北京時間9月6日消息，就在今年，全球都遭受了滾滾熱浪的炙烤，受氣候變化的影響，這樣的熱浪天氣將變得越來越頻繁。

到2050年之前，全球空調的數(shù)量預計將增加三倍，所耗費的電量也將變得無比驚人。不僅如此，空調使用的制冷劑還是溫室氣體的一大來源。

隨著全球變暖，建筑學家、工程師和設計師們都在努力尋找使建筑無需空調即可保持涼爽的方法，眼下這一挑戰(zhàn)正變得越來越迫切。

不過，我們其實可以找到不少替代方案。從已經接受7000多年考驗的古代建筑設計，到一些科學院采用的尖端技術，有許多例子表明，我們是有可能在幾乎不耗費任何能量的情況下、讓建筑保持涼爽的。

加州科學院的新穎設計能夠加強室內空氣流動

位于舊金山的加州科學院的屋頂采用了非常特殊的設計。遠遠望去，這些屋頂就像綿延不絕的綠色山丘，上面裝有一扇扇圓形的門，令人不禁想起電影《指環(huán)王》中的霍比屯，只不過這些門是用玻璃制成的，并且門里排布著一系列大型機械臂和杠桿裝置，讓一部分門保持半開狀態(tài)。

這種獨特的屋頂設計使加州科學院成為了被動通風建筑。只要正確操縱相應元件，即使在盛夏時節(jié)，這座建筑的主體部分也可以保持涼爽，幾乎不需要開空調。

在加州科學院，覆蓋著綠草的屋頂能夠引導室內空氣的自然流動。當風吹過時，“小山”的一面處于負壓狀態(tài)，有助于將空氣經由屋頂上的自控窗戶吸入室內，此外，屋頂上覆蓋的植物也有助于降低建筑物內部的溫度，還可以成為野生動物棲息的家園。

傳統(tǒng)空調會向大氣中排放溫室氣體，加劇全球變暖

據(jù)這座建筑的設計師介紹，他們最初的心態(tài)是想看看在不使用空調的情況下能夠達到怎樣的降溫效果，但很少有建筑能利用這種方法實現(xiàn)全面的“氣候控制”，例如，有的建筑旁邊可能有一條喧囂的馬路，因此不能開窗;或者建筑中有許多特殊設備或人群，比如醫(yī)院，但這至少能讓對空調的使用降到最低限度，相關成本和溫室氣體排放也能大幅減少。

加州科學院是被動降溫設計的巔峰之作，但它耗資近5億美元，并且有全世界最優(yōu)秀的可持續(xù)發(fā)展工程師和建筑師參與設計，大多數(shù)人居住的普通住宅顯然不具備這些條件，那么，這些建筑是否也能利用被動降溫技術呢?

水

最簡單的被動降溫便是水的蒸發(fā)吸熱現(xiàn)象。水從液態(tài)變?yōu)檎羝麜r需要吸收能量，具體表現(xiàn)為從空氣中吸收熱能。

蒸發(fā)制冷是一種自然現(xiàn)象，自然界中可以找到許多實例，物體表面或空氣都可以利用這種原理降溫，如汗?jié)竦钠つw等等。

裝在botijo陶罐中的水可以滲出罐體，從而實現(xiàn)蒸發(fā)制冷

西班牙岡薩雷斯地區(qū)有一種名叫botijo的傳統(tǒng)容器，利用的正是這種原理。該容器是一種用多孔黏土制成的大罐子。農民們會用它裝上水或酒，在地里干活的時候喝。少量液體會經黏土的小孔蒸發(fā)，讓罐子中的液體即使在西班牙的艷陽下也能保持涼爽。

早在古埃及和古羅馬時期，人們就開始在建筑上利用蒸發(fā)降溫的原理了。但阿拉伯一種名叫“馬拉什比亞”的建筑結構為我們提供了更多具體的例子。馬拉什比亞是一種華麗的木質格柵，建筑物外部和內部均可使用。除了遮陰之外，馬拉什比亞在夏季還可以用來放置裝滿水的多孔陶罐(類似西班牙的botijo)。風吹過馬拉什比亞和水罐時，便可降低室內溫度。

要想在建筑物內外利用蒸發(fā)制冷原理，其實還有更簡單的方法。只要在院子中設置一處水體，如水池、噴泉等等，就可以起到降溫的作用，至于室內，只要在窗戶附近或其它通風處放置一個裝水的罐子就行了。

地

目前的溫帶地區(qū)要想更好地應對熱浪天氣，不妨學習一下熱帶地區(qū)的古代和現(xiàn)代建筑。熱帶地區(qū)素來炎熱，因此數(shù)千年來，被動降溫系統(tǒng)在這些地區(qū)的建筑中一直不可或缺，大多數(shù)傳統(tǒng)建筑都能在不使用機械措施的情況下保持涼爽。

在印度齋普爾，夏季氣溫可達到40度以上

即使在缺少遮擋、炎熱干旱的氣候中，涼爽也是可以實現(xiàn)的，例如，印度北部的齋普爾夏季日間溫度可達到40多度，但在地下幾米處，溫度卻可以保持在溫和舒適的25度。

這說明解決方法就是向下挖。位于齋普爾的珀爾時尚學院便采用了一種名叫“梯井”的傳統(tǒng)建筑結構，在庭院中央，灰色的石階向下延伸，一直通到一個巨大的水池中，池中蓄滿雨水、以及經過處理的建筑物廢水，可以吸收庭院中的大量熱量，讓空氣保持涼爽，可見“向下挖”是一種非常高效的降溫方法。

