被动式太阳能建筑设计实践

被动式太阳能建筑设计实践 19世界建筑 1/ 1998 作者单位 :加藤义夫环境建筑设计事务所译者单位 :清华大学建筑学院收稿日期 :1997 年 10 月被动式太阳能建筑设计实践 [日 ]加藤义夫著吴耀东译人的一生中 ,有 1/ 3 的时间是在睡眠 , 把睡眠时间计算在内 , 人生有一半以上的时间是在自己家中度过的。过去 ,其他时间用在狩猎、农耕上 , 而在近代都市中 , 这些时间被基于社会生活的事务或技术工作所占据。这样 ,家就成了安心和休息的场所 , 舒适空间的创造也就成为人类生存的基本...

19世界建筑 1/ 1998 作者单位 :加藤义夫环境建筑设计事务所译者单位 :清华大学建筑学院收稿日期 :1997 年 10 月被动式太阳能建筑设计实践 [日 ]加藤义夫著吴耀东译人的一生中 ,有 1/ 3 的时间是在睡眠 , 把睡眠时间计算在内 , 人生有一半以上的时间是在自己家中度过的。过去 ,其他时间用在狩猎、农耕上 , 而在近代都市中 , 这些时间被基于社会生活的事务或技术工作所占据。这样 ,家就成了安心和休息的场所 , 舒适空间的创造也就成为人类生存的基本课题。居住空间遍及地球上的每一块地域 , 并从各具特色的周边环境、人群和气候中产生出来 , 因而它并非是与外部空间无关的象宇宙飞船那样隔绝于世的孤独场所 , 而是同外界紧密相关存在着。在炎热的场所尽可能让风吹进来 , 而在寒冷的地带就要考虑太阳能的利用和保温等问题。其实 , 追求舒适的居住空间的历史是存在的 , 在此基础上 , 与社会性相关的习惯、宗教、制度等使得“家”变化至今。建筑在考虑与地域、气候密切关系的同时 , 选择材料 , 创造出舒适的空间 , 这些都是需要再度引起注目的。在主张被动式太阳能设计和可持续的设计思想的同时从事建筑设计 ,这就是我的立场。一、气候建筑 ·地域建筑中国幅员辽阔 , 由于国土面积最大的俄罗斯难以居住的土地数量很多 , 中国实质上可能是世界上国土面积最大的国家。从北纬 18 度左右的海南岛 , 到北纬 45 度的内蒙古 , 既非北极 , 又非赤道 , 可以说占据着地球上易于居住的纬度 , 这一点与美国和整个欧洲极为相似。在东西国土长这一点上 , 中国与日本 (尽管很狭窄) 并不是没有相似之处 , 因而中国气温的变化我还是能够想象的。仅东西宽广 ,就蕴含着丰富的多样性 ,这种多样性一定比美国还多 ,对此我是始终抱着极大的兴趣。在这种意义上 , 基于不同地域气候的建筑 , 从太阳能利用亦即自然能源利用的 1 风塔气流图 2 敦煌窑洞 3 蒙古包 20 世界建筑 1 / 1998 观点出发教予我们很多东西 , 由此出发来思考建筑技术问题在当今得到重新认识。窑洞 , 在世界上是非常有名的。其有名的一大原因是因为在 - 20 ℃左右的气候下 , 作为地下住居的窑洞 , 其室内被大地安定的地热包围着 , 仍保持着 15 ℃上下舒适的室温。蒙古包的知名度不仅在于它与气候而且同生活密切结合。美国科罗拉多州迈萨瓦迪的悬崖宫殿 (Cliff Palace) , 在寒冷的冬季利用大地的热能和太阳照射的残热保持着居住空间的舒适性。意大利阿尔贝罗柏洛 (Alberobero) 的民居 , 在酷热的夏季仍可在室内创造出荫凉的空间。西亚 (伊朗、伊拉克) 的通风塔 , 可把外部高达 50 ℃的气温下降到室内的 20 ℃左右。菲律宾的树上住居 , 很好地利用了风的作用 , 是凉爽的住处。在此基础上发展出来的高架式住宅从中国的南方到东南亚、日本都能见到。这些传统的居住形式在过去的 20 年间随着人们对自然能源利用的关心而急速受到研究和注目。