古典希腊庭院住宅的太阳能被动设计与生活节律可视化研究——基于奥林索斯遗址的3D建筑环境建模分析

本研究通过Rhino 3D和Ladybug软件对希腊古典时期奥林索斯(Olynthos)遗址的庭院住宅进行三维建模，首次系统分析了屋顶类型、墙体高度和朝向等建筑变量对庭院直射阳光与阴影分布的影响。研究颠覆了传统基于古希腊哲学的建筑模型认知，证实冬季采光需求是住宅南向布局的主因，为古代被动式太阳能建筑(solar-passive architecture)研究提供了量化分析新范式。

　　

在应对气候变化的全球背景下，被动式太阳能建筑(solar-passive architecture)设计日益受到重视。古典希腊时期的庭院住宅作为早期生态建筑的典范，其设计智慧至今仍被可持续建筑领域广泛引用。然而，现有研究多基于哲学文献的单一解释，缺乏对考古遗址中建筑多样性的量化分析。特别是在希腊北部重要遗址奥林索斯(Olynthos)，虽然其庭院住宅常被作为历史范例，但关于建筑形式差异如何影响室内微气候环境，仍缺乏系统研究。

为解决这一问题，国外研究团队在《Journal of Archaeological Science: Reports》发表研究，首次将Rhino 3D和Grasshopper建模软件与Ladybug环境分析插件应用于考古研究。团队选取奥林索斯北山遗址的典型住宅A vii 4为基础，创建10组参数化模型，变量包括建筑朝向(东南西北)、屋顶类型(平顶/30°坡顶)、层数(1-2层)和庭院尺寸(10-100 m²
)。研究使用塞萨洛尼基气象站数据，通过Ladybug的LB Direct Sun Hours模块计算夏至(6月21日)和冬至(12月21日)的日照时数，量化不同建筑形态下的庭院阴影覆盖率。

在建筑朝向影响方面，模型显示南向住宅在冬至日可获得16.66%的庭院日照，而其他朝向则为零，证实冬季采光需求是主要设计考量。夏至日阴影分析颠覆传统认知：东向住宅上午阴影减少最快(9时仅45.2%阴影)，西向住宅下午保持40-60%阴影直至18时，均优于南向住宅的遮阳效果。带柱廊(pastas)的House 10模型显示，柱廊可使夏季阴影增加20-30%，同时使冬季采光面积提升至24.45%。

在建筑形态影响方面，单层平顶建筑(House 9)的夏季阴影最少(1时仅18.8%)，而双层坡顶建筑(House 1)同期保持19.35%阴影。大型庭院(44 m²
)使夏季阴影减少时间提前至7时，但冬季采光优势仅提高约10%。研究特别指出，北侧屋顶类型对庭院遮阳影响微弱，而东西侧平顶设计可显著减少夏季午后阴影。

这项研究通过数字建模技术，首次量化证明了古典希腊住宅设计的生态智慧。其重要意义在于：1)修正了传统理论过度简化的问题，证实建筑形态差异会显著改变室内微气候；2)发现冬季采光而非夏季遮阳是南向布局的主因；3)为考古建筑研究引入Rhino 3D+Ladybug的新方法体系；4)揭示了日照节律如何影响日常生活空间使用模式。研究不仅推进了对古典时期建筑科技的理解，也为当代可持续建筑设计提供了历史参照，特别是在建筑形态与微气候关系的量化分析方面树立了新范式。