【中國制冷網(wǎng)】導(dǎo)讀：就在今年，全球都遭受了滾滾熱浪的炙烤，受氣候變化的影響，這樣的熱浪天氣將變得越來越頻繁。到2050年之前，全球空調(diào)的數(shù)量預(yù)計(jì)將增加三倍，所耗費(fèi)的電量也將變得無比驚人。不僅如此，空調(diào)使用的制冷劑還是溫室氣體的一大來源。

　　隨著全球變暖，建筑學(xué)家、工程師和設(shè)計(jì)師們都在努力尋找使建筑無需空調(diào)即可保持涼爽的方法，眼下這一挑戰(zhàn)正變得越來越迫切。

　　不過，我們其實(shí)可以找到不少替代方案。從已經(jīng)接受7000多年考驗(yàn)的古代建筑設(shè)計(jì)，到一些科學(xué)院采用的尖端技術(shù)，有許多例子表明，我們是有可能在幾乎不耗費(fèi)任何能量的情況下、讓建筑保持涼爽的。

　　加州科學(xué)院的新穎設(shè)計(jì)能夠加強(qiáng)室內(nèi)空氣流動(dòng)

　　位于舊金山的加州科學(xué)院的屋頂采用了非常特殊的設(shè)計(jì)。遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去，這些屋頂就像綿延不絕的綠色山丘，上面裝有一扇扇圓形的門，令人不禁想起電影《指環(huán)王》中的霍比屯，只不過這些門是用玻璃制成的，并且門里排布著一系列大型機(jī)械臂和杠桿裝置，讓一部分門保持半開狀態(tài)。

　　這種獨(dú)特的屋頂設(shè)計(jì)使加州科學(xué)院成為了被動(dòng)通風(fēng)建筑。只要正確操縱相應(yīng)元件，即使在盛夏時(shí)節(jié)，這座建筑的主體部分也可以保持涼爽，幾乎不需要開空調(diào)。

　　在加州科學(xué)院，覆蓋著綠草的屋頂能夠引導(dǎo)室內(nèi)空氣的自然流動(dòng)。當(dāng)風(fēng)吹過時(shí)，“小山”的一面處于負(fù)壓狀態(tài)，有助于將空氣經(jīng)由屋頂上的自控窗戶吸入室內(nèi)，此外，屋頂上覆蓋的植物也有助于降低建筑物內(nèi)部的溫度，還可以成為野生動(dòng)物棲息的家園。

　　傳統(tǒng)空調(diào)會(huì)向大氣中排放溫室氣體，加劇全球變暖

　　據(jù)這座建筑的設(shè)計(jì)師介紹，他們最初的心態(tài)是想看看在不使用空調(diào)的情況下能夠達(dá)到怎樣的降溫效果，但很少有建筑能利用這種方法實(shí)現(xiàn)全面的“氣候控制”，例如，有的建筑旁邊可能有一條喧囂的馬路，因此不能開窗；或者建筑中有許多特殊設(shè)備或人群，比如醫(yī)院，但這至少能讓對(duì)空調(diào)的使用降到最低限度，相關(guān)成本和溫室氣體排放也能大幅減少。

　　加州科學(xué)院是被動(dòng)降溫設(shè)計(jì)的巔峰之作，但它耗資近5億美元，并且有全世界最優(yōu)秀的可持續(xù)發(fā)展工程師和建筑師參與設(shè)計(jì)，大多數(shù)人居住的普通住宅顯然不具備這些條件，那么，這些建筑是否也能利用被動(dòng)降溫技術(shù)呢？

　　水

　　最簡單的被動(dòng)降溫便是水的蒸發(fā)吸熱現(xiàn)象。水從液態(tài)變?yōu)檎羝麜r(shí)需要吸收能量，具體表現(xiàn)為從空氣中吸收熱能。

　　蒸發(fā)制冷是一種自然現(xiàn)象，自然界中可以找到許多實(shí)例，物體表面或空氣都可以利用這種原理降溫，如汗?jié)竦钠つw等等。

　　西班牙岡薩雷斯地區(qū)有一種名叫botijo的傳統(tǒng)容器，利用的正是這種原理。該容器是一種用多孔黏土制成的大罐子。農(nóng)民們會(huì)用它裝上水或酒，在地里干活的時(shí)候喝。少量液體會(huì)經(jīng)黏土的小孔蒸發(fā)，讓罐子中的液體即使在西班牙的艷陽下也能保持涼爽。