这便是世界上有名的气候建筑的原点。二、被动式太阳能运动避开自然严酷的一面 , 追求舒适地居住 , 这已成为不具名的气候建筑的原点 , 而现代建筑技术对此予以关注是不久前才开始的。 1972 年斯德哥尔摩人类居住会议发表了成长的界限的报告 , 1973 年石油危机 , 这些都切切实实地表明 , 地球资源是有限的。对大量使用能源的建筑来说 , 应该考虑自然能源的利用。欧美在反省消费文明时 , 提出了各种各样的提案 , 象无能耗住宅、被动式太阳能建筑等。被动式太阳能运动于 1974 年召开了首次大会 , 并得到美国全国的支持 , 进而扩展开来。三、被动式太阳能设计被动式太阳能设计增加了不少新的内容 , 它们是从住居的根源处产生出来的 , 目的是要获取太阳能 , 其设计手法也在不断调整和扩展。被动式太阳能设计自产生至今已有 20 年 , 其设计手法本不是什么难事 , 寒冷时在建筑中如何更有效地获取太阳能并使之在室内得以保持 , 炎热时如何隔热及自然冷却。过去延用至今的手法有 90 % , 另 10 %的新手法是根据各地域的不同情况产生的。设计过程中 , 考察了建筑在其漫长的历史中是如何利用太阳能发展至今的 , 进而通过现代技术来分析改进。考察结果表明 , 大量能源遭到浪费。如果能够储蓄能量 , 避免地球陷入破灭的境地 , 那么这样的设计一定是非常有意义的。这便是我现在的建筑设计追求。四、被动式太阳能设计手法 11 自然暖房 ①直接热取得 (Direct gain) : 是把太阳能直接导入建筑内部的方法。 ②间接热取得 ( Indirect gain) : 把建筑南面接受的太阳能分不同时间导入内部的方法。 ③隔离热取得 ( Isolated gain) : 在其他地方获取太阳能 , 并经过控制导入室内的 4 伊朗、伊拉克风塔 5 西双版纳杆栏住宅 6 菲律宾巢居 7 意大利某城镇住宅 21世界建筑 1/ 1998 方法。 21 自然冷房 ①直接热除去 (Direct loss) : 以通风、遮阳等手段除去室内热量的方法。 ②间接热除去 ( Indirect loss) : 不使热量导入室内从而降温的方法。 ③隔离热除去 ( Isolated loss) : 通过装置来降低室内温度的方法。五、太阳能住宅设计的实践 20 世纪建筑的一大特点是业主委托建筑师设计住宅。过去只有王侯贵族才让 “建筑师”来建造宫殿 , 本世纪情况大有不同 , 一般市民也开始委托建筑师来建造满足自己家庭需要并能体现其想法的住宅 , 而且 ,这种情况会逐渐增多。这样的业主素质高 , 考虑到社会责任及与周围环境关系的人不在少数。委托我进行设计的业主都是对现代资本主义的消费文明提出疑问、试图寻求自然能源的利用并认真思考自已生活的人们。我是在日本最早尝试被动式太阳能设计的建筑师 ,这之前 ,一直对地区性的气候建筑抱着浓厚的兴趣。我设计的出发点是考虑两者的融合 ,既不浪费能源 ,又能创造反映不同地区特点的建筑形态。在我看来 , 被动式太阳能设计具有各种各样的可能性 ,随着现代科学技术的进步 ,任何事情都成为可能的时代已经到来。但是 ,我们赖以生存的地球并非可以承受人类施加于它的任何可能性 ,如果能源过度消耗 ,熵就会储集 , 二氧化碳增加 , 环境遭到破坏 , 这与我们每个人、每一家庭都息息相关。我就是这样在与自己的业主交谈中从事设计的。□ 编者注 : 本文接下去介绍了 5 个作品 , 为便于查阅 ,本期选取 2 个作品载于后面的设计选例专栏 (第 57～58 页)中。 8 自然暖房 9 自然冷房

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