隨着人類的建築建造對生態環境的破壞日益嚴重，被動式綠色建築越來越被人們所關注。建築剖面從傳統意義上講是一種圖式表達，反應了建築的空間與結構。但是在當今的被動式綠色建築實踐中，剖面已成爲了反映被動式策略、甚至是推動被動式設計提升的重要手段。
一、被動式綠色建築與建築剖面空間的基本聯繫
1.基於空氣流動的角度
空氣在建築空間中的流動主要有兩種形式：熱壓通風和風壓通風。熱壓通風依靠室內外空氣溫差所造成的空氣密度變小，從而產生了壓強差，形成了熱空氣向上冷空氣向下的空氣流動現象。風壓通風是因爲建築迎風面在風的作用下壓力升高，因此與建築背風面產生了壓強差，產生了風由迎風一面向背風一面流動的現象。（1）溫室空間建築溫室空間的主要原理是“溫室效應”，藉助玻璃的物理屬性：普通玻璃允許透過的太陽光的波長是在0.4～2.5μm之間的短波，太陽短波透過玻璃進入到室內被室內的物品所吸收，溫度升高的物品會再次輻射出波長大於2.5μm的長波輻射波，使室內的溫度升高，但是波長大於2.5μm的長波不能透過玻璃輻射到室外。因此，太陽能的輻射熱就被留在了室內。長時間的輻射可以使得室內的溫度上升，這樣就形成了建築的“溫室效應”。建築的“溫室效應”有利於得熱，是一種常見的利用被動式太陽能的設計手法。從空氣流動的角度來講，太陽輻射使得該空間內的空氣溫度升高，溫度高的空氣密度變小，從而產生了向上運動的趨勢。對於熱空氣具體的流動方向，還是由這個“溫室空間”具體的位置和形態決定的。可以最直觀地表達這個空間的建築圖示——剖面圖，成爲了分析和設計此空間的重要的方法。（2）煙囪空間建築煙囪空間的主要原理是“煙囪效應”，其原理是由於建築內部的高差所形成的壓強差。所以建築的煙囪空間的主要目是加強建築內部的通風。儘管現代建築的空調系統已經非常完善了，但是藉助機械設備來達到通風目的的同時，或多或少會造成環境的破壞。利用自然通風來達到建築室內的通風要求則更加註重生態設計，是從建築師的角度出發，設計更加合理的空間，以達到充分利用自然通風的目的。建築內部空間的高差與其煙囪效應的效果是成正比關係的，高差越大，則效果越明顯。煙囪空間往往存在於建築內部貫穿多層的豎向空間中，如中庭空間、通風井、樓梯間等。建築師可以透過對豎向空間的合理設計來提高煙囪效應的效果。與風壓通風不同，煙囪效應的應用範圍更加廣泛，能適應更加複雜的氣候環境。剖面是單個豎向空間抽取的片段，將這些片段連續在一起，就可以表達豎向空間的整體設計意圖和設計概念。在空間較爲複雜的建築中，剖面往往比平面蘊含着更多的資訊，而“煙囪空間”往往存在於複雜且貫通的空間。（3）雙層表皮空間雙層表皮是一個形態上的概念，我們把建築的外圍護結構三維化，含有多個層次或一定厚度的複合化的外圍護系統統稱爲雙層表皮。建築的雙層表皮的成因有很多種，如有的是爲了把承重結構和圍護結構分開，爲了達到一種立面上的效果；有的是利用雙層表皮的空腔來達到空氣流通的效果；有的則是利用雙層表皮來達到保暖的作用。表皮系統的空間既不是外部環境空間也不是室內空間，表皮系統可以看作是建築所處的環境中的除室外空間和室內空間外的剩餘空間。建築的室內空間始終和室外環境進行着能量的交換，表皮系統則承擔起一個媒介的作用，即康所說的“服務空間”。然而，對於這個空間形態和比例的描述，我們一直缺少一種簡單而直觀的表達。如果我們從剖面的角度將雙層表皮的形態和空間進行簡化，在得到清晰表達方式的同時，將會對其設計和分析起到很好的`輔助作用。
2.基於採光優化的空間
