高溫天氣來襲,如何通過設(shè)計來為城市降溫?
熱!熱!熱!近日,全國多個地區(qū)連續(xù)高溫。5月23日,京津冀等6省市部分地區(qū)最高氣溫達37-39℃。下午14點,北京南郊古觀象臺氣溫高達40℃,當天成為今年首個高溫日。
城市高溫,有全球變暖和熱島效應(yīng)等多方面原因。那么,高溫天氣,除了使用空調(diào)設(shè)備之外,在太陽底下暴曬的建筑該如何防暑降溫?其實,我們可以利用建筑和景觀相關(guān)技術(shù),進行合理設(shè)計,為城市和建筑實現(xiàn)一定的降溫效果。
▲城市熱島效應(yīng)示意圖
中國古建智慧:能降溫的重檐結(jié)構(gòu)
重檐是中國傳統(tǒng)建筑中有兩層或多層屋檐者,在基本型屋頂重疊下檐而形成。重檐的主要作用是擴大屋頂和屋身體重,增添屋頂高度和層次,增強屋頂雄偉感和莊嚴感,主要用于高級的廡殿、歇山和追求高聳效果的攢尖頂。重檐廡殿頂是中國宮殿建筑所有殿頂中最高等級。
原本為了美觀為主的重檐結(jié)構(gòu),在夏天時具有一定降溫效果。比如古代的皇宮在修建時,會專門在房頂上留出一個距離,再根據(jù)太陽高度角的度數(shù)建造出重檐,可以在夏天擋住太陽照射進屋內(nèi),使屋內(nèi)十分涼爽,而且重檐之間的空隙可以讓室內(nèi)熱氣散發(fā)出去。這樣的建筑設(shè)計體現(xiàn)出了古代建筑師的才智。當然,僅僅靠重檐結(jié)構(gòu),降溫效果也有限。
▲有降溫效果的中國古建重檐結(jié)構(gòu)
城市通風廊道:將郊外冷空氣引入城中
許多國外城市在規(guī)劃設(shè)計之初,就考慮了氣候環(huán)境因素,將城市中空氣流通較差,熱島、污染等“城市病”較嚴重的區(qū)域列為作用區(qū)域,將氣候環(huán)境相對好的空間列為補償區(qū)域保護起來,通過空氣引導(dǎo)通道鏈接兩者。這種以提升城市的空氣流動性、緩解熱島效應(yīng)和改善人體舒適度為目的,為城區(qū)引入新鮮冷濕空氣而構(gòu)建的通道,就是城市通風廊道。
城市通風廊道的規(guī)劃建設(shè),對城市大氣環(huán)境的改善、保濕降溫有很大幫助。將郊外的冷空氣引入城中,可以降低城內(nèi)溫度,緩解城市熱島效應(yīng)。城市內(nèi)外的冷暖氣流能夠形成對流,還有利于驅(qū)散城里的污染。為提升建成區(qū)整體空氣流通性,北京將構(gòu)建5條寬度500米以上的一級通風廊道,多條寬度80米以上的二級通風廊道,串起多座公園和大面積綠地,未來將形成通風廊道網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
▲北京城市通風廊道規(guī)劃示意圖
立體綠化:城市里的“垂直森林”
立體綠化,是指充分利用不同立地條件,選擇攀援植物及其它植物栽植并依附或者鋪貼于各種構(gòu)筑物及其它空間結(jié)構(gòu)上的綠化方式。植物蒸騰作用能冷卻周圍空氣,樹葉可以阻隔太陽的熱量。發(fā)展立體綠化,不但能豐富城市園林綠化的空間結(jié)構(gòu)層次和城市立體景觀藝術(shù)效果,還有助于進一步增加城市綠量,減少熱島效應(yīng),吸塵、減少噪音和有害氣體。根據(jù)專家的試驗結(jié)果,綠量越高,降溫效應(yīng)和消減空氣污染能力越強。
屋頂花園可以設(shè)計在各種建筑上。比如Tierra 景觀事務(wù)所設(shè)計的吉寶濱海東海水淡化廠項目,建筑與景觀相結(jié)合,將原本單一功能的水處理基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€多元化、通用化、具有包羅性的公園設(shè)施,優(yōu)雅簡單的弧形座椅將屋頂轉(zhuǎn)化成為公園景觀,屋頂上種植的樹木就有助于減少熱量吸收,提高場地的氣溫舒適度。
