?

可以使用的软件包括Ladybug, Climate Consultant, Diva, Sefaira,具体取决于建模的软件,例如Grasshopper, Rhino 或sketchup。也取决于分析的类型,一些软件对于某些专项很擅长。

我们需要了解建筑物理,需要能分析软件模拟得出的结果是否合理。在设计早期需要进行气候分析,找出最重要和最有效的设计策略,并通过设计方案来实践这些策略。

 

设计策略是否会增加建设项目的成本?

当比较不同的方案时,成本是重要的考虑因素。人们总是认为零碳建筑是昂贵的,当人们采用被动式的设计策略时,也减少了暖通空调设备的成本。需要考虑气候进行设计,设计出的建筑不一定很昂贵,例如提供遮阳、百叶,可以减少暖通空调的成本。

 

全球各地不同的建筑项目是否有能耗基准?

建筑在不同的国家和气候区有不同的使用方式,需要逐步收集能耗数据。至于减少能耗的目标,每个国家都有自己的规范,在这个基础上设定目标并减少能耗。

现在应对气候变化非常紧急,应当使建筑成为准零能耗/零碳,在可再生能源技术和条件成熟时可以成为零能耗/零碳。在气候变化的大背景下,零碳/零能耗建筑应当成为我们的设计目标。

 

微气候在设计中有什么作用?

我们需要花很多时间找到准确的气候数据。在设计时找到精准的气候数据是非常重要的。如果条件许可,可在项目的基地设立一个小型的气象站,来收集数据,甚至只有1年,与现有的气候数据相比较。

现在很多活动在室外发生,我们可以应用设计策略可以创造良好的室外微气候,鼓励一些活动在室外发生。



全文完


如果你对呼应气候的设计感兴趣,可点击阅读原文查看英文视频。


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