李珺杰 宋曄皓 / LI Junjie， SONG Yehao

具有被動式調(diào)節(jié)作用的空間策略作用效果實(shí)例驗(yàn)證

李珺杰 宋曄皓 / LI Junjie， SONG Yehao

O-house建成效果

本文采用聚類分析的手段剝離單一變量，對具有3種典型被動式空間的綠色建筑案例進(jìn)行為時(shí)一年的監(jiān)測，對比驗(yàn)證兩個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺各自包含的不同被動式空間策略的有效性和作用程度。實(shí)驗(yàn)通過對兩座建筑冬季、夏季、過渡季的溫度、濕度、風(fēng)速、CO2濃度、PMV指數(shù)等多個(gè)物理環(huán)境參數(shù)的實(shí)際測量，分析陽光間、地道風(fēng)、通風(fēng)塔3種被動式空間策略對整座建筑物理環(huán)境的影響。研究成果針對3種被動式空間給出了量化的作用程度數(shù)據(jù)，并總結(jié)出3種空間的優(yōu)勢、弊端及改進(jìn)意見。

被動式設(shè)計(jì) 驗(yàn)證與反饋 陽光間 地道風(fēng) 通風(fēng)塔

1　研究背景

一方面由于基于計(jì)算機(jī)模擬的局限性和可能存在的不確定性（Edwin Rodriguez-Ubinas et aI，2014），另一方面被動式設(shè)計(jì)策略的實(shí)踐往往建立在經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，缺乏長期有效的驗(yàn)證數(shù)據(jù)證實(shí)或證偽其作用效果（J. Morrissey et aI，2011），因此，本研究通過搭建實(shí)驗(yàn)平臺，以實(shí)際物理環(huán)境測試和數(shù)據(jù)分析的方法，檢驗(yàn)被動式空間設(shè)計(jì)策略的有效性及其對周圍主體空間的影響程度。

本研究選定的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺在氣候環(huán)境、平面布局、結(jié)構(gòu)體系、設(shè)計(jì)者、建造時(shí)間等多個(gè)方面具有一致性，具有平行比較的可能，因此，本文采用聚類分析的手段剝離單一變量（李保峰，2004；Nuno Parganaa et aI，2014），對兩個(gè)具有典型被動式空間設(shè)計(jì)的綠色建筑案例進(jìn)行為時(shí)一年的監(jiān)測，對比驗(yàn)證兩個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺中不同的被動式空間策略的有效性和作用程度。

實(shí)驗(yàn)通過對兩座建筑冬季、夏季、過渡季的溫度、濕度、風(fēng)速、CO2濃度、PMV（Predicted Mean Vote，預(yù)測平均投票數(shù)）指數(shù)等多個(gè)物理環(huán)境參數(shù)的實(shí)際測量，分析位于不同平臺的陽光間、地道風(fēng)和通風(fēng)塔3種被動式空間策略對整座建筑物理環(huán)境的影響。

圖1　O-house建成效果

圖2　三重空間的被動式節(jié)能策略

2　實(shí)驗(yàn)平臺分析

2.1平臺一：清華大學(xué)O-house零能耗實(shí)驗(yàn)房

O-house零能耗實(shí)驗(yàn)房（張弘 等，2014，以下簡稱O-house）是筆者與清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)，歷時(shí)兩年在校內(nèi)自行設(shè)計(jì)并建造的一座完全依靠太陽能自給自足的零能耗實(shí)驗(yàn)房。建造完成后對該建筑的各項(xiàng)主動式、被動式性能在冬季、夏季和過渡季的運(yùn)行工況展開了歷時(shí)一年的檢測，整個(gè)研究持續(xù)了3年時(shí)間（圖1）。

