有一些趨勢已經變成了不爭的事實： 世界上幾乎一半的能源消耗發生在城市中，主要能源的有效利用率需要得到極大提升，其中建成環境與基礎設施首當其沖。
21世紀受到氣候及人口變化的巨大影響，由此引發的是建筑領域面臨著比以往更嚴峻的挑戰。盡管在討論可持續建筑的時候，能源利用效率仍是首要關注點，但是其他因素包括城市環境、設計、功能性、舒適度、生態性和經濟效率等都扮演著重要角色。可持續性只有在一定程度上是可計量的，而且只能通過全局設計過程實現，而不僅僅是增加技術上的支持。
未來的挑戰需要建筑師與工程師共同轉換意識。為了建造適應未來的建筑，建筑和科技被看成是一體的系統，因此各專業的參與者有必要從規劃一開始就共同協作。而對于兩個領域的培訓和提升意味著專門的、跨學科的教育與交流應安排在大學及其他教育機構中。
如今世界上不斷發展的新興國家中，隨著人口數量的增加及生活條件的提升，建設部門不得不開展大規模的建設活動。而這一現象導致很多項目的規劃周期極大地縮減。由建筑帶來的一種只剩下形式的“國際風格”被迅速復制和轉移到世界不同的角落，而忽略當地特定的需求。如此不加變化的概念在太陽輻射較高的地區將會尤為失敗，因為它將在降溫及通風方面耗去更多的能源。為了使建筑提供盡可能多的舒適感，而又盡可能少地消耗能源，有必要精確地分析項目的能耗需求以及所在環境的針對性氣候條件。當地的鄉土建筑以及文化因素也應考慮其中。這些變化還會影響我們的工作方式，我們需求的基礎設施，還有能源供應的方式。所有這些都會導致全新的建筑設計、技術和能源概念。從單一的太陽能消費者，很多建筑將一步步轉換為能源的制造者。一般來說能源供給受到可再生能源不斷起伏變化的影響，例如風能和太陽能。除了對能源進行直接的儲藏，耗能者還得適應變化的能源生產。因此針對這些層面的要求和管理，一個建筑的熱能儲藏以及其他方面都將發揮重要作用。克勞斯? 丹尼爾斯被看成是這類全面整體策略的領跑者。在他的很多國家及國際級別的項目中，“創意的工程”以及對當地元素及條件的考慮都是極其明顯的。他發表的著作都超越了我們的時代，因為它們都是在描述我們即將在未來面對的挑戰，尤其是涉及能源與技術的。他的教學有深刻的觀察力，從而為學生提供解決未來問題的工具，為嶄新而成功的一代人奠定了基礎。
Ralph E. Hammann / 拉爾夫?漢曼，美國伊利諾伊大學香檳分校建筑系可持續建筑系統設計專業方向教授，致力于可持續建筑相關技術的研究及設計，在世界范圍內參與設計了大量可持續建筑。與世界知名建筑設計師克勞斯?丹尼爾斯共同已經出版了兩本書：《緯度20°~40°之間?―― 熱帶與亞熱帶地區可持續建筑設計》
（“Plusminus 20°/40° Latitude-Sustainable Building Design in Tropical and Subtropical Regions”2007，**版，Menges出版）和《未來的能源設計》（“Energy Design for Tomorrow”2009，**版，Menges出版）。是美國綠色建筑委員會會員和LEED認證的專業咨詢顧問。
致謝 8
前言 10
克勞斯?丹尼爾斯―― 一段反思 10
21世紀 11
氣候控制和照明―― 一種長效的合作方式 12
建筑的表皮設計及工程設計發展趨勢 14
Daniels Düsentrieb 22
過去四十年建造空間空調技術的發展 24
建造環境的“氣候學” 26
介紹 30
不斷變化世界里的工程設計條件
1 框架條件 39
1.1 德國：可持續、低能耗技術研究及應用的領軍國家 40
1.2 政治框架：綠色黨派“Die Grünen”的主導地位 42
1.3 德國關于能源耗費、建筑建造及生態方面的立法 43
1.4 補貼：稅收刺激和其他支持性政府策略 47
1.5 對比北美現狀 49
2 變化的開始 51
2.1 “限制性增長”，羅馬俱樂部，1972年 52
2.2 HL技術公司回應針對1973年**次和1978年第二次能源危機
而做的工程方案的改變 53
2.2.1 傳統方式：全封閉、空調化的、巨大的開放式辦公空間 53
2.2.2 “升級版”的歐式狹窄采光布局 56
2.2.3 “科學”和“分析”型策略 58
3 因世界資源有限而做出的轉型 61
3.1 大尺度廳堂、中庭和冬季花園：引入低能耗熱隔離帶以實現節能 62
3.1.1 德累斯頓銀行，德國杜塞爾多夫 64
3.1.2 奇寶公司管理中心CN2，德國漢堡 70
3.1.3 DAK保險公司管理大樓，德國漢堡 76
3.1.4 通廊辦公綜合體，瑞士蘇黎世奧普菲肯 80
3.1.5 展覽大廳26號，國際漢諾威貿易展會，德國漢諾威 82
3.1.6 中央火車站，萊比錫 86
3.1.7 法蘭克福國際機場長途高鐵站 88
3.1.8 漢堡歷史博物館 90
3.1.9 萊比錫貿易大廳 92
3.2 中到大型蓄熱體概念 98
3.2.1 歐洲投資銀行，比利時盧森堡，1980年(1976―1980年) 99
3.2.2 AWK總部，德國科布倫茨 102
3.2.3 HL技術公司辦公管理大樓，德國慕尼黑，1989年 106
