伦佐·皮亚诺在建筑界中可谓享有盛誉。他的作品兼具对环境的尊重、轻盈感和技术性，通过先进材料和传统技术的结合，创造出环保且美观的建筑。在各种规模的项目中，这位热那亚建筑师始终贯彻一个重要原则：实施被动式建筑策略，并强调这些方法对可持续性和能源效率的重要性。这一理念在他的草图中往往有所体现，并在完工的作品中得以充分展现。以下是他在最近几十年中完成的一些标志性项目实例。
碎片大厦 The Shard，伦敦
作为皮亚诺最著名的项目之一，这座摩天大楼不仅融入了被动式设计元素，还包含了一系列工程壮举。建筑采用双层幕墙结构，提升了自然通风效果，减少了对人工制冷的需求。外层玻璃可以控制太阳能增益，而内层提供热绝缘，显著降低了建筑的能耗。幕墙还配备了智能百叶控制系统，根据一天中的不同时间动态调整，确保百叶仅在必要时使用，优化自然光和热舒适度之间的平衡。这最大限度地利用了自然光，减少了对人工照明的依赖，提高了居住舒适度。
碎片大厦设计的独特之处在于外层玻璃板没有完全接合，留有缝隙。这些缝隙使空气能够不断流通，自然调节内部温度，无需大规模的机械通风系统。一些楼层还设计了冬季花园，通过精心布置的开口自然通风。这些花园作为热缓冲区，改善了建筑的隔热效果，并为居住者提供了宜人的自然采光空间。通过在这些区域自然通风，减少了机械制冷的需求，有助于建筑整体的可持续性。
该项目在热管理方面采用了创新方法。办公区产生的余热被用于加热建筑内的酒店和公寓，最大限度地减少了能源浪费。无法利用的多余热量通过位于建筑顶部的散热器自然散发，防止过热，维持内部气候平衡。
加州科学院，旧金山
旧金山加州科学院项目是另一个创新使用被动设计策略和能源效率系统的案例。建筑通过大面积玻璃窗和天窗的战略性布置，最大化自然采光和交叉通风，同时在最热的月份防止阳光直射。总体上，90%的使用空间都可以享受到自然光和外部视野。另一个重要元素是标志性的景观板块，覆盖着本地植物，提供了自然隔热，减少了城市热岛效应。它还促进了雨水收集，推动了生物多样性，并防止雨水径流携带污染物进入生态系统。
通风是另一个重要组成部分。博物馆中央广场位于一个巨大的玻璃屋顶下，夜间开窗通风，允许新鲜空气进入建筑。在主要的公共楼层，自动通风系统利用金门公园的自然气流，通过建筑四周的百叶窗调节内部温度。这些百叶窗在白天和晚上开放和关闭，为建筑提供新鲜空气和冷却。博物馆还采用了地板采暖系统，这是其能源效率的关键组成部分。嵌入混凝土地板的管道携带热水，为人们的活动空间供暖。这一系统每年减少了建筑约10%的能源需求。
栖包屋文化中心，努美阿
栖包屋文化中心是被动设计适应当地气候的模范案例。该项目位于太平洋岛屿。项目灵感来源于传统的卡纳克小屋，通过战略性开口实现自然通风，促进空气流动。建筑的朝向和使用本地材料进一步增强了环境和谐与能源效率。项目位于努美阿附近的狭窄半岛上，博物馆的十个木制体量位于海湾一侧，弧形立面朝向盛行的海风。努美阿是热带海洋型气候，炎热潮湿，通过通风、微气候和遮阳装置可以实现高效的被动冷却系统。
项目位于山丘顶部，以最大限度地利用自然通风，在那里可以利用南风的优势。岛的这一侧没有树木，便于风进入，而东西两侧的高大树木能够引导风进入项目区域。通风作为被动冷却，与由陆地和周围水域温差产生的清新空气互补。此外，项目还采用了烟囱效应和风力两种自然通风原理。空气在木质构件之间流通，双层面板系统引入微风或引导对流气流。外壳通过设计引导这些气流，而内层在底部和屋顶下方设有水平百叶窗。上部百叶窗固定以平衡压力，防止屋顶损坏，下部百叶窗可根据风的方向和强度进行调节，同时作为控制日光量的遮阳装置。
惠特尼博物馆，纽约
纽约甘斯沃特区的惠特尼美国艺术博物馆采用了改善其环境性能和可持续性的策略，同时为艺术展览和游客提供了舒适和动态的空间。在自然通风方面，建筑设有多扇可操作的窗户，允许新鲜空气在各空间流通，减少了机械冷却系统的需求。博物馆的设计旨在最大限度地利用自然光，战略性地放置了大窗户和天窗，使日光深入内部空间。这减少了白天对人工照明的依赖，降低了能耗，为观赏艺术品提供了更宜人的自然光环境。窗户设计还包括外部遮阳装置，防止过度的热增益，减少了制冷负荷。
博物馆还设计了多个户外露台，不仅为了美观和功能，还可以提升建筑的环境性能。这些露台包括绿色屋顶元素，提供了自然隔热，夏季减少热增益，冬季减少热损失。建筑围护结构采用高性能玻璃和绝缘材料，尽量减少热传递。玻璃减少了热增益，同时允许自然光进入，绝缘材料帮助保持室内温度的一致性，提高了能源效率。
圣毕奥神父朝圣教堂，意大利
位于意大利圣焦万尼罗通多的圣毕奥神父朝圣教堂，以其有机和创新的设计著称，结合了多种被动策略，提高了其环境性能，并为游客创造了宁静的冥想氛围。首先，教堂广泛使用了蓄热体来稳定内部温度。厚重的石墙在白天吸收热量，夜间缓慢释放，维持了稳定舒适的内部气候。这种被动热调节减少了对主动供暖和制冷系统的需求，从而降低了能耗。
皮亚诺的设计巧妙地结合了自然光，以增强精神体验，并减少对人工照明的依赖。教堂设有精心布置的天窗和开口，使自然光深入内部空间，同时创造出动态的光影效果，增强了建筑和宗教环境的美感和精神氛围。光井用于将阳光引导至特定区域，形成光的焦点，突显教堂的主要建筑和宗教元素。此外，设计中整合了垂直通风井，鼓励暖空气上升并逸出，同时较冷的空气从低处进入，形成自然通风循环。
伦佐·皮亚诺的建筑杰作展示了如何在大型项目中有效整合被动设计策略以提高可持续性和能源效率。通过采用这些策略，不仅减少了建筑的生态足迹，还创造出功能性和激发灵感的空间，成为未来建筑发展的典范，展示了智能和可持续设计的深远影响。
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