摘要：可呼吸的建筑不是一種建筑風(fēng)格,它注重的是節(jié)約建筑使用過(guò)程中的能源消耗,盡可能的創(chuàng)造自然通風(fēng)的條件,改善室內(nèi)的熱環(huán)境。其目標(biāo)是既節(jié)約能耗,又滿足人接近自然的需要。這是一種生態(tài)型建筑,這一類建筑的實(shí)踐對(duì)象既有大型公共建筑,也有居住建筑。歸納起來(lái)，建筑的自由呼吸形式可通過(guò)三種形式實(shí)現(xiàn)：可呼吸的建筑表皮、可呼吸的中庭，可呼吸的捕風(fēng)器。
　　關(guān)鍵詞：建筑，生態(tài)，可呼吸，表皮，中庭，捕風(fēng)器
　　
　　隨著2010年中國(guó)上海世博會(huì)的揭幕，各國(guó)場(chǎng)館一一登臺(tái)亮相。像往年一樣，世博建筑都充分融入了節(jié)能減排的理念。從各國(guó)場(chǎng)館設(shè)計(jì)中，“建筑會(huì)呼吸”作為一個(gè)節(jié)能元素，已經(jīng)成為新世紀(jì)節(jié)能建筑一個(gè)越來(lái)越重要的特征。
　　20世紀(jì)開始出現(xiàn)的全球性氣溫變暖,在今天已日趨明顯。面對(duì)其所帶來(lái)的生態(tài)危機(jī),人們?cè)絹?lái)越意識(shí)到保護(hù)自然環(huán)境和節(jié)約能源的必要性。建筑師有責(zé)任關(guān)注節(jié)約能源和滿足能源需求的諸多可能性。
　　從1963年美國(guó)普林斯頓大學(xué)出版社出版《設(shè)計(jì)結(jié)合氣候》至今,在生態(tài)建筑的實(shí)踐中,設(shè)計(jì)結(jié)合氣候,注重建筑與環(huán)境的整體性,將建筑作為自然的一部分來(lái)順應(yīng)整體,對(duì)風(fēng)能等自然氣候要素的利用已演化為建筑能源構(gòu)想中不容忽視的重心。可呼吸建筑就是在這種背景下產(chǎn)生的,其實(shí)踐過(guò)程越來(lái)越多地引起人們的關(guān)注。
　　可呼吸的建筑不是一種建筑風(fēng)格,它注重的是節(jié)約建筑使用過(guò)程中的能源消耗,盡可能的創(chuàng)造自然通風(fēng)的條件,改善室內(nèi)的熱環(huán)境。其目標(biāo)是既節(jié)約能耗,又滿足人接近自然的需要。這是一種生態(tài)型建筑,這一類建筑的實(shí)踐對(duì)象既有大型公共建筑,也有居住建筑。歸納起來(lái)，建筑的自由呼吸形式可通過(guò)三種形式實(shí)現(xiàn)：可呼吸的建筑表皮、可呼吸的中庭，可呼吸的捕風(fēng)器。
　　(一) 可呼吸的建筑表皮
　　這種建筑表皮又可分為兩種形式：雙層表皮與普通其它表皮形式。
　　1. 使建筑自由呼吸的“雙層表皮”。
　　用構(gòu)造的方式,在外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外層覆蓋一層輕質(zhì)材料制作的通風(fēng)隔熱層或設(shè)置隔熱板,并在兩者之間流出一定厚度的空氣間層,當(dāng)太陽(yáng)照射時(shí),溫度升高,熱空氣自然上升,形成冷熱空氣的對(duì)流,把空氣排出去,這種做法有利于隔熱降溫,對(duì)保證室內(nèi)溫度有一定作用。
　　高技術(shù)實(shí)踐雙層表皮是一種積極運(yùn)用當(dāng)代“高技術(shù)”來(lái)提高建筑的能源使用效率、營(yíng)造宜人的建筑環(huán)境,利用高技術(shù)手段去完成人與自然的和諧的透明外圍護(hù)結(jié)構(gòu)。在建筑物實(shí)際墻面外0.5m～1.0m左右處,再加一層玻璃墻面,構(gòu)成一個(gè)讓空氣由下往上流動(dòng)的空間。在冬季,白天陽(yáng)光透過(guò)玻璃使兩墻面間的空氣溫度升高,此空間一來(lái)可以隔絕室內(nèi)空間與室外冷空氣的直接接觸,二來(lái)可以利用內(nèi)側(cè)墻面上的窗戶開關(guān),控制此熱流傳入室內(nèi)的量,以視需求調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度。在夏季,則利用外側(cè)玻璃立面上的空氣孔(冬季是關(guān)閉的),帶走熱氣,使空氣溫度降低。同時(shí)可以在此空間內(nèi)裝置窗簾、百葉窗等遮陽(yáng)設(shè)施,以阻止陽(yáng)光的曝曬。外墻玻璃的內(nèi)外側(cè),可以用不同材料處理,并設(shè)置裝置使玻璃板轉(zhuǎn)動(dòng),讓它在冬季和夏季各以不同材料面向陽(yáng)光,以加強(qiáng)或降低對(duì)光熱的吸收。
