伊朗Yazd(亚兹德)老城的平屋顶之上耸立着六座浅色砖砌风塔,天空万里无云。

OXO Architectes,专业领域

生物气候建筑

开始阅读

摄影:Diego Delso, delso.photo, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0,图片经缩放并转换为WebP格式,未裁切.

第01节

一种方法,而非精确科学

生物气候建筑,是让一个地方的气候代替机器来工作:朝向、阴影、热质量,以及夜里打开的那扇窗。它是一种方法,而不是一门精确科学。

我们一开始就写明这一点,因为这是我们能说的最有用的话。严肃的研究彼此矛盾。同一批住宅,在同一个夏天测量,按所选标准的不同,可以从88%过热变成71%过冷 1。而所有因素中分量最重的那一个并不在墙里:它在居住者晚上十一点的一个动作里。

这并不意味着我们一无所知。这意味着我们掌握的是一个量级而非一个数字,在这样的条件下,直觉、试验和对使用方式的敏感,都排在计算之前。计算随后到来,用来核验,有时用来说不。

本页先讲问题,再讲前人已经发现的东西,然后讲为什么这件事困难。我们的观点放在最后。

Singapour(新加坡)Boat Quay(驳船码头)后面的窄巷,立面上密密麻麻堆满了空调室外机。
Singapour(新加坡),Boat Quay(驳船码头)后巷。当代的回答,浓缩为一幅图:热量没有被消除,只是被转移到了街上。摄影:kallerna, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0,图片经缩放并转换为WebP格式,未裁切.

第02节

谈论炎热时,我们究竟在谈什么

第一个错误的常识:身体感受到的并不是空气温度。它同时感受到围护表面的辐射,也就是墙体、尤其是玻璃反射到皮肤上的热量,然后是湿度,然后是空气流动。各类标准因此采用一个复合量,即操作温度,它是空气温度与辐射温度的平均值 2:在一间大面积开窗、没有遮阳的房间里,傍晚时分它明显高于温度计的读数。因此,一间房可以「27度」而无法居住,另一间「27度」却可以忍受。

一栋办公楼的全玻璃幕墙,玻璃板映出橙红色的日出。
映出日出的全玻璃幕墙,办公楼,Québec(魁北克)。摄影:Wilfredor, Wikimedia Commons, CC0 1.0.

第二个错误的常识:存在某个阈值。法国的参考实测调查跟踪了76套集合住宅四个月,居住者每天三次申报体感 3。它给出了经验阈值:约25度为舒适,26度开始不适,28度起严重不适。它更给出了离散度:在每一个舒适等级上,80%的回答分布在约4.5度的区间内 3。在同一套住宅、同一温度下,两个人之间的差异,大于一个好项目与一个坏项目之间的差异。(CSTB 与法国社会住房联盟 Union sociale pour l'habitat,RENOPTIM 项目,2025。)

耐受度也随时间移动。这就是适应性舒适:温和的一周之后,27度显得很热;十天热浪之后,则可以忍受。法国的法规考虑了这一点,但以两种富有启发的方式加以限定:它把适应量封顶在两度,并且不在夜间适用 2。因为适应的前提是能够行动,而人在睡觉时不会行动,八十岁不再出门的人也不会。

由此得出最令人不安的一点:结果取决于标准,正如它取决于建筑。Leicester(莱斯特)的282套住宅在同一个夏天测得的数据,按固定阈值标准有88%的卧室被归为严重过热,按适应性标准却有71%被判定为不舒适地偏冷 1。(Lomas 与 Kane,2013。)任何形如「X%的住宅过热」的句子,都无法与它的标准分离。

图解8
舒适阈值随前几天温度的变化,以及所选判据的影响左图,横轴为前几天的温度,无比例,纵轴为所采用的舒适阈值,刻度从24到30度。一条黑线从前几天凉爽时的26度出发,上升到28度,然后变为水平:这是2度的适应上限。一条赭红色虚线在整个宽度上保持在26度,因为夜间不允许任何适应。右图,两组柱状图显示,同样的住宅只测量一次,却因判据不同而得出相反的结果:在Leicester(莱斯特),按静态判据88%的卧室严重过热,按适应性判据71%的卧室不舒适地寒冷;在591间英格兰卧室中,按26度阈值69%过热,按27和28度阈值则为23%。 适应性舒适曲线人们能接受什么,取决于前几天经历了什么。但适应有其极限,而且在睡眠时停止。24 °C26 °C28 °C30 °C前几天凉爽前几天炎热前几天的温度所采用的舒适阈值上限:+ 2 °C白天,7点至22点夜间,不允许适应法国规范同时说明了两点:当前几天炎热时,阈值上调,但上调绝不超过2 °C,且夜间绝不上调。因为人在睡眠中无法适应:衣着、开窗、走动都不可用。以及为什么固定阈值没有意义同样的住宅,只测量一次,用两种不同的判据解读。Leicester(莱斯特)230套住宅,2009年夏88 %卧室严重过热,CIBSE静态判据71 %卧室不舒适地寒冷,EN 15251适应性判据591间英格兰卧室,2018年夏69 %按26 °C阈值过热23 %按27和28 °C阈值过热因此,同一栋建筑是无法居住还是过于凉爽,取决于所画的那条线。判据决定结果。这是预留余量的理由,而不是放弃计算的理由:在项目建成之前,没有其他方法可以评估它。解读:可接受的温度不是人体的属性,而是其近期经历的属性。因此,刻在规范里的单一阈值不可能处处正确,而没有上限的适应性阈值在夜间也不可能正确。来源:法国生态转型部RE 2020指南,2025年5月16日版,第62至64页,逐字引用了2 °C的上限、26至28 °C的范围、7点至22点的白天时段以及夜间不适用适应。Lomas 与 Kane(2013),Building Research andInformation 41(3),关于Leicester(莱斯特)230套住宅。Lomas 与 Li(2023)关于591间卧室。横轴无比例:只有2 °C的上限和26与28 °C两个界限是有来源的数值。
可接受的温度取决于前几天的经历。法国规范承认这一点,并加以限定:绝不超过2 °C,夜间绝不适用。而同样的住宅,按不同的判据,会从严重过热变成不舒适的寒冷。 2 1

宽幅图:请水平拖动浏览。

剩下的是决定一切的问题:为什么夜晚比白天更重要。

因为夜晚是身体恢复的时候,也是建筑腾空的时候。一项关于2003年8月 Paris(巴黎)热浪的病例对照研究比较了241名死者与241名对照者:邻近区域的夜间最低温度与死亡显著相关,每相差0.41度,比值比为2.17,而昼夜平均温度则不相关 4。(Laaidi 等,2012。)关于同一次热浪的第二项研究补充了建筑上的后果:卧室位于屋顶阁楼之下,死亡风险增加四倍 5。(Vandentorren 等,2006。)

因此,夏季舒适的问题不在于下午三点很热。而在于房间夜里降不下来。

图表1
剪刀图:1980年以来法国的采暖与制冷 两条以1980年代平均值为基数100的指数曲线。采暖需求稳步下降至82。制冷需求上升至327,即起始水平的三倍以上。两条曲线像一把剪刀的两片一样张开。 剪刀图 法国,1980至2025年。采暖需求缓慢下降,而制冷需求增至三倍。 0 100 200 300 指数,基数100 = 1980至1989年平均值 1980年代的水平 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 五个夏季超出图框上沿:2003、2019、2022、2023和2025年。 采暖 -18 % 制冷 ×3.3 各年数值 10年滑动平均 解读:1980年代采暖度日为2697,最近十年为2215。制冷:22.6,后为73.8。 来源:Eurostat,nrg_chdd_a数据集,采暖与制冷度日,法国,1980至2025年(2026年5月8日更新)。
采暖需求缓慢下降,制冷需求增至三倍。两种走势,同一把尺。 6

宽幅图:请水平拖动浏览。

图表2
法国每年热浪天数,1947至2025年 逐年柱状图。1947至1988年,四十二个夏季中只有八个至少有一天热浪,大多数柱为零。从1989年起,柱几乎连续不断,三十七个夏季中有二十五个受到影响。最高的两根柱是2022年的三十三天和2025年的二十七天。 热浪不再是意外 法国本土,每年热浪天数,1947至2025年。 10 20 30 每年天数 两项纪录:2022年,33天。2025年,27天。 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2025 1947至1988年:42个夏季中8个受影响 42年间77个热浪日 1989至2025年:37个夏季中25个受影响 37年间300个热浪日 解读:1947至1976年平均每年1.8天,1996至2025年每年8.7天。短横线表示没有任何热浪的年份。 来源:Météo-France(法国气象局),全国热浪指标,法国本土,1947至2025年。
曾经十年一遇的意外,如今几乎成了年年有的季节。 7

宽幅图:请水平拖动浏览。

第03节

人类早已找到的答案

在机器出现之前,数个世纪的建造者在没有工程师、没有电力的情况下处理了这个问题。共同的线索是反直觉的:这些装置没有一个能制造冷。 它们把热量在时间上挪移,把它的振幅压平,或者在它进入之前将它拦截。风塔是其中被讲述得最错误的例子:在 Kashan(卡尚)的一座风塔上,进入的空气凌晨三点为17度,下午三点为34度,也就是室外温度 8。凉意来自地下坎儿井的水,而不是来自塔。(Hejazi 与 Hejazi,2012。)

Yazd(亚兹德)Dowlatabad(多拉特阿巴德)花园的凉亭,顶部是一座约三十米高的八角形风塔,前方为水池。
Dowlatabad(多拉特阿巴德),Yazd(亚兹德)。水池上方一座极高的风塔:进入的空气凉爽而湿润。摄影:Bernard Gagnon, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0,图片经缩放并转换为WebP格式,未裁切.
图解1
波斯风塔及其地下室的原理剖面线描竖向剖面。左侧三支绿色箭头表示吹向塔顶的主导风。塔身以阴影线表示,高出屋面,由中央隔墙分为两条风道。第1步风被捕获,第2步沿左侧风道下降,第3步到达一个称为萨尔达布的地下室,在那里掠过由坎儿井供水的水池,穿过房间,第4步经右侧风道排出。右侧一栏文字列出已发表的实测数据:无水的塔使温度变化不超过0.5度,进入的空气随室外温度在17至34度之间变化;与水池结合时,装置可节省52%的夏季能耗,但相对湿度增加14%;风速低于3米每秒时气流倒转。 风塔如何工作波斯风塔,剖面。装置在高处捕获风,将其引下,使之接触水和热质量,然后排出。萨尔达布,即底层房间,及其由坎儿井供水的水池主导风房间1捕获2下降3通过接触水和热质量来冷却4排出研究实测了什么无水的干塔进入的空气随室外温度变化:3点17 °C,15点34 °C。在所有测试的高度、风速和入射角之间,差异不超过0.5 °C。这是一台风扇,不是空调。有水池时Koweït(科威特)的一间教室,模型按实测校准:夏季能耗减少52%,76至100%的时间处于舒适。代价:相对湿度增加14%。决定一切的阈值室外风速5 m/s:风道内约1 m/s。低于3 m/s时,塔身的热量使气流倒转,装置停止工作。空气路径可触及的热质量解读:降温的不是塔,而是水。没有水池和坎儿井,风塔只是移动空气,别无其他。来源:Hejazi 与 Hejazi(2012),WIT Transactions on Ecology and the Environment 165,197-207,Kashan(卡尚)一座干式风塔的解析与热工模型。Ghadiri、Ibrahim 与 Aayani,ANZAScA会议论文,Yazd(亚兹德)一座8.5 m高塔的CFD计算;3 m/s的阈值是作者提出的经验法则,不是实测值。Saif、Wright、Khattak 与 Elfadli(2021),Buildings 11(3),100,按现场数据校准的模型。原理剖面,无比例尺。
风塔在高处捕获风,将其引下,使之接触水和热质量,然后排出。已发表的实测数据比传说要平淡:无水的塔使温度变化不超过0.5 °C。降温的是水,不是塔。 8

宽幅图:请水平拖动浏览。

穴居建筑换了一种说法:在 Meymand(梅曼德)的凿岩聚落,与室外的平均温差只有1.6度,但标准差从2.73度降到0.40度 9。让空间宜居的,是平滑,而不是降温。

