基于被动节能技术的山地酒店设计策略研究——以2019年台达杯建筑设计竞赛优秀奖方案为例

（重庆大学建筑城规学院，重庆 400044）

0 引言

随着酒店类建筑设计的发展，各类风格迥异、不同主题的酒店设计层出不穷。主题酒店是以某一特定的主题，呈现出酒店建筑的风格和装饰艺术。[1]观星主题酒店作为一种新兴的主题酒店类型，为观星爱好者们提供了一个可舒适休憩又可观测星空的场所。2019年台达杯建筑设计竞赛以山地观星酒店为主题，旨在将主题酒店建筑与建筑节能技术结合，通过利用基地内的太阳能、风能等可再生资源作为酒店能源的来源，设计出绿色节能、低碳环保的山地酒店建筑。

1 项目概况

本次竞赛方案是暗夜公园驿站项目，选址位于河北兴隆县暗夜公园内，兴隆县属于暖温和中温带半湿润季风型大陆性气候，四季明显，冬长夏短。[2]使用相关模拟软件分析可以了解到，场地内的太阳辐射最佳朝向在150-195之间。冬季多为西北季风，夏季多为东南季风。场地南坡的采光效果比较差，北坡阳光充沛，采光效果良好。

2 设计策略

2.1 整体布局

项目主要为暗夜公园的观星爱好者和天文学者等人群提供住宿服务，布置方式可采用组团式布局或单元式布局，宜尽量减少建筑结构对原始地形的影响，并与周围环境有机结合；根据要求和采光分析结果，本设计在整体布局上呈现“一轴两心三组团”的规划形态。把对采光需求更高的客房部份分布在场地北侧，公共大厅、餐厅以及办公后勤等辅助用房布置在场地南侧。客房部分大致分为三个组团，通过步道来联系各个客房单体。

2.2 公共以及辅助部分

公共以及辅助部分建筑采用坡屋顶形式，建筑结合高差层层下降，大厅、餐厅以及办公的三个独立建筑利用空中平台连接，斜坡式的屋顶造型以及层层下降的体块关系呼应山地地形。

2.3 客房部分

客房建筑单体造型独特，整体分为卧室以及公共区域两部分，卧室的天窗形式变形，在正对卧室床铺的位置加设一个斜向上的玻璃天窗，满足客人在客房内的观星要求，另外增加屋顶室外平台，提供不同方式的观星体验方式的同时也可以增加建筑的通风保温效果，斜向上的屋顶增大了太阳的照射面积，提高了太阳能利用率。（图一）

图1 （来源作者自绘）

2.4 广场部分交通流线

广场位于场地的核心位置，同时也是各个功能部分交流的平台，广场大致分为4 个台地，以此来化解场地内的16 米高差，同时在中间的三个大台地上布置了花池来提高场地内的绿化景观效果，花池同时可以结合建筑的绿色节能技术实现建筑的能源自循环。

3 被动式建筑技术策略

公共辅助建筑部分屋顶增加太阳能光伏电板，利用光伏电板收集太阳能，将之转化为地暖采暖、热能以及电能。在建筑外围加设高出建筑高度的玻璃体块，用来增加阳光收集率，在冬季和夏季通过改变玻璃顶百叶的开启方式和开窗方向来调节室内的风速、采光情况以及温度。客房部份屋顶铺设太阳能光伏电板，供客房采暖、发电发热使用，室外观星平台铺设屋顶绿化降低屋顶热负荷。

3.1 夏季隔热通风方法

辅助空间功能区：夏季打开玻璃体天花板百叶，让加热的热空气向上流出并带动室内新风进入，风帽加速空气流动，新风带入室外水汽，为室内增湿。（图2）星眼朝向北的客房：当阳光射到起居室玻璃上，起居室空气升温，室内高差使热空气流向卧室，再从高窗流出，达到空气循环的目的。（图3）星眼朝向南的客房：当阳光照射到卧室玻璃上，卧室空气升温，热空气向上流出高窗，形成正压，起居室内空气向卧室流动，带动新风进入室内，且新风带来广场的水汽。为室内增加湿度。（图4）

3.2 冬季隔热保温方法

辅助空间功能区：冬季强劲的西北风吹的风帽抽风，玻璃体加热的热空气在负压作用下向室内流动，经过玻璃体底部的水池，带着水蒸气进入室内，达到增湿的效果。（图5）星眼朝向北的客房：当阳光射到起居室玻璃上，起居室空气升温，室内高差使得热空气流向卧室，封闭高窗，锁住热空气，热空气降温又流回起居室，从而达到热循环的效果。（图6）星眼朝向南的客房：当阳光射到起居室玻璃上，起居室空气升温，室内高差使得热空气流向卧室，封闭高窗，锁住热空气，热空气降温又流回起居室，从而达到热循环的效果。（图7）

（图片来源作者自绘）

3.3 太阳能地暖系统

太阳能地暖系统是低温热水地面辐射采暖系统，其结构主要由太阳能集热管、地暖温控系统、储热水箱等部分组成，根据贮水箱的水温情况来控制循环加热系统。具体操作步骤可大致分为三步：太阳能照射真空管，集热器吸收热量把水加热，通过循环系统将热水储存在保温水箱中。将水加热到50度，此时红色箭头所示为加热水循环，水温可达到系统要求，电加热处于关闭状态；当储水箱中的水温度达到系统要求，通过换热器将热量换到地暖盘管中，再由地面均匀地向室内敷设热量，地板采暖系统进行系统循环。当太阳能集热达不到地暖系统所需温度时，开启电加热利用电力加热储水箱中的水，可以保证水温可以达到地暖所需温度。

3.4 屋顶绿化降低屋顶热负荷

数据表明，屋顶绿化能显著削减建筑物周围环境温度，可降低0.5～4 ℃的幅度范围，并且气温每降低1℃，建筑物室内空调容量可降低6%，屋顶绿化前后，外表面最高温度相差15 ℃以上。[5]在本项目中在客房的室外平台上种植绿化来降低建筑周围环境温度，同时降低屋顶平台的热量传导，从而减少客房内部空调系统的能耗。

4 总结

如今太阳能节能技术大多应用在住宅、宿舍普通小型建筑中，应用在精品酒店这种较高档的建筑上的案例比较少，在本次台达杯太阳能建筑设计竞赛中探讨了将二者结合的可能性。优秀奖“星之所向”将建筑本身作为容器，借助自然风能、太阳能实现了夏季隔热通风和冬季保温的需求，结合太阳能电池板等技术实现了酒店能源的循环利用。为北方山地酒店类建筑节能设计尤其是太阳能节能技术提供了一些借鉴作用。