　　雙層表皮的優(yōu)點(diǎn)在于它可以降低空調(diào)的成本——利用陽(yáng)光(冬天)與自然通風(fēng)(夏天)效果,以自然能源的使用降低機(jī)械空調(diào)的成本;還可以防止強(qiáng)風(fēng)或壞天氣對(duì)高樓建筑開窗的影響可以自由通風(fēng),而不依賴天氣的影響或影響極小。
　　以幕墻結(jié)構(gòu)為例，幕墻可以分為例，可以分為四種通風(fēng)形式：
　　1) 風(fēng)式雙幕墻結(jié)構(gòu)。雙幕墻由內(nèi)層的中空玻璃幕墻、外層的單層玻璃及中間的通風(fēng)空腔組成，空腔由建筑底層延伸至屋頂，底部敞開，頂部設(shè)有電動(dòng)百葉風(fēng)口。夏季，百葉打開，促進(jìn)腔內(nèi)空氣自然對(duì)流，降低幕墻表面溫度。冬季，百葉關(guān)閉，形成一種溫室效應(yīng)，以提高幕墻表面溫度。
　　2) 外循環(huán)呼吸幕墻。幕墻外立面設(shè)有進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)裝置，在位于室內(nèi)和室外之間，有一個(gè)相對(duì)封閉的過(guò)渡空間，空氣由下部進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入，由上部排風(fēng)口排出，空氣處于經(jīng)常流動(dòng)之中，熱量也隨之在這空間中流動(dòng)。
　　3) 內(nèi)循環(huán)呼吸幕墻。為進(jìn)行室內(nèi)換氣，設(shè)置專門的新風(fēng)口。由于進(jìn)風(fēng)與排風(fēng)是室內(nèi)空氣，熱通道內(nèi)溫度與室內(nèi)基本相同，通過(guò)通道溫室效應(yīng)獲得太陽(yáng)能補(bǔ)充室內(nèi)取暖，這就大大節(jié)省了冬季取暖能耗。由于不與外界進(jìn)行通風(fēng)可以免除室外環(huán)境污染對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量的影響。外幕墻封閉，室內(nèi)的溫濕度等容易控制，可以充分保證室內(nèi)恒定的、優(yōu)良的使用環(huán)境。
　　4) 混合式呼吸幕墻混合式采用的是內(nèi)循環(huán)和外通風(fēng)相結(jié)合的一種模式，以內(nèi)循環(huán)為基礎(chǔ)，配置一套對(duì)外通風(fēng)的取風(fēng)口，它結(jié)合了內(nèi)循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)又兼顧了建筑外通風(fēng)的要求。
　　不同類型的雙層皮玻璃幕墻適用于不同氣候特點(diǎn)的地區(qū)及不同的建筑。
　　2. 其它表皮形式
　　1) 墻面鏤空設(shè)計(jì)，使建筑自然呼吸，并加強(qiáng)防雨與隔聲效果。
　　2) 墻面迎合風(fēng)向的設(shè)計(jì)，設(shè)置通風(fēng)口。
　　3) 屋頂采用桁架系統(tǒng),上面覆以鋁板等材質(zhì),下側(cè)的弦桿用板條和水泥抹灰,形成了一個(gè)可自然循環(huán)的通風(fēng)雙層。空氣通過(guò)屋頂兩頭的網(wǎng)格進(jìn)入,從女兒墻的出口和屋頂中心的煙囪排出去,中空部分可以隔熱,側(cè)面用網(wǎng)格封口,可使空氣通過(guò)。
　　(二) 可呼吸的生態(tài)中庭
