美國硅谷的被動式別墅

項目名稱：高低交錯別墅

竣工時間：2013年

項目地點：美國，加利福尼亞州

建筑師：SAW建筑事務(wù)所

建筑面積：420平方米

設(shè)計重點：“高低交錯”的帶狀布局與能源的有效節(jié)約

這棟別墅位于硅谷中心，用地面積約為0.2公頃，其設(shè)計顛覆了城郊別墅的傳統(tǒng)，采用公共空間和私人空間相互交錯的創(chuàng)新格局。這種空間構(gòu)成方式再現(xiàn)了加利福尼亞州鄉(xiāng)間別墅的傳統(tǒng)造型，作為促進環(huán)保和人際交往的手段，其功能包括：創(chuàng)造多變的空間密度；自然通風；利用太陽能；自然采光；融入背景環(huán)境。

立面圖

剖面圖

委托客戶是兩位教授，孩子們都已長大成人。他們希望這棟別墅能夠滿足不同的使用需求，既有夫婦兩人的私密生活空間，又有足夠?qū)挸ǖ囊惑w式格局，能滿足十個家庭成員（或者更多）以及上百位聚會客人的使用需求。如此復(fù)雜的功能要求成為建筑師選址和空間布局的主要依據(jù)。

一樓由兩個狹長的結(jié)構(gòu)組成，與開放式廚房相連，營造出獨特的功能空間，融入了外面的環(huán)境，庭院景觀環(huán)繞并滲透進每一個房間，空間幾何結(jié)構(gòu)的微妙旋轉(zhuǎn)起到導(dǎo)視的作用，對較為私密或較為公共的功能空間起到提示的作用。主臥套房是較為私密的空間，開窗朝向用地東側(cè)角落里的小花園，里面種植了蕨類植物。而起居室則采用通透的滑動玻璃門，讓室內(nèi)空間與室外景觀融為一體，為家庭聚會等活動提供了完美的環(huán)境。

用地的西側(cè)角落里是一個縱向結(jié)構(gòu)，周圍是高大的常青樹，空間布局很緊密，是為客人準備的，確保了客人隱私。平日不用的時候，各個空間可以獨立關(guān)閉，不產(chǎn)生能耗。這個部分高約9米，頂部設(shè)置了屋頂平臺，周圍綠樹環(huán)繞，是一處難得的靜謐的休閑所在，適合欣賞別墅以及周圍環(huán)境的風景。

材料及其來源

電器用具：美諾電器、LG電器、Subzero電器

盥洗用具：漢斯格雅、德國當代衛(wèi)浴

櫥柜：卡博司通櫥柜

臺面：佛蒙特石板（卡馬拉板）、白橡木地板

家具：邁爾斯&梅家具、“半好”家具

玻璃：卡第納爾低輻射玻璃

廚房用具：布蘭科

照明：HALO燈具、JUNO燈具、德國BEGA燈具

石材：JB瓷磚與石材

鋼材：紐曼鋼材（框架結(jié)構(gòu)）、威爾士鋼材（壁爐和煙囪）

太陽能光伏板與其他可再生資源：Builders Solar品牌

屋頂：聚氯乙烯（PVC）

門窗：加州DDW門窗

一層平面圖

二層平面圖

1.主臥

2.主衛(wèi)

3.辦公空間

4.私室

5.廚房

6.起居室

7.餐廳

8.入口

9.車庫

10.茶室

11.廚房

12.客臥

13.客衛(wèi)

本案為單一家庭住宅開創(chuàng)了一種全新的、靈活的“高低交錯別墅”模式。整棟建筑分成三個帶狀空間，滿足不同的使用需求。其中兩個帶狀空間水平交叉，另外一個縱向安插上去，形成獨特的空間布局，營造出私密性與通透性兼顧的室內(nèi)環(huán)境，既有為夫婦兩人準備的私密空間，又有為10人大家庭準備的寬敞空間，后者也能容納200人的大聚會。

日常使用的私密空間占據(jù)了一條水平帶狀空間，通過自然采光、通風以及與戶外環(huán)境的緊密銜接，這一空間幾乎與室外融為一體，很像鄉(xiāng)間別墅的形式。另外一條水平帶狀空間與開放式布局（閣樓）相結(jié)合，主要設(shè)置公共空間。偶爾使用的待客空間密集地設(shè)置在一個垂直結(jié)構(gòu)中，既有城市的密集感，又有鄉(xiāng)村的自然環(huán)境。這種布局使得別墅內(nèi)的空間可以根據(jù)使用需求進行獨立開關(guān)，非常靈活。空間使用效率的提高也提升了建筑的能效。各用空間的高密度組織方式有助于降低建筑能耗，而水平空間上方隱藏的一排太陽能板生產(chǎn)的電能能夠滿足建筑所需的90%以上。絕緣玻璃、輻射采暖地面、被動式制冷和自然材料的使用，使這棟別墅在能源利用和生活方式上最大程度地遵循了可持續(xù)理念。

