國家級精品公開課 ｜ 同濟大學：建築概論 P9 - 太陽能建築

各位同學 我們今天主要講課程的方向 主要是建築技術領域的一個學科 那麼這個建築技術領域 實際上包含了很多內容 裡面有構造 構成 還有建築物理這一塊 那麼我們今天要討論的是 和節能有關的一些概念 那麼節能建築 實際上包含的內容很多 有很多的技術措施和方法 那麼我今天要講的 主要是和太陽能相關的一些內容 就是在建築裡面 如何來利用太陽能 如何來把太陽能 轉換成我們的熱能 或者講我們的一些舒適的 一些需要 這個是我們今天要討論的問題 那麼這個太陽能建築 實際上在我們建築學者領域 實際上它實際上要完成的 以下幾個工作 一個呢 就是作為我們建築來講 它的目標非常明確 那麼這是我們要有一個 合適的一個空間 它要求就是功能 功能啊怎麼樣 那麼活動的技術呢 實際上對它的形式 有很大的關係 那麼最後呢 實際上是一個宜居的 一個環境的這樣一個目標 這個環境目標 必須要通過技術來支撐 通過技術來支撐 那這些技術有很多方式方法 那麼在我們整個 這個太陽運用當中呢 實際上它的很多內容 實際上值得我們去探討的 首先太陽能 它是一個生命的源泉 我們一切生活的 一些活動啊 一些能作為一個動物來看 例如太陽 太陽的這個能量 這個衛生啊 陽光啊 日照啊 這個太陽相關的 那麼太陽能呢 實際上呢 在我們整個這個領域當中啊 它其實是一個取之不竭的 這樣一個來源 是無污染的 這樣一個能源系統 那麼實際上呢 我在這裡呢 有句大白話 就是不用白不用 作為我們這個太陽能來講 它提供給你了 你不用 那你等於是白白浪費了 但是你要用 要付出代價 這個代價呢 實際上來自於兩個方面 一個就是你要必須 有一定的技術方式 技術的方法 那我等會會講到 有很多技術的措施 那麼第二個呢 你要造假 要投入很多的金錢 你要用太陽能 不是很容易的 你要花很多的這個造假 把它作為一個技術的措施 來用太陽能 所以我們講 雖然是用之不盡取之不竭 但是你要用它 你要付出代價 要有技術 要有經濟的這樣一個支撐 那麼作為我們太陽能建築來講 你要成功地做一個太陽能建築 那麼我們呢 有幾個成功的保證 大成功的保證 那麼我們在利用太陽能當中 它的建築物的本身的一個性能 和太陽能最終的效率 幾乎相同 那在這裡呢 我列了五個保證的問題 第一個 你必須要有一個絕樂的外殼 我們這個建築環境 保溫必須要做到位 這個保溫當然包含了格勒 我們在座的同學 可能也學過建築物理 在建築物理裡面 講到了很多 這個保溫啊格勒的問題 如果沒有學 以後會學到這一塊 這是我們第一個保證 你得到的太陽能資源以後 我希望它這個能量 不要很容易的流失掉 保存在我的建築內 這個是我們成功的 很重要的一個前提 第二個 作為我們太陽能建築來講 要有足夠的絕樂面 足夠的絕樂面 這絕樂麪包含了 我接受太陽光的這種可能性 盡量多的吸收熱量 那這個裡面有很多 設計的一些要點 譬如南立面 譬如屋頂的應用 大家知道我們在設計當中 經常會關注 南立面是一個太陽光 最充分的一個立面 實際上它還排在第二位 最多的太陽資源的面是屋頂 也就是水平面 實際上是太陽輻射量 最大的這個平面 那麼在我的建築裡面 你要挖掘屋頂這一塊的 能量得到的可能 就是太陽能得到的可能 在我們建築設計裡面 有很多這種案例 作為我們這個課程裡面 我會談一些這方面的問題 在談這些問題 這是我們重要的一個 叫絕樂面 絕樂面一定要達到 那第三個 作為太陽能建築 它有它的更大的一個特點 這是特點之一 就是它必須要有足夠的 這個儲樂物質 那麼這個儲樂物質是什麼呢 一般我們就是指什麼 它是高樂容的這種材料 比如說像金屬 金屬這個樂容量非常高 在建築裡面 金屬可能 外面的金屬可能不多 最多的是什麼 是混凝土 就是我們所謂的種植材料 混凝土啊 石材啊 這些東西都是高樂容的材料 它有很好的樂儲存功能 還有一個材料 我們會忽略它 就是水 我們喝的水啊 