试论适应气候的建筑设计方法及策略

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  [摘 要]随着建筑领域的不断发展和可持续发展战略构想的提出,气候因素成为建筑设计需考虑的重要因素之一。建筑在满足功能、美观和实用要求的同时,还必须与气候环境相互协调。本文总结气候环境对建筑的影响因素,提出与气候环境相协调的建筑设计方法及策略,以期为建筑设计行业的发展提供理论依据。
  [关键词]气候;建筑设计;方法
  中图分类号:TS951 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)32-0140-01
  1 引言
  在人类发展的过程中,建筑担负着诸如功能属性、社会属性、象征属性以及美学等多种角色,而遮风避雨、抵御寒暑是其诸多功能的基本性能之一。建筑抵御气候的变化的特性放之四海而皆准,只是因为各地气候恶劣程度不同而程度和深度不同罢了。正如英国建筑师拉尔夫·厄斯金所说:“没有气候问题,人类就不需要建筑了”。
  这一辩证关系在传统建筑适应当地气候和合理利用资源环境的历史发展过程中清楚地得到印证。19世纪以前,人类根据不同的气候特点选址和建造,正是为了抵御不利的自然气候,获得宜人的居住环境,满足人的舒适要求。但是到了近代,当人类可以通过机械技术有能力摆脱气候的束缚的时候,建筑与气候逐渐被分隔开来,被还原成建筑要素的组合。从此建筑师不再关心气候问题,室内热环境依赖空调、采光依赖电灯来解决。这不仅消耗和浪费了大量的能源,带来了巨大的环境变化,更影响了人们的身心健康,“全球暖化”、“病建筑综合症”、“空调病”等问题皆于此有关。
  2 气候的具体概念以及其与建筑之间的关系
  2.1 气候的概念
  所谓的气候,是指某个地区的大气过程的规律性,它是由对这个地区产生影响的太阳辐射、大气环境与地理环境之间的长期相互作用来产生的。根据不同的地理维度、水陆分布情况以及地面的植被覆盖状况等地形和地貌来形成不同的气候类型。气候要素具体是指影响某个地区气候状况的重要因素,主要是研究人的舒适感和设计方法。
  2.2 气候和建筑微气候之间的关系
  通常的气候定义是指大气的平均状态,可是这种定义极大的忽略了大气的变化以及极端状态。针对这种情况,人们通常把某个地区里在一个相当长的时间里大气的统计特征来定义为该地区的气候。
  而微气候则是指研究对象是建筑室内外的特定范围内的气候要素特征,通常是指研究单一建筑或者群体建筑周边的小范围的气候环境特征。通常来说,比较大范围的气候状况,人类目前还没有能力来转变,可是其能够根据不同的气候范围内的气候特征来创造出合适的建筑气候,从而给人类提供良好的居住环境。
  对于建筑气候而言,其也属于微气候的意义范围内,一般包括室外微气候与室内微气候。对于室外微气候而言,其包含由人类社会活动造成的自然气候的变迁,最主要的是指建筑建成区域的气候;而室内的微气候则是指室内空气温度和湿度以及气流速度和平均热辐射这四大因素共同组成的综合性的室内热环境。对于人类而言,室内微气候对其产生了直接有效的影响。
  3 建筑设计适应气候的重要性
  气候环境和建筑之间的联系非常紧密,人类建筑居室最原始的目的就在于防风避雨,通过微调气候为自己创造一个适合生存和发展的环境,这也是人类适应“物竞天择,适者生存”的重要方法之一。比如南宁城市属于亚热带气候,设计建筑物的时候可以对钢筋混凝土加以利用,构建室内微气候。由于干热气候区空气干燥、太阳辐射强烈、风沙大,而且昼夜温差大的缘故,当地居民的居室通常是以一种内向封闭式的方式建造,外墙厚实、房间门向朝内,以此来减弱太阳的暴晒、抵御风沙的侵袭;湿热气候地区由于常年潮湿、多雨的缘故,当地居民的居室多是轻盈通透型,便于降低室内温度。而且气候对人的身心发展也有很重要的影响,比如生活在北方的人通常是身体高大强壮、性格直率,行为稳重,南方人则是身材小巧玲珑,性格温婉,出世敏感,建筑适应气候的目的就在于改善自然环境,以提高建筑空间的舒适程度,从一定程度上来说,设计建筑对处理城市的生态环境也有一定的促进作用,比如绿化能够有效改善周围的自然环境。比如我国大部分的建筑都采用坐北朝南的方式,这种建筑设计可以有效提高建筑夏季避暑通风、冬季向阳防风的效果,再如单个建筑凸出的阳台、通畅的走廊都能够起到通风遮阳的作用,这就表明了建筑适应人类生存的重要性。
