在哥倫比亞的首都麥德林（Medellin），城市發(fā)展公司（Empresa de Desarrollo Urbano / Urban Development Company）在建造新總部。它結(jié)合了當?shù)爻鞘性偕淖罴褵崃π阅?。這個新的EDU總部是集公共公司，私營部門和來自哈佛畢業(yè)設(shè)計學院，在哥倫比亞首都安家的SalmaanCraig教授一起的三方合作。

　　建在圣安東尼奧公園前EDU 總部舊址上，意在為麥德林可持續(xù)發(fā)展的公共建筑打造一個“可呼吸”的榜樣。

　　作為材料、熱能設(shè)計和建筑物理學的專家，Craig教授 (工程博士) 自愿為該計劃的實現(xiàn)貢獻力量。下面，他解釋了這座建筑概念中熱力學的難點。

　　這個設(shè)計，通過預(yù)制的外墻系統(tǒng)、太陽能電池板、太陽能煙囪、溫度校準、熱浮力，以及不使用空調(diào)，代表了對麥德林可持續(xù)建筑創(chuàng)新的嚴肅承諾。

　　其概念基于"呼吸的建筑"，思考了關(guān)于"簡單的材料，智能幾何"的問題。高質(zhì)量預(yù)制元素構(gòu)成的外部表皮允許外部的煙囪直接吸入室外的冷空氣，生成和影響熱質(zhì)量。熱力學的概念，譬如對流和熱力，由于溫度從冷到熱的改變而產(chǎn)生不斷流動的空氣，在員工工作區(qū)中制造舒適的氣流。

　　該大樓位于Rio中心的Macro項目的發(fā)展戰(zhàn)略區(qū)內(nèi)。大樓總面積 2,983㎡，包括1,968㎡的公共區(qū)。其纖細的四角形體量從平臺抬高 37 米，與拆除的現(xiàn)有建筑物的具有同樣周長。

　　建筑物有兩層地下室，里面的多功能區(qū)包括水倉儲、停車場、機房室、回收利用、垃圾、維護和儲存室。一樓是為滿足社區(qū)需要而設(shè)置的支付中心、前臺、項目展覽館、社區(qū)服務(wù)和歸檔區(qū)。

　　新的總部有十層，平均層高為 3.70 米，分布情況如下：從二樓到四樓是辦公室，五樓是公共區(qū)，廚房和露臺；六樓到八樓是辦公室，九樓是綜合管理辦公室，十層除了電梯維修室，還分布著多功能區(qū)和工作區(qū)。

　　新的通風，新的體驗

　　我們對熱量的感知遠比我們想象的更加復(fù)雜。舒適標準在建筑內(nèi)定義了可接受的范圍，并隨著我們對熱感覺的了解逐步形成。對后者，大多數(shù)人可以在過冷或者過熱之時達成共識。但在中間的情況下，預(yù)測感覺及可忍受和覺得舒適的程度則更為復(fù)雜。生理、心理、文化和氣候因素存在大量的不確定性來打破這個平衡。

　　所謂目標舒適的范圍可作為關(guān)于被動設(shè)計對話的起始點或死胡同。麥德林是一個好例子：這里全年變化不大，典型的一天中，樹蔭下的溫度起伏于 18℃和 28℃ 之間。

　　在麥德林的大多數(shù)人若是被問到，會本能反應(yīng)中高的溫度有些過熱，因此需要空調(diào)。然而，根據(jù)新的標準，只要保證充足的空氣流動，這個溫度就很適合辦公室。

　　自然通風的最大挑戰(zhàn)之一就是風的頻率、方向和強度難以預(yù)測。在麥德林，風向相對穩(wěn)定，但只達到一年所需的風力的 40%。幸運的是，在過去的十年，通過理解和整合了一種更可靠的力：浮力,而取得了進展。此種通風不需要風力激活，而是通過住客的余熱、電腦和其他建筑內(nèi)部的熱收益獲得。

　　每個人都在某刻吹過氣球。我們設(shè)計我們的建筑，就是利用了這種效應(yīng)：煙囪連接所有的辦公樓層。室內(nèi)的空氣被住戶和計算機設(shè)備升溫，通過煙囪自然上升。因為熱空氣上升到頂部而導(dǎo)致新鮮空氣從窗口進入建筑物內(nèi)部。

　　風力驅(qū)動的空氣流通，新鮮空氣從兩側(cè)被推入。而浮力驅(qū)動的通風，新鮮的空氣取自兩側(cè)。因此他們的方式是不同的，浮力驅(qū)動也更可靠。天熱的時候，當建筑占用較高時，未必有足夠的風來吹入室內(nèi)。然而，浮力驅(qū)動的通風不同：占用率的提高也帶動著動力的提高。換句話說，浮力是一種可以在設(shè)計中得到的力量。在良好的設(shè)計里，即使沒有風，我們也可以保持"微風"。

　　如何確定煙囪和窗口的大小呢？如果開口大小不對，將會缺乏空氣流動，并且室內(nèi)會過熱。我們現(xiàn)在有遵循最重要的物理原則的簡單數(shù)學模型。

　　每層樓將會有三個窗口可以打開，間隔的開窗位置給予新鮮空氣從少污染到更安靜的建筑一隅均勻分布。我們現(xiàn)在的想法是把圖表放在每個窗口，告訴用戶他們應(yīng)該打開多大的窗口，這取決于這層樓這一天有多少人。

　　下午，當在樹蔭下的室外溫度可能超過 28℃要怎么辦？要處理這種情況，我們利用環(huán)境兩個方面：第一，煙囪面向西方，所以在下午，我們利用了"太陽能驅(qū)動"。

　　這將增加達三分之一的新鮮空氣速度。其次，我們使用隔熱保溫材料：目之所及的混凝土內(nèi)核在夜晚降溫，白天保持著其相對較低的溫度。這些會吸收來自住戶的熱輻射，在大部分時間里使他們感覺比外面涼爽。