氣候條件影響下的居住建筑設(shè)計(jì)

李青曉+田晨+張曉暖

摘要：指出了隨著全球化信息交流的發(fā)展以及現(xiàn)代化建造技術(shù)的進(jìn)步，城市風(fēng)貌逐漸趨同，一定時(shí)期內(nèi)的建筑產(chǎn)物忽視了其所在地區(qū)的氣候特點(diǎn)、地理特征和以當(dāng)?shù)夭牧蠟榛A(chǔ)的的傳統(tǒng)技藝，地域性建筑也逐漸流于形式?；跉夂驐l件對(duì)當(dāng)?shù)亟ㄖ挠绊懀治隽藲夂驐l件因素在建筑設(shè)計(jì)中的重要地位。選取典型地域性建筑，探討了建筑與當(dāng)?shù)貧夂虻穆?lián)系，以期引發(fā)設(shè)計(jì)者對(duì)地區(qū)氣候條件的重視。

關(guān)鍵詞：氣候條件；地域性；建筑設(shè)計(jì)：居住建筑

中圖分類號(hào)：TU47

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9944（2017）6-0176-02

1 引言

建筑的誕生實(shí)質(zhì)是人類與自然抗?fàn)幍慕Y(jié)果，建筑與氣候的關(guān)系反映的正是人與自然的關(guān)系。在建筑發(fā)展的初期，氣候是影響建筑形態(tài)風(fēng)格的重要因素，建筑因各地區(qū)氣候的不同呈現(xiàn)出迥異的形態(tài)和模式，形成了世界各地各具特色的建筑形式。在我國幅員遼闊的土地上，迥異的氣候催生了南北方各具特色的建筑形式。然而，隨著全球化經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及現(xiàn)代化技術(shù)的進(jìn)步，新時(shí)代建筑的地域性逐漸被忽視，或是流于表面，城市面貌逐漸趨同。而與自然對(duì)抗的方式變?yōu)閷?duì)能源的過度使用，隨之而來的全球氣候轉(zhuǎn)暖、自然災(zāi)害頻發(fā)，使人們開始反思新技術(shù)及能耗對(duì)自然造成的損害。21世紀(jì)，探尋一種與自然和諧相處的建筑形式重新引起了設(shè)計(jì)者的關(guān)注。

2 源于氣候的建筑設(shè)計(jì)觀

建筑自誕生起便與氣候息息相關(guān)，古人為適應(yīng)氣候的變化“挖地建穴，構(gòu)木筑巢”，以尋求舒適的居住場所。因此，從本質(zhì)上說建筑是人類為適應(yīng)氣候環(huán)境，改善生存方式的一種嘗試。世界級(jí)建筑設(shè)計(jì)大師無不關(guān)注氣候與建筑的關(guān)系，

美國著名建筑設(shè)計(jì)師萊特的“有機(jī)建筑”理論強(qiáng)調(diào)了氣候?qū)ㄖ闹匾绊?。其將建筑美的形態(tài)和諧地融入到了環(huán)境中。同樣是建筑大師之一的勒· 柯布西耶在其作品中也表現(xiàn)出了對(duì)于氣候的關(guān)注。例如其在印度的作品便充分結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂蛱卣鳎锚?dú)特的建筑語匯創(chuàng)造了適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蛱卣鞯男嘛L(fēng)格。以此為啟發(fā)，路易·康在孟加拉首都達(dá)卡的政府建筑群便巧妙的將建筑物與自然氣候的矛盾融入到建筑空間和形式的設(shè)計(jì)中。印度建筑師查爾斯·柯里亞受當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)建筑啟發(fā)，提出“形式追隨氣候”的設(shè)計(jì)理念。

進(jìn)入21世紀(jì)，以維護(hù)生態(tài)環(huán)境為目的的生態(tài)“高技派”發(fā)展迅速，與生物氣候地方主義不同的是生態(tài)“高技派”主張創(chuàng)造舒適、健康的人工環(huán)境，其對(duì)建筑微氣候的關(guān)注主要體現(xiàn)在對(duì)室內(nèi)溫度和濕度、自然采光及自然通風(fēng)的高要求上，從技術(shù)層面實(shí)現(xiàn)“人”對(duì)于舒適居住環(huán)境的追求[1]。