這個水啊 實際上它有很好的儲樂性 那麼在世界發達國家 在利用太陽能建築當中 利用水啊 利用混凝土啊等等材料 作為儲樂體 是常用的 那各位同學可能會問 這個儲樂體它的作用是什麼 那我這裡呢 簡單地舉一個例子 譬如冬天 冬天對於我們建築來講 太陽能資源是非常重要的 同樣是一個南方間一個北方間 南方間的室溫度就高於北方間 主要是什麼 主要是南方間有太陽光 它有太陽能 所以對我們這個建築物來講 這個建築啊 冬天啊 它希望得到更多的太陽的輻射 那麼白天是很舒服的 大家肯定有這個體會 在太陽光 熱熱融融的從太陽光下面 那裡肯定很舒適 但是你不能夠忽略 另外一個時間段 就是晚上 那個晚上是什麼呀 太陽光也下來了 就太陽也下來了 對不對 陽光也沒了 窗也很大 這個時候室內的溫度啊 降得非常快 它降得非常快 就是不像白天一樣 有18度啊 或者20度之間有氣溫 它馬上會降到10度以下 這個溫度要去哪 要去哪 那麼這個時候怎麼樣 你不能想 那時候我開取暖器啊 取暖器要用電的 不節能的 它不節能的 那麼這種取暖器的開 會抵消掉我白天的節能的熱量 對不對 作為我們節能建築來講 你必須要完成一個工作 就是我們要把白天的這種熱量 儲存起來 就是白天可能過熱了 過熱就是所謂 可能超過22度了 超過23度了 那麼多餘的熱量 儲存在哪裡 熱量就儲存在我剛才講的 一些儲熱物 或凝土啊 甚至有水桶裡面啊 或者是金屬裡面 然後到了晚上 外面溫度下來了 太陽也沒了 那麼這些構成了散熱 這個散熱來補償 我使用溫度的降低 來減少拆暖器的利用 那這個大家應該瞭解 這個儲熱物的目的 就是這目的 當然要做到好並不容易 要做到好並不容易 因為作為我們建築設計來講 現在我們的分工啊 越來越細 越來越細化 不像過去 這個建築 從土建設計到裝修設計 是一個人做的 現在分工不是這樣 就是你土建做完了 實力設計是另外一個 實力工作室 或者實力設計室來完成 那這個時候 會把原來土建設計的 一些結論概念給抹殺掉 這裡面 在這個領域 最容易發生這個問題 比如我這個 原來在土建設計當中 這個建築實際上顯得非常好 我在利用太陽能當中 我有很多儲熱的措施 比如我地面 是用硬著地面 就是石材啊 或者是塑化凝土啊 牆體也是一樣 塑化凝土的牆體 它的目標就是怎麼樣 用這些材料 儲存更多的熱量 但是來了一個實力工程師 他不瞭解這個概念 他就什麼 然後鋪布地板 牆上鋪這個牆紙 甚至墨裝修 這一做 這些材料的儲熱性能還有嗎 沒了 但沒了 把原來土建的結論概念 全部給抹殺了 這是我們在現代建築裡面 經常會發生的問題 所以我們講 現在建築設計 它的一貫性 或者它的思想的 或者這種創意的連續性 非常重要 在座可能有一些同學 思考方向是歷史性的保護 或者屬於設計方向的 這一塊要和前面的土建 要緊密結合 這是我們第三個 要除了物 那麼第四塊呢 是我們太陽能建築 講的時候 它是一個重要的問題 就是太陽能建築 因為作為我們建築來講 它要滿足冬天的舒適 也要滿足夏天的舒適 剛才我講太陽能 更多的是在冬天 可能考慮的比較多 冬天怎麼來太陽能 來採暖 夏天 實際上我們要用 很多的其他的方式 來彌補夏天過冷 這裡面重要的 就是四物 就是圍繞著夏天展開的 夏天就是通風 通風大家知道 我們有很好的風的對流 可以帶著我們 從水的熱量到水的熱量 第五個就是一些蓄冷裝置 蓄冷裝置 這蓄冷實際上是什麼 就是我們地下部分 我們一般地平表面 以下90公分左右 它的溫度穩定非常好 就表現為什麼 表現為夏季比較涼 冬天比較暖 所以我們過去 有很多老房子 寧願住在底樓 不願住在二樓三樓 因為底樓是什麼 是冬暖夏暖 這些性能 在我們太陽能建築裡面 也要利用 所以作為我們 一個極熱能建築來講 作為一個太陽能建築來講 那麼這個五個方面 是以太陽能 利用的成功的一個前提 也是一個保證 那麼利用太陽能 它有多種途徑 那麼在我們 太陽能建築這個領域 我們把它歸為兩大類 