　　早在古埃及和古羅馬時(shí)期，人們就開始在建筑上利用蒸發(fā)降溫的原理了。但阿拉伯一種名叫“馬拉什比亞”的建筑結(jié)構(gòu)為我們提供了更多具體的例子。馬拉什比亞是一種華麗的木質(zhì)格柵，建筑物外部和內(nèi)部均可使用。除了遮陰之外，馬拉什比亞在夏季還可以用來放置裝滿水的多孔陶罐（類似西班牙的botijo）。風(fēng)吹過馬拉什比亞和水罐時(shí)，便可降低室內(nèi)溫度。

　　要想在建筑物內(nèi)外利用蒸發(fā)制冷原理，其實(shí)還有更簡單的方法。只要在院子中設(shè)置一處水體，如水池、噴泉等等，就可以起到降溫的作用，至于室內(nèi)，只要在窗戶附近或其它通風(fēng)處放置一個(gè)裝水的罐子就行了。

　　地

　　目前的溫帶地區(qū)要想更好地應(yīng)對(duì)熱浪天氣，不妨學(xué)習(xí)一下熱帶地區(qū)的古代和現(xiàn)代建筑。熱帶地區(qū)素來炎熱，因此數(shù)千年來，被動(dòng)降溫系統(tǒng)在這些地區(qū)的建筑中一直不可或缺，大多數(shù)傳統(tǒng)建筑都能在不使用機(jī)械措施的情況下保持涼爽。

　　即使在缺少遮擋、炎熱干旱的氣候中，涼爽也是可以實(shí)現(xiàn)的，例如，印度北部的齋普爾夏季日間溫度可達(dá)到40多度，但在地下幾米處，溫度卻可以保持在溫和舒適的25度。

　　這說明解決方法就是向下挖。位于齋普爾的珀?duì)枙r(shí)尚學(xué)院便采用了一種名叫“梯井”的傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)，在庭院中央，灰色的石階向下延伸，一直通到一個(gè)巨大的水池中，池中蓄滿雨水、以及經(jīng)過處理的建筑物廢水，可以吸收庭院中的大量熱量，讓空氣保持涼爽，可見“向下挖”是一種非常高效的降溫方法。

　　雖然這種解決方案看似誘人，但其實(shí)還有更好的方法，并不一定要自家院子里挖一口巨大的井，商業(yè)地源加熱與降溫系統(tǒng)就是一個(gè)這樣的例子。

　　該系統(tǒng)同樣利用了地下溫度的穩(wěn)定性，在室外鋪設(shè)管道，然后利用水泵、讓液體在管道中循環(huán)流動(dòng)。液體降到地下溫度后，再流回室內(nèi)，在地板下方的管道中流動(dòng)，以此達(dá)到給房間降溫的效果，這套系統(tǒng)在冬天可以給房屋加熱，夏天則可用于降溫，加熱的效果可能很慢，但降溫效果很好，因此正變得越來越流行，在很多城市的夏季尤其受歡迎。

　　除了“梯井”結(jié)構(gòu)外，齋普爾珀?duì)枙r(shí)尚學(xué)院還用了另外幾種降溫技巧。從外部看，該建筑呈簡單的矩形，看上去可能不夠優(yōu)雅，但可以在表面積一定的情況下、使內(nèi)部空間最大化，畢竟每一寸暴露在陽光下的外表面都會(huì)吸收熱量。此外，整棟建筑被包裹在一層多孔的石頭“外皮”中，與墻體相隔約4英尺（約合1.22米），這可以為建筑遮陰，使其與外部氣溫隔絕。

　　利用這些策略，即使在印度每年最熱的幾個(gè)月里，在外界溫度屢屢突破40度的情況下，該學(xué)院內(nèi)部也能保持在29度，這樣一來，該建筑只有必要時(shí)才會(huì)開空調(diào)。

　　風(fēng)

　　伊朗的亞茲德市被稱作“風(fēng)塔之城”。風(fēng)塔上裝有許多扇不帶玻璃的拱形窗戶，坐落在平頂建筑的屋頂上，面朝盛行風(fēng)方向，這些風(fēng)塔能夠捕捉細(xì)微的風(fēng)，將其向下輸送到屋內(nèi)。風(fēng)塔的頂部呈拱形，能夠在風(fēng)力微弱的情況下加強(qiáng)空氣循環(huán)，有時(shí)風(fēng)塔下方還會(huì)加裝一個(gè)水盆、甚至一個(gè)深深的蓄水池，從而進(jìn)一步加強(qiáng)降溫效果。