突尼斯Matmata(马特马塔)的柏柏尔民居:一个从地面向下挖出的圆形院落,四周是掏挖而成的房间。
Matmata(马特马塔),突尼斯。院子是挖出来的,不是建起来的:它带来光线和空气,却不让任何立面暴露在阳光下。摄影:Bernard Gagnon, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0,图片经缩放并转换为WebP格式,未裁切.
Grenade(格拉纳达)Generalife(赫内拉利费宫)Patio de la Acequia(水渠庭院)的横向视角:中央水池,低矮植被,蓝天下的白墙。
Generalife(赫内拉利费宫),Grenade(格拉纳达)。高宽比使一部分地面整天处于阴影中。摄影:Jebulon, Wikimedia Commons, CC0 1.0.
图解2
两个不同比例的天井剖面对比两幅并排的剖面。左侧是一个宽而矮的天井,高宽比为0.5:以赭红色虚线表示的太阳光线到达院底,投影阴影只覆盖一小部分地面。右侧是一个窄而高的天井,高宽比为2.0:光线被建筑截断,阴影几乎覆盖整个地面。两个天井中,水平的绿色条带表示空气的分层,底部颜色最深、最凉;在窄院中分层明显得多。每个天井都有一棵树和一个蒸发的水池,一支向上的绿色箭头表示夜间向天空辐射散热。文字的结论是:宽院采光好而降温少,窄院则相反。 天井如何工作,以及为什么它的比例决定一切两个占地面积相同的天井,同一时刻,太阳高度45°。只有比例不同。原理剖面,无比例尺:只有阴影的作图是准确的。高 / 宽 = 0.5宽而矮的天井一半的地面受到直射高 / 宽 = 2.0窄而高的天井阳光只到达墙的上部热空气持续搅动,硬质天井白天蓄热,傍晚再释放出来。它采光好,降温少。凉而重的空气在底部积聚,植物和水池蒸发,天井夜间向天空辐射散热。它降温好,采光少。最凉的空气受晒的地面太阳光线建筑体量夜间释热解读:带来凉意的不是有天井,而是它的比例。而凉意以日光为代价:这是一种取舍,不是净收益。原理图:比例、色调和阴影均为定性表示,无比例尺。关于Cordoue(科尔多瓦)和 Séville(塞维利亚)天井的实测研究确实存在,并由公认的团队完成,但研究资料未能追溯到原始来源:因此这里不给出任何温差数字。流传的Cordoue(科尔多瓦)天井10至15 °C的数字来自一个不引用任何研究的旅游网站,故不予采用。
两个面积相同的天井,在同一时刻:只有比例不同,而比例改变了一切。窄院自我遮荫,冷空气在底部分层,靠蒸发降温并在夜间释热。它降温更好,采光更差。有天井还不够:决定一切的是它的比例。

宽幅图:请水平拖动浏览。

摩洛哥用泥土把这一点写进了整座村落。 Aït Ben Haddou(艾本哈杜)的克萨尔(ksar,设防村落)位于上阿特拉斯山与沙漠之间的 Ounila(乌尼拉)河谷,整体以生土建成:墙体用夯土,上部用土坯砖,楼板用木材。它自1987年起列入世界遗产 10。那里的气候由三件事同时处理。材料:厚墙提供热惰性,正是它把一天抹平。密度:房屋彼此相靠,巷道狭窄,局部覆顶,每一面立面都把另一面置于阴影中。朝向:村落背靠山坡、面向河谷,躲避携带沙尘的热风。在 Fès(非斯),同样的逻辑进入了住宅:传统宅院 dar 围绕一个狭窄而高耸、向天开敞的天井组织,天井留住夜间的凉气,让房子处在自己的阴影里;马什拉比亚屏风过滤阳光和目光。在我们找到的出版物中,这些建筑没有一座安装过监测仪器:这是一种在严酷气候中屹立数百年的建筑的叙述,不是一次测量。

从河床望向Aït Ben Haddou(艾本哈杜)的克萨尔:坡地上密集的土屋、塔楼、村脚的棕榈树,以及蓝天。
Aït Ben Haddou(艾本哈杜)的克萨尔,Ounila(乌尼拉)河谷,摩洛哥。生土、密集的房屋、阴影中的巷道:材料、密度和朝向共同营造了气候。摄影:Petar Milošević, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0,图片经缩放并转换为WebP格式,未裁切.
Fès(非斯)一座民居的天井:中央是橙树、喷泉和马赛克瓷砖水池,四周是贴瓷砖的墙面和拱门,院子向天空敞开。
摩洛哥Fès(非斯)老城一座民居的天井(Riad Belghazi)。窄、高、向天敞开且种有植物:房子为自己遮荫。摄影:R Prazeres, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0,图片经缩放并转换为WebP格式,未裁切.

穿孔屏,即马什拉比亚,说出了最直接有用的一点。 它装在窗前而不是窗后,在阳光穿过玻璃之前把它拦住。当代的等效物有数据可查:在双层玻璃上,外卷帘的总太阳得热系数为0.05,而同一卷帘装在室内则为0.43 11。二十厘米的位移,八倍的差距。而在能耗相同的情况下,立面上的玻璃比例从无遮阳窗的4%提高到有外屏的22%:让大面积玻璃变得可持续的是外遮阳,而不是高性能玻璃 12。(Sherif 等,2012。)

Le Caire(开罗)一面石墙上出挑的马什拉比亚:一个由车削雕花木料构成的大木箱,悬挑在门廊之上。
Al-Sadat 宅(萨达特宅),Le Caire(开罗)。马什拉比亚(mashrabiya,穿孔木屏)过滤阳光、让空气通过、遮挡视线:一个构件,四种功能。从街上看,它像一件挂在墙上的家具。摄影:Dr.EOMR, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0,图片经缩放并转换为WebP格式,未裁切.

接下来是反面的论点,而它没有商量的余地。

热惰性不是热阻。 这是本主题中最普遍的混淆。厚重的热质量并不阻挡热量:它把热量的到达在时间上摊开。法国的参考实测调查在 Isère(伊泽尔省)一座安装了监测仪器的夯土住宅上测得,室外峰值与墙内峰值之间的延迟时间为六小时,对应50厘米的墙厚:六小时,而不是到处都能读到的十到十二小时 13。这堵墙的热阻为每瓦0.29至0.87平方米开尔文,相当于两到三厘米半的矿棉 13。如今对翻新墙体的要求阈值是3.7 14:相差三到十倍。作者们自己是这样表述的:夯土墙比石墙或混凝土墙更保温,但不能称之为保温墙 13。(Heitz 等,2015。)一堵50厘米厚的奥斯曼式石墙约为0.3;一面20厘米厚的混凝土墙板约为0.10 13。这些建筑并不保温。它们只是慢。

一座大型夯土工业建筑的转角:米色夯土墙体呈水平层理,瓦屋面。
Nivolas-Vermelle(尼沃拉-韦尔梅勒),Isère(伊泽尔省)。一座夯土纺织厂:生土既不专属于简朴民居,也不专属于炎热国家。摄影:Hélène Rival, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0,图片经缩放并转换为WebP格式,未裁切.
夯土墙的近景细部:层层叠压的夯筑土层,表面可见颗粒和碎石。
材料的近观,Sermentizon(塞尔芒蒂宗)。每一层对应模板中的一道夯筑。摄影:Romary, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0,图片经缩放并转换为WebP格式,未裁切.
图解4
热惰性对热波的影响,一天内以及连续四天两幅无比例尺的原理图。左图为一天内:赭红色的室外曲线急剧上升,在15点左右达到峰值;黑色的室内曲线(重质墙体)更平缓,峰值出现得更晚。两个绿色标注指出两种效应:在两个峰值之间测得的延迟,以及在两个顶点之间测得的衰减。右图为连续四天热浪:两条曲线保持相同的差距,但平均水平逐日稳步上升:热质量继续起衰减作用,却不能阻止整体水平上升。图下方的方框回顾了2015年8月热浪期间两栋孪生住宅的参考实测:平均低2.8度,峰值低3.4度,且效果在14天内保持稳定,因为这些住宅可以夜间通风。 热惰性:热质量真正做的事它推迟峰值并削平峰值。它不制造凉意,也不降低热浪持续时所达到的高位。原理曲线,坐标轴无比例。炎热的一天0点6点12点18点24点温度延迟衰减四天热浪第1天第2天第3天第4天夜间不再降温室内外的温差保持不变。而高位随着夜温上升。室外室内,重质墙体夜间的底线实测了什么,在什么条件下两栋真实的孪生住宅,除墙体外完全相同,轻型框架对比砌体,2015年8月热浪的14天期间:2.8 °C平均更低(±0.34)3.4 °C最热时刻更低在这两栋住宅上,热质量的效果在14天内保持稳定:热质量没有饱和。但这些住宅可以夜间通风。使热质量饱和的不是热浪的持续时间,而是无法为它卸热。这是下一幅图的主题。实测相位滞后:50 cm夯土墙为6小时。来源:Kuczynski 与 Staszczuk(2020),Energy 195:116984,温带气候下两栋足尺孪生住宅的实测。Heitz、Morel、Fabbri、Soudani、Champiré 与 Meunier(2015),ENTPE-CNRS,Saint-Antoine-l'Abbaye夯土相位滞后的现场实测。研究资料不足以给出重质墙体的通用相位滞后数值:流传的10至12小时是工程上的数量级估计,不是已发表的实测值,此处不予采用。两条曲线均为原理曲线:温度轴和振幅均无比例。
热质量推迟并削平峰值。它不制造凉意:当热浪持续、夜间温度升高时,室内外的温差保持不变,但整体水平上升。参考实测:两栋真实的孪生住宅,平均低2.8 °C,峰值低3.4 °C。 15 13

宽幅图:请水平拖动浏览。

而且这些技术是在它们自己的气候和生活方式中奏效的。 关于穿孔屏的研究声明了自己的适用范围,北纬14度至40度之间 12:Paris 在北纬48.85度。Paris 的平均风速为每秒3.2米 16,刚好达到风塔的运行门槛 17,而我们的热浪属于反气旋型,多半风很小。最后,这些装置以一栋整天有人居住的房子为前提,有人在恰当的时刻开窗。因此,信息不是「回到乡土建筑」,而是:筛选出2050年的物理学仍然认可的那些。

第04节

自以为解决了问题的那个世纪

二十世纪发明了现代的太阳控制工具。它是先犯了错才发明出来的,而这是本页最有教益的故事。

奠基性的失败。 1933年,Le Corbusier(勒·柯布西耶)与 Pierre Jeanneret 设计的救世军 Cité de Refuge(庇护城)在 Paris 开放:一栋完全密闭的建筑,没有一扇可开启的窗。空气本应由机器制造,藏在一面南向双层玻璃立面之后,玻璃夹层中流动着经处理的空气,这就是与工程师 Gustave Lyon 共同研发的「中和墙」。因为缺钱,这套装置从未建成:建筑得到的是单层玻璃和普通供暖,同时保留了密不透风的表皮。一千多平方米朝正南的玻璃,没有开启扇,没有遮阳。1935年起,一项司法判决要求在四十天内为每间卧室开一扇窗。1944年玻璃被炸弹毁坏之后,Le Corbusier 亲自在新窗前设置了遮阳板 181920

这个教训今天一字不差地适用:气密性、太阳得热和通风构成一个系统,抽掉其中一项,另外两项就变成缺陷。九十年后,这正是高性能建筑过热的机制。也说说我们不知道的:关于这栋建筑,从未发表过任何实测温度。

由此诞生的发明。 遮阳板正是从这里产生的:用按纬度和朝向计算的几何形状,在阳光穿过玻璃之前把它拦住。1933年的 Alger(阿尔及尔),1936年的 Rio(里约),Marseille(马赛),然后是 Chandigarh(昌迪加尔) 2122。在 Rio,由 Lúcio Costa 率领、有 Oscar Niemeyer 与 Affonso Reidy 参与的巴西建筑师走得更远:他们让叶片可以转动,通过齿轮和配重手动操作 2324

Rio de Janeiro(里约热内卢)Palacio Gustavo Capanema(卡帕内马宫)北立面:纤维水泥水平叶片组成的网格贯穿整栋建筑的高度。
Palacio Gustavo Capanema(卡帕内马宫),Rio de Janeiro(里约热内卢),北立面及其可调节的纤维水泥遮阳板。摄影:Imagens AMB, Wikimedia Commons, 公有领域.