第一大類 我們叫它為 主動式太陽能建築 那麼它最大的特徵 我寫了一個關鍵詞 它是有管道的 有設備的 甚至於需要部分耗能 這個耗能是電的 大家知道 能源我們一般 把它分成兩大類 一大類叫常規能源 另一大類叫綠色能源 常規能源就是 我剛才講的 就是一些電煤氣 這些能源的 最大的特徵就是污染 一次消耗 不可能再生的 那麼主動式 它需要這些能源的支撐 所以它的最大的特點 就是有管道 有設備 要耗能 當然要耗能 那麼它的一般的形式 有兩塊 第一個就是 我們經常見到的 一些我們叫它 太陽能熱水器 可能家裡面也有 像我家裡面 家裡面也裝了 太陽能熱水器 那麼開什麼用場 洗碗 夏天能夠洗澡 把這個淋浴器 就是用煤氣的淋浴器 借一下 這煤氣的消耗 就借回來 這也是一個節能 對不對 這是一種 叫太陽能熱水器 它歸在主動式這一塊 那麼另外的 太陽能利用的 我們叫它為 太陽能的光電板 光電板 這個大家可能也 看到過很多 用這個太陽能 轉換成為電 這個電可以照明 甚至於帶動空調 把空調靠太陽能 轉換成電 那這些東西 這個兩個形式 它都有一個 共同的特點 要設備 等於這個東西 要花錢要去買 要買這個設備 買來 買來以後 通過管道 和我的日常的 這個管道 接上 然後把倉庫裡面 借一下 用太陽能 這是它的一個 最大的特點 那麼另外一塊 我們叫它為 被動式太陽能建築 那麼被動式太陽能建築 在我們整個建築設計當中 或者在整個 節能建築設計當中 它的貢獻是最最大的 也是我們建築師 在做設計當中 常用的一種方式 我們可以說 前面兩種 設備工程師的 貢獻面比較大 那麼在這裡 被動式的時候 是以建築師為主 為什麼這麼理解呢 因為它的特徵 決定了這個問題 譬如我講到的 這個關鍵字 它是用建築的方法 是用剖面設計的 一些措施 不耗能 這個耗能 這個能就是指 剛才我講的 常規能源的能源 所以大家要了解 這個東西 通過剖面設計 來解決這個太陽能運用 但是這裡我要補充一句 因為空氣它有一個特徵 我們叫它為熱紅線現象 一個空氣 在受到溫度的影響下 溫度升高以後 這個空氣會往上升 密度降低了 但會往上升 這個往上升的過程 實際上就是動力過程 這個動力 就是我們建築師 追尋的一個來源 就利用這個動力 來帶動這個空氣 不斷地產生太陽能 來源 所以我們講被動式被動式 主要是利用熱紅線現象 來遛太陽 那麼在這裡面 我們一般都是叫 被動式陽光法 我們經常講的陽光法 就是這一塊 各位同學可能 通過這個講課也瞭解了 我們這個太陽能運用 有兩條線 主動式 設備支撐 被動式 全靠建築師 到全靠建築師 好 那麼我們看一下圖片 能夠瞭解 太陽能運用當中 它的一些案例 看我們這些建築 都是破屋頂 它特色就是破屋頂 那麼這裡 我要跟大家解釋 因為太陽能的角度 冬天和夏天 兩個角度是不一樣的 我們叫它為高度角 太陽定它的位 有兩個指標 一個是高度角 一個是方位角 高度角是決定了 夏季冬季的 這樣兩個指標角度 方位角是一天二十四小時 白天可能是八點鐘 或者是七點鐘的時候 太陽上來了 它的方位的情況 都在當中 那麼我們利用太陽的這塊板 是高度角決定的這塊板 大家注意這塊板 那麼在我們建築設計當中 一般都有一個傾角 最佳角度 我們講最佳角度 但這個時候最佳角度 每個地區是不一樣的 每個地區不一樣 一般是我們 比如像上海地區 夏熱度的地區 它這個熱水器 兩季都要用 就兩個季節都要用 冬天也要用 夏天也要用 這個時候它的高度 這個角度 一般就是緯度 加十到十五度 等於下面還有 下面還有 加十到十五度 所以像我上海 三十多度 那麼加上十到十五度 就四十五度 這個傾角 這個傾角是什麼 是最佳角度 那麼我們做建築設計 大家已經開始慢慢慢慢 在進入建築設計 這一個領域了 大家瞭解 我們的破屋頂設計 一般是一比二 一比二點五 一比三 沒有一比一的 一比一就是四十五度了 所以我們這個 太陽能的角度 和破屋頂的角度 