　　亞茲德的風(fēng)塔是中東地區(qū)最豐富多樣、也最具創(chuàng)造性的風(fēng)塔之一，一項(xiàng)分析發(fā)現(xiàn)，效率最高的風(fēng)塔模型可以將室內(nèi)氣溫從40度降到29.3度。

　　如果是不帶風(fēng)塔的普通建筑，也可以有其它選擇，例如，在各面墻的不同高度處安裝窗戶也有助于加強(qiáng)室內(nèi)空氣流動(dòng)，有時(shí)這種效果可能強(qiáng)得過了頭，比如上端開口、底部有門的天井里可能會(huì)刮強(qiáng)風(fēng)，但只要改變開口位置，就可以控制空氣流動(dòng)的路徑了。

　　鋼鐵森林

　　如果只著眼于單座建筑，就算設(shè)計(jì)得再精巧，降溫的程度也有限，但若能理解建筑物與周圍城市環(huán)境之間的相互作用，便可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)降溫。

　　倫敦一座被稱為“對(duì)講機(jī)”的高樓就舉了一個(gè)很好的反例。它有一面巨大的凹面幕墻，雖然看上去很酷炫新穎，但也產(chǎn)生了一個(gè)嚴(yán)重的問題，這棟樓尚未完工時(shí)，人們就發(fā)現(xiàn)，那面閃光的凹面幕墻就像一面放大鏡一樣、將陽光聚焦在了一處很小的區(qū)域內(nèi)，焦點(diǎn)剛好位于一間理發(fā)店和一座越南餐廳外面的人行道上，由于溫度過高，導(dǎo)致該區(qū)域的油漆融化、汽車部件起泡開裂、瓷磚破損，甚至讓一塊門墊著了火。

　　人們最終只好加裝了一層鋁制遮光板，總算解決了這個(gè)問題，但這充分顯示了建筑設(shè)計(jì)的失誤可以對(duì)城市環(huán)境起到多么大的影響，就算沒有巨型“放大鏡”，城市熱島效應(yīng)也難以避免，單調(diào)的灰色混凝土?xí)仗柕臒崃浚賹崃枯椛涑鋈ィ拖褚粋€(gè)巨大的熱水瓶一樣。

　　我們也許會(huì)認(rèn)為熱島效應(yīng)在夏天根本無法避免，但事實(shí)上，城市是可以通過調(diào)整來減少熱島效應(yīng)的，最有效的方法之一就是栽種綠植。人們憑本能就知道這一點(diǎn)，畢竟走在蔭涼的樹影里、與走在暴曬的都市人行道上有著本質(zhì)的區(qū)別。

　　在哥倫比亞的麥德林市，當(dāng)?shù)卣块T正在修建貫穿全市的“綠色走廊”，他們?cè)?8條馬路和12條水道的邊沿修建了30條綠色走廊，成功使氣溫降低了2度。研究顯示，較高的樹木覆蓋率最高可以使城市氣溫降低5度。

　　除此之外，許多城市都在采取類似的做法。米蘭計(jì)劃在2030年之前栽種300萬棵樹；澳大利亞墨爾本市也啟動(dòng)了一項(xiàng)栽樹計(jì)劃，希望借此應(yīng)對(duì)未來的熱浪天氣，一些新型城市（如柳州準(zhǔn)備興建的“森林城市”）更是準(zhǔn)備從一開始就將綠植覆蓋納入城市規(guī)劃之內(nèi)。

　　出路

　　當(dāng)然，就算所在城市規(guī)劃良好、且建筑采用了被動(dòng)降溫系統(tǒng)，光靠這些設(shè)計(jì)有時(shí)也是不夠的，例如，醫(yī)院中有大量會(huì)產(chǎn)生熱量的設(shè)備、以及身體虛弱的病人，因此僅憑被動(dòng)降溫系統(tǒng)難以達(dá)到降溫要求。在這類建筑中，人們并不那么關(guān)注耗能的問題，實(shí)現(xiàn)合適的室內(nèi)溫度環(huán)境才是最重要的。

　　但我們應(yīng)當(dāng)遵守一條底線：建筑物只有在萬不得已的情況下才需要?jiǎng)佑脗鹘y(tǒng)空調(diào)，而不能依賴于空調(diào)。使用空調(diào)其實(shí)是個(gè)惡性循環(huán)：空調(diào)看似能降溫，但同時(shí)也會(huì)加劇全球變暖，而被動(dòng)降溫系統(tǒng)或許能讓我們擺脫這個(gè)怪圈，這大概是它最令人希冀的一點(diǎn)了。