　　一般而言，中庭帶來(lái)較好的自然采光，同時(shí)也帶來(lái)了溫室效應(yīng)，也可加劇煙囪效應(yīng)，使自然通風(fēng)加強(qiáng)。干熱氣候下利用空氣熱動(dòng)力學(xué)原理蒸發(fā)制冷,產(chǎn)生了以水院和綠蔭院為中心的自然空調(diào)系統(tǒng)的空間構(gòu)成。由于熱壓力差形成的空氣運(yùn)動(dòng),干熱空氣進(jìn)入封閉庭院,掠過(guò)水體和綠蔭,得到了良好的降溫、加濕和凈化,因此庭院和室內(nèi)環(huán)境涼爽適宜。因此，庭院上升開敞的空間與室內(nèi)空間相通，既可滿足室內(nèi)光線的需求，又可增強(qiáng)了建筑內(nèi)部的通風(fēng)效果。另外
　　在西向主入口庭院一側(cè)采用一面大尺度的防曬墻。在炎熱季節(jié),可以最大限度地遮擋西曬的直射陽(yáng)光,同時(shí),防曬墻與建筑主體之間具有較強(qiáng)的拔風(fēng)作用,利于室內(nèi)外空氣的互動(dòng)。
　　(三) 可呼吸的捕風(fēng)器
　　即使建筑捕捉風(fēng)的“煙囪效應(yīng)。
　　過(guò)于依賴空調(diào)創(chuàng)造人工環(huán)境的做法,導(dǎo)致大氣臭氧層的破壞。“空調(diào)病”會(huì)使人的身體健康受到傷害。自然通風(fēng)系統(tǒng)充分利用自然能源,運(yùn)用熱力學(xué)原理,通過(guò)建筑剖面、構(gòu)造設(shè)計(jì),減少室外氣候?qū)κ覂?nèi)環(huán)境的影響程度,可以創(chuàng)造舒適的物理小環(huán)境。
　　印度建筑師查爾斯•柯利亞提出的“形式追求氣候”設(shè)計(jì)理論,從對(duì)傳統(tǒng)建筑的分析入手,通過(guò)對(duì)日照和氣候的深入研究,發(fā)展了一系列適應(yīng)氣候的設(shè)計(jì)策略。他的管式住宅特別適合炎熱干燥氣候條件,不使用空調(diào)便可創(chuàng)造舒適的室內(nèi)熱環(huán)境:利用建筑物的中央部分作為通風(fēng)管道,可以從布置在周圍的主空間拔風(fēng),促使室內(nèi)空氣的流動(dòng)。它利用煙囪效應(yīng)的原理緩解了大進(jìn)深建筑在采光、通風(fēng)方面的矛盾。
　　結(jié)語(yǔ)
　　“可呼吸建筑”在技術(shù)上有兩種趨勢(shì):
　　1)結(jié)合當(dāng)代高新技術(shù),通過(guò)智能化的建筑設(shè)備調(diào)節(jié)和管理,實(shí)現(xiàn)對(duì)自然氣候要素的進(jìn)一步利用。如德國(guó)的蓋茨總部大樓,將氣候要素的利用與建筑智能技術(shù)相結(jié)合。增進(jìn)了建筑對(duì)自然氣候因素的利用程度。
　　2)利用建筑傳統(tǒng)技術(shù)、中低技術(shù)手段,通過(guò)對(duì)日照、通風(fēng)等環(huán)境氣候因素的因勢(shì)利導(dǎo),營(yíng)造良好的建筑微氣候環(huán)境的中低技術(shù)。如柯里亞的“管式住宅”的空間模式。
　　無(wú)論是利用高技術(shù),還是中低技術(shù),可呼吸建筑都不是一種設(shè)計(jì)風(fēng)格、一種造型游戲,它是依賴科學(xué)分析和技術(shù)手段才能實(shí)現(xiàn)的綜合系統(tǒng)工程,是新世紀(jì)實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能減排的重要手段。
　　
　　參考資料：
　　【1】 李華東.高技術(shù)生態(tài)建筑[M].天津：天津大學(xué)出版社，2002
　　【2】 李保峰.雙層皮玻璃幕墻研究[J].建筑學(xué)報(bào)，2001，（11）：28-31
　　【3】 李鋼.李保峰.從“表皮”到“腔體器官”[J].建筑學(xué)報(bào)，2004,（3）；51-53
　　【4】 東南大學(xué)建筑分院.綠色建筑與建筑技術(shù)[M].北京：中國(guó)建工出版社.2006.