这些建筑后来学到的东西。 固定叶片只在一种朝向和一个纬度上是最优的,在太阳低而平射的东面和西面则表现平庸:这正是 Paris 最难处理的情形,傍晚时分要给一扇通高窗洞遮阴,需要近四米的出挑 25。此外,厚重的混凝土叶片必须在背面通风,否则它会储存白天的热量,在傍晚重新辐射出来。在 Chandigarh,如今可以看到空调机装在那些凉廊里,而遮阳板本应让它们变得多余 26

Chandigarh(昌迪加尔)高等法院:巨大的混凝土门廊庇护着立面,前方是漆成绿、红、黄三色的三根墩柱。
Pendjab(旁遮普)与 Haryana(哈里亚纳)邦高等法院,Chandigarh(昌迪加尔),Le Corbusier(勒·柯布西耶),遮阳板。摄影:Aleksandr Zykov, Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.0,图片经缩放并转换为WebP格式,未裁切.
Chandigarh(昌迪加尔)议会大厦全景:长长的混凝土门廊,巨大的弧形雨篷和截锥形塔楼,前方是水池。
议会大厦(Vidhan Sabha),Chandigarh(昌迪加尔),Le Corbusier(勒·柯布西耶),全景。摄影:duncid, Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.0,图片经缩放并转换为WebP格式,未裁切.
图解3
同一出挑在三种太阳位置下的比较三幅并排的相同竖向剖面,每幅都有一个1.04米的出挑,位于2.20米高的窗洞之上。左图,南向,6月21日正午,太阳高度64.6度,光线沿立面掠过,窗洞完全处于阴影中,即100%。中图,南向,12月21日正午,太阳高度仅17.5度,光线从出挑下方穿过,只有15%的窗洞仍在阴影中:冬季的阳光进入房间,这正是所期望的效果。右图,西向,6月21日18点,剖面角降至35.8度,光线几乎迎面而来,只有34%的窗洞被遮蔽;需要3.05米的出挑才能全部遮住。 出挑能做什么,不能做什么同样1.04 m的出挑,同样2.20 m的窗洞,Paris(巴黎,48.85° N),夏令时18点,即世界时16点。这个出挑正是在夏至正午使南向窗洞完全处于阴影中的那一个。南向,6月21日,正午光线几乎垂直而来。64,6°1.04 m100 %的窗洞处于阴影中出挑恰好足够。光线沿立面掠过。南向,12月21日,正午同一个出挑,六个月后。17,5°1.04 m15 %的窗洞处于阴影中冬季的阳光从下方穿过,进入房间5.9 m。这是有意为之:出挑无需调节就能区分季节。西向,6月21日,18点光线几乎迎面而来。35,8°1.04 m34 %的窗洞处于阴影中阳光进入2.0 m。需要3.05 m的出挑才能全部遮住,19点则需4.50 m。手法失效了。阴影中的窗洞受晒的窗洞太阳光线建筑体量解读:水平出挑从上方遮荫。在南面它自动区分季节,而在西面的傍晚几乎无能为力。Paris(巴黎)的太阳几何,48.85° N,NOAA公式。三个参考出挑深度,南向夏至正午1.04 m、西向18点3.05 m、19点4.50 m,均针对2.20 m高的窗洞,是本研究依据官方数据自行计算的结果,而非已发表的成果。此处显示的窗洞遮蔽比例由此通过简单的几何作图得出,三幅图采用同一比例。
同样1.04 m的出挑,在夏至正午使南向窗洞全部处于阴影中,六个月后让85%的冬季阳光进入,而在西向18点几乎无能为力。水平出挑从上方遮荫:它无需调节就能区分季节,但当阳光迎面而来时便失效。 25

宽幅图:请水平拖动浏览。

而 Rio 的活动叶片把一个设计问题变成了五十年的维护问题:2014年启动的修复记录了机械的锈蚀和多块板片的脱落,并修复了约一千一百套窗组 23。一件不再被操作的活动遮阳,就变成了一件朝向错误的固定遮阳:这是正常的失效模式,不是例外。因此,正确的问题不是「它管不管用」,而是「三十年后由谁来维护,用什么预算」。

更令人不安的是:Hassan Fathy(哈桑·法赛)1946年至1952年在埃及建造的村庄 New Gourna(新古尔纳),在热工上是正确的、经济的、广受赞誉的。它却长期基本无人居住 2728。人可以在物理上正确,却在人的问题上出错。

Louxor(卢克索)New Gourna(新古尔纳)清真寺:抹着浅色灰泥的生土砖体量,低矮的拱顶、穹顶和粗壮的宣礼塔。
New Gourna(新古尔纳)清真寺,Louxor(卢克索),Hassan Fathy(哈桑·法蒂),土砖拱顶与穹顶。摄影:Marc Ryckaert, Wikimedia Commons, CC BY 3.0,图片经缩放并转换为WebP格式,未裁切.

还有一个必须直面的事实。 这里提到的建筑没有一座拥有已发表的热工测量:Cité de Refuge 没有,Chandigarh 没有,Rio 没有,New Gourna 也没有。生物气候建筑的历史是一部意图与叙述的历史,极少是一部数据的历史。这不是对这些建筑师的责备:这正是为什么严肃的态度不在于模仿他们,而在于测量自己所做的事。

第05节

为什么这不是一门精确科学

这是我们本不愿写、却最有用的部分。

保温对夏季的影响远比人们以为的小。 现有最大规模的研究模拟了576 000种建筑变体,以分离每个参数的权重。墙体性能只解释了过热时长方差的3.5%和过热严重程度方差的2.9%:最坏情况下也不到5%。朝向、遮阳、通风和使用方式占据了绝对主导。作者补充说,他们几乎没有发现增加保温会加剧过热的迹象,除非开窗变得不可能 29。(Fosas 等,2018。)

其他实测调查说的几乎相反,而且同样严肃。 在按英国住宅存量加权的616间起居室和591间卧室的测量中,卧室过热的发生率从阁楼保温层不足150毫米时的17.9%降到超过150毫米时的8.1%:在这里,保温被测得具有保护作用 30。(为英国能源部所做的研究,2024。)

图解6
同一重质墙体先外保温后内保温,水平剖面两幅并排的墙体水平剖面,同样的两层材料,顺序相反。左图为外保温:以小圆点表示的保温层在室外一侧,带阴影线的重质墙体在房间一侧;一支从房间出发的绿色箭头到达热质量。右图为内保温:重质墙体在室外一侧,保温层在房间一侧;从房间出发的箭头为赭红色,在保温层处被一条线挡住。左图的结论是热质量在工作,右图的结论是热质量被隔绝。剖面下方的方框给出真实的数量级:在配对的测试住宅上最多2度的差异,但一旦两栋住宅都夜间通风、白天遮蔽,卧室没有任何差异,起居室约1度。结论是内保温不是禁令,而是余量的损失。 内保温切断了通向热质量的通道同样的重质墙体,同样的保温材料。只有层的顺序不同,而它决定了房间能触及什么。原理水平剖面。外保温保温层重质墙体室外房间热量房间触及热质量热质量在工作内保温重质墙体保温层室外房间热量它止步于保温层热质量被隔绝重质墙体,即热质量保温层房间与热质量之间的换热室外热量现在看真实的数量级,因为它改变结论+ 2 °C室内温度最多相差此值,在配对的测试住宅上。没有卧室没有差异,起居室约1 °C,只要两栋住宅都夜间通风、白天遮蔽。因此这不是禁令,而是余量的损失。实心墙的内保温剥夺了住宅的一道被动安全保障,而在夜间通风不再可能的那一天,住宅将需要它。Londres(伦敦)实测的最热住宅画像集齐了三点:顶层、单卧室、内保温。来源:Taylor、McLeod、Petrou、Hopfe、Mavrogianni、Castaño-Rosa、Pelsmakers 与 Lomas(2023),Building and Environment 234:110154,报告了配对测试住宅,并得出结论:最强的升温来自没有补偿通风的气密性,而非保温。DESNZ 2024综述:阁楼保温150 mm及以上的过热率为8.1%,低于此值为17.9%,这不允许对保温做全盘指控。Pathan、Mavrogianni、Summerfield、Oreszczyn 与 Davies(2017),Energy and Buildings,关于Londres(伦敦)样本中最热的住宅。原理剖面:所绘厚度不按比例。
同样的墙,同样的保温材料,顺序相反:外保温时房间能触及热质量,内保温时则止步于保温层。实测差异不大,最多2 °C,而且一旦夜间通风、白天遮蔽,差异几乎完全消失。这不是禁令,而是余量的损失。 31

宽幅图:请水平拖动浏览。

还必须看看是谁署名。 最有利于热惰性的那项参考研究,是一项为期一百年的生命周期评价,对象是一栋英国住宅的四种建造重量版本,从木框架到重型混凝土。较重的版本在起点多花费至多15%的建造碳,但在整个周期上少至多17%,因为它们推迟了安装空调的那一年 32。这篇文章发表在同行评审期刊上,方法明确,而它由英国水泥协会和混凝土推广机构联合署名。这不使它变得错误,但迫使人去读它的假设:这项收益的前提是每小时六次换气,通过每当房间过热且室外空气更凉时就开窗来获得 32。一个完美的居住者,每一个夜晚,持续一百年。现场实测说,这样的居住者并不存在。(Hacker 等,2008。)

在碳的问题上,数据来源的选择比建造方式的选择更重要。 对同一栋建筑,木结构与混凝土结构之间的差距,随所采用的清单数据而剧烈变化。比较了各案例研究的国际专家组毫不含糊地表述:木结构建筑的结果,会因是否计入材料中储存的碳而受到显著影响 33。(国际能源署,EBC 计划,附件57。)

这一切都不说明我们一无所知。它说明的是,数值不确定,而排序稳固:从一项研究到另一项研究,排在前面的总是同样几个杠杆,朝向、玻璃的比例与位置、遮阳、夜间通风的能力,以及使用方式。附在每一项上的数字变动很大;它们的顺序,几乎不变。一门年轻的科学在摸索,这很正常,也不是什么都不做的借口:在一个稳固的层级之上,完全可以很好地设计。但这是一个理由,让我们永远不要把计算结果与真理混为一谈。

图表3
出挑的太阳几何:同样的遮阳檐在南面和西面 同一扇2.20米高窗的两幅竖向剖面,上方是同样1.04米的水平出挑。南向,6月21日太阳正午,太阳高度65度,光线沿立面掠过,窗洞完全处于阴影中。西向,同一天18点,太阳高度36度,光线从出挑下方穿过,66%的窗洞处于全日照,一块日光斑深入房间。底部的一把标尺比较了遮蔽整个窗洞所需的出挑深度:南向1.04米,西向18点3.06米,19点4.52米,20点7.24米,对比房间5.50米的进深。 同样的出挑,朝向不同,价值就不同 Paris(巴黎),48.85° N。窗洞高2.20 m,过梁处的水平出挑1.04 m,6月21日。 南立面 6月21日,太阳正午。太阳高度65°。 光线沿立面掠过。 65° 1.04 m 窗洞完全 在阴影中 12月21日,太阳高度18°: 它从出挑下方穿过 并加热房间。 西立面 6月21日,18点。太阳高度36°。 光线迎面直射。 36° 同样的1.04 m 66%的窗洞 处于全日照 日光斑深入房间 3 m。 室内 室外 在一年中的同一时刻,遮蔽整个窗洞所需的出挑深度 南向,太阳正午 1.04 m 西向,18点 3.06 m 西向,19点 4.52 m 西向,20点 7.24 m 房间进深 5.50 m 解读:在西面,水平出挑不再是一种工具。那里需要竖向或活动遮阳。 来源:用NOAA公式为Paris(巴黎)计算的太阳几何,剖面角。房间进深取自OXO参考案例。
核心一图:同一个建筑手法在南面能防护,在西面却失效。 25

宽幅图:请水平拖动浏览。

图表4
Paris(巴黎)各朝向的辐照量:阳光的数量,以及它到来的时刻 第一部分:四根竖向柱给出Paris(巴黎)垂直面上7月的辐照量。东向3.32,西向3.25,南向3.04,北向1.62千瓦时每平方米每天。南向接收的比东向和西向都少。第二部分:同样是5月至9月的得热,按每小时的室外温度加权,以南向为基数100的指数。西南向从101升至130,西向从91升至118,而东向从92跌至41,东南向从104跌至64。 重要的不是阳光的数量,而是它到来的时刻 A. 7月各立面接收的辐照 千瓦时每m²每天,垂直面,Paris(巴黎)。 3,32 3,25 西 3,04 1,62 南向接收的 比东向和西向都少。 按总量看,朝向 似乎几乎无关紧要。 B. 同样的得热,按同一时刻的室外热度加权 指数,基数100 = 南向,5月至9月累计。 0 50 100 参考:南向 西南 101 130 西 91 118 100 100 东南 104 64 92 41 41 28 总量 西向37%的夏季得热集中在18点至22点之间,此时建筑已经饱和。 东向60%的得热在正午之前,此时天气还凉爽。 解读:圆圈表示总量,箭头指向按每小时室外温度加权后的数值。 来源:OXO基于PVGIS SARAH-2数据的逐时重建,Paris(巴黎)48.857 N 2.352 E,2011至2020年。
阳光的数量说明不了什么。它到来的时刻才说明一切。 34