3.3 雙層表皮解決方案（DSF）：高層建筑表皮中的熱能及壓力條件 112
3.3.1 德國商業銀行，1994年 113
3.3.2 DLZ項目，RWE公司總部，德國埃森 120
3.3.3 赫拉巴銀行（現在的梅恩主樓），法蘭克福，1996年 125
3.3.4 梨花女子大學，韓國首爾 134
3.3.5 西港塔，法蘭克福，2000年 142
3.4 自然通風概念：熱浮力 148
3.4.1 《明鏡》新聞雜志管理大樓，德國漢堡，1997年 148
3.4.2 德蒙福特大學 153
3.4.3 寶馬展廳，慕尼黑 156
3.4.4 O2大廈，德國慕尼黑 158
3.5 玻璃下的建筑：低能耗流通和通風概念 162
3.5.1 繼續教育中心，法國埃爾納塞尼山，1998年 163
3.5.2 慕尼黑巴伐利亞州政府大樓 170
3.5.3 DVG總部，漢諾威，1999年 174
3.5.4 基督圣心教堂，德國慕尼黑 178
3.5.5 奧地利格拉茨美術館，奧地利 180
3.6 **氣候條件下的建筑設計和技術 184
3.6.1 歐洲南方天文臺（ESO），智利帕拉那，2001年 184
3.6.2 南極洲氣象站，英國（GB） 188
4 十個精選建筑競賽和研究案例 195
4.1 德國國會大廈，德國柏林 196
4.2 艾薩德大廈 200
4.3 復合輕質災害應急避難所（ILDS） 208
4.4 三星國際工程總部+EDF研究中心，韓國首爾 218
4.5 表演藝術中心，迪拜 226
4.6 拉德芳斯大廈，巴黎 232
4.7 綠色戈耳工藝術博物館，瑞士洛桑 244
4.8 馬林斯基劇院，俄羅斯圣彼得堡 246
4.9 謝赫扎伊德教育中心，阿布扎比 250
4.10 斯圖加特21世紀新中央車站，德國 254
5 教學方法：未來工程師與建筑師的教育 257
5.1 國際認可：2007年美國能源部門（DOE）太陽能十項全能設計競賽一等獎 258
5.2 持續的成功：2009年美國能源部門（DOE）太陽能十項全能競賽一等獎 264
5.3 可持續性：論“可持續性”的濫用 266
5.4 建筑學院的綜合技術教育 267
6 未來設計 271
6.1 總述 272
6.2 材料、內能和氣候變化 278
6.3 目標 279
6.4 新與舊：既有建筑的新用途 280
6.5 可適應性建筑表皮 288
6.6 可適應性建筑基礎設施及系統 288
6.7 資源實用性 289
6.8 “2度問題” 290
6.9 建筑建造設計 292
6.10 能源供給 294
6.11 水能 295
6.12 藻漁綜合工廠 296
6.13 未來的食品生產 302
6.14 主導因素 310
6.15 藻漁綜合工廠建筑設計 316
結論 322
未來工作的十條信念
供稿人 326
圖片來源 328
文獻目錄 329
精選索引 332
關于克勞斯?丹尼爾斯職業以及學術焦點“建造環境的氣候性（Bauklimatik）”的開端，眾說紛紜。有些稱這個詞是在瑞士1957年首先被定義的，目的是“保護建筑免受室外氣溫**變化的影響，免受年氣溫浮動的影響和太陽輻射的過熱影響，包括在夏天或寒冷的冬季”（Bobran，1990年）。
在德國，“建造環境的氣候性”可以追溯到教授Werner Cords-Parchim，他首先引入這個說法，并在1947―1953年間在德累斯頓工業大學就此話題做過演講（Roloff，2008年）。他的繼承人，1969年在德累斯頓工業大學成立建筑氣候學院的KarlPetzold極大地延展了該領域的深度和關注點。在這個學院里，建筑的熱行為以及與暖通空調系統間的交織關系被看成是一個整體的系統，研究的方向是它們如何有可能進一步完善。Petzold將“建筑氣候學”描述為“應用科學的交叉學科，它包含物理、建筑建造、建筑和氣候學。它是室內及建筑周圍的微環境的作用因素的整合，也是當地氣候條件對建筑的影響的整合。（Petzold，1976）”Petzold描述說建筑氣候學的任務是：“如果從氣候角度來說，一個建筑的目的是：1. 保護住戶、動物、儲藏物品、產品及制造并免受當地自然氣候的破壞；2. 封閉空間內舒適的室內環境條件；3. 建筑結構本身免受氣候的破壞影響。”
這種新穎的態度很長一段時間里都不被理解，直到1977年和1982年德國立法**次規定對于建筑的熱保溫進行提升。這個轉折主要是受到資源缺乏的不斷威脅，也就是在20世紀70年代面臨的能源危機事件。
建筑結構、建筑物理、環境控制系統之間重要的重疊區被忽視了很久，這導致有關建筑舒適度和包括自然和復合通風，被動、復合、循環冷卻等研究領域的發展停滯了10年之久。
對于克勞斯? 丹尼爾斯和他的HL技術公司來說，建筑的氣候領域從一開始就扮演著很重要的角色。在一個項目的早期規劃中，他不斷強調要觀察生物氣候及建筑氣候等元素。即使是在很多建筑項目的時間壓力下，這些影響元素也會被考量、完善和融入到設計當中。HL技術公司的網絡存在就是為了展示這一研究與完善的過程，因而成為公司重要的組成部分。
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