3 氣候條件對(duì)居住建筑的影響

氣候條件是影響地域性建筑的自然因素中最基本的因素，它決定了建筑最基本的形態(tài)，其形式的差異正是建筑所處氣候區(qū)氣候特征的反映。

3.1 對(duì)建筑形態(tài)產(chǎn)生影響的氣候因素

3.1.1 日照與太陽輻射

日照與太陽輻射是居住類房屋建造時(shí)需要考慮的關(guān)鍵因素，其直接影響著建筑使用過程中的能耗問題。不同氣候區(qū)為應(yīng)對(duì)日照與太陽輻射的影響對(duì)建筑形式作出了不同的改造[2]。例如熱帶地區(qū)通常將房屋建的高大厚重且常采用開高窗、小窗的方法減少太陽輻射，通過出檐、棚架、廊道等方式減少太陽直射，建筑群體多緊湊布局，以爭取較多的陰影空間[3]；而寒冷地區(qū)卻恰恰相反，為使室內(nèi)溫度升高，建筑要盡可能多地收集陽光。

3.1.2 溫度、濕度

溫度及濕度是直接改變建筑舒適度的又一關(guān)鍵因素，極端氣候區(qū)多采用特殊建筑形式調(diào)整溫濕度。例如干熱地區(qū)多采用封閉內(nèi)向，形體厚重的建筑形式應(yīng)對(duì)其晝夜溫差大，高溫低濕的問題；相反，高溫高濕的濕熱地區(qū)建筑則需注重通風(fēng)散熱以改善其常年潮濕悶熱的環(huán)境特點(diǎn)；而寒冷地區(qū)的居住類建筑，保暖成為其設(shè)計(jì)建造的重要原則。

3.1.3 風(fēng)

風(fēng)往往通過影響溫度及濕度影響建筑舒適度。不同氣候區(qū)多利用相應(yīng)建筑形式調(diào)節(jié)建筑周邊風(fēng)環(huán)境以改善建筑舒適度。例如干熱地區(qū)建筑常設(shè)置高聳的透風(fēng)構(gòu)件，或利用建筑周邊水體和陰影產(chǎn)生溫差，引導(dǎo)空氣的流動(dòng)，以降低室內(nèi)溫度。濕熱地區(qū)常通過屋頂開高窗的方式增加通風(fēng)以達(dá)到降溫效果。而寒冷地區(qū)，建筑物的避風(fēng)處理尤為重要。半球形建筑形式能夠有效減弱氣流對(duì)建筑的不利影響。

3.1.4 降水

雨水對(duì)建筑的影響形成了形態(tài)各異的第五立面。例如雨水極少的干熱地區(qū)常利用屋頂集水，因此其建筑多為平屋頂；而雨水豐沛的濕熱地區(qū)，為防止雨水內(nèi)濺且能夠快速排水屋頂多采用大挑檐的陡坡形式；而寒冷地區(qū)建筑形態(tài)則更多的考慮建筑對(duì)雪的荷載。

3.2 氣候條件影響下的地域建筑典型實(shí)例

維克多·奧戈雅（1963）在對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)合氣候的探討中，將地球上的地域大致分干熱氣候區(qū)、濕熱氣候區(qū)、溫和氣候區(qū)和寒冷氣候區(qū)四大區(qū)，指出不同氣候區(qū)的建筑形態(tài)存在明顯的差異，以此為基礎(chǔ)，各氣候區(qū)的典型建筑形式開始受到學(xué)者們的廣泛關(guān)注[4]。