宽幅图:请水平拖动浏览。

第06节

计算看不见的那一部分

一个夜里不开窗的居住者,会让最好的项目归零。这不是一句套话:这是每一次实测调查最先发现的东西。

数量级并不为人熟知。卫生通风,也就是那种持续运转、从不被人注意的通风,每小时更换约半个房间容积的空气 35。要排出一间房白天储存的热量,需要每小时六到十次 3536,也就是十二到二十倍:不是虚掩一条缝,而是整夜大开的窗,最好开在两个相对的立面上。而这要以立面的全部隔声为代价:一扇打开的窗不再是立面,在一条热闹的街上,晚上十一点,没有人会开窗。再加上低楼层的安全问题,以及睡前关窗的习惯。

图解5
热质量被表示为一个蓄热池,在两种夜间情景下两个并排绘制的蓄热池,在三天内被注满。左图,夜间仍能降温:赭红色箭头把白天的热量倒入,蓄热池下方的绿色箭头表示夜间排放,水位每天早晨都回落到同一低点。右图,夜间不再降温:同样的热量输入,但阀门被打上叉,水位逐日上升,几乎注满整个蓄热池。图下方列出三个无法开窗的平常理由:噪声、安全和夜间过热。一个从0到110度小时每夜的刻度表显示Paris(巴黎)的夜间降温潜力:1961至1990年观测值为96,排出得热所需的实用阈值为80,本世纪末的预测值为48。 为什么热惰性只有在能夜间通风时才有用热质量是一个蓄热池。白天把它注满,夜间必须把它排空。原理水位,无比例。夜间仍能降温白天的热量阀门打开:蓄热池每晚排空。第1天第2天第3天夜间不再降温白天的热量阀门保持关闭:蓄热池不再排空。第1天第2天第3天不开窗的三个理由噪声。法规本身也承认这一点:RE2020设立外部约束类别,正是因为噪声使人无法在夜间开窗。安全。临街的低位窗扇夜间不会打开。夜间过热。这是结构性的极限,而且可以量化。Paris(巴黎)的夏夜还剩下什么夜间降温潜力,单位:°C.h 每夜0255075100阈值:8096481961至1990年观测平均值为每夜96 °C.h,2071至2100年预测值为48。要在8小时内以每小时6次换气排出50 W/m²,大约需要80。而一旦夜间最低温达到22.25 °C,这一潜力便降为零。来源:Artmann、Gyalistras、Manz 与 Heiselberg(2008),Building Research and Information 36(2):111-128,ECA观测数据和30组区域气候模式,A2情景;作者自己也把80 °C.h的阈值称为粗略指标。Kuczynski、Staszczuk、Gortych 与 Stryjski(2021),Building and Environment 205:108126:单靠热惰性白天降低3.7 K,夜间仅1.2 K;单靠夜间通风白天降低1.5 K,夜间5.9 K;两者结合则为4.7 K和4.6 K。RE 2020指南关于外部约束类别。蓄热池的水位为定性表示,无比例;只有刻度表有数值。
热质量是一个蓄热池:白天把它注满,夜间必须把它排空。如果阀门因噪声、安全或夜间过热而保持关闭,水位就会一天天上升。Paris(巴黎)的夜间降温潜力曾为每晚96 °C.h,所需约为80,而预测值为48。 36

宽幅图:请水平拖动浏览。

测量在这一点上很严厉。跟踪76套住宅四个月的法国实测调查白纸黑字地得出结论:没有直接观察到穿堂式住宅的过热风险更低,也没有观察到装有活动外遮阳的住宅风险更低 3。两种情况下原因相同:是居住者的操作决定了效果。热浪期间,只有20%的日子对应理想的热管理行为,而约30%的居住者完全不改变自己的习惯 3

最清晰的结果来自比利时。在跟踪了一整年的23栋高保温住宅中,无论有无遮阳、遮阳在室内还是室外、建造类型如何,都没有出现显著差异。只有一个变量凸显出来,并且效应很大:夜间开窗 37。(Dartevelle 等,2023。)

冬季给出了这种效应的数量级。Dijon(第戎)宣称为正能源建筑的 Elithis 塔楼的首份评估显示,光伏兑现了96%的承诺,而能耗是预测值的三倍 38。失控的项目是供暖,因为设定温度从20度提高到22度而增至三倍,20度被认为不舒适 38。两度的人为取舍,比整栋建筑的全部工程学分量更重。

因此,自然通风的误用,是对实际测得的不舒适影响最大的因素。决定性的问题不是热工的,而是建筑的:是什么让一个人,在七月,晚上十一点,在一条真实的街道上,想要开窗?

答案在平面的决策之中。卧室在哪里。有没有第二个立面,它朝向种了树的院子,还是朝向大道。有没有一种关着也能通风的窗板。能不能在不被看见、不被听见、不感到害怕的情况下开窗。

建筑就在这里决出胜负,而不是在电子表格里。

第07节

四栋建筑,坦率地说

一家有作品交付的事务所,是一家懂得取舍的事务所。只发表典范案例,那就是发表一本宣传册。因此我们取四栋:四种气候,四种功能,四个几乎没有共同点的回答。如果生物气候建筑是一份配方,这些建筑会彼此相似。它们并不相似,其中两栋含有主动制冷,我们不打算隐瞒。对每一栋,我们说出装置、它产生的效果,以及没有它就什么也产生不了的那个条件。没有条件的装置不是解释,而是推销话术。其中三栋,L'Arbre Blanc(白树)、BEM(共享教学楼)和 Cité de l'Innovation(创新城),环境工程由环境联合设计方 Atelier Franck Boutté 负责 394041

ART'CHIPEL,Marseille(马赛)

24 000平方米的住宅,2017年至2024年间与 Nexity 共同开发,已交付 42住宅没有空调 42 这是本页最具承诺性的断言,只有当我们说明它靠什么支撑时,它才成立。

先是场地,然后才是平面。 地块原本长满树木,其品质从一开始就被纳入考虑,作为项目的一项既定条件,而不是一个需要清除的约束:保留健康的树木,保护已经存在的生物多样性,然后把体量安放在空隙中,也就是林间空地里 43。可以把它读作一项景观决定;它首先是一项热工决定,也是项目的第一项决定:它确定了阴影落在哪里、空气从哪里穿过、每一面立面看到什么、接收到什么。它在草图阶段做出,之后再也无法挽回。

然后,在玻璃之前拦住阳光。 遮阳设在室外,其密度随朝向变化 43。南立面、东立面和西立面接收的阳光不同,时刻不同,角度也不同;给它们同样的屏,至少错了两次。本页已经提醒过:固定叶片只在一种朝向上是最优的,装在玻璃前的遮阳与同样的遮阳装在玻璃后,效果的数量级不同。正是它让大面积玻璃变得可持续。

从保留的树林看ART'CHIPEL:树干和树叶占据整个前景,建筑的各层透过白色和棕色的穿孔金属屏板显现,屏板上垂挂着植物。
ART'CHIPEL,Marseille(马赛)。图片:OXO Architectes。

再是阳台,它不只是阳台。 占面积30%的阳台使立面得到了良好的保护 43。这样规模的出挑是严格意义上的遮阳,也是多出来的一个房间,在一年中室内不那么宜人的时候可以使用。

然后是通风,这是困难的部分。 天井和公寓的多朝向使每套公寓都能自然通风 43:每套住宅都有不止一个立面,以及一个不局限于街道的进风口。但本页在这一点上曾很严厉:法国的参考实测调查并未观察到穿堂式住宅过热更少 3,因为穿堂只有在有人开窗时才有用。项目于是把装置的一部分挪到了不再需要人为动作的地方:大厅是敞开的 43 空气在那里持续流动,通风是连续的,傍晚建筑借助密史脱拉风降温 43。这给了它真正的夜生活,而这是装置起作用的最好迹象:人们夜里在室外。

剖面
通风流线原理图片:OXO Architectes。
原理剖面
Art'Chipel,Marseille(马赛),两种模式下的原理剖面:白天与夜间 两幅并排放置的相同竖向剖面,线描,比例取自项目题为《通风流线原理》的原理剖面。场地为林地:左侧和右侧各保留一片树林,几乎与建筑同高,建筑位于两片树林之间的林间空地上。地面左低右高。建筑由两翼组成,宽度相近,中间围合出一个几乎与一翼同宽的中央天井,向天空敞开,种有一棵树,下方是两层停车场。左翼在低处地面以上有六层,右翼在高处地面以上有五层;实心楼板与朝向天井的错层交替,凉廊跨两层,以遮阳板封闭。在天井花园的层面,门厅两侧敞开。每户住宅一面朝向外立面,另一面朝向天井。 左图题为“白天,防护”:太阳的轨迹以弧线画在建筑上方,带有两个太阳。靠近弧顶的正午高太阳向天井投下一道赭红色虚线光线,被树挡住;一道平行的光线被右翼凉廊的边缘截断,其窗洞处于以深色平涂表示的投影阴影中。左侧傍晚的低太阳向左立面投来几乎迎面的光线:它从出挑下方穿过,只被一道明显更密的遮阳挡住。右立面(称为南立面)的遮阳为疏排叶片,左立面(称为西立面)的为密排叶片。一支绿色箭头穿过敞开的门厅指向天井,小箭头从花园升起,一支大箭头在天井中上升并从屋顶上方排出。 右图题为“夜间,敞开”:太阳已不在。遮阳被收起,缩为每个凉廊顶部的一个盒子,其原有位置以点线表示。三支绿色箭头表示从西北方穿过树林而来的密史脱拉风。空气从迎风立面进入,在高层、中间层和门厅,穿过住宅,进入天井,上升,从屋顶上方和对面立面排出,穿过右翼的住宅。短小的赭红色箭头从带阴影线的楼板和顶棚出发,汇入气流:这是白天储存在热质量中的热量被吹扫带走。 两幅剖面下方的横幅提醒:正确的使用和立面的防护是良好运行的必要条件。此图为未标注尺寸的示意图,比例取自项目剖面。图中唯一标注的数字是阳台的占比,即面积的百分之三十。 Art'Chipel,Marseille(马赛):建筑如何度过夏天 夏季舒适分两步走。白天,防护。夜间,敞开,让密史脱拉风穿堂而过。 比例取自项目的原理剖面(OXO文件《通风流线原理》);示意图未标注尺寸。 白天,防护 树木、凉廊和滤屏挡住辐射。 而门厅和天井从不关闭。 正午,太阳从高处来 傍晚, 太阳迎面而来 正午光线 天井,向天敞开 敞开的门厅 停车场 西立面 南立面 1 2 3 4 5 1 健康的树木得以保留,现有的生物多样性受到保护。 建筑体量安置在空隙中,在林间空地上。 2 南立面,右侧:正午的太阳从高处而来,凉廊的 出挑将其截断。疏排叶片滤屏足矣。 3 西立面,左侧:傍晚的太阳几乎迎面而来, 从出挑下方穿过。这里需要明显更密的滤屏。 4 阳台,占面积的30%,以凉廊形式位于每个立面前: 其楼板把阴影投在窗洞上,傍晚人们在此生活。 5 敞开的门厅和天井从不关闭:空气从天井 种有植物的花园升起,在两翼之间,直到屋顶之上。 夜间,敞开 遮阳收起,窗洞打开,密史脱拉风穿堂而过。 吹扫带走白天留在热质量中的热量。 密史脱拉风, 来自西北 天井,向天敞开 敞开的门厅 停车场 迎风立面 背风立面 6 7 8 9 6 来自西北的密史脱拉风从迎风立面进入。 遮阳收起,窗洞大开。 7 每户住宅都是穿堂式、多朝向的:空气从一侧 进入,从天井和另一侧立面排出。没有任何滞留。 8 吹扫排出热质量在白天 储存的热量。正因如此,第二天才能在凉爽中重新开始。 9 凉廊和门厅重新变得凉爽宜人:正是这一点 使真正的夜间生活成为可能。 正确的使用和立面的防护是良好运行的必要条件。 如果住户白天不遮蔽、夜间不开窗,这套装置就无法奏效。在这里,使用比计算更重要。 空气路径 热量与太阳辐射 建筑体量 投在立面上的阴影 保留的树木 疏排叶片滤屏,南立面 密排叶片滤屏,西立面 点线:收起的遮阳