有一個角度差異 那麼這個時候 它的結合就比較重要 作為建築師 你要去研究 這個角度 怎麼和我的破屋頂 結合得更好 這是我們做建築設計 要解決的問題 那麼你們看我 我這裡面幾個案例 大家也可以看到 一個 就是我的太陽能板的 這個傾角 和我屋頂角度是一樣的 是一樣的 那這個是靠建築師 來調整角度 比如說我的破屋頂 我事實上 都做得陡一點 來符合我太陽能的需要 那這些案例 都能夠做到這一點 大家都看到這一點 那麼另外有一個案例 我覺得做得還是不錯的 就是右下角的 這個案例 就是這個案例 這個案例 這個案例實際上你們看 它用了一個最常規的 太陽能熱水器 我們叫它為 泡沫式熱水器 就是下面一個 結了板 上面一個熱水線 熱水器 那這個東西 實際上是一個設備 是最簡單 性能最好 但是呢 這種設備 恰恰在建築一體化上面 是最難的 因為怎麼樣 它上面一個水線 很難處理 就是往往建築上面 這個水線 很顯眼 把這個裏面去破壞 它就破壞了 但是你們看它這個建築 這個建築 我覺得還是很欣賞它 它用了一些 簡易的這種材料 通過一個什麼黏合做法 我們在坡裏面 有一種黏合 叫重黏 對不對 叫重黏的方式 一重黏以後 把這個熱水線 儲藏起來 你看上面 也是這種效果 我覺得這個一體化工作 覺得還是非常到位 所以這個建築師 動了一番腦筋 因為我講 太陽能 利用 什麼都不能 設備什麼都不能 難在哪裡 難在和建築的結合 我這個東西 這個設備 放到我建築裏面上 以後 不要破壞我的裏面 不要講 這個裏面很漂亮 這個很難做到 你不要破壞 不要破壞我 不要很難看 你們可能 放假會回家 江城一帶 我們江蘇 浙江一帶 有很多 高速公路邊上 有很多這種新的 小豪宅住著 我經常看到 這些太陽能熱水器 有做得好的 但做得好的不多 很多住戶 就是盲目地 安裝熱水器 把這個建築裏面 都破壞了 所以這一塊 實際上 作為我們建築師 要好好的去研究它 怎麼和 把一些建築 建築的一些設備 太陽能的一些設備 和我的建築構成結合 調整的構成結合 那麼還有 太陽能熱水器 可以和牆體結合 和牆體結合 這個各位同學 可能就要問 這個好像 沒有角度了 這個要垂著放 因為現在呢 我們太陽能的設備 慢慢慢慢在進步 它不再受制約於 這個傾角 你垂著放也行 水杯放也行 當然垂著放 比水杯放好 為什麼呢 水杯放它要積灰呢 因為這個熱水器來講 它灰塵一多 效率就低了 所以我們更主張 它垂著放 那垂著放在哪裏呢 放在牆上的 窗前牆 放在牀下 我們叫它 也是叫臺柱部分 窗下的這個部分 就是凡是濕牆面的地方 我把它做太陽能熱水器 然後通過官網 送到室內 那這裏呢 大家可能會問 會有同學問 水箱哪裏缺的 剛纔不是有泡沫 我講有水箱嘛 對不對 熱水器呢 它有兩種 一種叫什麼 叫結合式 就是它熱水箱 和這個這個 極熱板 是在一起的 我們叫結合式 另外一個叫分離式 就是我通過管道 把這個水箱 和這個極熱板 分開了 當然分開了以後 更容易一體化 就對建築師來講 是有利的 對不對 有利的 但是分開有個問題 必然效益低 比如管道嘛 比如管道 有個流線 有個流徑 流徑你肯定要省好 還有 分離了以後 一般要用棒 什麼意思 就是我這個裏面的 熱水的流流流動了 就慢了 一般家裏面都要裝一個棒 要一個棒 這個棒呢就是有動力 吸這個水去給我 那就耗一定的電了 所以我們看到這個 它實際上是另一支水箱 分離以後 把這個水箱 或者放在陽臺上面 或者放在廚房間裏面 對不對 分離了 我們看一些高層建築的 臺南 現在我們 大家可能 各位同學可能 還沒有涉及到 做施工圖 或者畫一些圖圖 現在像上海 中國最早是西安 然後是北京 然後是上海 上海是2008年 就有規定 小高層以上的住宅 必須做臺南熱水器 可能你們現在 在做設計 可能老師還不會 這麼要求你們 現在我們 一些設計院的建築師 很迷迷茫 因為他們在學生階段 沒有學過這一塊 臺南熱水器 是什麼東西 都沒看看過 