一步入位于2010上海世博会城市最佳实践区的“沪上·生态家”，立刻能感到扑面而来的凉风。不了解的人以为是空调开得足，其实，这完全是通过建筑结构的设计，实现了自然通风、自然降温。

 

这栋建筑面南背北呈条状布置，迎合上海主导风向；内部设置多路水平贯穿风道，强化穿堂风效果；底层挑空，模拟传统弄堂空间；并有角度地形成导风墙。这些措施大大降低了空调负荷。此外，这栋建筑还采用了天井和屋顶天窗的方式，最大限度利用免费的太阳光提供室内照明。

 

现在的孩子可能都没有见过中国传统建筑中常见的“天井”、“老虎窗”等。在有了电灯、空调等现代工具之后，传统的自然通风、自然采光的建筑形式已难觅踪迹。而在2010上海世博会的场馆设计中，《科学时报》记者发现，除了各种现代化的节能技术的应用，一些基于自然方式的建筑结构和形式也成为建筑节能的重要手段。

 

不仔细观察的话可能不会发现，世博中心的南面墙呈略向外倾斜的角度。华东建筑设计研究院绿色建筑咨询与研发中心主任张伯仑告诉记者，设计成这样的角度，就能起到体型遮阳的作用。

 

而中国馆更是将这个特点发挥到了极致。一方面，架空的结构有利于自然通风；另一方面，中国馆斗冠部分层层出挑的造型，自遮阳体形大大减少热量进入室内，减少空调消耗。

 

5月18日，中国馆总设计师何镜堂院士在公众参与馆作报告时表示，中国馆特有的斗冠结构能起到冬暖夏凉的作用。夏天，由于太阳高度角较大，阳光很难进入建筑物内；而冬天随着太阳高度角降低，阳光将能进入屋内使室内保温。据有关测算，夏天阳光几乎照射不进建筑物内，而冬天则能达到每天6个小时的光照。

 

据悉，这种结构性节能辅以中空双层玻璃的玻璃幕墙和在地区馆外立面的内外两层之间设置气候缓冲层，中国馆的建筑能耗预计比传统建筑降低25%以上。

 

同中国馆一样，主题馆大尺度的挑檐，用于遮挡夏季阳光的直射，起到节能的效果。同样，主题馆也运用了独具上海特色的“弄堂”、“老虎窗”等元素，在屋面上设计了一定比例的天窗作为展厅中部的自然采光；在空间格局上，展馆布置南北通透，尽量利用自然采光通风。而且，侧采光天窗上还设计了部分开启扇，增加自然通风的作用，达到良好的节能效果。

 

其实，天井、天窗的理念并非中国独有。城市最佳实践区内马德里馆也同样采用了天井的设计方案。工作人员告诉记者，由于气候炎热，西班牙建筑中采用天井的设计非常普遍。

 

意大利馆同样利用了外部的自然气流向展馆内输送自然风，并利用水流进行降温。在光照方面，展馆安装了自然光优化控制系统和人造光设备，将自然光反射到室内。

 

日本馆设计了“循环呼吸柱”为室内自然通风，降低空调负荷。这种命名为“循环呼吸柱”的6个双锥形支柱除了在构造上起支撑钢架主构造的作用，同时还起通风作用——柱上附有很大的孔，贯穿了展馆顶部到底层的冷却塔，柱内可以有效形成上升气流，将冷却的外部空气送入馆内。

 

此外，外部光线也可以通过“循环呼吸柱”实现自然光向下层的导入，增加了室内空间的自然采光。降雨的时候呼吸柱还能收集雨水，从屋顶洒落，一方面清洁屋顶，一方面给建筑物降温，雨水通过“循环呼吸柱”循环再利用。

 

（本版图片由陈欢欢、潘希摄）

 

《科学时报》 (2010-5-24 B2 聚焦)