如何阅读这幅剖面图

整个论证由同一栋建筑的两幅图构成。左图为白天模式:辐射在进入之前就被挡住,靠的是保留的 树木、阳台的挑出,以及密度随朝向变化的滤屏。右图为夜间模式:一切敞开,密史脱拉风从 迎风立面进入,穿过每一户住宅,再从天井和对面立面排出,带走热质量白天储存的热量。

  • 一片林地,建筑落在空隙中。 健康的原有树木得以保留,现有的生物多样性受到保护; 建筑体量安置在林间空地上。
  • 两种滤屏,两种密度。 南面,正午的太阳从高处而来,沿墙面掠过:疏排叶片滤屏 足矣。西面,傍晚的太阳几乎迎面而来,从出挑下方穿过,只有密排叶片滤屏才挡得住。
  • 阳台,占面积的30%。 它们挑出于立面之前,把阴影投在立面上。到了傍晚,它们又成为 生活的场所。
  • 天井与多朝向。 每户住宅面向两处不同的空气:正因如此才能自然通风,而不依赖单一 立面。
  • 敞开的门厅。 它们从不关闭:空气在建筑内持续流动,从地面直到屋顶之上。
  • 密史脱拉风。 傍晚的凉意正来自于它。夜间的吹扫为热质量卸热,使真正的 夜间生活成为可能。

条件,就写在图中 正确的使用和立面的防护是良好运行的必要条件。如果住户白天不遮蔽、夜间不开窗,这套装置就 无法奏效。在这栋建筑上,和在其他建筑上一样,使用比计算更重要。

  • 比例取自项目的原理剖面(OXO文件《通风流线原理》) 43;示意图未标注尺寸。层数、天井 相对于两翼的宽度、凉廊进深、停车场、地形坡度和树木高度均依据该文件;未由此推算任何尺寸。 图中唯一标注的数字是阳台的占比,即面积的30%。
  • 图中的两个立面被拉近以便比较滤屏;它们不一定位于同一剖切面上。
  • 每个立面都在其最受考验的时刻被描绘:南立面在正午,西立面在傍晚。因此左图中的两个太阳 并非同时出现。
  • 图纸并不表示实测性能:它表示的是建筑按设计所遵循的运行原理。

宽幅图:请水平拖动浏览。

还有条件,它不是页脚里的保留意见。 良好的使用和立面的保护是正常运行所必需的 43。一个在大白天让遮阳收起、或者从不开窗的居住者,会让为他建造的东西的一部分归零。我们努力让正确的动作变得容易而愉快,而不是让它变得多余:没有人知道怎么造一栋不需要居住者的建筑。

L'Arbre Blanc,Montpellier(蒙彼利埃)

一座113套住宅的塔楼,10 000 m²,2200万欧元(不含税),2014年起设计,2019年交付 3944

那里的住宅装有空调 44 我们宁愿写明,也不愿让人自己发现。建筑标示的性能就是当时适用的热工法规的性能,仅此而已 39。这个项目不证明可以不用机器,把它说成那样是不诚实的。

它真正的气候品质在别处,而且富有教益。 悬挑不只保护它们所属的那套住宅:它们彼此自遮挡,在阳光到达窗洞之前把它过滤 44。辐射在室外被拦截,在穿过玻璃、被困在房间里之前。参与项目的工程师不把它们描述为阳台,而是真正的环境界面:被动地为建筑提供服务的空间,「尺度非凡的室外延伸」 39。工作明确围绕阳台类室外空间的生物气候贡献展开,从环境中汲取以提高效率,用他的话说,「以更少的努力和更低的成本」 39

从 Lez(莱兹)河岸看 L'Arbre Blanc(白树):一座白色塔楼,每层都向四面八方悬挑出深阳台,各层楼板把阴影投在下层之上;塔楼倒映在水中。
L'Arbre Blanc(白树),Montpellier(蒙彼利埃),从 Lez(莱兹)河望去。图片:OXO Architectes。
从 L'Arbre Blanc(白树)的一个阳台望出:上层阳台的白色叶片遮阳板层层叠在露台上方,Montpellier(蒙彼利埃)城一直延伸到地平线。
L'Arbre Blanc(白树),从一个阳台望去:上层的阳台及其叶片为下层遮荫。图片:OXO Architectes。

这是与 Marseille 相同的元素,却不是相同的行当。在 ART'CHIPEL,室外首先用来让空气流动;在这里,它用来拦截阳光并把生活挪出去。手法相似,理由不同:正因如此,配方并不存在。

坦率地说,教训只有一句话:夏季舒适是在室外、在进门之前赢得的。 一年中很长时间把生活挪到阳台上,胜过什么都不做,也胜过任何前面没有阴影的高性能玻璃。但这与不用空调不是一回事。条件也正在于此:这些面积只有在真正被居住时才兑现承诺。一个最终沦为储物间的室外延伸,又变回了一块普通的遮阳板。它仍然遮阴,这并非无足轻重,但一半的收益已经消失。

Bâtiment d'Enseignements Mutualisés(共享教学楼),Saclay(萨克雷)高地,Palaiseau(帕莱索)

9 142 m² 建筑面积,2350万欧元(不含税),源自2014年的竞赛,2023年交付 40。七所高等专业学院在此共用教室 4045。功能与前两栋毫无关系:高密度、间歇性的使用,由课程表决定,而且没有人住在那里。

装置是一面自己呼吸的立面。 电动开启扇按时刻和季节开合 45。通风是自然的:它为大厅的大体量换气和降温,从而避免使用空调 40。而且大厅充当教室的热缓冲 40:教室不直接面向室外,而是面向一个已经被调和过的空间。工程师谈到一种「随季节变化的孔隙度」,以及一种不再以一条线、而是「在厚实、模糊、变动的边界中」区分的内外关系 40

Saclay(萨克雷)建筑的门厅:一个由带状天窗照亮的白色大空间,树木直接种在地面上,一部楼梯和几座悬空的天桥,右侧是直接面向这个空间的教室。
Bâtiment d'Enseignements Mutualisés(共享教学楼),Saclay(萨克雷)高地,Palaiseau(帕莱索)。图片:OXO Architectes。

有一点值得与本页关于舒适的论述联系起来。室外环境被转译为体感温度,接近前文定义的操作温度,而不是空气温度 40。这是与身体实际接收到的东西相对应的量,包括围护表面的辐射和空气流动,也是适应所针对的量。在这样一栋建筑里按空气温度设计,等于在优化一个没有人感受到的数字。

这里的条件属于另一种性质,而且很严肃。 住宅向居住者要求的东西,这栋建筑向一台机器和一份维护合同要求。我们在前文看到过一件不再有人操作的活动遮阳会变成什么:一件朝向错误的固定遮阳。电动开启扇带来同样的问题,还多了一个易损件。一次调错的控制,一个跳过的维护季,建筑就会把自己关上,而在七月之前没有人会察觉。正确的问题不是它在交付时是否管用。而是三十年后由谁来维护,用什么预算。

Cité de l'Innovation(创新城),Sorbonne Université(索邦大学),Jussieu,Paris(巴黎)

15 711 m²,2011年启动,正在进行中,由 BIG 领衔、OXO 参与的团队负责 4146。密集的 Paris 场地,科研功能,内部得热高:既不是前三栋的气候,也不是它们的约束。

建筑在核心处被掏空。 这个空洞把光线引入体量中心,并创造出一个微气候区域,一块由形式而非机器制造的气候 41由此得到的中庭随季节承担两种相反的职能。 冬天,它充当缓冲,减少面向它的内立面的热损失。夏天,其底部的开启通过自然通风排出内部负荷,并辅以夜间强化通风 41。这正是本页描述过的那一对:夜里卸掉白天存下的东西。

从地面看 Cité de l'Innovation(创新城)的中庭:中央空腔的壁面从两侧斜向上升,光线从中间的缝隙落下,楼梯和天桥跨越空腔,底层种有树木。
Cité de l'Innovation(创新城),Sorbonne Université(索邦大学),Jussieu,Paris(巴黎)。图片:OXO Architectes。

整份材料中最珍贵的事实在别处,它关乎光。 在这一栋建筑里,工程师区分了三种自然采光需求。高需求,在采光自主率确实能减少人工照明的地方,也就是日光取代能源的地方。受限需求,在屏幕眩光和夏季舒适要求相反的地方,因为那里的内部得热已经很高,每多一道光线都是一份需要排出的负荷。低需求,在其他地方,就这么简单 41

因此,更多的光并不更好:这取决于用途。 一项标准规定一个最低值,处处相同,而一个仅满足它的项目会在一个房间制造舒适、在下一个房间制造不适。在这里,三种不同的取值共存于同一栋建筑,每一种都由那里发生的事情来证明。这是最清晰的证明:生物气候建筑不是标准的堆砌,电子表格把要求相加,项目则在它们之间取舍,而取舍要求知道人们在房间里做什么。

为了保持诚实必须说的。 项目也包含主动制冷:被动装置减少需求,但不消除它 41。结构是混凝土的,部分采用了低碳混凝土 41,这是一项改进,而不是一份豁免。而夜间强化通风所依赖的资源正随气候减少,如本页前文所写。最后,建筑尚未完工:我们在这里描述的是一个设计,而不是一栋被居住过的建筑。

这四栋建筑证明了什么,还有什么有待测量

四栋中没有一栋做过为期一年的实测调查。 在法国这不是惯例:交付,不测量,而在一整个季节里为一个项目安装监测仪器的机会,还没有给到我们。我们正在努力改变这一点。

不过,我们有住在那里的人的反馈。 在 L'Arbre Blanc,居民反映能源账单比普通住宅减少约30% 47。在 ART'CHIPEL,装置在运行:住宅不用空调度过夏天,除了上一次大热浪的几天,在某些白天没有放下遮阳的公寓里 47。这一字不差,正是剖面图中写下的条件:良好的使用和立面的保护是正常运行所必需的。

这些反馈是申报性的,不是测量,我们也如此呈现。它们说明原则成立,以及在什么条件下成立。我们也说出了这些建筑中哪一栋装有空调,什么取决于居住者,什么取决于维护。下一步是一个安装了监测仪器、跟踪一整个季节的项目,而我们希望成为发表它的人。

第08节

认证标签没有说的

一个认证标签证明一个项目在某项计算中跨过了一个阈值。这是有用的:它强制使用一种共同语言,迫使人写下自己的假设。但它说的是计算通过了,而不是建筑会做到;它说的是所选标准得到了遵守,而我们已经看到,标准决定了结果。

测量证实了这一点。在提供了整整一年实际能耗的121栋美国认证建筑中,超过一半与自己的预测偏差超过25%,两个方向都有 48;而一项把每栋建筑与一栋同类普通建筑配对的再分析,没有发现所追求的性能等级与实测能耗之间存在任何统计上显著的关系 49。在实践中,以标签为目标的项目最后总会拿到它:团队了解标准,为标准而设计,而审核是在文件上进行的。这不是欺诈,这是行政阈值的正常运作方式,但它很难区分被认真思考过的项目与被优化过的项目。我们既不以此为论据,也不以此为责难:我们只是指出,在那里找不到居住者唯一关心的那个问题的答案,即七月里他在家中是否安好。

第09节

我们的做法

我们先读场地,再动笔。逐小时的太阳轨迹、主导风向、噪声、邻居投下的阴影,还有算不出来的东西:七月里人们已经在哪里的树荫下落座,街道在夜里是什么样子。

然后我们凭直觉画图。一位在地块上待过一天的建筑师,在任何计算之前就知道好房间在哪里、哪一面立面难处理。这种知识不是感觉,而是案例的积累。我们从这里出发,因为计算只回答被问到的问题:它永远不会告诉你卧室应该在另一边,它只会告诉你卧室在这一边的结果。

接着我们试验,我们出错。挪动房间,加深阳台,翻转平面;许多尝试一无所获,有些则改变一切。产生项目的是试验,不是优化。计算在最后到来,用来核验,有时用来说不。从不反过来。

这个顺序有一个简单的理由:真正重要的决定全都在草图阶段做出,而且在那时是免费的。朝向、房间进深、玻璃的比例与位置、穿堂的可能性、遮阳放在玻璃前而不是玻璃后。三个月后,它们代价高昂;三年后,它们再也无法挽回。

