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以西立面為例談如何解決建筑立面問題

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而對于一個設計項目,重要的是理解問題本身,再輕巧地解決它。這種輕巧可以是西班牙式地,澳大利亞式地,德國式地,亦或者這個拉風土豪式地。
我們今天來看一個問題比較棘手的特例:西立面。因為西曬的太陽高度角偏低,水平遮陽的阻擋有限,故采用垂直遮陽來阻擋直射比較可行。并且附上幾個具有異域風味的解決方案,還請大家笑納
說道實例,先來一個不怎么理想的案例,我們學校這兩年修的一棟教學樓正好是在南北走向的地塊上,西立面用的是外掛密孔遮陽板(實在是不喜歡到都不想構圖的地步了)?梢钥吹,這樣的遮陽很消極的包裹了西立面,不但影響視線在遮陽上還收效甚微——上面的兩層有明顯的反光;考慮造型外掛遮陽的離地讓底層不得不拉上窗簾。

那么,是不是改成垂直如百葉的遮陽會好一些呢?
不一定。
因為太陽的方位和高度時總是變化的。簡單做個Ecotect的模型表示下,如果西立面的幕墻外設置垂直遮陽板,且遮陽板固定。那么勢必要討論這樣的一組垂直板的扭轉角度問題。倘若遮陽板角度垂直于幕墻面,也許在某些月份的下午的某些時間里,陽光還是有可能從板與板之間的縫隙射進室內。下圖是一個東西朝向,西面有垂直遮陽板并且遮陽板垂直于西立面的鞋盒模型。我拿(自己學校)英國中部的緯度舉例,在這樣的緯度條件下,全年的太陽的軌跡會“編織”成如圖所示的網,簡短的說,太陽從東邊,即圖上模型背側升起,在南側天穹移動并 后在西邊,即圖上有遮陽板的一邊,落下。那根紅色的弧線表示冬至日(全年白晝時間 短)日出與日落間太陽方位角變化的幅度,而藍色弧線是夏至日(全年白晝時間 長)時全天太陽方位角變化幅度。而從這個模型我們看到,太陽(軌跡網上的橙色的小球)從圖上這個位置是可以射入室內的。而圖上時間大約是9月1號的下午四點半。


那么,是不是讓垂直遮陽板略微向南側扭轉,讓南邊天穹上的太陽在下午太陽高度角變低時亦能遮擋大部分的陽光呢?也許,但是對于英國這種高緯度地區,夏天的日照時間奇葩般地長,傾向從西南到正西方向保護西立面的遮陽板很有可能在從西北來的光線下破功,比如如下圖表現的夏至日下午6點,太陽是從建筑的北面來了個回馬槍。


所以,如果遮陽板可以活動,下午的大部分時間扭轉向西南,在傍晚扭轉到西北的方向,就可以顧全到不同的情況。


只是,活動的遮陽板因為裝配和維修的問題牽涉到造價上的考量。比如我自己學校就放棄了活動遮陽板,只能寄希望于這蚊帳一樣的外掛遮陽網在英國陰郁的天氣和短暫的夏天里不會帶來太大的麻煩,F在再看看不那么差的例子。
比如 DesignInc在墨爾本做的CH2 Melbourne City Council House 2 。西立面被一組組細密木肋板遮擋,因為是在澳大利亞(南半球),遮陽板雖然考慮到可在一定角度內調整角度,但主要面對西北方向。因為材質和造型的得當,這個里面對于前方的廣場是個不錯的景觀背景,但是,這樣的表皮勢必也遮擋了室內的光線,好在在這一案例里,西立面是較短的山墻。


(可以小角度扭轉的格柵們)


那么是不是西立面采光和遮陽的博弈中就必須采用這種滿鋪類型的設計呢?有沒有開敞的可能行呢?
比如Héctor Fernández Elorza做的阿卡拉大學細胞與遺傳生物學大樓的擴建(Facultyof Cellular and Genetic Biology /Héctor Elorza)就是個有趣的例子。




