低碳時(shí)代建筑空間形態(tài)設(shè)計(jì)探索

柳迪子

摘 要：低碳時(shí)代下，建筑空間形態(tài)設(shè)計(jì)應(yīng)該要確保建筑能與自然、人和諧共處，提高建筑的氣候適應(yīng)度。根據(jù)能量管理的原則，科學(xué)合理設(shè)計(jì)建筑的外部空間形態(tài)、內(nèi)部空間形態(tài)以及建筑空間界面形態(tài)，結(jié)合周邊環(huán)境，科學(xué)合理設(shè)計(jì)建筑的朝向、間距、內(nèi)部空間組合、界面形態(tài)，合理應(yīng)用綠化、氣候、通風(fēng)、日照等自然環(huán)境，切實(shí)做到低碳建筑。

關(guān)鍵詞：低碳時(shí)代；建筑空間；建筑節(jié)能

隨著人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的逐漸增強(qiáng)，低碳建筑理念逐步被人們重視。低碳時(shí)代對(duì)建筑空間的設(shè)計(jì)提出了新的要求，不僅要滿足人們對(duì)現(xiàn)代建筑的技術(shù)美、人文美等方面的需要，還提出了低碳綠色的新要求。

一、低碳時(shí)代下建筑空間形態(tài)設(shè)計(jì)的原則

（一）建筑空間形態(tài)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循人與自然和諧發(fā)展原則

低碳時(shí)代下建筑應(yīng)該講究人與自然和諧發(fā)展，協(xié)調(diào)建筑與人、自然環(huán)境的關(guān)系，對(duì)建筑空間形態(tài)設(shè)計(jì)也應(yīng)該遵循這個(gè)基本的原則與思路。因此，低碳時(shí)代下，建筑空間除了要考慮空間的幾何形態(tài)、尺度以及空間組織秩序之間的關(guān)系，還應(yīng)該考慮到建筑空間使用者的心理和生理舒適度，建筑與周邊自然環(huán)境的關(guān)聯(lián)度，以及建筑對(duì)整個(gè)生態(tài)環(huán)境的影響等。人與自然和諧相處不僅是建筑空間形態(tài)設(shè)計(jì)的基本原則，更是建筑設(shè)計(jì)的根本出發(fā)點(diǎn)。

（二）建筑空間形態(tài)設(shè)計(jì)應(yīng)適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂?/p>

要確保建筑設(shè)計(jì)遵循人與自然和諧發(fā)展的原則，首先就應(yīng)該考慮設(shè)計(jì)的建筑空間要適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂?。盡管現(xiàn)在的技術(shù)手段已經(jīng)在很大程度上削弱了建筑對(duì)氣候的依賴性，但是在低碳時(shí)代下，現(xiàn)代建筑空間應(yīng)該充分利用當(dāng)?shù)貧夂蛱卣?，?chuàng)新性地發(fā)展地域性建筑。如寒冷地區(qū)為了有效利用日照進(jìn)行取暖而設(shè)計(jì)出了玻璃陽(yáng)光房，以及由此發(fā)展出玻璃幕墻以及雙層幕墻設(shè)計(jì)。再如嶺南建筑風(fēng)格中的庭院設(shè)計(jì)就能很好地起到放熱的作用，再加上縱向進(jìn)深的冷巷設(shè)計(jì)就能形成獨(dú)特的空氣微氣候系統(tǒng)，應(yīng)對(duì)南方獨(dú)特的濕熱天氣。總之，建筑空間設(shè)計(jì)得好能很好地起到微調(diào)節(jié)氣候的作用，從而提高了建筑空間的氣候適應(yīng)性和空間價(jià)值。

