浙江理工大學(xué) 建筑工程學(xué)院 董 兆 高海倫 梅博涵 文 強(qiáng)

摘要：介紹臺達(dá)杯競賽獲獎作品“風(fēng)·巷”的設(shè)計構(gòu)思。方案的主要創(chuàng)意在于運用了泉州民居為適應(yīng)地區(qū)氣候而采用的“冷巷”、“天井”等被動式生態(tài)設(shè)計原理，并巧妙地融入到了現(xiàn)代空間形態(tài)設(shè)計中，和現(xiàn)代生態(tài)節(jié)能技術(shù)相結(jié)合，同時充分考慮了老年人的行為需求，創(chuàng)造出適宜于老年人頤養(yǎng)的綠色、低碳、健康的生態(tài)頤養(yǎng)服務(wù)中心。

關(guān)鍵詞：風(fēng)·巷 冷巷 遮陽通風(fēng) 被動式生態(tài)技術(shù)

中圖分類號：TU8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Ａ

文章編號：1003-0069(2017)08-0071-03

Abstract：The paper introduces the design concept of WIND· LANE, which is an awarded-winning work of 2017 Delta-cup International Solar Building Design Competition. The main idea of the design lies in the application of passive eco-design principles used in Quanzhou residential adapting to the regional climate such as cold lane and patio. It incorporates the principles into the design of modern space forms, combined with modern ecological energy saving technology. Meanwhile, the behavioral needs of the elderly are fully taken into account. The design establishes a green, low-carbon and healthy ecological maintenance service center which is suitable for the elderly.

Keywords：WIND· LANE, cold lane, sun-shading, ventilation, passive ecological technology

一、項目概況

2017年臺達(dá)杯國際太陽能建筑設(shè)計競賽的主題為“陽光· 頤養(yǎng)”，這次競賽選取了福建泉州和陜西西安兩個賽題，強(qiáng)調(diào)通過合適的建筑設(shè)計手法，整合適宜的可再生能源技術(shù)，使太陽能為建筑帶來永續(xù)的能源，讓建筑為老人創(chuàng)造健康、舒適、安全、便利、綠色的新生活。本方案選取的是福建泉州地塊，位于泉州市德化縣雷峰鎮(zhèn)印象園生態(tài)園內(nèi)，地處園區(qū)西部主要入口處。建設(shè)用地場地為平地，交通便利，周邊自然環(huán)境優(yōu)越。

二、構(gòu)思來源—地區(qū)生態(tài)技術(shù)分析

（一）氣候分析

項目所在地泉州德化縣位于閩中屋脊戴云山區(qū)，全縣地勢較高，地貌以山為主，屬于亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，其氣候特點是冬季較為溫和，較少出現(xiàn)嚴(yán)寒和破壞性低溫，夏季較為炎熱且多雨濕度大。因此從生態(tài)頤養(yǎng)服務(wù)中心的建筑設(shè)計主要解決遮陽、防潮、通風(fēng)等問題（如圖1－4）。

（二）地區(qū)技術(shù)

經(jīng)過前期的調(diào)研考察發(fā)現(xiàn)，泉州本土傳統(tǒng)民居為適應(yīng)亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候而自發(fā)產(chǎn)生的被動式低技術(shù)生態(tài)手法很好地解決了遮陽、防潮和通風(fēng)問題（如圖5）。當(dāng)?shù)孛窬咏ㄖ后w布局緊湊，建筑密度較大，避免了陽光直射；而民居建筑臥室地面通常架空防潮處理，并常設(shè)閣樓用來作為日用品儲藏空間；另外，這些傳統(tǒng)民居房間進(jìn)深通常較大，出檐較深，在房屋的前后左右都設(shè)有小天井和“冷巷”來加強(qiáng)空氣流通，形成了“手巾寮”（如圖6）和“官式大厝”（如圖7）兩種民居形式。

（三）傳統(tǒng)生態(tài)技術(shù)的現(xiàn)代演繹

“手巾寮”和“官式大厝”兩種傳統(tǒng)民居布局形式通過天井和冷巷的巧妙設(shè)置，配合適宜的開窗方式和底層架空處理，有效地抵御了當(dāng)?shù)叵募緷駸岬牟涣細(xì)夂颦h(huán)境，通過低技術(shù)被動式生態(tài)技術(shù)手段造就了舒適的居住環(huán)境，減少了大量的建筑能耗。本項目的設(shè)計靈感正是基于這些泉州傳統(tǒng)民居的被動式設(shè)計理念，并利用文丘里效應(yīng)的生態(tài)設(shè)計原理，通過與現(xiàn)代綠色建筑設(shè)計手法相互結(jié)合，很好地在現(xiàn)代建筑空間形態(tài)中對傳統(tǒng)生態(tài)技術(shù)和手法進(jìn)行了時代的詮釋和重新演繹（如圖8－10）。