 在網上看到這個擴建部分的混凝土墻面時,我心里就有頗多疑問,加建的長條型結構有大面積的實墻,偶爾的開窗往往伴隨出挑很深的檐口。ArchDaily上的解釋語焉不詳,所給方位也不清不楚。于是我就自己到google地圖上在阿卡拉大學校園一點點的找,終于在偏離主校區的地方找到了這個房子。
喏,這個長條的房子實際上可以算是面朝西邊的。




那么,為什么建筑師有膽在西班牙的天氣下把這個西立面交給水平遮陽呢?我們首先看看設計的草圖,在設計伊始,建筑師就把握住了基地極有利的一個條件——西面的大片樹林。
樹林不光提供景色(這也誘使設計師把窗戶做大,做通透)也在一定程度上遮擋西面的陽光,設計由此敢于開一些大窗,作為保險,不但加了深屋檐,更是在加建部分納入了一個中庭,用以區隔直接面向西曬的空間,并通過中庭的通透引入天光和疏導得熱。




(設計師草圖討論周邊環境,風,光的關系,太陽角度略微雞賊的畫得有些高)




而另外重要的一點是,加建部分,面對 好風景的這些空間大多被規劃為會議室或一些短時間停留的空間,換句話說,建筑師把使用率低的空間外推,讓這些空間成為對其后主要功能區的遮擋。洱原建筑的老西立面被大面積更換為半透明板材(polycarbonate)面向天井或者加建結構營造的大進深灰空間。




可要是沒有這種回旋余地呢?
如果西立面背后就不得不放置高頻使用的空間?
柏林的GSW大廈就是一個有些年頭但又依然很好的例子。大廈的辦公區是一個狹長的板樓,東西朝向。




(如平面圖,香蕉狀的就是東西朝向的大廈主體)


與墨爾本的房子類似,GSW也使用了可活動的遮陽板,可以按使用者所需控制收攏和張開,有色彩搭配考量的遮陽板張開時讓立面有了繽紛的效果,而收起時又能做到不著痕跡——這就使得在沒有太陽直射煩惱的日子里(上午,或者陰雨天),辦公空間將擁有異常開闊的視野。




而另外頗為重要的一點,對于一棟高層建筑,立面風壓必然不小,與墨爾本的做法不同的是,GSW的遮陽是被包裹在雙層表皮(DoubleSkin facade)的中間。這樣不但減小了維護和操作的難度,雙層表皮本身又將利用西曬所得的熱量形成熱浮力。通過屋頂設計的出風口,把熱輻射從西立面帶走,并且引導室內通風。




(圖略小,將就著看)


當然,這樣的設計之所以可行多半還是因為建筑是在較為寒冷的歐洲北部,內遮陽帶來的熱工上的影響較為容易處理的緣故。所以,若是在炎熱的地區的恐怖烈日之下呢?如何做到優雅地采光和遮陽?那么,就不得不提Aedas在阿布達比的AlBahar Towers(雙塔)




(其中一個負責人是Giorgio Buffoni。他把他們設計立面的理念叫做Optimal Design,旨在加入各種緯度的參數篩選可能性。這聽上去有點像參數化設計(ParametricDesign),但他是這么高冷的回答我的:如果計算機給你幾百種可能性,這是ParametricDesign,如果計算機給你一百萬種可能性,而你還有能力迅速決定你想要的一種或幾種,這就是Optimal Design。)
我們暫且不考慮括號里的名詞解釋。單單回過頭看這個遮陽設計,它可以穩定,準確,適時地提供遮陽或者采光。外掛的結構如果引導好了也可以幫助建筑體帶走熱量。而這種這樣背后是新的視角下的一種強悍設計方法。但是,這并不意味著這就真的是那個“ 優解”,這搞不好充其量是土豪阿拉伯世界不長毛的地表上又一次眼球經濟。


 

 

 

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