什麼合理計劃 所以我們 大家要了解 你們這一塊的知識的建立 從現在開始建立 否則就不能將來的 適應將來的社會需要 像上海地區 北京已經這樣了 西安最早 要求11層以上 要高層 必須做臺南熱水器 熱水器不是將 你住戶去安裝的 不是 你是開發商 你是造物 你就是你受得了 之後就熱水器造好了 所以這一個工作 就留給了建築師 所以你這時候放出來 就要考慮著 我的熱水器怎麼放 放在哪裡 熱量放在哪裡 效率又要高 又要美觀 當然又要美觀 那麼這些建築 是有益的 比如 這些建築 是我在調研當中 拍的一些照片 中國的太陽能應用 最好的地區是山東省 山東省濟南那一片 他們用的非常好 你們將來 萬一到山東去學習 去參觀去看看 他們有很多 太陽能的這種裝置 我這些圖片也是 是山東拍拍的 還有他們有一些結合素材 我們叫他高層 用太陽能 你們看我最左邊的 這個建築物 這個太陽能水器 放在這上面 我覺得 首先一個不難看 對不對 不難看 也不要講它好看 我要求不要這麼高 對不對 不難看就夠了 沒有破壞我的命運的 整體效果 其他也是一樣 你看 這個太陽能水器 大家都在嘗試著做 這是我們怎麼樣 是開發商一直在開發 他建造這個房子的時候 已經把太陽能水器安裝到位 那麼第二種系統 我覺得會光電 光電實際上 我在這裡 跟各位同學 肯定要解釋一下 光電在兩年前 中國的應用還是非常少 因為它造價比較高 不過在兩年前 有一句話 就是光電發生產 是什麼 把污染留在中國 綠色給了歐洲 這什麼意思 就是兩年前的光電板 都是在中國生產 全世界的光電板 95%都是中國製造 都是中國製造 然後效在哪裡 效在歐洲國家 歐洲國家因為它怎麼樣 他們對發電 就太陽能發電非常重視 他們是病亡的 他們就是一個建築物 上面有太陽能光電系統 這個光電系統發的電 不是給你這個建築物 它把這個電是併入電網 那麼各位同學就問 那它帶來什麼好處 然後看你發電量多少 給你優惠 就是你用四噸電 別人可能是兩塊錢一噸電 你可能變成七五折 如果你用的太陽 你對城市廣廣的太陽能的光電 貢獻越多 它的值就越低 那就是打的值就越高 價格就越低 歐洲是病亡的 所以他們這個體制 決定了對太陽能光電系統的 這種追蹤 就是這個熱情非常高 所以我們講 中國生產的 大量的太陽能光電系統 都是用到歐洲 但是大家知道 光電板的製作生產是污染的 碳排放是非常厲害的 就是這單晶硅雙晶硅 在生產當中這個污染非常大 所以原來有一句話 污染留給中國 綠色給了給不了中國 只是兩年前 現在完全不一樣了 現在我們的光電的利用的造價 越來越低 而且中國的實力 或者講我們的這種承受能力 也越來越能夠承受這種費用 對不對 你造價高一點沒關係 所以近一年 在中國的一些發達城市 太陽能光電用的越來越多 上海也有很多 大家知道上海最成功的一種 就是我們同期在邊上 有個煙草公司 就是上海 中國煙草公司 上海公司 它造了一種實驗廠 做了一個雙層墨牆體系 裡面就是用的太陽能光電系統 這個光電系統 利用太陽能來幹什麼 利用它來照明 利用它來做空空調的 這個能源 除了這個之外 上海還有很多很多很多 都是光電市場上用的非常好的 所以大家 各位同學可能要了解 光電利用 在今天 可能慢慢慢慢中小化 就本土化了 當然了 光電的利用 比太陽能水系的利用 要簡單得多 熱水器大家知道 這個面積比較大 而且有管道 熱水管冷水管 而且熱水管呢 要做保溫 我沒有人把保溫措施說到位 佔的空間很大 而太陽能光電系統 沒有這個問題 電線就夠了 對不對 而且這個光電系統 現在做到什麼程度 這個光電板 不影響你的採光 不影響你的觀感 比如我這個玻璃上面 貼個光電板上去以後 照樣能透過這個 單晶硅的這個界線 看到室外的風景 照樣外面的光可以進來 也是太薄了 變成非常薄的 這樣一塊光電系統 那麼當然了 這個光電板 作為我們建築師來講 結合的時候就比較容易 不像剛才熱水器 非常難 結合到好也不容易 