O-house通過最優(yōu)化的被動式設(shè)計(jì)和最高效的主動式系統(tǒng)設(shè)備，利用可再生能源，并盡可能地減少能源消耗，從而實(shí)現(xiàn)“開源”與“節(jié)能”的目標(biāo)。在建筑設(shè)計(jì)層面，將與人的活動最為密切的使用空間置于整個(gè)建筑的最核心部位，周圍則是功能性空間和中介空間。舒適度的核心區(qū)布置客廳、餐廳和臥室，各功能區(qū)可以根據(jù)使用需求的變化而調(diào)整。建筑的北側(cè)為入口、廁所和廚房等功能區(qū)，厚實(shí)的墻面和空間的分隔可以抵御冬季北風(fēng)的侵襲。建筑東、西兩側(cè)設(shè)置集成的設(shè)備墻，利用厚的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)阻隔不利的自然條件。建筑南側(cè)為陽光廊道，起到中介空間的作用，設(shè)計(jì)之初便希望通過南側(cè)的陽光廊道實(shí)現(xiàn)對冬季空氣的預(yù)熱作用和對夏季過剩日光的遮擋作用（Hong Zhang et al，2013，圖2）。

2.2平臺二：北京市動物園水禽館

北京市動物園水禽館 （Yehao Song et aI，2013，以下簡稱水禽館）位于北京市動物園內(nèi)，整個(gè)園區(qū)擁有優(yōu)越的自然環(huán)境，植被覆蓋面積達(dá)到90%以上。

建筑的主要空間分為兩部分：一是鳥類生活棲息的場館，由于鳥類的耐候范圍較大，這部分空間的室內(nèi)溫度范圍相對較大，溫度控制在16～30℃之間，考慮到與自然環(huán)境的貼合，并保證鳥類棲息環(huán)境充足的日照，將鳥舍部分設(shè)置在建筑的最南側(cè)；二是與人相關(guān)的空間，包括展廳、會議室、服務(wù)中心等，為保證人體的舒適度，溫度控制在20～25℃之間。因此，建筑形體在兼顧體型系數(shù)和功能組織關(guān)系的情況下，形成了兩層嵌套空間。鳥舍和會議室南向設(shè)置，充分利用自然光和太陽能，展廳及其他輔助設(shè)施則北向設(shè)置。

水禽館采用的技術(shù)策略系統(tǒng)包括建筑層面和技術(shù)層面。建筑層面的被動式策略包括生物走廊、地下空間和豎向綠化系統(tǒng)。技術(shù)層面的策略應(yīng)用主要包括被動式策略、主動式策略、新材料新技術(shù)利用，以及可再生能源利用（宋曄皓，2013，圖3）。

水禽館采用的被動式策略中比較重要的一項(xiàng)是風(fēng)能資源的利用（圖4）。風(fēng)塔設(shè)計(jì)利用熱壓通風(fēng)的原理，在建筑頂部設(shè)置兩個(gè)尺寸為2m×2m×3.5m的通風(fēng)塔，每個(gè)通風(fēng)塔頂部開口面積為50% （2m2），計(jì)算可得出一年四季的太陽輻射得熱：春秋季302W，夏季356W，冬季261W（圖5）。

圖3　水禽館可持續(xù)建筑技術(shù)整合示意

圖4　夏季和冬季的通風(fēng)模擬（來源：彭渤）

圖5　風(fēng)塔的通風(fēng)作用（來源：孫菁芬）

圖6　兩個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺的空間拓?fù)潢P(guān)系對比

2.3平臺一VS平臺二

從兩個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺的基本信息對比來看（表1），兩座建筑相同之處頗多：（1）建于同一時(shí)期，由同一設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)建造，位于同一氣候區(qū)域，周圍微環(huán)境幾乎相同，采用了同樣的結(jié)構(gòu)體系；（2）兩座建筑空間布局的拓?fù)潢P(guān)系相同，均受氣候因素的影響，在東、北、西三側(cè)利用輔助功能性空間環(huán)繞建筑的核心空間，核心空間均采用大空間無分割策略（圖6）；（3）南側(cè)均為大面積玻璃門扇，窗墻比分別為0.60和0.52；（4）部品由同一廠家提供。相較之下，兩座建筑在空間布局的差異表現(xiàn)在：（1）O-house在南側(cè)大面積玻璃門扇外層追加一層可自由開啟的陽光間；（2）水禽館在建筑的垂直方向利用通風(fēng)塔的熱壓通風(fēng)代替空氣對流的自然通風(fēng)；（3）水禽館在建筑外側(cè)結(jié)合鳥類近距離拍攝功能的需求，建造地道空間，形成30m長的地道風(fēng)井。

