在哥倫比亞的首都麥德林（Medellin），城市發(fā)展公司（Empresa de Desarrollo Urbano / Urban Development Company）在建造新總部。它結(jié)合了當(dāng)?shù)爻鞘性偕淖罴褵崃π阅堋＿@個(gè)新的EDU總部是集公共公司，私營(yíng)部門(mén)和來(lái)自哈佛畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)院，在哥倫比亞首都安家的SalmaanCraig教授一起的三方合作。

　　建在圣安東尼奧公園前EDU 總部舊址上，意在為麥德林可持續(xù)發(fā)展的公共建筑打造一個(gè)“可呼吸”的榜樣。

　　作為材料、熱能設(shè)計(jì)和建筑物理學(xué)的專(zhuān)家，Craig教授 (工程博士) 自愿為該計(jì)劃的實(shí)現(xiàn)貢獻(xiàn)力量。下面，他解釋了這座建筑概念中熱力學(xué)的難點(diǎn)。

　　這個(gè)設(shè)計(jì)，通過(guò)預(yù)制的外墻系統(tǒng)、太陽(yáng)能電池板、太陽(yáng)能煙囪、溫度校準(zhǔn)、熱浮力，以及不使用空調(diào)，代表了對(duì)麥德林可持續(xù)建筑創(chuàng)新的嚴(yán)肅承諾。

　　其概念基于"呼吸的建筑"，思考了關(guān)于"簡(jiǎn)單的材料，智能幾何"的問(wèn)題。高質(zhì)量預(yù)制元素構(gòu)成的外部表皮允許外部的煙囪直接吸入室外的冷空氣，生成和影響熱質(zhì)量。熱力學(xué)的概念，譬如對(duì)流和熱力，由于溫度從冷到熱的改變而產(chǎn)生不斷流動(dòng)的空氣，在員工工作區(qū)中制造舒適的氣流。

　　該大樓位于Rio中心的Macro項(xiàng)目的發(fā)展戰(zhàn)略區(qū)內(nèi)。大樓總面積 2,983㎡，包括1,968㎡的公共區(qū)。其纖細(xì)的四角形體量從平臺(tái)抬高 37 米，與拆除的現(xiàn)有建筑物的具有同樣周長(zhǎng)。

　　建筑物有兩層地下室，里面的多功能區(qū)包括水倉(cāng)儲(chǔ)、停車(chē)場(chǎng)、機(jī)房室、回收利用、垃圾、維護(hù)和儲(chǔ)存室。一樓是為滿足社區(qū)需要而設(shè)置的支付中心、前臺(tái)、項(xiàng)目展覽館、社區(qū)服務(wù)和歸檔區(qū)。

　　新的總部有十層，平均層高為 3.70 米，分布情況如下：從二樓到四樓是辦公室，五樓是公共區(qū)，廚房和露臺(tái)；六樓到八樓是辦公室，九樓是綜合管理辦公室，十層除了電梯維修室，還分布著多功能區(qū)和工作區(qū)。

　　新的通風(fēng)，新的體驗(yàn)

　　我們對(duì)熱量的感知遠(yuǎn)比我們想象的更加復(fù)雜。舒適標(biāo)準(zhǔn)在建筑內(nèi)定義了可接受的范圍，并隨著我們對(duì)熱感覺(jué)的了解逐步形成。對(duì)后者，大多數(shù)人可以在過(guò)冷或者過(guò)熱之時(shí)達(dá)成共識(shí)。但在中間的情況下，預(yù)測(cè)感覺(jué)及可忍受和覺(jué)得舒適的程度則更為復(fù)雜。生理、心理、文化和氣候因素存在大量的不確定性來(lái)打破這個(gè)平衡。

　　所謂目標(biāo)舒適的范圍可作為關(guān)于被動(dòng)設(shè)計(jì)對(duì)話的起始點(diǎn)或死胡同。麥德林是一個(gè)好例子：這里全年變化不大，典型的一天中，樹(shù)蔭下的溫度起伏于 18℃和 28℃ 之間。

　　在麥德林的大多數(shù)人若是被問(wèn)到，會(huì)本能反應(yīng)中高的溫度有些過(guò)熱，因此需要空調(diào)。然而，根據(jù)新的標(biāo)準(zhǔn)，只要保證充足的空氣流動(dòng)，這個(gè)溫度就很適合辦公室。

　　自然通風(fēng)的最大挑戰(zhàn)之一就是風(fēng)的頻率、方向和強(qiáng)度難以預(yù)測(cè)。在麥德林，風(fēng)向相對(duì)穩(wěn)定，但只達(dá)到一年所需的風(fēng)力的 40%。幸運(yùn)的是，在過(guò)去的十年，通過(guò)理解和整合了一種更可靠的力：浮力,而取得了進(jìn)展。此種通風(fēng)不需要風(fēng)力激活，而是通過(guò)住客的余熱、電腦和其他建筑內(nèi)部的熱收益獲得。

　　每個(gè)人都在某刻吹過(guò)氣球。我們?cè)O(shè)計(jì)我們的建筑，就是利用了這種效應(yīng)：煙囪連接所有的辦公樓層。室內(nèi)的空氣被住戶和計(jì)算機(jī)設(shè)備升溫，通過(guò)煙囪自然上升。因?yàn)闊峥諝馍仙巾敳慷鴮?dǎo)致新鮮空氣從窗口進(jìn)入建筑物內(nèi)部。

　　風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的空氣流通，新鮮空氣從兩側(cè)被推入。而浮力驅(qū)動(dòng)的通風(fēng)，新鮮的空氣取自兩側(cè)。因此他們的方式是不同的，浮力驅(qū)動(dòng)也更可靠。天熱的時(shí)候，當(dāng)建筑占用較高時(shí)，未必有足夠的風(fēng)來(lái)吹入室內(nèi)。然而，浮力驅(qū)動(dòng)的通風(fēng)不同：占用率的提高也帶動(dòng)著動(dòng)力的提高。換句話說(shuō)，浮力是一種可以在設(shè)計(jì)中得到的力量。在良好的設(shè)計(jì)里，即使沒(méi)有風(fēng)，我們也可以保持"微風(fēng)"。

　　如何確定煙囪和窗口的大小呢？如果開(kāi)口大小不對(duì)，將會(huì)缺乏空氣流動(dòng)，并且室內(nèi)會(huì)過(guò)熱。我們現(xiàn)在有遵循最重要的物理原則的簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)模型。

　　每層樓將會(huì)有三個(gè)窗口可以打開(kāi)，間隔的開(kāi)窗位置給予新鮮空氣從少污染到更安靜的建筑一隅均勻分布。我們現(xiàn)在的想法是把圖表放在每個(gè)窗口，告訴用戶他們應(yīng)該打開(kāi)多大的窗口，這取決于這層樓這一天有多少人。

　　下午，當(dāng)在樹(shù)蔭下的室外溫度可能超過(guò) 28℃要怎么辦？要處理這種情況，我們利用環(huán)境兩個(gè)方面：第一，煙囪面向西方，所以在下午，我們利用了"太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)"。

　　這將增加達(dá)三分之一的新鮮空氣速度。其次，我們使用隔熱保溫材料：目之所及的混凝土內(nèi)核在夜晚降溫，白天保持著其相對(duì)較低的溫度。這些會(huì)吸收來(lái)自住戶的熱輻射，在大部分時(shí)間里使他們感覺(jué)比外面涼爽。