也不是很方便的一些事情 但是我們現在有很多光電呢 都是通過矩陣的方式做的 比如下面你們看一些圖片 右下角一些空曠地區 太陽能資源最豐富的 就是我們西藏 西藏這一片 這個土地建築也沒有的 對不對 很廣的土地 上面就是做一些太陽光電的矩陣 那麼中國實際上 為什麼太陽能光電 推行的比較難 關鍵還是體制 就剛才我講的歐洲 它是聯網的 中國它沒聯網 沒聯網 沒聯網會帶來一個什麼問題 會帶來我的建築 要有兩路供電 就造假盲目 就無形當中提高 就我不但太陽能光電系統的 一路供電 同時我矩陣用電 照樣要有 萬一我連續一個禮拜 太陽光沒有呢 我不能不開燈了 不可能 那我就要用矩陣電 就有兩路供電 造假又盲目提高 這其實帶來問題 如果中國有一天 也是備忘了 那我可以這麼說 光電是中國的一個 很大的一個市場 所以這些東西 節能措施和我們的政策 法規緊密相關 要緊密相關 好 下面我想跟各位同學 來介紹一下第二大類 就是我們叫做 被動式太陽能建築 剛才我講到 它有幾個特徵 第一個特徵就是不好用 它全靠剖面 全依賴建築師的設計 建築的工具 這裡我首先要 跟大家簡單地 介紹一下它的來源 被動式太陽能建築 最早是來自於美國 美國在二次大戰結束以後 有很多歐洲的移民 移到了美國 這些移民都是科學家 都是有實力的 這個實力是什麼 有經濟的實力 還有一些科學技術的實力 所以他到了美國以後 他有居住的需要 所以再找了一些荒埔的地方 做了很多小的住宅 小地區 好 在建築當中 這些科學家 歐洲來的科學家 他們就覺得 我這個建築物 要做一些技術的涵賴 首先首要取通的 就是太陽能 大約建造了近三百棟 都是為了太陽能應用去做 當然每一棟措施都不一樣 對不對 措施都不一樣 然後造完以後 使用了大約十年左右 到了一九七七年 七八年 八十年代初的時候 出了很多書 就是介紹美國的 被動式建築 當時叫陽光房 後來給了它一個名稱 叫被動式太陽能建築 總結出有四種類型 下面我要講的 第一種叫直接受益室 有四種類型 第一種直接受益室 是最簡單的一種太陽能建築 實際上它和其他的建築 並沒什麼兩樣 但並沒什麼兩樣 它主要圍繞三塊 來做它的設計 第一個就是採集 就是我這個建築 如何採集太陽能 所以我想的是太陽能得了 這塊也必須要得到 玻璃比較大 透光量比較高 對不對 等等 就是我盡量都得不到太陽能 這是它的第一個特徵 第二個特徵 剛才我講了 有這麼多的儲熱裝置 它裡面有很多儲熱體 這個圖就反映了 它儲熱體的一些位置 比如像後牆啊 地面啊 牆面啊 都可以做一些儲熱體 那麼第三 因為剛才我講了 第一個 採集的熱量的面積比較大 玻璃面積比較大 到了晚上 能量的流失的面積也大了 對不對 這個是比較大的 怎麼辦 做活動的保溫全面 其實我到了晚上 把一些保溫措施做到位 在玻璃的內部 有些保溫板 或者保溫的窗簾 對不對 目的是什麼 目的就是我 白天得到的熱量 不要通過窗 散發到沙發去 留在室內 這個三者做到了 那麼這個建築就叫 直接受益式太陽間 那麼各位同學 可能已經在考慮 已經入門了 這個建築設計 已經慢慢在做了 這個概念 好像和我們一般的建築設計 並沒有什麼兩樣 對不對 我們一般建築設計 老師改出來的時候 也會要求你 你這個窗面積多大一點 拿什麼大一點 給什麼小一點 對不對 那麼在被動太陽間裡面 更強調這一點 那麼你們看 這個做法造價提高了 我可以這麼說 造價沒什麼提高 否則這些東西 就是需要的 對不對 和一般建築設計並沒有聯繫 並沒有聯繫 所以這是第一種 我覺得直接受益式 在我們很多建築設計當中 用的這種方式 中國用的比較多 好第二種 我們叫它為對流環路式 對流環路式 那麼這個是什麼概念呢 這個動作 當時在美國三百種裡面 大約有一半的建築 都是用這種技術 這個對流環路 造價最高 為什麼造價高 它把建築都設計成一個雙倍體系 當然這個圖選的 還不是最佳 譬如像地面 它下面有一個通 有一個管道 