為了盡可能地減小其他因素的干擾，測試期間兩座建筑均未開啟主動式系統(tǒng)設(shè)備及照明等其他用電設(shè)備。

3　實(shí)驗(yàn)測試方案及儀器

3.1測試方案

為了驗(yàn)證被動式空間策略在全年時(shí)間周期內(nèi)的作用效果，測試周期自2013年12月底開始，至2015年1月結(jié)束，歷時(shí)一年，分4個(gè)階段進(jìn)行，測試內(nèi)容為兩座建筑在冬季、過渡季、夏季工況下典型中介空間與其相鄰主體空間的溫度、濕度、氣流速度、風(fēng)溫、CO2濃度值、光環(huán)境及室內(nèi)舒適度，研究室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)（Indoor Environment QuaIity，IEQ）相關(guān)的熱環(huán)境、光環(huán)境及室內(nèi)空氣品質(zhì)（表2）。

3.2測試儀器

除照度計(jì)外，測試選用的儀器均帶有自記功能，可長期記錄被測環(huán)境參數(shù)以排除不穩(wěn)定因素的干擾。測試點(diǎn)高度選擇使用者的工作高度，即地面以上0.7～1.5m范圍內(nèi)，每臺儀器的測試間隔均為2min。室內(nèi)外溫度測量選取環(huán)境溫度值，儀器探頭采用通風(fēng)遮光措施，避免陽光直接照射（表3）。

4　實(shí)驗(yàn)測試結(jié)論

4.1陽光間

測點(diǎn)分別布置在兩座建筑南側(cè)玻璃門窗的東門和西門室內(nèi)、O-house陽光間中部和室外。測試期間兩座建筑門窗關(guān)閉，各項(xiàng)主動式系統(tǒng)不運(yùn)行，無人員活動的干預(yù)。O-house陽光間外圍護(hù)做法為深色太陽能薄膜光電板，測試期間關(guān)閉不密封。設(shè)計(jì)之初預(yù)想將該被動式空間作為緩沖空間，冬季起到向室內(nèi)提供預(yù)熱空氣的作用，夏季起到遮陽作用，從而維持舒適、穩(wěn)定的室內(nèi)溫度（圖7）。

表1　兩個(gè)實(shí)驗(yàn)測試平臺基本信息對比

表2　測試周期內(nèi)時(shí)間節(jié)點(diǎn)及實(shí)際測試項(xiàng)

然而，從實(shí)際測試結(jié)果來看，設(shè)計(jì)之初的主觀判斷與實(shí)際作用效果差異較大。通過冬季溫度曲線的對比及平均溫度測試結(jié)果可知（圖8，表4），陽光間受室外溫度波動的影響很大，隨室外溫度的變化而大幅度變化，并且測試期間陽光間內(nèi)的平均溫度僅僅比室外高0.9℃，幾乎沒有起到任何的預(yù)熱作用，室內(nèi)溫度受其自身圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫作用，比室外平均溫度高1.6℃。相比之下，沒有設(shè)置陽光間的水禽館冬天受到大量的太陽輻射，陽光直接照入室內(nèi)空間，室內(nèi)平均溫度比室外高7.2℃，并在多數(shù)時(shí)間的下午12:00到17:00之間溫度超過16℃，達(dá)到了舒適度范圍的標(biāo)準(zhǔn)值。

圖7　O-house陽光間

圖8　冬季和夏季工況下的溫度曲線對比

表3　測試儀器參數(shù)

表4　冬季各項(xiàng)測試結(jié)果的平均溫度（單位：℃）

表5　地道空間不同測點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)

冬季工況下陽光間表現(xiàn)出的性能與設(shè)計(jì)之初預(yù)想的結(jié)果大相徑庭，究其原因，主要是由于設(shè)計(jì)者雖然有利用陽光間在冬季預(yù)熱室內(nèi)作用的基礎(chǔ)知識，但是在實(shí)際操作中，由于兼顧了南側(cè)立面的垂直式光電板的布置需求，使得光電板的深色玻璃阻隔太陽光譜的紅外線進(jìn)入陽光間，導(dǎo)致預(yù)熱作用無效。