雖然這種解決方案看似誘人，但其實還有更好的方法，并不一定要自家院子里挖一口巨大的井，商業(yè)地源加熱與降溫系統(tǒng)就是一個這樣的例子。

該系統(tǒng)同樣利用了地下溫度的穩(wěn)定性，在室外鋪設管道，然后利用水泵、讓液體在管道中循環(huán)流動。液體降到地下溫度后，再流回室內，在地板下方的管道中流動，以此達到給房間降溫的效果，這套系統(tǒng)在冬天可以給房屋加熱，夏天則可用于降溫，加熱的效果可能很慢，但降溫效果很好，因此正變得越來越流行，在很多城市的夏季尤其受歡迎。

除了“梯井”結構外，齋普爾珀爾時尚學院還用了另外幾種降溫技巧。從外部看，該建筑呈簡單的矩形，看上去可能不夠優(yōu)雅，但可以在表面積一定的情況下、使內部空間最大化，畢竟每一寸暴露在陽光下的外表面都會吸收熱量。此外，整棟建筑被包裹在一層多孔的石頭“外皮”中，與墻體相隔約4英尺(約合1.22米)，這可以為建筑遮陰，使其與外部氣溫隔絕。

利用這些策略，即使在印度每年最熱的幾個月里，在外界溫度屢屢突破40度的情況下，該學院內部也能保持在29度，這樣一來，該建筑只有必要時才會開空調。

風

伊朗的亞茲德市被稱作“風塔之城”。風塔上裝有許多扇不帶玻璃的拱形窗戶，坐落在平頂建筑的屋頂上，面朝盛行風方向，這些風塔能夠捕捉細微的風，將其向下輸送到屋內。風塔的頂部呈拱形，能夠在風力微弱的情況下加強空氣循環(huán)，有時風塔下方還會加裝一個水盆、甚至一個深深的蓄水池，從而進一步加強降溫效果。

亞茲德的風塔是中東地區(qū)最豐富多樣、也最具創(chuàng)造性的風塔之一，一項分析發(fā)現(xiàn)，效率最高的風塔模型可以將室內氣溫從40度降到29.3度。

如果是不帶風塔的普通建筑，也可以有其它選擇，例如，在各面墻的不同高度處安裝窗戶也有助于加強室內空氣流動，有時這種效果可能強得過了頭，比如上端開口、底部有門的天井里可能會刮強風，但只要改變開口位置，就可以控制空氣流動的路徑了。

鋼鐵森林

如果只著眼于單座建筑，就算設計得再精巧，降溫的程度也有限，但若能理解建筑物與周圍城市環(huán)境之間的相互作用，便可進一步實現(xiàn)降溫。

倫敦一座被稱為“對講機”的高樓就舉了一個很好的反例。它有一面巨大的凹面幕墻，雖然看上去很酷炫新穎，但也產生了一個嚴重的問題，這棟樓尚未完工時，人們就發(fā)現(xiàn)，那面閃光的凹面幕墻就像一面放大鏡一樣、將陽光聚焦在了一處很小的區(qū)域內，焦點剛好位于一間理發(fā)店和一座越南餐廳外面的人行道上，由于溫度過高，導致該區(qū)域的油漆融化、汽車部件起泡開裂、瓷磚破損，甚至讓一塊門墊著了火。

人們最終只好加裝了一層鋁制遮光板，總算解決了這個問題，但這充分顯示了建筑設計的失誤可以對城市環(huán)境起到多么大的影響，就算沒有巨型“放大鏡”，城市熱島效應也難以避免，單調的灰色混凝土會吸收太陽的熱量，再將熱量輻射出去，就像一個巨大的熱水瓶一樣。

地源加熱與制冷系統(tǒng)可利用地下溫度的穩(wěn)定性調節(jié)室內溫度

我們也許會認為熱島效應在夏天根本無法避免，但事實上，城市是可以通過調整來減少熱島效應的，最有效的方法之一就是栽種綠植。人們憑本能就知道這一點，畢竟走在蔭涼的樹影里、與走在暴曬的都市人行道上有著本質的區(qū)別。

在哥倫比亞的麥德林市，當?shù)卣块T正在修建貫穿全市的“綠色走廊”，他們在18條馬路和12條水道的邊沿修建了30條綠色走廊，成功使氣溫降低了2度。研究顯示，較高的樹木覆蓋率最高可以使城市氣溫降低5度。

除此之外，許多城市都在采取類似的做法。米蘭計劃在2030年之前栽種300萬棵樹;澳大利亞墨爾本市也啟動了一項栽樹計劃，希望借此應對未來的熱浪天氣，一些新型城市(如柳州準備興建的“森林城市”)更是準備從一開始就將綠植覆蓋納入城市規(guī)劃之內。

出路

當然，就算所在城市規(guī)劃良好、且建筑采用了被動降溫系統(tǒng)，光靠這些設計有時也是不夠的，例如，醫(yī)院中有大量會產生熱量的設備、以及身體虛弱的病人，因此僅憑被動降溫系統(tǒng)難以達到降溫要求。在這類建筑中，人們并不那么關注耗能的問題，實現(xiàn)合適的室內溫度環(huán)境才是最重要的。

成都豐富的綠植讓城市在夏季也能保持涼爽

但我們應當遵守一條底線：建筑物只有在萬不得已的情況下才需要動用傳統(tǒng)空調，而不能依賴于空調。使用空調其實是個惡性循環(huán)：空調看似能降溫，但同時也會加劇全球變暖，而被動降溫系統(tǒng)或許能讓我們擺脫這個怪圈，這大概是它最令人希冀的一點了。(葉子)