地面它有一個管道 這個對流 這裡有一個加熱器 然後形成一個對流 控制下這個對流 但是這個對流動力來自哪裡 就來自剛才我講的 熱紅氣現象 在這裡有一個高差 在太陽能曬的時候 它可能溫度有一個升高 溫度升高 它的空氣就會往上湧 再往上湧 所以形成一個動力 這個動力就形成循環 這個循環 大家可能會問 這個循環的目的是什麼 目的就是加熱 曬不到太陽的構件 很多構件 像這些構件 都曬不到太陽 像地面地板 都曬不到太陽 它通過循環 把這些曬不到太陽的 一些構件加熱 加熱的目的 就是節約 晚上的取暖的能量 到了晚上我就把這個系統關掉 白天加熱 折騰折騰的構件散了 所以這一塊 效率非常高 但是造價也很高 在中國不多 當時我在 大約十多年前 我在上海 在紅潮天花區 有個賓館 我做了這個系統 嘗試著做這種系統 好 第三種 在中國是最多的一種 我們叫它為 叫它為薛勒牆系統 薛勒牆 薛勒牆系統 也叫特隆普牆 在這裡叫特隆普牆 這個是一種構建化的 對聯環路式 剛才談對聯環路式 造價很高 但是整個剖面 都是一個雙層空間 在這裡面 它是構建 就是一片石牆 可能石牆寬度 可能是六十公分 高度可能是一米五 上面覆蓋玻璃 這個玻璃和牆之間 大約有二十公分的距離 然後這邊把它包圍好 就是把它密閉起來 然後牆上開出通風孔 下面是進氣 上面是流出空氣 形成一個對聯 這個大家就知道 這個系統 就是變成一個概念 就是我不開窗 但是我照樣能夠 把外面的熱量 傳到我心裡面 對不對 那麼這個構建 一般在哪裡放呢 在西裡面 西裡面 大家知道 我們在做設計的時候 西裡面是忌諱開窗的 對不對 我們一般 這位老師會講 西裡面盡量少開窗 為什麼 夏天西曬 但是到了冬天的時候 覺得好像 這窗門好像很可惜了 那麼這個時候怎麼樣 這個系統是恰恰彌補了 這個缺陷 對不對 夏天 我這個系統 把門關掉 就是把上面的孔關掉 不讓它循環 空氣進不來 那石牆 把陽光擋著 再擋著 好 到冬天的時候 我把這個系統打開 大家看 打開以後 這個裡面的空氣 就對聯了 對聯了 對聯的濟火 就是把室內的溫度 加熱了 那這個構建 就變成了一個加熱器 對不對 這個加熱器 實際上 室內的溫度就越來越高 越來越高 那麼這個高 就意味著我室內的柴暖 地溫就低了 大家可以理解 這個系統 在中國 用的非常多 因為它比較實用 造價比較低 它造價比較低 好 最後一種 最後一種呢 是我們叫附加熱礦堅 附加熱礦堅 在當時的美國 一些案例當中 也佔了很大的量 實際上附加熱礦堅 說白了 就是附陽臺 大家住宅 應該知道 一般實際住宅 都有一個陽臺 這個陽臺 實際上有什麼空間 我們叫灰色空間 它是介於室外 與室內之間的 過去 在十多年前 有些居住的住戶 他的面積 要求比較高 可能住房很緊張 怎麼把陽臺給封 封掉了以後 變成書房 實際上 這個封的過程 實際上就是一個 建立陽光房的 這個陽臺 實際上它是一個 很好的一個 加熱的空間 白天太陽曬得很好 晚上把保溫做到位以後 這就是一個 熱量的來源 所以我們講 這種空間 叫附加熱礦堅 附加熱礦堅 這是被動時代 有這四種 我們稍微回顧一下 第一個 叫直接設立室 和一般建築設施 沒什麼來源 窗比較大 沒什麼來源 那麼第二種 叫對流化能蓄 照相最多 它是一個雙邊體系 通過對流 把熱量蓄積起來 第三種纔是 我們用得最多的 就是我們叫蓄熱起來 第四種就是 我們在這裡的陽光房 這個概念 那麼太陽能建築 實際上 在我們整個設計當中 它的目標很明確 這是我跟大家要講的 就是如何做到 太陽能構建 與建築構建 形成一個一體化構建 譬如 我這個太陽能熱水器 我這個熱水器 和屋頂的這塊板 結合在一起 我在工廠裡面 預製這塊屋頂板的時候 就把熱水器 就放放放在裡面 那這管道就已經立起來了 這是太陽能蓄 那這個空中必須要做 而且太陽能構建 要建築產品化 布建物品化 大家知道 這裡有關鍵字是建築 太陽能構建 要變成建築的一個產品 