图解7
同一决策的五条后果轴,被三个方案穿过五条水平轴上下叠放,每条对应一种后果:夏季舒适、冬季采暖、日光、碳排放和噪声。每条轴有自己的单位,从左侧最不利到右侧最有利。三条折线纵向穿过它们,每条对应一个方案:小窗洞为绿色,中窗洞为灰色虚线,大窗洞为赭红色。小窗洞在夏季舒适、碳排放和噪声上领先,但在冬季采暖和日光上垫底;大窗洞恰好相反;中窗洞处处居中。因此各线在轴间相互交叉,说明没有任何方案优于其他方案。右侧一栏给出五条轴中四条的现有数值依据,并明确指出碳排放轴在本研究中未量化,这是一个空缺,不是零。 一个决策的多重层面:扩大还是缩小窗洞一个决策,五种后果,五种不同的单位。三个方案中没有一个处处领先。定性位置,坐标轴无比例:意义在于线的交叉,而不是它们的高度。小窗洞中窗洞大窗洞夏季舒适需排出的太阳得热白色不透光外遮阳帘可避免95%的得热。同样的织物放在室内则放进43%。冬季采暖免费的太阳得热,南向夜间关闭的窗板可使Uw为1.8的双层玻璃改善12.6至31.0%。日光采光自主率遮阳帘放下至75°:采光系数从11%降到1%,自主率从89%降到31%的时间。碳排放玻璃与窗框本研究未量化。这是空缺,不是零:这条轴存在,而且重要。噪声夜间开窗的能力受限保留RE2020设立其外部约束类别,是因为噪声使人无法夜间开窗。解读:三条线相互交叉。因此不存在最优的窗洞:只存在被选择的窗洞,以及一个承担其所牺牲之物的项目。而只要改动其他任何因素,整幅图就会移动:在外部屏障的保护下,窗洞可以在能耗相同的情况下从立面的4%扩大到22%。因此被优化的不是窗洞,而是支撑它的整个系统。数值依据来源:BBSA,Guidance Note S-7A,第2版,2016年5月,规范性数值,文件本身称其仅为指示性。ES-SO(2012)关于夜间关闭窗板的冬季增益。Reinhart(2004),Solar Energy 77(1):15-28,关于日光。Arafa、Sherif 与El-Zafarany,Energy and Buildings(2012),关于玻璃比例从4%到22%的变化。RE 2020指南关于外部约束类别。点在轴上的位置为定性表示,无任何比例:它们只用于表明各线相互交叉。
扩大窗洞改善采光和冬季得热,却恶化夏季舒适、碳排放和夜间开窗的能力。三条线相互交叉:没有一条处处领先。好的建筑选择自己的取舍,而不是把所有选项都打勾。

宽幅图:请水平拖动浏览。

最后一点,它有违我们的利益:我们不是我们所推荐的那个解决方案的供应商。在真实项目上,法规计算必须辅以基于未来气候文件的动态热模拟。那是工程咨询机构的工作,不是我们的。

第10节

一个用来比较、而非用来优化的工具

下面你会看到一个模拟器。它放在本页的末尾,这是有意的:在理解问题之前,它毫无用处。它模拟 Paris 一套住宅中暴露最严重的那个房间,单一立面,没有空调,通过对一个真实季节逐小时的热平衡来计算 50。它没有任何法规效力,不做任何尺寸设计,也不模拟你的建筑:它比较草图阶段的决策,并显示哪一项分量更重。

模拟一个完美的建筑是一件微妙的事,工具自己也这么说。把所有滑块推到最有利于热工的一端:你得到一间玻璃最少、窗板紧闭、极其沉重、整夜敞开的房间。这种配置在指标上获胜,在其他一切上落败。它以光线、碳和分贝为代价,而且没有人想住在里面。这不是一个项目目标。 好的项目不会勾选所有选项,它选择勾选哪些。

OXO工具 50。单区逐时模型,PVGIS SARAH-2气象数据 34,Paris(巴黎);NOAA太阳几何 51,遮阳角依据Olgyay 52 与Szokolay 53。不具备法规效力。 在新标签页中打开

第11节

研究的局限

展开8项局限
  1. 热惰性不是保温。五十厘米的泥土相当于两到三厘米半的矿棉,并把峰值延迟六小时 13。有用,但不是一回事。
  2. 我们数字的数值是不确定的,只有它们的排序是稳固的。在2011至2020这十年中最凉与最热的夏天之间,同一栋建筑计算出的不舒适相差23倍,而我们的校准假设使数值在减38%到加55%之间移动 50
  3. 我们的模拟器没有经过外部工程咨询机构的认证。它的太阳几何已对照欧洲官方数据验证 5034。它的热工模型没有。
  4. 我们的遮阳数值来自销售该产品的行业,而且是计算值,不是实测值 11我们没有找到任何独立的现场测量。这是我们这份材料中最严重的弱点。
  5. 2050年之后,仅靠围护结构将不再足够。ADEME 根据一项针对 Paris 和 Nîmes(尼姆)多种建筑类型的研究计划写下了这一点 54。而夜间的资源正在减少:Paris 的夜间冷却潜力从每夜96度小时降到本世纪末预计的48,而所需约为80 36
  6. 植物不能治理过热,但用得好,它是一道有效的屏障。在温带气候中实测的绿化立面,对距墙五十厘米处的空气影响为减1.2度到加0.1度,两米之外则毫无影响 55。相反,窗洞前的一棵树或一架藤,在辐射到达墙体之前就把它拦住:我们正是这样使用植物的,为了阴影、水和生命。
  7. 生物气候建筑不能消除对冷的需求。它推迟它、减少它、让它更可靠。在 Paris 都会区,一项耦合模型显示,一组组合起来的适应措施可以把潜在的空调能耗减少约60% 56
  8. 这番思考不是绝对真理:绝对真理并不存在。它是一种方法,带着自己的偏见。如果存在一个真理,所有人都会应用它。我们有相互印证的测量,有我们言明的局限,还有一种我们捍卫的工作方式。

第12节

词汇表

本页的技术词汇,用日常语言解释,按拼音顺序排列。每条定义遵循本页对该词的用法,当术语出现在模拟器中时,也会指向模拟器。

展开词汇表,59个术语
2050年情景(Climadiag,TRACC)

计算所用的气候,今天或2050年。模拟器通过给每一小时加上2.3 °C 来模拟2050年,这是 Climadiag(Météo-France)在 TRACC,即国家参考升温轨迹下给出的 Paris(巴黎)数值。这是简化,因为升温也会拉长热浪。

ASHRAE,晴空模型

美国供暖与空调工程师协会。其「晴空」模型给出无云日的太阳强度。模拟器只用它来给各小时加权,以寻找6月21日的最优遮阳。

DH-OXO

模拟器自有的指标,以度小时计。它把五月到九月房间超过舒适阈值的逐小时偏差相加。它受 RE2020 的 DH 启发但算法不同,没有任何法规效力。350和1 250 °C.h 两个基准来自 RE2020,用于把握数量级。

RE2020

法国新建建筑的环境法规。针对夏季,它在约定气象和使用时段上计算不舒适度小时数,即 DH。低于350 °C.h 无需处理,高于1 250则不合规(当噪声或气候使夜间无法开窗时放宽至1 850)。

Wh/m²,kWh/m²

一瓦时,即一瓦持续一小时;一千瓦时,即一千个瓦时。按每平方米计。模拟器以 Wh/m² 显示26 °C 以上储存的热量,以 kWh/m² 显示夏季维持26 °C 所需排出的热量,通过热泵约需其四分之一的电力。

保温(围护结构、外保温、内保温、被动房水平)

围护结构分隔室内与室外;为它保温会双向减缓热量。外保温时,热质量仍然可用;内保温时(「内衬」,模拟器中的「全内衬」),热质量被隔绝。「被动房水平」是最高等级,夏季排热更少。

比值比(病例对照研究)

病例对照研究把受影响的人(2003年热浪的241名死者)与幸免的相似者作比较。比值比量化这种关联:0.41度对应2.17,即夜间最低温度每升高0.41度,死亡的几率乘以2.17。

标准差,方差

标准差衡量围绕平均值的离散程度。在 Meymand(梅曼德),平均值只比室外低1.6度,但标准差从2.73度降到0.40度。方差是它的平方。「只解释3.5%方差」的墙体,分量很轻。

玻璃比例(净玻璃面积、洞口面积)

立面上玻璃所占的份额。模拟器计净玻璃面积(仅玻璃),建筑师计洞口面积,后者是前者的1.4倍。RE2020 要求洞口面积达到居住面积的六分之一,对应滑块约30%的下限,低于此值夏季更好,但不可建。

不舒适夜

裁决的单位。只要22点到7点(UTC)之间有一小时超过阈值,即夜间26 °C,这一夜就被计入。本页更偏爱这个数字而非度小时:人感受到的是夜晚,不是一个总和。按数量分为不舒适、难以忍受、无法居住。

参照建筑

模拟器中持续存在的比较基准,以灰色显示。即今天的常规建筑,采用你的朝向、城市环境和地平线,每项草图决策都取常规设置。它单独分离出你自己选择的效果。在初始设置下,你就在它上面。

操作温度(体感温度)

身体感受到空气,也感受到围护表面的辐射,尤其是玻璃。操作温度是空气与表面温度的平均值;傍晚大面积开窗的房间,它高于温度计。Saclay 的「体感温度」还加入了空气流动。

朝向(方位角)

立面面向何处。模拟器用方位角来度量,即正南与立面法线之间的夹角,向西为正。它由地块决定。七月,南面接收的比东面和西面少,但西面在傍晚接收,而那时建筑已经饱和。

城市热岛

城市相对于周边乡村多出来的热量,尤以夜间为甚。模拟器通过「城市环境」滑块加入它:普通城区夜间高1.5 °C,Paris 密集而硬质的城区高2.5 °C。植物白天遮阴,却减缓夜间冷却。

出挑(遮阳檐、悬挑)

立面上窗洞上方凸出的一切。遮阳檐是通俗的说法。悬挑指无支撑地向前伸出。它从上方遮阴:在南面挡住夏季的高太阳,放过冬季的低太阳,对西面平射的太阳几乎无能为力。

穿堂式

穿堂式住宅在两个相对的立面或两种不同的空气环境上都有窗。这就是穿堂通风,夜间最有效,可达每小时10次(模拟器)。前提仍是开窗:法国的参考实测调查并未发现它们过热更少。

传热系数(U值)

一面围护构件让热量通过的能力,单位 W/m²·K;越低越保温。模拟器中,Paris 未翻新墙体1.60,常规新建墙体0.25,被动房墙体0.12。对窗而言为 Uw,双层玻璃1.4至1.8。热阻的倒数。

窗板(遮闭)

从室外关闭窗洞的实心板,是最有效的遮阳,在玻璃之前。遮闭,指白天关上窗板或卷帘;模拟器保持其关闭。尚待找到的是关着也能通风的窗板,以便夜里在不被看见的情况下开窗。

窗洞

墙上为窗或落地窗留出的开口,「通高」指从地面到天花板。过梁是它的上部,窗框是承载玻璃的框架,开启扇是可以打开的部分。「电动开启扇」(Saclay)由控制系统自行开启。

单区模型、1R1C、计算引擎

单区,即房间只有一个温度。1R1C,一个电阻(围护结构和通风的漏热)加一个电容(热质量),处于「自由运行」(既无供暖也无空调)。「计算引擎」就是这个程序;「由引擎保持关闭」的窗板,是由计算保持关闭的。

导热系数(λ)

字母 λ 表示材料的导热能力,即一米厚度在一度温差下通过的热量(W/m·K)。λ 越小,材料越保温,模拟器中保温材料为0.035,图中绘出的厚度由所选传热系数推得。

得热(太阳直射、散射、内部)

进入房间或在房间内产生的热量。直射,是太阳光线。散射,来自天空和邻近表面。内部(「内热负荷」),来自居住者、电器、照明,每平方米3.2瓦(模拟器)。「被拦截的直射能量」是遮阳所挡下的部分。

动态热模拟(工程咨询机构、未来气候文件)

对建筑每个区域按真实几何和使用方式逐小时的计算,是工程咨询机构的工作。本页建议用它在未来气候文件(未来气候的气象数据)上复核法规计算。模拟器不是动态热模拟,它只算一个房间。

度小时(°C.h,K.h)

一个同时累计幅度和时长的单位。超过阈值一度持续一小时计为一,超过三度持续两小时计为六。°C.h 与 K.h 等价(相差一开尔文即相差一度)。须与图1的度日区分,后者按日累计。