  4 建筑设計适应气候的原则
  (一)宏观层
  宏观层面的建筑设计,主要是研究气候环境对建筑的布局和空间构造形态方面的影响。各种不同气候要素相互作用之间会形成特殊的气候状况,在这个层面上,气候对人类的影响具有决定性的作用,是不可改变的,人类对这种气候除了适应别无他法,因为它决定了人类的活动范围和生活方式。所以,在这种被动的情况下,必须找到一些方法让设计出的建筑能够改变这一现状,这就有了如下原则:
  1.在不同的地域范围内,要根据气候因素的不同,对它们整体进行科学具体的分析,对于气候对建筑的影响好坏要区别对待,选择正确合适的建筑地址;
  2.为了优化建筑群体的空间环境,要对自然地形和气候准确捕捉,进行建筑群体优化组合;
  3.在建筑设计时,选择合理布局的方式顺应不同气候变化的影响,可以充分利用水体、地形、植被等其他环境因素。
  (二)中观层
  中观层面的建筑设计,主要是研究建筑室外微气候和外部空间结构形态情况。建筑微气候的环境直接影响了人们的舒适感程度,为了不再被动的去顺应气候的变化,获得更适宜的居住环境,必须要对微气候进行改善,要遵循的原则有:
  1.可以利用空气流体力学的原理,在建筑设计时考虑内外部的空气交换,而这个可以通过建筑组合来完成;
  2.改善建筑外部的环境,通过绿色植被及水流等帮助室外微环境净化得以清新;
  3.室外建筑之间要有一定的过度空间,建筑设计时要考虑组合优化建筑布局。   (三)微观层
  微观层面的建筑设计,主要是研究建筑内部的空间布局是否合理、建筑材料的选用是否对建筑室内微环境有影响。人们以生物舒适感为出发点,通过现有掌握的技术,设计建造出更适宜人类生活的室内微环境,设计原则:
  1.微观层面最注重的还是居住的舒适感,这不仅要求室内温度要适宜,建筑设计的空间结构还要符合人们的物理需求;
  2.在设计建筑朝向方面要注意采光问题,尽量保持建筑能够采光良好,空气能够循环流通;
  3.建筑设计时采用的材料必须经过筛选,要与建筑地的气候充分适应才行;
  4.在建筑内部,可以通过设计摆放绿色植物来达到净化空气的作用,提高建筑微环境的品质。
  5 适应气候的建筑设计方法
  5.1 建筑设计的选址要合理
  一个合适的建筑地址会给建筑和自然一种默契的感觉,同时也为建筑本身打下了夯实的基础。合适的建筑选址可以让建筑与当地环境相互适应、相互调节,给居住者营造一个舒适安逸的环境。在我国,除了气候条件复杂外,地形也是相对比较复杂的,这就造成了局部区域气候的多样性。气候会对建筑选址产生影响,因此在建筑选址时一定要综合考虑各种因素,充分利用地形对气候的有利作用,减少气候对建筑造成了不利影响。
  5.2 建筑设计的布局要合理
  合理的建筑布局包括建筑的朝向、间距以及建筑群体之间的关系,可以通过利用气候环境的特点,改善建筑建成以后对自然环境造成的破坏,为实现自然与建筑之间和谐可持续发展创造了有利条件。合理的布局,可以为创造适宜的建筑微环境提供基础,在选择建筑布局时,要考虑当地的气候环境,结合不同区域气候环境的特点,建造出最适合生存的居住环境。
  5.3 建筑设计要适应当地气候条件
  氣候条件的好坏直接会影响建筑本身,建筑会存在的意义也在一方面彰显了气候的重要性。人类之所以会发明创造建筑,在一定程度上是希望能够改善气候变化的现状,为了更加能在不同气候环境下舒适的生存。只有建筑适应了当地的气候,才能达到它设计存在的意义,人类才能更好地在建筑中感受到舒适度。
  参考文献
  [1] 张会.适应气候的建筑设计策略及方法研究[J].环球人文地理,2014,30(20):68-68.
  [2] 叶守森.适应气候的建筑设计策略及方法研究[J].城市建筑,2013,26(10):137.
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