白蚁是如何启发米克·皮尔斯设计绿色建筑的

2009年9月2日

当我提到“高层办公楼”的话语时你怎么看？可能是封闭的玻璃和钢盒，剥去细节，完美的镜像，现代主义简洁。

也许像我一样，你也想象着它的居住者：捕在他们的桌子上，喘着粗气地抱着新鲜的空气和光线，令人着迷的荧光灯般的荧光灯。事实上，我们对“高层”的文化理解似乎包括其居住者与自然环境中离来，在技术先进的人工环境中隔离。

我们很多人都想知道我们目前的模式到底有多先进。

皮尔斯是一位试图改变这种模式的非洲建筑师，他在两座标志性建筑中展示了自己的想法集建筑在哈拉雷，津巴布韦，和市政大厦2楼在澳大利亚墨尔本。两座建筑都采用了基于梯度的气候控制的共同感人无源系统，这两者都受到一颗小昆虫的工作的启发。

白蚁是大自然是更具成就的建造者之一，竖立了行星上最高的结构（抵靠施加器的尺寸时），并且尽管外部宽温度摇摆，但是在内部保持恒定的温度。

它们构建的土墩是极其耐用的泥浆结构，通常采用复杂的支撑，并且在所谓的罗盘土墩的情况下，精确的形状和选址，可以优化太阳的效果。

澳大利亚的罗盘山脉形状像大刀片一样，顶部狭窄，轻轻弯曲到狭窄的船形占地面积。他们从他们一贯的北方方向上获得他们的名字，这是这种方向和形状，使他们能够优化他们的环境。当太阳角度低而温度寒冷时，土墩接收到其侧面的最大暴露并获得温暖巢所需的热量。当太阳开销时，在当天的热量时，狭窄的刀刃接收很小的阳光和不需要的热量增益。形状再次在自然界中节省能量。

让皮尔斯印象深刻的是当地非洲土丘的气候控制。尽管白蚁每天的温度在40摄氏度到0摄氏度之间波动，但白蚁能够在室内保持30摄氏度的恒定温度。

在厚厚的隔热墙内，他们通过创造并持续保持从低孔到顶部孔的通风来实现这一点。它们利用所谓的叠加效应，即从冷到热的对流气流。白蚁不断地调整这些开口，以获得最佳性能，有时还会添加湿泥浆，以帮助其蒸发效果降温。

这是在梯度上免费冲浪的典型例子，在我的最后的两个散文，白蚁的课程并未丢失Pearce先生。当Eastgate办公楼的开发商要求他于1996年设计了一个被动气候控制系统的结构时，他就业了一些这些原则。该复杂实际上是两个建筑物，包括室内庭（右）。通过有限的玻璃，深度悬垂和建筑物质量减少了热量增益，而建筑师利用夜间冷却，热储存和对流气流以适度的温度。

在白天，地下室的沉重建筑物和岩石储存吸收了环境和人类活动的热量。晚上，允许凉爽的空气进入建筑物的底部，并开始通过屋顶通风口的热日空气通风口的对流流。该凉爽的空气也被存储，然后通过中空地板和底板通风口分发了第二天进入办公室。

这些被动技术虽然不能提供建筑物的所有气候控制，但有助于一些令人印象深刻的建筑保护统计。大约32,000平方米的建筑以10％的典型通风成本为基础，能源成本减少35％，典型的资本成本减少了10％，转化为3600万美元的3600万美元的储蓄。

十年后，皮尔斯完善了东门中学尝试过的一些原则，这次是在墨尔本一座更封闭的、10层、12500平方米的建筑中，“议会大厦2号”(Council House 2，简称CH2)。渐变的使用也是这个设计的关键。

墨尔本市议会大楼的所有者估计，CH2典型能源使用减少了80％，水量减少了70％。

像Eastgate一样，CH2是通过及时管理夜间空气和日间空气的温差来冷却的。在这种情况下，建筑的整个一侧通过回收木材制成的自动百叶窗直接进入空气(左图)。

这种“夜间净化”直接从办公室和商店空间排出温暖的空气，并为头顶的混凝土块降温。暖空气上升到天花板上的开口，然后通过空心地板到达竖井，最终到达屋顶通风口。仅这种被动处理就足以让空间在一天的一部分时间里保持舒适。冷却的新鲜空气通过地板登记册上升。

CH2还使用另一种流体的温度梯度，水，来调节建筑中的空气。首先，从城市的污水供应中“开采”水，经过三重过滤，然后用于冲厕所、灌溉植物和调节空气。交流水通过5个15米高的“淋浴塔”(下图)从建筑外部流下，产生蒸发冷却的空气，诱导进入较低的商业空间。

剩余的水通过管道进入地下室的储存库，在那里通过相变装置冷却，并在需要时进行分配。相变装置由1万个不锈钢球体组成，这些球体含有高冰点(15摄氏度)的盐，在夜间结冰，然后用来冷却水，以便在白天分发，就像冰块在饮料融化时冷却一样。这些新冷却的水从地下室被抽到建筑每一层的冷却梁上。这些光束是由铜管排列而成的，在白天晚些时候，当夜间净化的效果消失时，这些铜管会将冷空气降下来。

该建筑也使用热质量吸收热量，通过玻璃窗的战略放置来减少热量增益，并通过光伏和热太阳能电池板和燃气热发电厂生产动力和热量。它还向场地寄出了一定量的植物叶面（以取代理论上是通过发展的发展损失），其在室内和外面的空气中氧气。该建筑每半小时收到新的空气变化，业主要求工人生产力提高10.9％，这是来自1100万美元（澳大利亚）通风系统的最大回报。这些提高的生产率计算在员工时间，每年价值超过200万美元（澳大利亚人），这意味着投资可能在5 - 6年内为自己支付。有什么区别的差异是什么！

虽然这篇文章的主题是建筑师成功地运用了自然的渐变，但我相信从白蚁身上可以学到更多的建筑经验。这些迷人的生物不是独自建造这些土丘的，也没有任何先见之明，它们当然也不了解自己使用的方法。然而，他们使用简陋的材料建造25英尺高的建筑，需要一根炸药棒才能拆除。此外，它们在一个复杂而有序的社会中为数百万居民维持精确的生活条件。他们的大脑只有针头那么大。这就是超级有机体的力量，我下次再写。