风塔(Badgir),坎儿井(qanat)

伊朗的风塔捕捉风并把它引向下方。它只移动空气而不使之降温:空气以室外温度进入,凌晨三点17度,下午三点34度。凉意来自坎儿井(地下水渠)的水。

过热

温度持续超过居住者所能忍受的住宅,尤其在夜间。「X%的住宅过热」取决于标准。测量把它与使用方式、朝向、玻璃和遮阳联系起来,而与墙体保温关系很小。

夯土(生土)

在模板中夯实的生土。Isère(伊泽尔省)那栋安装了监测仪器的住宅墙厚50厘米:延迟六小时,热阻相当于两到三厘米半的矿棉。它比石材或混凝土更保温,但仍然只是慢,而不是保温。

换气次数(次/小时),卫生通风

以每小时房间容积数计的空气流量(1次/小时,即一小时内空气更换一遍)。持续运行的卫生通风约为半次;排出白天的热量需要六到十次。模拟器取无夜间开窗时1.5次/小时,穿堂通风的夜间最高10次。

建造碳,生命周期评价

为制造、运输和安装一栋建筑所排放的二氧化碳。生命周期评价再加上一百年的运行阶段。结果取决于材料数据以及木材中的碳是否计入,各研究之间相差5%到50%。

凉廊(Loggia)

缩进建筑内部的阳台,有顶,两侧封闭,仅一面开敞。它上方的楼板形成出挑,为窗洞遮阴。在 ART'CHIPEL,凉廊装有叶片滤屏,傍晚充当室外房间;在 Chandigarh(昌迪加尔),装的是空调机。

马什拉比亚(Moucharabieh,穿孔屏)

老开罗窗前凸出的镂空木屏。它在阳光到达玻璃之前把它挡住,让空气通过,遮挡视线。正文称「穿孔屏」,照片称「马什拉比亚」,是同一物件。当代的等效物是外卷帘或外遮阳板。

密史脱拉风(Mistral)

沿罗讷河谷南下直至 Marseille(马赛)的西北风,强劲而干燥。在 ART'CHIPEL,它夜间从迎风立面进入,穿过住宅,从天井排出,带走热质量储存的热量。它在傍晚降温。

剖面、平面、草图

剖面显示垂直切开的建筑,「原理剖面」是不标尺寸的示意图。平面从上方显示建筑,在模拟器中是两片叶片之间的一个开间。草图是第一个阶段,其决策(朝向、进深、玻璃)之后再也无法挽回。

剖面角

剖面上太阳光线的角度,综合了太阳高度角和相对于立面的方向。正午在南面很大,出挑能挡住它;傍晚在西面很小,出挑就不再管用。模拟器由此推算出挑的阴影。

气象文件(PVGIS,SARAH-2,Trappes)

逐小时的温度和日照。模拟器使用 Paris 的气象数据(PVGIS,卫星数据库 SARAH-2),2016年5月至9月,即2011至2020年各夏季的中位年份,不含热岛。法规采用一份以距 Paris 25公里的 Trappes 为基准的约定文件。

热惰性

厚重建筑减缓温度变化的能力。不是保温。五十厘米的泥土相当于两到三厘米半的矿棉,却把峰值延迟六小时。没有夜间通风来清空热质量,蓄热池就会装满。

热工最优可能

把所有滑块推到最有利于热工的一端所得的模拟器结果:玻璃降到法规最低,窗板关闭,极重,整夜敞开。它标出的是余量,不是目标:这间房要付出光线、碳和分贝的代价。表格中称为「可达最优」。

热容

使房间升高一度所需的热量,按每平方米计(kJ/m²·K)。热容越大,房间反应越慢。模拟器沿用 ISO 13790 的五个等级,从轻型框架的80到石材或泥土的370。

热质量

房间中厚重的材料。它储存白天的热量,并须在夜里释放。「房间热质量」滑块调节热惰性。从极轻到极重,无夜间通风时不舒适减半,穿堂通风时减少20倍以上。

热阻

传热系数的倒数,单位 m²·K/W:越大越保温。50厘米厚的夯土墙为0.29至0.87,奥斯曼式石墙约0.3,20厘米厚的混凝土墙板约0.10;翻新墙体必须达到3.7。

认证标签

一个认证标签或认证证明一个项目按文件满足了某个机构的标准。本页不点名任何一个,既不作证据,也不作责难。认证标签说的是计算通过了,而不是建筑会做到。

日光斑

直射光线在房间内照亮的区域。在模拟器的剖面中,它由太阳几何得出,被出挑或窗板切断,被叶片分割,被卷帘过滤。「进深」是阳光射入的距离。

日照遮挡,投影阴影

从窗户望去遮住一部分天空和太阳的一切:楼房、树木、出挑。投影阴影是一个物体投在另一个物体上、或投在自己身上(「自遮挡」)的阴影。模拟器逐小时计算窗洞上的阴影,不是图形效果。

生物气候建筑

让气候代替机器工作:朝向、阴影、热质量、风、夜里打开的窗。它不制造冷。它在热量进入之前拦截它,把它摊开,并在室外条件允许时把它排出。一种方法,而非精确科学。

实测调查

用传感器记录一栋真实建筑的实际表现:一个季节的温度、能耗。「安装了监测仪器」的建筑即配备了这些设备,「使用后评估」在入住之后进行。OXO 的四栋建筑没有一栋有已发表的实测调查。

视野遮挡

从正面看竖向叶片遮住窗户的份额。叶片越闭合,遮阳越好,遮挡也越多。模拟器把它以百分比显示在热工收益旁边,因为视野是有代价的。外窗板遮住一切。

适应性舒适

可忍受的温度取决于前几天:温和的一周之后,27度显得很热;十天热浪之后,则可以忍受。标准为 EN 15251,后为 EN 16798-1。法国规则把它封顶在两度并排除夜间,人在睡觉时不会行动。

舒适阈值(固定、适应性、滑动平均)

超过它一小时即算不舒适的温度,可以固定,也可以是适应性的(炎热之后上调)。模拟器遵循 RE2020 指南:夜间26 °C,白天按室外滑动平均在26至28 °C 之间,斜坡为重建所得。按阈值不同,同一批住宅88%过热,或71%过冷。

太阳得热系数

经由有遮阳的窗进入的太阳能量份额,从0到1。模拟器中,裸玻璃0.65,内卷帘0.45,窗板或外卷帘0.12:在室外,卷帘把热量挡回去;在室内,热量已经穿过了玻璃。这些是规范值(CSTB),不是实测值。

太阳几何(NOAA、Olgyay、Szokolay、Hay-Davies)

太阳的位置以及障碍物投下的阴影。模拟器使用 NOAA 的方程,已对照 PVGIS 验证。阴影角依据 Olgyay(1957)和 Szokolay(2004),Hay-Davies 模型分配散射光。几何已验证,热工模型没有。

太阳正午与世界时

太阳到达最高点的时刻。在 Paris,既不是12点也不是14点;模拟器会显示它。世界时(UTC)是气象文件的时间,夏季比手表慢两小时:模拟器中的16点,就是18点。

天井(庭院、中庭、缓冲空间)

向天开敞的内院。狭窄而高耸,它给自己遮阴,并在夜里卸热;宽阔而低矮,它采光更好,降温更少。中庭是有顶的庭院,是介于室外与房间之间既不供暖也不制冷的缓冲空间。

延迟,衰减

厚重墙体的延迟(相位滞后)是室外热峰与室内热峰之间的时间差,50厘米夯土实测为六小时,而非十到十二小时。衰减(平滑)减小振幅,室内升降都更小。两者都不制造冷。

夜间通风(强化通风、排热、吹扫、free-cooling)

在更凉的夜里大开门窗,排出热质量储存的热量。也称强化通风、排热、吹扫、free-cooling。Paris 每夜的冷却潜力在本世纪末从96降到48度小时,而所需为80。模拟器按一条简单规则开窗,这是一个脆弱的假设,因为它取决于人。

遮阳(外遮阳、内遮阳、活动、固定)

在阳光进入房间之前把它挡住的东西。外遮阳,热量留在室外;内遮阳,玻璃已经被穿过,二十厘米的差别是八倍。活动遮阳(卷帘、窗板)依赖一个动作,无人操作时就变成朝向错误的固定遮阳。固定遮阳(出挑、叶片),只在一种朝向上好用。

遮阳板(叶片、滤屏)

立面前的一道屏,在阳光到达玻璃之前把它挡住,叶片固定或可转动。在模拟器中为竖向、薄片、间距一米、朝向南方。ART'CHIPEL 的剖面图把同一装置称为「滤屏」。遮阳檐,即水平遮阳板。

遮阳最优解

出挑、叶片及其角度的初始设置。在6月21日晴空条件下拦截固定比例直射阳光的最小组合(先短出挑,再短叶片,再开大角度)。没有这个准则,最好的遮阳就会是完全关闭的叶片。

自然采光(采光自主率、采光系数)