▲吉寶濱海東海水淡化廠屋頂花園設(shè)計
在鋼筋水泥的大城市里,設(shè)計師一直致力于追求建筑與自然的和諧。如今,還出現(xiàn)了“垂直森林”這樣的建筑模式。最近,四川成都的一座“垂直森林”建筑就成了“網(wǎng)紅”。該樓盤將森林與高層樓房相結(jié)合,不僅可以抵擋噪音、風沙、太陽輻射,還能夠產(chǎn)生氧氣,增加室內(nèi)濕度,平衡溫度,相當于在鋼筋水泥的城市里面放置了一座森林。
▲成都首個“垂直森林”住宅小區(qū)
特別遮陽設(shè)施:仿生屋頂與雙窗結(jié)構(gòu)
在濕地園林與濱水城市衡水峰會上,日本造園協(xié)會副會長保清人(Kiyohito Tamotsu)先生分享了在橫濱的一個案例。當?shù)厣鸬母邩亲璧K了從海洋吹來的風,城市夏天特別炎熱。為了能夠盡快為城市降溫,他設(shè)計了特別的遮陽設(shè)施,通過使用仿生的方法來提供陰涼,設(shè)計模仿樹葉和它的肌理,成功地讓這個地方降溫,讓場地變得舒適宜人。
▲通過仿生方法提供陰涼的遮陽設(shè)施
位于熱帶城市的新加坡新國家體育館,是世界上最大的大跨度超薄穹頂建筑,場館運用了獨創(chuàng)的可移動屋頂設(shè)計。由于新加坡處于熱帶,場館如何降溫成為一個非常重要的問題。在這一項目的設(shè)計中,利用可移動屋頂來將其完全轉(zhuǎn)變?yōu)槭覂?nèi),并通過空調(diào)設(shè)施降溫,可移動屋頂營造出的建筑形象也令人驚嘆。
▲新加坡新國家體育場的穹頂
對于普通建筑來講,在日照和建筑結(jié)構(gòu)不可改變的情況下,可以通過在頂樓拉起遮陽棚、在屋面鋪設(shè)保溫材料等方式,起到降溫作用。外窗是建筑與外界熱交換最薄弱環(huán)節(jié),為窗戶加設(shè)遮陽棚、活動百葉窗、內(nèi)置百葉窗等,可以阻擋窗外的陽光直射,降低建筑溫度。窗戶采用輻射鍍膜玻璃(Low-E玻璃),可以強烈反射太陽中的熱量,將陽光過濾成“冷”光源。另外,雙窗結(jié)構(gòu)有很好降溫效果,外窗阻擋陽光直射,內(nèi)窗打開又能保證室內(nèi)通風降溫。
水景觀:美化環(huán)境同時調(diào)節(jié)小氣候
供人觀賞的水景,既適于水下動植物生長,又能美化環(huán)境、調(diào)節(jié)小氣候。水景中的雨水收集系統(tǒng)和綠色植物等設(shè)施的建設(shè),對減少太陽輻射,減輕熱島效應(yīng)有明顯作用。在第九屆園冶高峰論壇“海綿城市建設(shè)與發(fā)展國際論壇”上,安博戴水道水務(wù)項目經(jīng)理郭雋菡分享的新加坡海軍部社區(qū)項目中,景觀、雨水管理與建筑完美融合,除了水的美學(xué)和療愈價值之外,景觀生態(tài)池的存在有助于促進生物多樣性和自然降溫效應(yīng)。
▲新加坡海軍部社區(qū)景觀
在秦皇島市舉辦的國際風景園林與綠色發(fā)展學(xué)術(shù)交流會上,馬來西亞理工大學(xué)建筑學(xué)院院長莫•哈姆丹•艾哈邁德介紹了他們的蘭花專類園,在屋頂上做了水處理的設(shè)施,通過水的蒸發(fā),能降低整個環(huán)境的熱度,成功降低整個房屋內(nèi)的溫度,跟室外形成了一定溫差。他提出,可通過技術(shù)手段對現(xiàn)有建筑進行改造,讓它們有舒適的通風和溫度,變成綠色建筑。
▲屋頂上有水處理設(shè)施的馬來西亞蘭花專類園
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