通過被動式節(jié)能的建筑布局，“高低交錯別墅”降低了對周圍景觀環(huán)境的影響。庭院中植被茂盛，生活空間完全包圍在鄉(xiāng)村環(huán)境中，而別墅的垂直結(jié)構(gòu)則擁有城區(qū)的感覺，能夠眺望遠處的風景，鄉(xiāng)村與城市并存，形成鮮明對比。“高低交錯別墅”在使用功能、形式和材料方面緊密結(jié)合，形成一個不可分割的整體，充分融入了項目用地的自然環(huán)境和社區(qū)環(huán)境，創(chuàng)造出一種新型的城郊生活方式——既屬于城市，也屬于郊區(qū)。

可持續(xù)設(shè)計策略

本案的可持續(xù)設(shè)計策略包括兩個方面：一是降低別墅運作所需的能耗，二是生產(chǎn)出盡量多的能源供應(yīng)建筑所需。

為了降低別墅運作所需的能耗，建筑師采用的方法有：

1.別墅的選址和設(shè)計都盡量利用自然光和被動通風

2.采用高效的輻射采暖地面；并對別墅進行充分的隔熱和遮陽處理，所以這棟別墅無需使用空調(diào)

3.全部采用節(jié)能電器（如電磁爐）和耗電較低的設(shè)備

4.別墅內(nèi)的空間可以單獨操控，不用的空間能夠“關(guān)閉”

5.全部戶外門窗采用低輻射雙層玻璃，中間填充氬氣

6.植物全部選用本地品種，并采用滴灌技術(shù)，最大程度上降低景觀耗水量

7.采用無毒材料，降低更換的需要以及材料的毒性

8.屋頂采用白色聚氯乙烯（PVC板），能反射陽光

9.建筑的選址和設(shè)計旨在充分利用自然通風和自然制冷。別墅內(nèi)沒有空調(diào)。此外，別墅的設(shè)計還旨在最大化地利用自然采光，進一步降低別墅所需的電能

為了生產(chǎn)出盡量多的能源，建筑師采用的方法包括：

1.屋頂上安裝了27塊太陽能光伏板，功率為6.9千瓦（直流電），并安裝微型逆變器，增加電能產(chǎn)出，并能實現(xiàn)實時監(jiān)控。生產(chǎn)的電能足以供應(yīng)別墅所需的90%以上

2.安裝了一排SunCoil太陽能板，用以供應(yīng)水池加熱所需的全部能源

3.MicroPas分析系統(tǒng)顯示，根據(jù)2008年加利福尼亞州24號CEC標準，這棟別墅的運作效率比標準設(shè)計提高了20.5%，有9.25%的余裕。這棟別墅還獲得了加利福尼亞州新型太陽能住宅認證。

節(jié)能設(shè)計：減排+增產(chǎn)

1.密度

2.太陽能光伏

3.通風

4.太陽熱能

5.材料

6.功能區(qū)

7.日照與被動式通風

8.原生植被

其他的可持續(xù)設(shè)計特色還包括：

1.使用的所有油漆和染色劑均為揮發(fā)性有機化合物（VOC）含量低或不含

2.外墻覆層材料采用可持續(xù)木材種類（美國西部側(cè)柏），既能保證使用壽命（50年以上），又無需額外染色，減少了替換材料的使用

3.使用的所有石材（弗吉尼亞花崗巖和佛蒙特石板）都采自美國本土

4.所有的外部玻璃采用卡第納爾272號低輻射雙層玻璃，中間填充氬氣，能降低建筑由太陽輻射獲得（和損失）的熱量

5.循環(huán)/堆肥/廢棄物轉(zhuǎn)移：在設(shè)計和施工過程中注意建筑運作中的循環(huán)/堆肥/廢棄物轉(zhuǎn)移

6.拆毀了原理墅，捐贈了廢棄物（或回收利用），以減少浪費

7.拆除了原來地基的木頭框架，清潔后進行再利用（用作樓板框架）

8.原來的泳池進行了翻新，而不是拆掉重建，減少對材料的消耗

9.有些家具（如嵌入式長椅）用的是門窗剩余的材料。其他家具由當?shù)鼗厥盏哪静闹瞥?/span>

10.所有在施工過程中產(chǎn)生的廢棄物進行分類、單獨處理，之后或者循環(huán)利用，或者用于堆肥

11.根據(jù)當?shù)貥藴?，按照廢棄物管理規(guī)劃，施工廢棄物至少減少了50%。整體廢棄物轉(zhuǎn)移率達到85%

12.客用空間的布置非常密集，采用了垂直的空間格局，盡量減少偶爾使用的空間的面積和材料