三、被動式生態(tài)設(shè)計構(gòu)思——風(fēng)·巷

（一）風(fēng)·巷的生態(tài)策略

設(shè)計中對頤養(yǎng)服務(wù)中心現(xiàn)代空間形態(tài)進(jìn)行設(shè)計的同時，積極運用被動式生態(tài)手段來實現(xiàn)可持續(xù)綠色建筑的設(shè)計，尤其是對“冷巷”、“天井”等地區(qū)傳統(tǒng)生態(tài)技術(shù)進(jìn)行當(dāng)代的演繹，使之適宜現(xiàn)代建筑功能空間的需求，并巧妙地解決了建筑遮陽、通風(fēng)、保溫等生態(tài)問題。

1. 遮陽：在本項目設(shè)計中借鑒了“冷巷”的地區(qū)生態(tài)技術(shù)，設(shè)置了4條主要巷道。高而窄的巷道使得只有少量的夏季太陽輻射能夠直接射入到巷墻體內(nèi)表面和地面（如圖11），從而巷道得熱量少，由巷墻體和巷道地面向空氣中發(fā)散的輻射熱也大量減少，因此在夏季巷道的溫度相對較低。另外，設(shè)計中在巷道頂部設(shè)置了可旋轉(zhuǎn)的百葉天窗，這些百葉會隨著太陽高度角的變化而自動旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度，盡可能將強(qiáng)烈的太陽光進(jìn)行反射，最大可能地減少了直射入巷道內(nèi)的太陽輻射（如圖12）。

2. 通風(fēng)：依據(jù)泉州悶熱潮濕的亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候的特點，舒適的建筑室內(nèi)熱環(huán)境不僅需要遮陽隔熱，更重要的是加強(qiáng)通風(fēng)，自然地帶走室內(nèi)多余的熱量和濕氣。在設(shè)計中運用了熱壓通風(fēng)和風(fēng)壓通風(fēng)原理，通過天井和冷巷的設(shè)置，借助文丘里效應(yīng)來加強(qiáng)建筑的自然通風(fēng)。

（1）熱壓通風(fēng)：在夏季建筑的室內(nèi)外存在較大的溫度差，由于巷道中空氣密度不均勻，熱空氣密度較小向上升，并通過開啟的天窗流到室外，同時與巷道相鄰空間的冷空氣通過窗戶補(bǔ)充進(jìn)來，形成熱壓通風(fēng)。這樣即使在外界無風(fēng)的情況下，建筑依然能夠通過熱壓通風(fēng)來降溫除濕。

（2） 風(fēng)壓通風(fēng)：設(shè)計中根據(jù)軟件模擬計算得出建筑的最佳朝向為東偏南，東偏南朝向使得該地區(qū)的夏季主導(dǎo)風(fēng)較容易進(jìn)入巷道，形成順應(yīng)巷道方向的穿堂風(fēng)，由于風(fēng)壓的作用，巷道兩側(cè)房間內(nèi)的空氣

通過窗洞被“壓入”到冷巷中，從而形成垂直于巷道方向的橫向通風(fēng)。同時在細(xì)部設(shè)計中應(yīng)用了文丘里效應(yīng)，把巷道設(shè)計為兩頭寬中間窄，由于在窄處氣壓較低產(chǎn)生吸附作用，加強(qiáng)了橫向通風(fēng)（如圖13-14）。

3. 保溫隔熱：設(shè)計中巷道的墻體采用的是墻體夾心保溫，有效防止了外界因素破壞保溫材料，由于墻體的熱穩(wěn)定性隨著墻體厚度的增加而增加，同時墻體的導(dǎo)熱系數(shù)隨之減小，因此墻體材料采用了300mm厚的鋼筋混凝土。鋼筋混凝土材料的蓄熱系數(shù)為17.06W/（㎡· K）,和其他材料相比，其蓄熱系數(shù)較高，在夏季時，墻體吸收積蓄了大量太陽輻射熱，墻體表面的溫度波動小 ，巷道內(nèi)溫度波動也隨之減小。

（二）風(fēng)·巷的空間形態(tài)設(shè)計

風(fēng)巷除了要有效地滿足建筑的生態(tài)節(jié)能需求，同時還要滿足人性化現(xiàn)代建筑空間的塑造，結(jié)合老年人使用群體的行為心理進(jìn)行人性化的設(shè)計，打造場所精神。