此外，光電板百葉的不密閉性以及室內(nèi)門窗沒有配合上下的通風(fēng)換氣裝置，是導(dǎo)致該陽光間在冬季工況下既沒有加重圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能隔絕冷空氣，又沒有預(yù)熱空間溫度交換給室內(nèi)空間的主導(dǎo)誘因。

從夏季溫度曲線的對比來看（圖8），陽光間的溫度依然隨室外溫度的波動而大幅波動，雖然最高溫度沒有超過室外溫度，但測試期間空間內(nèi)的平均溫度比室外高1.2℃，說明陽光間的熱環(huán)境并沒有受益于自身的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，雖然呈關(guān)閉狀態(tài)但氣密性較低的南側(cè)遮陽百葉，使該空間內(nèi)的遮陽效果與太陽輻射滲透的熱量相互抵消，陽光間自身與外界實(shí)時(shí)熱交換，溫度基本保持一致。

然而，陽光間為建筑的室內(nèi)空間提供了良好的遮陽作用，從6 月5日的數(shù)據(jù)來看，室外溫度最高值出現(xiàn)在正午12:26分，溫度達(dá)到38.8℃，陽光間溫度達(dá)36.6℃，而此時(shí)室內(nèi)東西兩側(cè)門內(nèi)溫度僅分別為29.2℃和29.9℃，比室外溫度低了近10℃，室內(nèi)溫度的最高值出現(xiàn)在下午17:00前后，溫度升高至32.7℃，室內(nèi)溫度的峰值時(shí)間明顯滯后于室外溫度峰值時(shí)間。室內(nèi)溫度長期保持在較為穩(wěn)定的范圍內(nèi)，波動幅度隨室外溫度變化較小。

通過水禽館夏季工況的溫度曲線，可清晰地看到室內(nèi)南側(cè)溫度與室外溫度同步變化，即使在門窗閉合的情況下，室內(nèi)溫度與室外溫度變化幾乎一致。通過對比可證明，O-house室內(nèi)溫度的穩(wěn)定變化90%以上受益于南側(cè)陽光間的被動式策略。

該結(jié)論一方面說明同樣窗墻比的南側(cè)立面，陽光間的緩沖和遮陽效果顯著，可將室內(nèi)外溫差減小10℃；另一方面也說明即使在北方寒冷地區(qū)，大面積無遮陽的南側(cè)幕墻立面在夏天也會增加室內(nèi)的熱負(fù)荷，增加建筑的制冷能耗。

由此，針對陽光間的對比研究可得出以下總結(jié)：

（1）并非存在即有用。與設(shè)計(jì)之初的預(yù)想不同，陽光間玻璃幕墻的顏色、幕墻的氣密性、陽光間與室內(nèi)空間通風(fēng)換氣措施可能導(dǎo)致在冬季工況下陽光間的緩沖、預(yù)熱功能無法實(shí)現(xiàn)。因此，單純就陽光間在冬季工況下的作用來看，空間的設(shè)計(jì)并非“存在”那么簡單，而更重要的是空間自身和主體空間多方面的協(xié)同作用。

（2）優(yōu)勢需最大化。O-house是一個(gè)典型的例子，陽光間南側(cè)的深色百葉幕墻，以及無氣密性的連接不但阻隔室外紅外線進(jìn)入，并且維持了良好的自然通風(fēng)，使室內(nèi)溫度幾乎完全受益于這一設(shè)計(jì)，測試期間最多比室外低10℃。遮陽與通風(fēng)的雙重作用使這一緩沖空間在夏季工況下的優(yōu)勢得以最大化。

4.2地道風(fēng)井

為了給觀鳥愛好者提供一個(gè)近距離拍攝的隱蔽場所，水禽館特別設(shè)計(jì)了一個(gè)長約50m的圓弧形地道空間，地道位于室外地面以下3m處，頂板上部覆土厚度約為0.8m（圖9）。

