面对极端高温天气，城市建筑有哪些被动式降温设计？

面对极端高温天气，城市建筑可以采用多种被动式降温设计策略来有效降低室内温度、减少对空调的依赖、改善居住舒适度，并减轻城市热岛效应。这些设计主要依靠建筑本身的设计、材料选择和自然要素的利用，而非消耗大量能源的主动制冷设备。

以下是一些关键的被动式降温设计策略：

增强遮阳：

• 外部遮阳装置： 在窗户、阳台、外墙等部位设置遮阳篷、百叶窗、格栅、垂直绿化等，直接阻挡阳光照射到建筑表面或进入室内。水平遮阳（如挑檐、遮阳板）尤其适合阻挡南向的高角度夏季阳光；垂直遮阳则适合阻挡东西向的低角度阳光。
• 建筑自遮阳： 通过建筑设计本身实现遮阳，如深挑檐、阳台、凹廊、建筑体量的自遮挡等。
• 植被遮阳： 在建筑周围或屋顶种植落叶乔木，夏季提供浓密树荫，冬季落叶后允许阳光进入。

优化自然通风：

• 风压通风： 利用风在建筑迎风面和背风面形成的压力差驱动空气流动。设计合理的开窗位置（如相对的两侧）、大小和方向是关键。设置通风塔、风斗等可以增强捕风效果。
• 热压通风： 利用室内外温差和空气密度差（热空气上升）形成气流。设计高侧窗、通风中庭、烟囱效应空间等可以促进热压通风。
• 夜间通风： 在夜间室外温度较低时，打开窗户进行通风换气，带走白天积聚在建筑结构和室内的热量，为次日降温做准备。
• 建筑布局与朝向： 建筑群布局应考虑主导风向，避免阻挡自然风道。建筑朝向应利于捕捉夏季凉风。

提升隔热性能：

• 墙体与屋顶保温： 使用高效保温材料（如聚苯板、岩棉、气凝胶等）提高围护结构的隔热性能，减少外部热量传入。特别要加强屋顶隔热，因为屋顶受晒最严重。
• 热反射表面： 使用浅色或具有高太阳反射比的外墙涂料和屋顶材料（如“冷屋顶”），将大部分太阳辐射反射回去，减少热量吸收。屋顶铺设反射膜或采用金属屋面效果显著。
• 双层皮立面/通风空腔： 在外墙外侧设置一层遮阳或半透明表皮，形成空气间层。空气在间层内流动可以带走热量，减少传入室内的热量。

利用蒸发冷却：

• 水体降温： 在建筑周围设置喷泉、水池、水景或喷雾系统。水蒸发吸收大量热量，有效降低局部环境温度。
• 绿墙/垂直绿化： 在外墙覆盖植物，植物的蒸腾作用能有效冷却建筑表面及周边空气。
• 绿色屋顶/屋顶花园： 在屋顶覆土种植植被，不仅能提供隔热层，植物的蒸腾作用还能显著降低屋顶表面温度，改善屋顶下方的室内环境。

利用热惰性：

• 重质材料： 使用具有高热容量的材料（如混凝土、砖石、夯土）作为建筑结构或内部墙体。这些材料白天吸收热量，延缓室内温升；夜间通过通风将热量释放出去。
• 相变材料： 在墙体、楼板或吊顶中集成相变材料。这些材料在特定温度区间发生相变（如固态变液态），吸收或释放大量潜热，起到稳定室温的作用。

减少内部热源：

• 高效设备与照明： 使用能效高的电器和LED照明，减少设备运行产生的废热。
• 行为习惯： 鼓励用户在非必要时减少使用高热量设备。

综合应用是关键：

最有效的被动式降温往往是将多种策略结合起来使用。例如：

• 一栋建筑可以拥有良好的外部遮阳、浅色高反射的屋顶、厚实的保温层、高效的夜间通风系统，并在庭院中设置水池和大量绿化。
• 一个社区可以通过合理的建筑布局和朝向促进通风，广泛种植行道树提供林荫，并推广绿色屋顶和墙体。

被动式降温设计不仅能在极端高温下提高建筑的适应性和韧性，还能显著降低建筑的运行能耗，减少碳排放，是构建可持续、宜居城市的重要途径。