采光自主率是无需开灯、日光即已足够的小时数占比。采光系数比较阴天下室内与室外的照度。两者都随遮阳关闭而下降,放下的卷帘可使采光系数从11%跌到1%。

自然通风

不用风扇让空气流动,依靠风以及室内外温差,热空气上升并从高处逸出。它需要位置恰当的开口,而且常常需要一个人去打开它们。它的误用对实测不舒适的影响最大。

第13节

参考文献

展开56条参考文献
  1. Lomas, K.J. 与 Kane, T., Summertime temperatures and thermal comfort in UK homes, Building Research & Information 41(3), 259-280, 2013. 类型:实测。链接:https://doi.org/10.1080/09613218.2013.757886
  2. Ministère de la Transition écologique(法国生态转型部),Guide RE 2020,2025年5月16日版本,第62至64页。类型:规范。链接:https://rt-re-batiment.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/guide_re_2020_16mai2025.pdf
  3. CSTB 与 Union sociale pour l'habitat, Confort thermique d'été : campagne de mesure en logement collectif, été 2023, RENOPTIM 项目(PROFEEL 计划),2025. 类型:实测。链接:https://www.proreno.fr/documents/mesure-in-situ-du-confort-dete
  4. Laaidi, K., Zeghnoun, A., Dousset, B., Bretin, P., Vandentorren, S., Giraudet, E. 与 Beaudeau, P., The Impact of Heat Islands on Mortality in Paris during the August 2003 Heat Wave, Environmental Health Perspectives 120(2), 2012. 类型:实测(病例对照流行病学研究)。链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3279432/
  5. Vandentorren, S., Bretin, P., Zeghnoun, A. et al., August 2003 heat wave in France: risk factors for death of elderly people living at home, European Journal of Public Health 16(6), 583-591, 2006. 类型:实测(病例对照流行病学研究)。链接:https://doi.org/10.1093/eurpub/ckl063
  6. Eurostat,各国供暖与制冷度日,数据集 nrg_chdd_a,法国,1980至2025年,2026年5月8日更新。类型:实测(基于观测温度计算的指标)。链接:https://ec.europa.eu/eurostat/databrowser/view/nrg_chdd_a
  7. Météo-France,全国热浪指标,法国本土,1947至2025年年度序列。类型:实测。链接:https://meteofrance.com/le-changement-climatique/quel-climat-futur/changement-climatique-quel-impact-sur-les-vagues-de
  8. Hejazi, M. 与 Hejazi, B., Cooling performance of Persian wind towers, WIT Transactions on Ecology and The Environment 165, 197-207, 2012. 类型:模拟。链接:https://doi.org/10.2495/ARC120181
  9. Mangeli, M., Aram, F. 与 Abouei, R., Energy consumption and thermal comfort of rock-cut and modern buildings, Heliyon 10(14), e34217, 2024. 类型:实测。链接:https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e34217
  10. UNESCO 世界遗产中心,Ksar d'Aït-Ben-Haddou,1987年列入的遗产。类型:史实。链接:https://whc.unesco.org/fr/list/444/
  11. British Blind and Shutter Association (BBSA), Guidance Note S-7A: Solar Energy Transmittance (g), Issue 2,按 EN 13363-1 方法计算的数值,2016. 类型:模拟(行业发布的规范计算,无现场测量)。
  12. Sherif, A., El-Zafarany, A. 与 Arafa, R., External perforated window Solar Screens: The effect of screen depth and perforation ratio on energy performance in extreme desert environments, Energy and Buildings, 2012,及 Arafa, R. 的相关学位论文,American University in Cairo. 类型:模拟。链接:https://fount.aucegypt.edu/retro_etds/2632
  13. Heitz, P., Morel, J.-C., Fabbri, A., Soudani, L., Champiré, F. 与 Meunier, N., L'isolation du pisé : pertinence et principes, TransLettre Construction Terre, LGCB-LTDS (ENTPE-CNRS), 2015. 类型:实测。链接:http://construction-pise.fr/IMG/pdf/pise_hygrothermique_.pdf
  14. Ministère de la Transition écologique,Certificats d'économies d'énergie(能源节约证书),操作单 BAR-EN-102「Isolation des murs」,自2025年1月1日起适用的版本。类型:规范。链接:https://www.ecologie.gouv.fr/sites/default/files/documents/BAR-EN-102%20vA65-4%20%C3%A0%20compter%20du%2001-01-2025_0.pdf
  15. Kuczyński, T. 与 Staszczuk, A., Experimental study of the influence of thermal mass on thermal comfort and cooling energy demand in residential buildings, Energy 195, 116984, 2020. 类型:实测。链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360544220300918
  16. Météo-France 与 Egis-Elioth, Le climat parisien et son évolution aux horizons 2025 et 2050,研究报告 v1,2019年4月19日,Paris-Montsouris 气象站,1981至2010年气候平均值,2019. 类型:实测(气候平均值),模拟(预测)。
  17. Ghadiri, M.H., Ibrahim, N.L. 与 Aayani, R., The Effect of Wind catcher Geometry on the Indoor Thermal Behavior, ANZAScA 会议论文集,日期未核实。类型:模拟(CFD);3 m/s 的门槛是作者设定的经验规则,不是测量。链接:https://anzasca.net/wp-content/uploads/2014/08/23P12.pdf
  18. Fondation Le Corbusier,作品说明 Armée du Salut, Cité de Refuge, Paris, 1929-1933. 类型:史实。链接:https://www.fondationlecorbusier.fr/oeuvre-architecture/realisations-armee-du-salut-cite-de-refuge-paris-france-1929-1933/
  19. Diaz, L. 与 Southall, R., Le Corbusier's Cité de Refuge: historical and technological performance of the air exacte, Le Corbusier, 50 years later 会议论文集,Universitat Politècnica de València, 2015. 类型:史实。链接:https://doi.org/10.4995/LC2015.2015.796
  20. Docomomo France,Cité de Refuge de l'Armée du Salut 条目。类型:史实。链接:https://www.docomomo.fr/batiment/cite-de-refuge-de-larmee-du-salut
  21. Gardinetti, M., El brise-soleil en la obra de Le Corbusier, Tecnne, 2025. 类型:史实。链接:https://tecnne.com/arquitectura/brise-soleil-le-corbusier/
  22. Siret, D., L'illusion du brise-soleil par Le Corbusier, Cerisy 研讨会,2002. 类型:史实。链接:https://shs.hal.science/halshs-00580040
  23. ArchDaily Brasil,据 IPHAN 关于 Palácio Gustavo Capanema(Rio de Janeiro)立面修复的公报,2018. 类型:史实(修复时记录的保存状况)。链接:https://www.archdaily.com/pt/902355/icone-do-modernismo-palacio-gustavo-capanema-tem-fachadas-restauradas
  24. Wikipédia,Gustavo Capanema Palace 条目,2026年9月查阅。类型:史实。链接:https://en.wikipedia.org/wiki/Gustavo_Capanema_Palace
  25. OXO Architectes,用 NOAA 方程为 Paris(北纬48.85°)所做的太阳几何计算:各朝向的出挑深度及各立面的逐小时辐照,生物气候页面材料,2026. 类型:模拟(本材料自有的计算,并如此呈现)。
  26. SOS Brutalism,Secrétariat de Chandigarh 条目。类型:史实。链接:https://www.sosbrutalism.org/cms/15889875
  27. Shalaby, A. 与 Mostafa Ahmed, M., The Restoration of New Gourna: Safeguarding the Legacy of Hassan Fathy, Journal of Traditional Building, Architecture and Urbanism 5, 154-175, 2024. 类型:史实。链接:https://doi.org/10.51303/jtbau.vi5.752
  28. UNESCO, Safeguarding Hassan Fathy's architectural legacy in New Gourna. 类型:史实。链接:https://www.unesco.org/en/articles/safeguarding-hassan-fathys-architectural-legacy-new-gourna
  29. Fosas, D., Coley, D.A., Natarajan, S. et al., Mitigation versus adaptation: Does insulating dwellings increase overheating risk?, Building and Environment 143, 740-759, 2018. 类型:模拟。链接:https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2018.07.033
  30. Li, M.(Loughborough University)为 Department for Energy Security and Net Zero 所作,The effect of energy efficiency measures on summertime overheating in English homes,2024年4月,2024年10月发表。类型:实测。链接:https://assets.publishing.service.gov.uk/media/6723ab6cc3b359df505655a0/energy-follow-up-survey-prevalence-frequency-intensity-of-analysis.pdf
  31. Taylor, J., McLeod, R., Petrou, G., Hopfe, C., Mavrogianni, A., Castaño-Rosa, R., Pelsmakers, S. 与 Lomas, K., Ten questions concerning residential overheating in Central and Northern Europe, Building and Environment 234, 110154, 2023. 类型:实测(配对测试住宅,由文献综述报告)。链接:https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2023.110154
  32. Hacker, J.N., De Saulles, T.P., Minson, A.J. 与 Holmes, M.J., Embodied and operational carbon dioxide emissions from housing: A case study on the effects of thermal mass and climate change, Energy and Buildings 40(3), 375-384, 2008. 类型:模拟(百年生命周期评价)。链接:https://www.concretecentre.com/TCC/media/TCCMediaLibrary/Products/Embodied-and-Operational-CO2-Emissions-from-Housing-Energy-and-Building.pdf
  33. 国际能源署(IEA),EBC 计划,Annex 57, Evaluation of Embodied Energy and CO2eq for Building Construction: Overview of Annex 57 Results,Yokoo, N. 与 Yokoyama, K. 编,2016年9月。类型:计算(80项案例研究的生命周期评价)。链接:https://www.iea-ebc.org/Data/publications/EBC_Annex_57_Results_Overview.pdf
  34. 欧盟委员会联合研究中心(JRC),PVGIS 5.2,SARAH-2 数据库,2011至2020年逐小时序列,位置 48.857 N / 2.352 E(Paris)。类型:实测(卫星来源的辐射;温度来自再分析)。链接:https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/
  35. AdaptaVille (Agence Parisienne du Climat, Ville de Paris, ADEME), Utiliser la surventilation pour rafraîchir un bâtiment : ventilation naturelle, mécanique, tours à vent. 类型:技术指南。链接:https://www.adaptaville.fr/free-cooling
  36. Artmann, N., Gyalistras, D., Manz, H. 与 Heiselberg, P., Impact of climate warming on passive night cooling potential, Building Research & Information 36(2), 111-128, 2008. 类型:模拟(基于1961至1990年实测数据和30个区域气候模式)。
  37. Dartevelle, O., van Moeseke, G., Masy, G., Mlecnik, E. 与 Altomonte, S., On the effectiveness of passive controls for summer thermal comfort in highly insulated dwellings, Building Research & Information 52(3), 311-331, 2023. 类型:实测。链接:https://doi.org/10.1080/09613218.2023.2238852
  38. Macqueron, G., Premier bilan de la tour à énergie positive Elithis : peut mieux faire, Futura-Sciences, 2010. 类型:实测(首份年度评估,由业主发布)。链接:https://www.futura-sciences.com/maison/actualites/maison-premier-bilan-tour-energie-positive-elithis-peut-mieux-faire-23567/
  39. Atelier Franck Boutté,项目页 L'Arbre blanc, Montpellier. 类型:叙述(环境工程师的设计描述)。链接:https://www.franck-boutte.com/fr/entries/larbre-blanc
  40. Atelier Franck Boutté,项目页 Bâtiment d'Enseignement Mutualisé (BEM X), Saclay. 类型:叙述(环境工程师的设计描述)。链接:https://www.franck-boutte.com/fr/entries/bem-x-saclay
  41. Atelier Franck Boutté,项目页 Cité de l'Innovation, Sorbonne Université, Paris. 类型:叙述(环境工程师的设计描述)。链接:https://www.franck-boutte.com/fr/entries/cite-de-linnovation-sorbonne-universite
  42. OXO Architectes,项目页 ART'CHIPEL, Marseille, oxoarch.com. 类型:叙述。链接:https://www.oxoarch.com/projets/artchipel-marseille
  43. OXO Architectes,ART'CHIPEL, Marseille:原理剖面图「Principe des circulations ventilées」(通风流线原理)及项目设计说明,事务所文件,2017至2024. 类型:叙述(设计意图,无测量)。链接:https://www.oxoarch.com/projets/artchipel-marseille (剖面图发表于项目页)
  44. OXO Architectes,项目页 Arbre Blanc, Montpellier, oxoarch.com. 类型:叙述。链接:https://www.oxoarch.com/projets/arbre-blanc-montpellier
  45. OXO Architectes,项目页 Bâtiment d'Enseignements Mutualisés, Saclay, oxoarch.com. 类型:叙述。链接:https://www.oxoarch.com/projets/batiment-denseignements-mutualises-saclay
  46. OXO Architectes,项目页 Cité de l'innovation Sorbonne Université, Paris, oxoarch.com. 类型:叙述。链接:https://www.oxoarch.com/projets/cite-de-l-innovation-sorbonne-universite-paris
  47. OXO Architectes,L'Arbre Blanc(Montpellier)与 ART'CHIPEL(Marseille)居民的反馈,由事务所收集,2026. 类型:叙述(申报性,未测量)。
  48. Turner, C. 与 Frankel, M., Energy Performance of LEED for New Construction Buildings,最终报告,New Buildings Institute, 2008. 类型:实测。链接:https://newbuildings.org/resource/energy-performance-leed-new-construction-buildings/
  49. Newsham, G.R., Mancini, S. 与 Birt, B.J., Do LEED-certified buildings save energy? Yes, but..., Energy and Buildings 41(8), 897-905, 2009. 类型:实测(配对再分析)。链接:https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2009.03.014
  50. OXO Architectes,夏季舒适模拟器的校准说明,2026. 类型:模拟(逐小时单区模型,太阳几何已对照 PVGIS 验证,热工模型未经第三方认证)。
  51. NOAA Global Monitoring Laboratory, Solar Calculator:太阳位置方程。类型:模拟(天文计算算法)。链接:https://gml.noaa.gov/grad/solcalc/
  52. Olgyay, A. 与 Olgyay, V., Solar Control and Shading Devices, Princeton University Press, 1957. 类型:史实(关于阴影角的参考著作)。
  53. Szokolay, S.V., Introduction to Architectural Science: The Basis of Sustainable Design, Architectural Press, Oxford, 2004. 类型:史实(参考教材)。
  54. ADEME, Les Avis de l'ADEME : Vagues de chaleur, la climatisation va-t-elle devenir indispensable ?,2024年6月,报告 RESILIANCE 项目(ARMINES、CEA、CNRM、Météo-France、Izuba Énergies,2023)。类型:模拟(未来气候下的动态热模拟)。链接:https://www.geothermies.fr/sites/default/files/inline-files/ademe_AVIS%20Vagues%20de%20chaleur%20-%20juin%202024.pdf
  55. Lehnert, M. et al., Assessing green walls' effects on outdoor human thermal exposure in temperate climate cities, Scientific Reports, 2025. 类型:实测。链接:https://doi.org/10.1038/s41598-025-26214-7
  56. Viguié, V., Lemonsu, A., Hallegatte, S., Beaulant, A.-L., Marchadier, C., Masson, V., Pigeon, G. 与 Salagnac, J.-L., Early adaptation to heat waves and future reduction of air-conditioning energy use in Paris, Environmental Research Letters 15(7), 2020. 类型:模拟。链接:https://doi.org/10.1088/1748-9326/ab6a24

第14节

给我们写信

一个项目、一块地、一个关于夏季舒适的问题:请给我们写信。

我们会带着你场地的几何条件回复,也会带着我们所不知道的东西。

联系我们 查看项目 OXO Architectes,Paris(巴黎)。

OXO项目图片:OXO Architectes。其他照片:Wikimedia Commons,CC0、CC BY和CC BY-SA许可, 每张图片下方均注明出处,图片经缩放并转换为WebP格式,未裁切。图解、图表、剖面、交互剖面和 模拟器:OXO制作,来源注明于每幅图下方。模拟器和交互剖面是帮助理解的工具,不是法规研究。