（1）退臺空間建築的退臺空間指的是，建築立面或是內部的中庭空間呈逐層退進或是逐層外挑。逐層退進的目的是爲了使建築上層對下層儘量少的遮擋，讓每一層儘量多地接受自然採光，並加強熱量的獲得，對寒冷地區建築的採光極爲有利；逐層外挑的目的是爲了讓建築上層對下層有稍微的遮擋，避免炫光的產生，並加強建築的遮陽效果，對炎熱地區的建築比較有利。由於太陽高度角和日照方向的不同，基於建築採光優化的退臺空間也不盡相同。而建築剖面，則爲退臺空間提供了一種“可調節”的設計方法。建築南立面，爲了防止其在夏季受到陽光強烈的照射，可以將其剖面外牆在沿太陽入射的方向進行稍微調整。這樣一來，不僅解決了強光照射的問題，也沒有影響到冬季的採光（由於冬季太陽的入射角較低），而且可以縮短建築之間的日照間距。（2）中庭空間對於大進深或大開間的建築，建築難免會存在自然光很難照射到空間。這時，一般的解決方法是，在建築跨度大的地方加入中庭空間，調節其周圍內部空間的採光。光是由上至下射入建築中，平面圖可以確定中庭的進深和麪寬，但不能從光的入射方向對中庭的豎向空間進行調整。剖面是對空間的描繪，是將空間從二維提升到三維的一種圖示表達。剖面不僅僅作爲一種結果，它更是一個過程、一種方法。若從剖面對建築的中庭空間進行設計和優化，必定會帶來更加準確且有效的結果。以頂部採光的中庭空間爲例，其高度與寬的比值就決定了這個空間的類型與使用範圍。當比值較小的時候，其空間較爲低矮和開敞，有利於獲得更多的自然採光，可以解決進深過大而造成的自然採光不足等問題，適用於寒冷地區的氣候特點；當比值較大的時候，其空間較爲高大和狹窄，有利於減少太陽光的直接照射，減少熱量的獲得，較大的高度有利於溫室效應的發揮，加強自然通風的效果，適合於炎熱地區的氣候特點。此外，還可以根據當地不同的太陽高度角在其剖面上做出具體的調整，如圖1所示。
二、營造良好被動式綠色建築空間的剖面設計
1.類型的選擇
按照建築空間形式的不同，可以將被動式綠色建築的剖面空間大致分爲四種類型，即：矩形空間、V形空間、三角形空間和不規則空間。矩形空間是一種最常見的建築空間，可以應用於諸多類型的建築當中去，其設計的重點在於佈置的位置和比例關係。根據不同的要求，在剖面上安排不同的矩形空間，這些都關係到被動式設計的效果。V形空間是一種典型的適用於寒冷地區的空間形式，由於建築的上層對下層沒有遮擋，可以使每一層都能充分地獲得自然採光。但由於下層建築的進深會越來越大，有可能會形成黑房間，不利於使用。三角形空間與V形空間剛好相反，由於上部的空間比較狹窄，可以減少太陽光的直射。同時，由於文丘裏效應，上部組件縮小的形態可以強化煙囪效應的產生，有利於自然通風。適用於炎熱氣候地區的建築形式。異形空間指的是根據特定的功能需要所形成的不同於傳統造型的空間，如異形的採光井、通風塔、雙層表皮等。建築剖面的空間往往與平面一樣也存在着複合的形式，即多個基本空間形式組合的複合空間形式。在實際的項目中，很少存在只有單一空間的建築，所以在進行剖面設計時要考慮到各種各樣的空間形式，這樣才能達到最理想的效果。
2.剖面設計與地形的結合
關於建築場地設計的問題，平面設計要順應地形設計，而剖面設計要結合地勢來設計。只有將兩者結合起來，才能形成豐富且富有特色的空間形式。正如查爾斯柯里亞設計的考瓦拉姆海濱度假酒店，建築師完全尊重當地的地形地貌，建築與山、建築與海都形成了一種良好的呼應關係，使得建築就像是從場地裏生長出來的一樣，達到了與場地的和諧統一（如圖2）。
3.剖面設計與節地設計
人們之所以要對場地進行整合，其目的是爲了獲得一個最基本的建築平臺。整合場地的方法一般有三種：填土、挖土和保持土地原貌（架空、懸挑等）。剖面圖可以作爲對地形的坡度進行分析的一種圖解方法，從豎向的角度，分析和整合基地，對建築的土方量加以控制和協調，並結合地形對建築的豎向空間進行設計。舉一個簡單的例子，首先將一個45°坡九等分，透過上述的三種改造地形的方式將其進行改造，可以得到如圖3所示的可能的改造圖示；接着根據我們對建築功能及類型的需求來選擇適合的地形改造方案；最後，根據地形的剖面圖示生成建築基本單元的組合體。
三、結語
被動式綠色建築的設計往往體現在建築設計的各個層面上，其中剖面空間設計在被動式設計上有其獨特的表達。無論是在基地整合、還是內部空間的設計上，剖面都有其明確且直觀地表達。在剖面設計中有很多平常不容易發覺的被動式設計因素是可以爲我們所用的，可以提取出來爲我們創造更加經濟有效的被動式綠色建築空間。
參考文獻
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