日报标题:模仿白蚁巢穴,建筑师造出了不需要空调设备的大楼
终于轮到我正儿八经地答一发专业相关的问题了,看过前面所有的回答,都无一例外离不开暖通设备。
私以为,最极致的空调设计就是没有空调设备的设计,整个建筑就相当于一个空调系统。
东门中心是津巴布韦首都哈拉雷最大的商业办公综合体开发项目之一,于 1992 年开始设计,1996 年建成并投入使用。津巴布韦东门中心(Zimbabwz Eastgate Center)综合体是当代建筑仿生学的代表作品,体现了鲜明的生态仿生设计理念。
(图源见水印)
建筑面积为 31000 平米,由 2 栋平行的 9 层外廊式板楼组成,其间以中庭连接。设计主持人是本土建筑师迈克·皮尔斯(Mick Pearce),英国奥雅纳(OveArup)公司作为环境顾问,从项目起始就介入策划与设计工作,参与生态策略的制定并处理具体的技术问题。津巴布韦是非洲东南部一个的内陆国家,哈拉雷位于南纬 18°,地处海拔 1480m 的高原,属热带草原气候,夏季较热,昼夜温差在 10℃ 左右。为了降低造价和运行费用,开发商决定不使用昂贵的进口空调设备。所以该购物中心并没有安装空调,但是它凉爽宜人,它所消耗的能量只是与它同等规模的常规建筑的十分之一。
严酷的自然环境和苛刻的经济技术条件,迫使建筑师放弃常规做法,将目光转向自然界,从历经亿万年沉淀的生命智慧中寻求解决之道。当地草原上一种随处可见的白蚁巢穴进入了迈克·皮尔斯的视野,成为其借助自然因素实现建筑夏季降温的灵感之源,使得东门中心项目成为生态仿生建筑的一个经典之作。随后,迈克·皮尔斯将这一源自白蚁丘的生态设计策略,用于澳大利亚绿色建筑示范项目“墨尔本新市政厅”的设计中,同样利用当地气候条件实现了低能耗、高舒适的建筑设计目标。是实实在在的绿色建筑。
白蚁丘内部具有肺脏一般复杂多变的的空间结构,向上呈树枝状,与丘体表面开口相连,向下则分成许多细孔道,呈辐射状延伸后又合并成粗孔道,通往潮湿阴凉的地下深处。利用这些通天接地、相互连通的空间结构,白蚁丘能够充分利用自然条件,使蚁穴内空气保持新鲜,并将温度稳定在 30℃上下。他们经常开启和关闭自己塔楼巢穴中的气口,使得巢穴内外的空气得以对流——冷空气从底部的气口流入塔楼,与此同时热空气从顶部的烟囱流出。这一发现被建筑大师麦克·皮尔斯应用到了建筑领域中,以期能够在一个闭合的空间里高效节能地,并且不用相关设备地控制温度。
中庭及屋顶
白蚁的巢穴是生物学研究领域的一个经典样本和“奇迹工程”,丘(Termite Mound)便是其中一种,其以凹凸不平的塔体形状耸立于地面,有的甚至高达数m。一个英美科研小组对非洲撒哈拉沙漠巨型白蚁丘进行了为期 3a的研究后发现,无论外界气温如何频繁、剧烈地变化,蚁穴内的温度却惊人地稳定。
白蚁丘内外温度测量数据
自然通风系统
办公区气流组织
东门中心项目中采用模仿白蚁筑丘材料的生态混凝土。这种材料有着更为优秀
的蓄热能力,对于调节室内温度的波动、降低建筑能耗有着非常积极的作用。在夏、冬季,生态混凝土楼板拥有 20℃左右的恒定温度。当空气穿过预制生态混凝土楼板时,二者发生热交换,空气被预冷或预热后再进入办公空间。不仅如此,办公室的拱形混凝土天花板能够反射灯光并吸收其热量。
东门中心最独特的形象特征莫过于其凹凸有致、布满规则孔洞的混凝土遮阳板和柱,它们使整栋建筑看起来像一个由无数块小积木搭建而成的巨大城堡。迈克·皮尔斯鄙视皮肤光滑的玻璃,他称自己的建筑为“spiky”(布满钉子之意)。
凹凸粗糙的外表肌理
参考文献:
赵继龙,徐娅琼.源自白蚁丘的生态智慧——津巴布韦东门中心仿生设计解析[J].2010(2)