淺析南極氣候?qū)Ω鲊?guó)科考站建筑形態(tài)特征的影響

鄭琦凡 （大連藝術(shù)學(xué)院 116600）

淺析南極氣候?qū)Ω鲊?guó)科考站建筑形態(tài)特征的影響

鄭琦凡 （大連藝術(shù)學(xué)院 116600）

氣候在人類的生存和生活中有著不可忽視的影響。同時(shí)，建筑空間是人類生存所要求的基本要素滿足條件，當(dāng)?shù)氐臍夂虻奶攸c(diǎn)也是建筑空間構(gòu)建時(shí)需要考慮的因素之一。本文中所提到的南極氣候是地球上極端氣候中非常獨(dú)特的氣候之一，通過南極科考站為了適應(yīng)氣候所運(yùn)用的獨(dú)特的建筑形式、空間配置、工藝、引進(jìn)新能源技術(shù)等研究中可以發(fā)現(xiàn)節(jié)省能源消耗、保護(hù)自然環(huán)境，可持續(xù)性發(fā)展的建筑設(shè)計(jì)理念。

南極氣候；科考站；建筑形態(tài)

氣候特征和地理?xiàng)l件是對(duì)建筑設(shè)計(jì)產(chǎn)生重大影響的因素之一。特別是南極這種極寒的氣候特點(diǎn)下，其建筑形式及空間配置都是非常獨(dú)特的，由于氣候特征的不同，它與其他地區(qū)的建筑形態(tài)相比有著顯著的差異性特征。南極的建筑形式不僅要適應(yīng)極寒的氣候條件，還要符合人類的居住需求。氣候和建筑有著非常密切的關(guān)系，由于南極極端氣候環(huán)境的影響，建筑的形式空間的特殊性等可以通過科考站的建筑設(shè)計(jì)反映出來。本文中通過對(duì)極寒的氣候和建筑空間的關(guān)系為理論依據(jù)，并對(duì)各國(guó)家科考站的建筑的特點(diǎn)以及對(duì)南極科考站建筑時(shí)所考慮的安全性、實(shí)用性、環(huán)保性以及可能性等進(jìn)行分析研究，探討在南極的極寒氣候下，建筑和氣候是怎樣的一個(gè)相輔相成的關(guān)系，合理的利用氣候因素是建筑設(shè)計(jì)和外界環(huán)境和諧發(fā)展的必要條件之一，建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)該統(tǒng)籌考慮氣候、環(huán)境及文化等多方面的因素，考慮到的因素越多，建筑設(shè)計(jì)就會(huì)越成熟、完善。

一、氣候特點(diǎn)和建筑環(huán)境

1.氣候和建筑環(huán)境。氣候是地球上某一地區(qū)多年時(shí)段大氣的一般狀態(tài)，氣象要素（溫度、降水、風(fēng)等）是表述氣候的基本依據(jù)。所以氣候的濕度、風(fēng)力、降水量、氣溫等要素是影響建筑內(nèi)外部形態(tài)考慮的基本要素。另外氣候的變化不僅對(duì)建筑本身的形態(tài)產(chǎn)生一定的影響，同時(shí)也對(duì)我們?nèi)粘５纳罘绞?、生活?xí)慣、生活空間也有著很大的影響。

2.氣候環(huán)境和建筑設(shè)計(jì)。氣候環(huán)境制約建筑的風(fēng)格和特征，在建筑設(shè)計(jì)過程中扮演著非常重要的角色。在不同地域條件下，建筑只有適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蛞约暗赜驐l件，室內(nèi)空間設(shè)計(jì)才能進(jìn)行合理的空間配置。不僅如此，建筑的形態(tài)結(jié)構(gòu)、材質(zhì)以及供能等設(shè)計(jì)在充分尊重和利用環(huán)境條件的同時(shí)，還應(yīng)該考慮到環(huán)境保護(hù)和建筑本身的設(shè)計(jì)概念、意義。

二、南極氣候影響下建筑設(shè)計(jì)的概念和方向

1.氣候類型和南極氣候特征。全球氣候劃分為熱帶、南溫帶、北溫帶、南寒帶和北寒帶五個(gè)氣候帶，南極是屬于寒帶中最惡劣及具有代表性的氣候環(huán)境，年平均氣溫是-25℃、最低氣溫是-89.6℃，沿海地區(qū)風(fēng)速可達(dá)到45米/每秒，并且降水量極少，陸地95％以上堆積著約2000米厚度的積雪。但隨著全球氣候變暖，南極地區(qū)的氣溫有逐年上升的趨勢(shì)，南極冰川融化速度加快，海平面上升，年平均降水量也有所增加。