3.2.1 干熱氣候區(qū)地域建筑

干熱地區(qū)太陽輻射強(qiáng)烈，風(fēng)沙頻繁，因此建筑多封閉而內(nèi)向。宛如碉堡的厚重墻體較少開窗，減少太陽直射的同時(shí)起到了極好的防風(fēng)沙的效果，同時(shí)墻體良好的熱工性能緩和了晝夜的極大溫差。其最具代表性的建筑形式為位于新疆南部和田地區(qū)的“阿以旺”（圖1）。獨(dú)特的封閉內(nèi)向庭院為居民日常生活提供了一個(gè)共享空間。高于屋面0.4～0.8 m，四周開高側(cè)窗的屋頂能夠較好地完成建筑內(nèi)部的通風(fēng)采光。堅(jiān)固厚重的泥墻可較好地適應(yīng)當(dāng)?shù)馗珊怠⑸儆?、多風(fēng)沙的氣候特點(diǎn)。

3.2.2 濕熱氣候區(qū)民居建筑

濕熱氣候區(qū)往往伴隨著高溫高濕的氣候，因此傳統(tǒng)民居建筑以具有良好的通風(fēng)散熱為建造宗旨，墻體似有似無。屋頂也為應(yīng)對(duì)高頻強(qiáng)降雨作出了相應(yīng)處理，以陡坡加之舒展的大挑檐為主要形式，造就了別具一格的干闌式建筑，其中尤以東南亞最為典型。當(dāng)?shù)厝司偷厝〔?，利用盛產(chǎn)的竹木建造屋舍，建筑形式輕盈通透，多底層架空，增加空氣流速的同時(shí)避免蛇蟲及瘴氣的侵蝕。干闌式建筑極好的適應(yīng)了當(dāng)?shù)貧夂騾^(qū)的獨(dú)特的氣候環(huán)境特點(diǎn)。

3.2.3 溫和氣候區(qū)民居建筑

溫和氣候區(qū)具有較為明顯的四季差異，因此冬暖夏涼是該氣候區(qū)民居建筑建造的核心宗旨，合院建筑（圖2）應(yīng)運(yùn)而生。緯度較高的中國北方地區(qū)，冬季寒冷，以西北風(fēng)為主，而夏季卻較為炎熱，以東南風(fēng)為主。因此開闊的院落成為整個(gè)建筑體系的核心，建筑多朝向院內(nèi)開窗，外墻封閉。夏季依靠位于南向的院落大門采風(fēng)納涼，冬季則以厚實(shí)的外墻阻隔寒風(fēng)，其典型代表為北京四合院民居。而緯度偏低的中國南方地區(qū)，夏季濕熱多雨，院落的功能轉(zhuǎn)為遮陽通風(fēng)為主，因此院落消減為僅供通風(fēng)散熱的天井，如安徽民居。所有形制的改變均為適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蛱卣鱗5]。

3.2.4 寒冷氣候區(qū)地域建筑

在極端寒冷地區(qū)，建筑則以防寒保暖為主。以我國東北民居為例，為較好的御寒保暖，建筑外墻均較為厚實(shí)。為最大程度的采納陽光，建筑間隔較大，避免互相遮擋，且南向大面積開窗，北向較少開窗。室內(nèi)布置火炕，輔以地爐、火墻等多種采暖方式[6]。

4 結(jié)語

從各地民居形式不難看出，氣候條件是影響建筑風(fēng)格形式的關(guān)鍵因素。在技術(shù)并不發(fā)達(dá)的舊時(shí)代，人們正是通過這樣的方式與大自然抗?fàn)?，以爭取較為舒適的居住環(huán)境。極端氣候環(huán)境中，人們最原始的生理需求決定了人們對(duì)于建筑形式的選擇，最終形成了各地風(fēng)格迥異的建筑形式。順應(yīng)氣候環(huán)境的傳統(tǒng)民居是歷史留給當(dāng)下最寶貴的資源，只有正確的對(duì)待自然氣候條件，順應(yīng)并合理利用氣候條件，才能建造出最為節(jié)能環(huán)保、極具地域特色的建筑。

參考文獻(xiàn)：

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[3]Sophie H Wang， 高 偉， 袁 康，等. 基于干旱區(qū)氣候考慮的建筑群體空間設(shè)計(jì)研究[J]. 城市建筑， 2014（32）：44～45.

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[5]楊 柳. 建筑氣候分析與設(shè)計(jì)策略研究[D]. 西安：西安建筑科技大學(xué)， 2003.

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