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。它結合了當地城市再生的最佳熱力性能。這個(gè)新的EDU總部是集公共公司，私營(yíng)部門(mén)和來(lái)自哈佛畢業(yè)設計學(xué)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發(fā)展的公共建筑打造一個(gè)“可呼吸”的榜樣。

　　作為材料、熱能設計和建筑物理學(xué)的專(zhuān)家，Craig教授 (工程博士) 自愿為該計劃的實(shí)現貢獻力量。下面，他解釋了這座建筑概念中熱力學(xué)的難點(diǎn)。

　　這個(gè)設計，通過(guò)預制的外墻系統、太陽(yáng)能電池板、太陽(yáng)能煙囪、溫度校準、熱浮力，以及不使用空調，代表了對麥德林可持續建筑創(chuàng )新的嚴肅承諾。

　　其概念基于"呼吸的建筑"，思考了關(guān)于"簡(jiǎn)單的材料，智能幾何"的問(wèn)題。高質(zhì)量預制元素構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(xué)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(dòng)的空氣，在員工工作區中制造舒適的氣流。

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

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

　　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，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(zhù)多功能區和工作區。

　　新的通風(fēng)，新的體驗

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

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

　　在麥德林的大多數人若是被問(wèn)到，會(huì )本能反應中高的溫度有些過(guò)熱，因此需要空調。然而，根據新的標準，只要保證充足的空氣流動(dòng)，這個(gè)溫度就很適合辦公室。

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

　　每個(gè)人都在某刻吹過(guò)氣球。我們設計我們的建筑，就是利用了這種效應：煙囪連接所有的辦公樓層。室內的空氣被住戶(hù)和計算機設備升溫，通過(guò)煙囪自然上升。因為熱空氣上升到頂部而導致新鮮空氣從窗口進(jìn)入建筑物內部。

　　風(fēng)力驅動(dòng)的空氣流通，新鮮空氣從兩側被推入。而浮力驅動(dòng)的通風(fēng)，新鮮的空氣取自?xún)蓚?。因此他們的方式是不同的，浮力驅?dòng)也更可靠。天熱的時(shí)候，當建筑占用較高時(shí)，未必有足夠的風(fēng)來(lái)吹入室內。然而，浮力驅動(dòng)的通風(fēng)不同：占用率的提高也帶動(dòng)著(zhù)動(dòng)力的提高。換句話(huà)說(shuō)，浮力是一種可以在設計中得到的力量。在良好的設計里，即使沒(méi)有風(fēng)，我們也可以保持"微風(fēng)"。

　　如何確定煙囪和窗口的大小呢？如果開(kāi)口大小不對，將會(huì )缺乏空氣流動(dòng)，并且室內會(huì )過(guò)熱。我們現在有遵循最重要的物理原則的簡(jiǎn)單數學(xué)模型。

　　每層樓將會(huì )有三個(gè)窗口可以打開(kāi)，間隔的開(kāi)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。我們現在的想法是把圖表放在每個(gè)窗口，告訴用戶(hù)他們應該打開(kāi)多大的窗口，這取決于這層樓這一天有多少人。

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

　　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核在夜晚降溫，白天保持著(zhù)其相對較低的溫度。這些會(huì )吸收來(lái)自住戶(hù)的熱輻射，在大部分時(shí)間里使他們感覺(jué)比外面涼爽。