（三）建筑空間形態(tài)設(shè)計(jì)還應(yīng)遵循“能量管理”原則

低碳時(shí)代下，建筑設(shè)計(jì)要求建筑空間系統(tǒng)、建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和建筑環(huán)境控制系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)整合。低碳建筑強(qiáng)調(diào)建筑的可持續(xù)發(fā)展，它融合了綠色建筑、節(jié)能建筑和生態(tài)建筑的概念與特征，推動(dòng)了建筑空間設(shè)計(jì)從原有的形式管理向能量管理轉(zhuǎn)變?？傮w來(lái)看，建筑空間從形式管理向能量管理的轉(zhuǎn)變是一個(gè)建筑空間的提升。然而，值得注意的是不同建筑類型，應(yīng)根據(jù)其使用用途及使用者的特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)特有的能量交換空間形態(tài)，這很大程度上依賴于人對(duì)建筑的使用方式。如住宅與寫字樓的能量交換模式在建筑空間形態(tài)設(shè)計(jì)上也是有區(qū)別的。此外，低碳時(shí)代下，建筑空間的設(shè)計(jì)不僅要求建筑應(yīng)該適應(yīng)環(huán)境，還要減少其對(duì)環(huán)境的影響與干擾。建筑空間形態(tài)設(shè)計(jì)除了包含美學(xué)特征以外，還應(yīng)該保持可持續(xù)發(fā)展的理念及相關(guān)的技術(shù)需求，利用現(xiàn)代數(shù)字信息技術(shù)及幾何學(xué)的指導(dǎo)，構(gòu)建現(xiàn)代建筑空間體系。

二、低碳時(shí)代下建筑空間形態(tài)的分析

在對(duì)建筑空間形態(tài)設(shè)計(jì)之前需要對(duì)建筑空間形態(tài)進(jìn)行分析，這里主要包括對(duì)建筑外部空間形態(tài)、內(nèi)部空間形態(tài)和建筑空間界面形態(tài)進(jìn)行分析。

（一）低碳時(shí)代下建筑外部空間形態(tài)分析

低碳建筑需要建筑與外部自然環(huán)境、人之間保持協(xié)調(diào)發(fā)展，因此，在建筑外部空間形態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮其外部的關(guān)聯(lián)性，確保建筑能夠融入外部環(huán)境空間，延續(xù)地域建筑空間，避免對(duì)環(huán)境造成破壞。從當(dāng)前建筑來(lái)看，其空間形態(tài)主要表現(xiàn)為隱藏、融入和架空三種類型。

隱藏的建筑空間形態(tài)是常見(jiàn)的外部建筑空間形態(tài)之一，在低碳建筑當(dāng)中，最常使用的方法就是將大面積的綠化及廣場(chǎng)覆蓋在建筑部分主體之上，這樣可以在一定程度上削弱建筑主體的存在，另一方面保證地面綠化系統(tǒng)的延續(xù)，建筑表面綠化還能防塵、隔熱、改善微循環(huán)。如Emilio設(shè)計(jì)的Across福岡就是典型的隱藏建筑空間形態(tài)設(shè)計(jì)。

融入的建筑空間形態(tài)是指將建筑設(shè)計(jì)成自然環(huán)境的構(gòu)成要素，嵌入到自然環(huán)境或城市的縫隙當(dāng)中，從而保持建筑與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)共存，而不會(huì)對(duì)自然環(huán)境造成威脅。如美國(guó)的夏特努加市水之殿就是典型的融入性建筑空間形態(tài)，圓形建筑沿著地面水平展開(kāi)，與原有的風(fēng)景完全融合，波浪行的信息墻則將圓形建筑平行地分割開(kāi)來(lái)，確保與周邊環(huán)境的有效融合穿插。

架空的建筑空間形態(tài)主要是為了應(yīng)對(duì)敏感的地理環(huán)境而采用的空間形態(tài)設(shè)計(jì)方式，這主要是為了保護(hù)原有生態(tài)環(huán)境不被破壞。當(dāng)?shù)孛矠楹?、陡坡等形態(tài)是，就應(yīng)該首選架空的建筑空間形態(tài)設(shè)計(jì)方式。一些設(shè)計(jì)師指出，隨著城市空間位置變得越來(lái)越狹窄，可以將建筑架空，同時(shí)為地面留出一片空間。如日本的JT大廈架空20米，形成了一個(gè)半開(kāi)放的特色景觀建筑。