設(shè)計(jì)之初，設(shè)計(jì)者希望利用地道空間的地道風(fēng)結(jié)合主體空間通風(fēng)塔的拔風(fēng)作用，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)空間的被動式降溫，但因其他諸多因素實(shí)際建造未能成組，最終只能實(shí)現(xiàn)地道空間和通風(fēng)塔兩個(gè)獨(dú)立的空間。測試期間地道空間兩端門窗開啟，與外界聯(lián)通，測點(diǎn)布置在地道風(fēng)口部、距入口10m處和地道空間中部25m處，測點(diǎn)高度為地道空間地面高度以上1.5m處。

根據(jù)水禽館地道空間測點(diǎn)溫度變化曲線（圖10）和地道空間不同測點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)（表5），測試期間室外溫度最高值38.1℃，最低值20.8℃，測試期間溫度振動幅度為±17.3℃。位于地道口10m處，溫度振幅明顯減小，平均溫度降低至24.8℃，測試期間溫度振幅為±11℃。距離地道口25m處的溫度幾乎完全不隨室外溫度變化而變化，穩(wěn)定地維持在20℃上下，測試期間溫度振幅不超過1℃。

圖9　水禽館地道空間測點(diǎn)位置

由此，針對地道空間的測試可得出以下總結(jié)：

（1）地道風(fēng)是北方寒冷地區(qū)夏季工況下可以用作室內(nèi)降溫、減少建筑夏季制冷能耗的良好的可再生資源。滿足一定條件的地道空間，其被動式降溫效果作用穩(wěn)定。

（2）地道空間溫度隨距離入口的遠(yuǎn)近變化而顯著變化。因此，地道風(fēng)的利用要保證一定的地道長度和覆土深度，在本次測試中，當(dāng)覆土深度大于0.8m、地道空間長度大于25m時(shí)，地道空間保持穩(wěn)定的溫度值。

4.3通風(fēng)塔VS自然通風(fēng)

從剖面關(guān)系上看，O-house與水禽館的北側(cè)雖均被另一輔助空間包圍，但水禽館在垂直高度上增設(shè)東西兩個(gè)通風(fēng)塔，通風(fēng)塔上頂標(biāo)高12.30m，下底標(biāo)高7.80m。塔體成四棱錐形，最大截面3.24m2，最小截面2.00m2，塔頂開側(cè)窗，開窗面積為1.80m2。O-house則采用傳統(tǒng)的對流通風(fēng)方式（圖11），測點(diǎn)布置在兩座建筑主體空間南側(cè)門扇處、O-house主體空間北側(cè)、水禽館風(fēng)塔下5m高處，分別測量環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速和風(fēng)溫。本研究重點(diǎn)測試夏季工況下兩座建筑的自然通風(fēng)情況，測試分為開啟扇（通風(fēng)塔）開啟和關(guān)閉兩種模式，分別研究對比對流通風(fēng)開啟與關(guān)閉狀態(tài)、熱壓通風(fēng)開啟與關(guān)閉狀態(tài)以及對流通風(fēng)與熱壓通風(fēng)開啟狀態(tài)下的熱環(huán)境和通風(fēng)效果。

根據(jù)O-house門窗開啟前后自然通風(fēng)效果的分析（圖12），由于6月5日正午12:00至6月7日正午12:00室外天氣經(jīng)歷了晴-大雨-多云的變化，大雨期間，自6月6日17:00至20:30室內(nèi)門窗均開啟，實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)，因此，對該48h內(nèi)的室內(nèi)外溫度變化測試與分析另具意義。根據(jù)6月6日17:00至20:30期間的曲線來看，室內(nèi)溫度在17:00門窗開啟后驟降，門窗開啟前室內(nèi)最低溫度為26.9℃，門窗開啟后室內(nèi)溫度最低值為20.0℃，門窗開啟前后室內(nèi)溫差達(dá)到6.9℃（表6）。