這建築產品化 你們可能構造什麼 科學可能還沒有學 學的當中 大家應該知道 建築構造裡面 有很大的一塊 就是魔術體系 魔術體系 大家應該瞭解 就是我們建築化 為什麼 平時老師跟你們講 開建三米三 三米六 三米九 不像三米七 不是 因為它有一個三百的 這一個魔術概念 它所要的一個魔術概念 而這些魔術概念 我們在太陽能構建的時候 這魔術概念沒有了 沒這魔術概念 所以我們講 太陽能構建 很多尺寸的確定 要和我的建築魔術相同 就是我們所謂的 建築產品化 布品化 對吧 那麼還有一些 預製的一些問題 還有一些管道的預留 等等 這是我們的一體化的目標 就作為太陽建築 是我們最追求的 這些工作 誰來做 建築師 所以我今天選了這個主題 來講建築建築 一個目標就是 我們建築建築 太陽能是一個重要領域 這塊工作 雖然是設備的 工程師的成分比較多 但是最終來用的時候 要靠建築師 建築師的創新應用非常重要 同樣一個設備 同一棟建築 一個建築師的創新思維 程度不一樣 最後的美觀 和最後的一些效果 完全不一樣 所以我拿出這個主題 利用這個主題 來跟大家講一些問題 那麼當然 這裡我要跟大家講的 利用太陽能以後 對於平面的要求 也會變變變化 我這裡有個平面圖 你看 平面圖反映了什麼概念呢 就是一般的建築物 一住在那裡 廚房衛生間 都是放在北裡面的 對不對 西環四圍 對不對 但是恰恰 剛才我講的 上海北京西安 從西安開始 一定要做太陽能水系了 那這個住在平面 可能會打破 這種西環的思維 為什麼 我這裡啊 能水系在南邊 可能不會放在北面去 對不對 北南會發生一個問題 管道怎麼樣 過長 管道過長 管道一長 效率低 對不對 那時候效率很低 那麼怎麼辦 你要思考 來彌補這個缺陷 怎麼彌補 那麼我們就有一個觀點 廚房難移 衛生間難移 可能比較難 比較難 廚房難移 但是呢 從建築設計角度來講 廚房衛生間 一般要放在一起的 為什麼放在一起啊 管道僅有 所以這個是挑戰了 住在平面設計的傳統思維 這個真的非常大 當時我們在上海 我去參加他們的一些 太陽能推進的這種 研討會的時候 這個爭論最最最最大 有很多開發商不願意這麼幹 這一看他說 我設的這麼難啊 人家都是拿一面三塊錢 朝南的臥室 我那邊來一個衛生間廚房 那誰來買我 但是這是個問題 你們將來慢慢慢慢會 深層的去設計 建築學的這個領域 好好思考怎麼辦 這我留給你們的問題 還有就是坡度的問題 剛才我提到了 太陽能有角度的問題 溫度加十二十五度 方位的選擇 量化過程 那麼這個是什麼樣的 邊邊調整 我們把美觀效果要做最良好 就是這樣和太陽能結合在一起 你看這些圖 當時都是我們 做一個太陽能建築 一起畫的一個圖景 我帶了很多學生去參與的 畫這些圖 怎麼來把太陽能的板 做到這個牆上 不但去放 而且做成一個角度 這個角度一做以後 這個建築可能豐富了 有點豐富了 等等 但有一些案例 你們看 他做了一些板 這些板 這是太陽能預留 然後把這個太陽能 做在這個陽臺上面 這個我覺得結合的非常好 這個陽臺上面 本身這一塊是混凝土板 他把混凝土板 不要了 用熱水器來代替它 這些圖就反映了 太陽的運行軌跡 每個地方都不一樣 網上都有 網上你們可以 建築做好以後 通過一些軟件 可以把它摸一摸 看它的因應情況 這些東西都能夠看到 這些都是太陽能的一些裝置 叫當今規的 泡棟式的熱水器 那麼布頂上面怎麼放 這些圖 放在布頂上面 那麼我想 最後我想 引給大家幾個問題 我們應該怎麼樣 用建築語言 如何來講述太陽能構建的運用 太陽能構建有很多 什麼熱水器 水箱 管子 這些都是設備 那麼我們怎麼來轉換成 我建築語言 建築語言是什麼 美觀 功能 等等語言來描述它 這是我努力的方法 第二個 是造價問題 我希望用平民的語言 來討論太陽能運用 你不要搞得太玄乎 我覺得太陽能運用 實際上很直白的 很簡單 我希望大家 作為一個未來的建築師 好好地去回答這些問題 好的 好了 謝謝