6.2.4.1 界面双层化
1. 单层化向双层化发展
图6—48 界面对气候的调节
（资料来源：Eberhard Oesterle. Double Skin Facades Integrated Planning （Architecture）. Prestel Publishing, 2001.）
建筑界面与气候环境之间的关系体现了建筑物与环境之间的共生关系。建筑物通过调节自身的各种机能及行为方式来表达对环境的反应。建筑的行为方式通过建筑界面的变化表达了对环境的适应与不适应，并根据环境变化表现出一定的应变性。界面的应变性与使用者在使用过程中的行为方式变化是同步的（图 6—48）。在室外公共空间，人穿上厚重的棉衣抵御寒冷，在逐渐向半公共空间、私密空间行进中，人对衣服的需求也相应降低。空间及身体对环境的承受能力未变，随着环境的变化，衣服的作用由建筑界面所替代，衣服逐渐减少，界面也由单层向多层发展。层与层之间的中间物质，是建筑与外界环境实现物质与能量交流的媒介，内与外属于物质空间的界定。层与层之间的中间物质，是建筑与外界环境实现物质与能量交流的媒介，内与外属于物质空间的界定。有内外，则必有中“间”，中“间”为介于内外界面之间的第三种物质，“间”物质的存在使界面内不同物质的组成部分得以剥离，使原本抽象两维的面向三维体发展。
双层建筑界面会引发构造方式和结构上的变化，从而导致建筑形态上的改变。双层建筑界面之“间”的空间改变了建筑和环境的关系，对于室外风环境来说，双层建筑界面可以被赋予更多的内部结构、界面厚度等物理特性及使用方式的改变，这些可以改变之处就是优化室外风环境的设计手段[5]。
2. 双层化界面的形式表达
双层墙面的应用对于调节建筑与室外风环境的关系具有一定的优势。外层墙面的做法灵活性强，既可以通过不规则外表皮的处理，加大建筑表面的阻尼，化解迎面而来的强风，优化室外风环境，而且建筑的外形更加自由，不受内部空间的制约，为设计师提供了更加丰富的造型设计余地。
双层的界面减小了建筑窗户的直接开启带来的风速过大及建筑能耗增加等问题。双层墙面可控制性自然通风方式的选择适应高层外围护界面设计，按照使用者舒适性需求灵活开启及关闭，根据室内物理环境状况间接调节由室外进入室内空间的气流量大小。双层墙面的可调节性，在满足高层建筑自然通风的同时，化解不利风的影响，通过外围护界面的可变性满足不同时间内人在室内空间的舒适性需求。
双层外围护结构的构造方式及类型多样，不同规模及空间特征形成不同的风环境状况。图6—49为汉诺威某高层办公楼的整体式双层外围护界面内的风环境计算机模拟图，根据模拟图判断出整体式双层界面内不同高度及位置的风压、风速状况。上部空间温度较高，温度的差异使双层墙面上下空间气压变化，气流向上部移动，且相同高度气压、温度及风速存在差异性。
图6—49 双层界面温度分布及风速状况
图片来源：Low-Tech, Light-Tech, High-Tech P112
图6—50 迪拜0—14塔
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图6—51 通风示意
图片来源：《高技术生态建筑》
图6—52 阿格坝大厦
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图6—53 马德里的建筑
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图6—50、图6—51建筑为迪拜商业海湾而设计，高22层，双层墙面，最外层的墙面用0.4 m厚的穿孔混凝土浇筑而成。两层墙面之间一米的间距创造出一种灯罩的效果，可为整个建筑降温。不规则的外表皮处理，等同于增加了建筑表面的阻尼，可以减小周围的风速，优化了风环境。
阿格坝大厦（图6—52）是巴塞罗那的地标建筑。这幢建筑的以双层表皮来设计，有如一种水的特性：生机而通透。
西班牙马德里这栋建筑（图6—53），由著名建筑团队Foreign Office Architects 所设计，运用竹材包裹走道来创造层次空间的变化，呈现出一种时尚而淳朴的质感，自然的竹子疏密之间，流露出强烈的纹理变化，阳光、空气。(www.xing528.com)
6.2.4.2 建筑立面开口处理
自然界中许多物体的形体是自然力作用的结果，风、雨及阳光是构成自然力作用的原始动力，体现出对自然气候的适应性反应。建筑形体的选择规定着气流的运动方向，使其朝着对室内及室外环境有利的方向发展。高层建筑由于结构的原因不可能通过大的形体变化来优化室内外风环境状况，如果通过形体表面的局部处理如阳台（图6—55）、遮阳板（图6—56）、百叶等韵律性开口将会有效地阻尼高层建筑迎风面涡流的冲击，化解掉一部分不利气流，使气流在遇到不同的开口及不规则的建筑构件时，在水平方向上的作用力逐渐得以消解，涡旋气流风力有所减弱，减少对于底部风环境的影响（图6—54）。
2004年，福斯特设计的伦敦180 m高的瑞士再保险公司大楼（图6—57）被称作当地的生态螺旋塔，建筑在形体上类似梭状，从塔体中央向上向下两个方向逐渐收分，设计进行了计算机模拟分析和风洞测试，对于矩形和圆柱形两个体量进行比较分析，研究两者和周围建筑的关系和风向在建筑物周围的流动模式，最终确定采用圆柱形体量并进而将其优化为非常优美的螺旋状曲线形态，圆柱形建筑体量的选择以最大可能的方式节约城市土地资源及建筑的能源消耗。
图6—54 立面开口和风环境
图6—55 出挑的阳台
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图6—56 遮阳百叶
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图6—57 瑞士再保险公司大楼
图片来源：《高技术生态技术》
图6—58 瑞士再保险公司大楼底部开口
图片来源：《高技术生态技术》
建筑形体的选择是基于建筑底层地面室外风环境的考虑（图6—58），旋转向上的开口使气流沿建筑表面向上运动，避免了气流在高大建筑前受阻后在建筑周边产生下降气流和强风，应对街道及城市空间适宜性风环境做出充分考虑。
福斯特在为伦敦设计摩天楼绿鸟设计图（图6—59）中，采用了类似的立面开口处理手法，来解决大楼的风环境问题。高层的体型考虑了空气动力学的特性，采用椭圆形的平面，双曲线形立面。较高的楼层是开敞的，可以很好的适应任何方向吹来的风，减小了风振破坏。立面上分成五段，分隔段和段之间的过渡层配置有光电转换装置，在化解迎风面涡流的同时，也把风能转化为其他能源。
图6—59 伦敦绿鸟设计图
图片来源：《高技术生态技术》
图6—60 武汉绿地中心“额外通道”
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武汉绿地中心（图6—60）高度达到606 m，它包括一个独特的流线型的形式，结合三个主要的形态理念：一个锥形的形体，柔和圆形的边角和一个圆顶，这种形态能解决高层中经常出现的风阻力和迎风面涡流等问题。建筑在空气动力学方面表现非常高效，减少了建造过程中结构材料的使用。塔楼的三个角落将从三脚架形的基底缓慢上升，不断锥形化，最后形成顶部拱形的圆顶。角落开始会是光滑弧形的玻璃，与质感更强的幕墙塔身形成对比。幕墙将包裹合成的带有钢铁框架的混凝土主核。幕墙上按规律排布的孔径将帮助排出风的压力，它还能在机械楼层内容纳擦窗系统，进风口系统和废气系统。
塔楼主体上的多个开槽提供给风穿过塔楼的额外通道，可以有效减少塔楼迎面吹来的风。艾德里安·史密斯说，这一技术是目前风压解决方案中最为优化的一种。
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