圖10　水禽館夏季地道空間測點(diǎn)溫度變化曲線

圖11　O-house與水禽館空間剖面對比與測點(diǎn)布置位置

圖12　O-house夏季48h內(nèi)氣候變化及自然通風(fēng)前后室內(nèi)外溫度變化曲線分析　

圖13　水禽館測試48h內(nèi)熱壓通風(fēng)前后不同測點(diǎn)風(fēng)速變化范圍對比

然而，在此期間由于室外大雨，溫度持續(xù)偏低，室內(nèi)溫度的最低值僅能和室外溫度保持一致。20:30過后，室內(nèi)門窗關(guān)閉，阻斷自然通風(fēng)，室內(nèi)溫度快速上升，穩(wěn)定維持在23℃上下，此階段室外平均溫度為16.5℃，室內(nèi)平均溫度高出室外6.6℃。由此發(fā)現(xiàn)，對流通風(fēng)后室內(nèi)溫度快速大幅下降，說明O-house的建筑設(shè)計(jì)能夠很好地實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)的效果，提供通過對流通風(fēng)降低室內(nèi)溫度的可能。但是，對流通風(fēng)只能起到散熱的作用，通風(fēng)后的熱環(huán)境由室外溫度決定，通風(fēng)后的溫度不會低于室外環(huán)境溫度。

在水禽館連續(xù)兩日測試期間，室外全天溫度變化趨勢和幅度基本相同。測試采用對比方法，前24h關(guān)閉南側(cè)門窗及通風(fēng)塔天窗，后24h開啟，實(shí)現(xiàn)熱壓通風(fēng)。從表7和圖13的對比數(shù)據(jù)來看，通風(fēng)塔開啟前后南側(cè)門扇處的平均風(fēng)速增加12.4倍，通風(fēng)塔下5m處平均風(fēng)速增加4.6倍，可見通風(fēng)塔的熱壓通風(fēng)效果顯著。通風(fēng)塔開啟后，測試期間南側(cè)門扇處最大風(fēng)速達(dá)到2.16m/s，人體能夠感受到明顯的吹風(fēng)感。

根據(jù)舒適度儀（SSDY-1）在測試期間測試的環(huán)境溫度、相對濕度、風(fēng)速、黑球溫度的數(shù)值，帶入人體代謝量及著衣指數(shù)后，依據(jù)熱舒適度的計(jì)算公式得出O-house與水禽館測試期間平均PMV和PPD指數(shù)（PPD，Predicted Percent Dissatisfi ed，預(yù)測不滿意率）。

O-house自然通風(fēng)開啟后，室內(nèi)溫度隨室外溫度大幅下降，風(fēng)速增大，門窗開啟前后PMV值由1.11降至0.40，PPD值由31%下降至8%，趨近舒適度范圍。水禽館通風(fēng)塔開啟后，雖然室內(nèi)溫度下降不明顯，但由于風(fēng)速大大增加，PMV值由開啟前的1.78降至1.36，PPD由66%降至44%（表8）。

由此，針對通風(fēng)塔與對流通風(fēng)的對比研究可得出以下結(jié)論：

（1）有效的對流通風(fēng)和熱壓通風(fēng)都能夠迅速調(diào)整室內(nèi)溫度，與該時(shí)刻室外溫度保持一致。但通風(fēng)只能起到散熱的作用，通風(fēng)后的室內(nèi)溫度由室外溫度決定。當(dāng)夏季室外溫度超過人體舒適度范圍時(shí)，無法通過自然通風(fēng)降低室內(nèi)溫度至舒適度范圍。

（2）自然通風(fēng)能夠促進(jìn)人體汗液蒸發(fā)，降低體表溫度，優(yōu)化高溫環(huán)境下人體的熱舒適度。在高溫環(huán)境下②，當(dāng)平均風(fēng)速達(dá)到0.2m/s時(shí)，熱舒適度的不滿意率（PPD）可降低10%～20%左右。

5　小結(jié)