2.南極氣候帶來的極地建筑特點(diǎn)。由于南極的氣候寒冷干燥，發(fā)生火災(zāi)的機(jī)率較大，常年的大風(fēng)，也是導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生的主要原因。所以科考站大多屬于單體的建筑形式，通過劃分火災(zāi)預(yù)防區(qū)域，從而達(dá)到預(yù)防火災(zāi)的效果。第二，科考站之間充分保持安全距離并使用長(zhǎng)廊將各單體建筑相互連接。最后，節(jié)能減排也是需要重點(diǎn)考慮的因素之一，南極生態(tài)環(huán)境相對(duì)脆弱，新技術(shù)、新材料不僅可以利用建筑物的外部形態(tài)直接產(chǎn)生能源，也可以將能源合理化利用，從而達(dá)到減少污染排放，保護(hù)南極環(huán)境的目的。

三、南極氣候下各國(guó)科考站建筑設(shè)計(jì)分析

1.中國(guó)泰山科考站的建筑設(shè)計(jì)是參照了中國(guó)傳統(tǒng)的紅燈籠形象。建筑也選用了快速，易建造的裝配化組合的形式，建筑底部整體架空，防止積雪形成。太陽(yáng)能、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)提供能量，減少?gòu)U氣排放量等環(huán)境污染。

2.英國(guó)HalleyVI科考站由幾個(gè)互相對(duì)接的艙體組成，并利用小而短的長(zhǎng)廊將逐個(gè)艙體相連，艙體底部的“腳”可伸縮，也可隨著雪層的增厚而升高，最大的特點(diǎn)就是可以“移動(dòng)”屋頂安放的太陽(yáng)能電池板補(bǔ)充發(fā)電，起到了節(jié)能的效果。

3.比利時(shí)PrincessElizabeth科考站整體采用一套復(fù)雜的能量管理系統(tǒng)，計(jì)算能源消耗，根據(jù)需求順序優(yōu)先供電，合理分配能源。不需要任何內(nèi)部加熱設(shè)施，完全依靠太陽(yáng)能運(yùn)行。

4.韓國(guó)JangBogo科考站利用空氣力學(xué)原理，有效的抵御暴風(fēng)，三組機(jī)翼形狀的臂膀設(shè)計(jì)可以排除積雪的堆積。

5.德國(guó)NeumayerStationⅢ是由16根液壓腿支撐起來的，可以遠(yuǎn)離地面，避免積雪對(duì)它的侵蝕。

四、南極科考站建筑特征

建筑物實(shí)際是受到建筑材料、使用功能、工程條件、工程周年及文化、風(fēng)俗等多方面因素的影響。總體來說，南極科考站在建筑設(shè)計(jì)過程中，具備以下五個(gè)特征：第一，建筑物大多采用底部架空的設(shè)計(jì)原則，防止積雪的形成，從而達(dá)到保溫的效果。第二，建筑物外形一定要簡(jiǎn)潔化并盡可能的采取流線型的設(shè)計(jì)，從而防止常年大風(fēng)對(duì)其的影響。第三，建筑物采用極寒條件下最適合材料和工藝，并且每個(gè)建筑物之間保持一定的距離，建筑過程中既方便運(yùn)輸、分解，減少突發(fā)災(zāi)害造成的損失。第四，建筑物多數(shù)采用國(guó)內(nèi)預(yù)加工、模塊化組合的工藝，從而減少了整個(gè)項(xiàng)目工期。第五，通過建筑形式來反映本國(guó)傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)文化。

五、結(jié)語(yǔ)

由于各國(guó)家的經(jīng)濟(jì)水平、科研戰(zhàn)略和側(cè)重點(diǎn)不同，科考站對(duì)于極端氣候的應(yīng)對(duì)方案和方法也體現(xiàn)各個(gè)國(guó)家的差異。我們?cè)诳瓶颊镜慕ㄖO(shè)計(jì)中可以找出應(yīng)對(duì)氣候環(huán)境設(shè)計(jì)的一種理念性的思想脈絡(luò)，遵循著氣候追隨形態(tài)的思想，同時(shí)還與各國(guó)的文化密切相關(guān)。要做到讓環(huán)境融入建筑，讓建筑配合環(huán)境，使二者在尊重自然、尊重文化、尊重藝術(shù)的基礎(chǔ)上同時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮建筑的節(jié)能減排及對(duì)外部環(huán)境產(chǎn)生影響的問題，并倡導(dǎo)人性化生活，才是建筑設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)氣候變化的重要措施。

[1]龔道溢.《全球變暖背景下的南極地區(qū)氣候變化》，北京大學(xué)地球物理系，北京，100871.

[2]任飛.《地球最南端的建筑—幾個(gè)南極科學(xué)考察站》，全球視窗，2004.

[3]任飛.「南極地區(qū)科考站建筑體形設(shè)計(jì)研究」，設(shè)計(jì)研究，2005.

[4]任飛.「南極科考站建筑的生態(tài)設(shè)計(jì)」，城市建筑主題專欄，2006.

[5]中國(guó)極地研究中心極地信息中心，『國(guó)外極地考察信息匯編』，2007（6）.

鄭琦凡，女，1986年生，遼寧遼陽(yáng)人，碩士，助教，助理工藝美術(shù)師，現(xiàn)任教于大連藝術(shù)學(xué)院，研究方向?yàn)榭臻g設(shè)計(jì)。