1. 行為需求維度的共享公共空間：生態(tài)頤養(yǎng)中心的設(shè)計不僅考慮了老年人的生理需求（如圖15），還考慮到老年人的心理需求。只有當(dāng)兩者都滿足，老人才能健康快樂地安度晚年。設(shè)計中通過巷道隔斷形成適宜老人交往的8到10人組團(tuán)賦予其交往娛樂空間滿足其心理需求。通過遮陽、通風(fēng)、隔熱等生態(tài)手段處理的風(fēng)巷空間具備較好的熱舒適性，適合老年人休閑娛樂。而這種半開敞的巷道空間形態(tài)相對比較小，空間屬性體現(xiàn)出宜人的尺度感和內(nèi)聚性，塑造一種親切的歸屬感，同時具有較好的私密性。

2. 交通組織空間：風(fēng)·巷作為線性空間，其特有的導(dǎo)向性有效地組織著其他功能空間的銜接和轉(zhuǎn)換。巷道內(nèi)的樓梯和走廊聯(lián)系著建筑內(nèi)水平和垂直兩個維度的功能，合理組織著居住生活用房、醫(yī)療保健用房、公共活動用房和管理服務(wù)用房等功能房間（如圖16-18）。

四、其他生態(tài)設(shè)計策略

設(shè)計中不僅巧妙地運用了泉州當(dāng)?shù)乇粍邮缴鷳B(tài)設(shè)計原理，還運用了多種現(xiàn)代生態(tài)節(jié)能技術(shù)，例如：具有適宜位置的太陽能板的安放，具有生態(tài)功能的開窗方式及其構(gòu)造的研究以及地區(qū)材料的運用等，以達(dá)到節(jié)能、節(jié)地、節(jié)材的目的。

（一） 太陽能的利用

項目中在適宜的位置采用了太陽能集熱板和太陽能光伏電板兩種太陽能板，為達(dá)到更好的太陽能利用效果，太陽能板的安放角度定為30°左右。太陽能集熱板通過集熱加熱冷水提供了生活用熱水，太陽能光伏電板把太陽能有效的轉(zhuǎn)換成電能（如圖19）。

（二）開窗方式及細(xì)部構(gòu)造

為滿足不同的通風(fēng)需求，房間的窗戶采用中懸式威盧斯克窗，其有三種開窗模式1.換氣式：窗戶在鎖閉的狀態(tài)下依然能保證室內(nèi)外的換氣，適用于夜晚（如圖20）。2.微開式：30°懸停狀態(tài)下的窗戶解決1至2米范圍內(nèi)的通風(fēng)（如圖21）。3.全開式：60°懸停狀態(tài)下的窗戶解決3至4米范圍內(nèi)的通風(fēng)（如圖22）。在窗戶構(gòu)造方面，巷道的外窗采用單面鍍膜的low-e中空玻璃和鋼化玻璃相結(jié)合，在夏季減少熱量進(jìn)入室內(nèi)。

（三）地區(qū)材料的運用

泉州當(dāng)?shù)厥a(chǎn)紅磚，其堅固、防水、耐磨的特性與當(dāng)?shù)貧夂蛳噙m應(yīng)，深受泉州人民的喜愛。設(shè)計中采用了紅磚這種地區(qū)材料作為主要立面材料，本土材料的運用也使在頤養(yǎng)中心生活的老人更具有歸屬感（如圖23-24）。 

總結(jié)

“手巾寮”和“官式大厝”兩種泉州傳統(tǒng)民居在歷史的發(fā)展過程中，其空間特點，建筑形態(tài)以及建造細(xì)節(jié)都已經(jīng)與當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境相適應(yīng)，對這種傳統(tǒng)的地區(qū)建造技術(shù)進(jìn)行當(dāng)代的演繹和運用十分必要。在這次臺達(dá)杯國際太陽能建筑設(shè)計競賽中，“風(fēng)·巷”的創(chuàng)意將泉州傳統(tǒng)民居的被動式生態(tài)技術(shù)與現(xiàn)代生態(tài)節(jié)能技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計出綠色、健康的生態(tài)頤養(yǎng)服務(wù)中心。在未來的綠色建筑設(shè)計中，都應(yīng)該積極地汲取本地傳統(tǒng)民居中的生態(tài)設(shè)計理念和技術(shù)，并巧妙地將其融入到當(dāng)代建筑設(shè)計中，運用現(xiàn)代建筑設(shè)計語言實現(xiàn)對傳統(tǒng)民居生態(tài)技術(shù)全新的詮釋，讓其在綠色可持續(xù)建筑設(shè)計中發(fā)揮新的作用。

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