實(shí)驗(yàn)通過對兩座建筑為時(shí)一年的溫度、濕度、風(fēng)速、CO2濃度、PMV指數(shù)等多個(gè)物理環(huán)境參數(shù)的實(shí)際測量，分析陽光間、地道風(fēng)、通風(fēng)塔3種被動式空間策略對整座建筑物理環(huán)境的影響。研究成果針對3種被動式空間給出了量化的作用程度數(shù)據(jù)，并總結(jié)出3種空間的優(yōu)勢、弊端及改進(jìn)意見。此外，研究證明：一方面，在全年不同氣候條件下，被動式空間的利用可能存在積極或消極的影響，設(shè)計(jì)中需要權(quán)衡利弊，但二者并非非此即彼的關(guān)系，進(jìn)一步精細(xì)化的設(shè)計(jì)與研究有可能實(shí)現(xiàn)“雙贏”的效果；另一方面，需要被動式空間設(shè)計(jì)策略自身和主體空間多方面的協(xié)同配合，從舒適度的角度全面考慮氣候及技術(shù)策略的協(xié)同及技術(shù)匹配的精細(xì)化設(shè)計(jì)問題。

表6　實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)前后室內(nèi)外溫度對比數(shù)據(jù)（單位：℃）

表7　水禽館實(shí)現(xiàn)熱壓通風(fēng)前后測點(diǎn)風(fēng)速對比數(shù)據(jù)（單位：m/s）

表8　O-house與水禽館自然通風(fēng)前后人體舒適度PMV和PPD指數(shù)

注釋

［1］李保峰.適應(yīng)夏熱冬冷地區(qū)氣候的建筑表皮之可變化設(shè)計(jì)策略研究［D］.北京：清華大學(xué)，2004.

［2］張弘，李珺杰，董磊. 零能耗建筑的整合設(shè)計(jì)與實(shí)踐——以清華大學(xué)O-House太陽能實(shí)驗(yàn)住宅為例［J］.世界建筑，2014（01）.

［3］宋曄皓，王嘉亮，朱寧.中國本土綠色建筑被動式設(shè)計(jì)策略思考［J］.建筑學(xué)報(bào)，2013，7（7）.

［4］ Edwin Rodriguez-Ubinas， Claudio Montero， María Porteros，Sergio Vega， etc. Passive design strategies and performance of Net Energy Plus Houses［J］. Energy and buildings， 2014（03）.

［5］ J. Morrissey， T. Moore， R.E. Horne. Affordable passive solar design in a temperate climate: An experiment in residential building orientation［J］. Renewable energy， 2011（36）.

［6］ Nuno Parganaa， Manuel Duarte Pinheiro， Jos Dinis Silvestre，Jorge de Brito. Comparative environmental life cycle assessment of thermal insulation materials of buildings［J］. Energy and buildings， 2014（10）.

［7］ Hong Zhang， Junjie Li， Lei Dong， Huanyu Chen. Integration of sustainability in Net-zero House: Experiences in Solar Decathlon China［C］. 2013 ISES Solar World Congress， Energy Procedia（EI）， 2013.

［8］ Yehao Song， Jingfen Sun， Junjie Li， Dan Xie. Towards Net Zero Energy Building: Collaboration-based Sustainable Design and Practice of the Beijing Waterfowl Pavilion［J］. 2013 ISES Solar World Congress， Energy Procedia（EI）， 2013.

國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“基于可持續(xù)性大型公共建筑決策與設(shè)計(jì)研究”（編號：51138004）；國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“綠色建筑參數(shù)化生成理論及整體設(shè)計(jì)方法研究”（編號：51378049）。

李珺杰，北京交通大學(xué)建筑與藝術(shù)學(xué)院

宋曄皓，清華大學(xué)建筑學(xué)院，生態(tài)規(guī)劃與綠色建筑教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（清華大學(xué)）

2016-07-07

FIELDWORK VERIFICATION OF PASSIVE ADJUSTMENT PERFORMANCE OF SPACE STRATEGY

This research adopts a pair-group anaIysis method to isoIate and anaIyze a singIe variabIe through one-year monitoring of three typicaI passive spaces， which incIuding a sunIight space， an underground wind tunneI， and a wind tower， to verify the effectiveness. The experiment tests severaI physicaI parameters such as temperature， humidity， wind speed， CO2concentration， and PMV index in winter， summer and trans-seasons. This test research incorporates the resuIts of the quantified data regarding the impact IeveIs of the three passive spaces and summarizes their advantages and disadvantages， and provides suggestions regarding possibIe improvements.

Passive Design， EvaIuation and Feedback， SunIight Room， Underground Wind TunneI， Wind Tower