（二）低碳時(shí)代下建筑內(nèi)部空間形態(tài)分析

低碳時(shí)代下建筑內(nèi)部空間形態(tài)的設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮建筑空間組合和室外空間的室內(nèi)化利用。對(duì)于空間組合的利用應(yīng)結(jié)合自然環(huán)境的生態(tài)特性來(lái)進(jìn)行組合設(shè)計(jì)，如庭院的設(shè)計(jì)。空間的組合包括空間的水平并置、豎向重疊兩種方式。將建筑功能空間與自然環(huán)境空間放在同一水平面上并進(jìn)行線性間隔就是水平并置，如漢堡空中客車的A3XX制作廳。而豎向重疊則是將建筑功能空間與自然環(huán)境空間沿著建筑豎向重疊，從而解決土地資源緊張的問(wèn)題，如馬克斯大廈將建筑與公園有效結(jié)合一起。建筑空間形態(tài)設(shè)計(jì)除了要對(duì)空間進(jìn)行組合外，還可以對(duì)室外空間進(jìn)行室內(nèi)化利用。如為建筑設(shè)計(jì)內(nèi)部庭院，從而導(dǎo)入陽(yáng)光，改善微循環(huán)。

（三）建筑空間界面形態(tài)分析

建筑空間形態(tài)設(shè)計(jì)除了考慮建筑空間的外部空間和內(nèi)部空間設(shè)計(jì)外，還要考慮建筑空間界面的設(shè)計(jì)。從現(xiàn)有建筑形態(tài)來(lái)看，其建筑空間的界面包括雙層建筑界面和異形建筑界面兩種。雙層建筑界面的處理是比較流行的，除了一般意義上的內(nèi)層建筑，還多了一層外層界面，主要作為緩沖氣候起作用，提高建筑內(nèi)部的舒適度和降低建筑能耗。常見(jiàn)的雙層建筑界面的設(shè)計(jì)有房中房建筑、雙層表皮和整體性屋蓋。房中房建筑是指在室外與建筑之間形成通高垂直開(kāi)放空間，將街道空間設(shè)計(jì)到建筑空間當(dāng)中，這樣不僅有中庭的審美效果，還有調(diào)節(jié)氣候的優(yōu)勢(shì)。如德國(guó)漢堡的雙X型建筑，外部設(shè)計(jì)的玻璃幕墻，內(nèi)部則采用的是兼顧的雙X形體量，其內(nèi)部包含6個(gè)通高三角形暖房空間，室內(nèi)室外形成噪音隔離區(qū)和氣候緩沖層。雙層皮則是直接在建筑上設(shè)計(jì)兩層相互靠近的表皮，從而降低建筑能耗，提高建筑內(nèi)部舒適度。整體性屋蓋則是通過(guò)整體性屋面形成一個(gè)過(guò)渡性空間，緩沖氣候，降低建筑體量的凌亂感。endprint

三、低碳時(shí)代下建筑空間形態(tài)的設(shè)計(jì)

（一）總體設(shè)計(jì)思路

建筑空間形態(tài)設(shè)計(jì)上應(yīng)該引入低碳理念，確保建筑與人、自然之間的協(xié)調(diào)共存，注重對(duì)地域、氣候條件的利用，構(gòu)建低碳生活理念。對(duì)此可以從外部空間形態(tài)、內(nèi)部空間形態(tài)及空間界面形態(tài)三個(gè)方面來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。外部空間上可以考慮建筑的朝向、間距、綠化設(shè)計(jì)等，確保與外部環(huán)境的有效融合；在內(nèi)部空間設(shè)計(jì)上應(yīng)充分考慮建筑空間的組合，對(duì)建筑綜合體進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)；在建筑界面設(shè)計(jì)上，應(yīng)該合理用雙層建筑界面來(lái)提高建筑舒適度同時(shí)降低建筑的能耗。

（二）建筑外部空間形態(tài)設(shè)計(jì)

建筑外部空間形態(tài)設(shè)計(jì)應(yīng)該充分結(jié)合周邊自然環(huán)境，確保建筑與外部自然環(huán)境的有效融合，減少建筑對(duì)周邊環(huán)境的影響。對(duì)此，整體形態(tài)設(shè)計(jì)應(yīng)該結(jié)合周邊自然環(huán)境特點(diǎn)，合理設(shè)計(jì)綠化空間，確保建筑能有效融合或隱藏于環(huán)境當(dāng)中，如果周邊環(huán)境比較緊迫則可以采用架空方式來(lái)增加地面空間，從而從整體上來(lái)提高建筑的美感、藝術(shù)感和舒適度。

建筑的朝向和單體建筑的間距也是需要考慮的重要問(wèn)題。低碳建筑需要有效利用自然環(huán)境來(lái)降低能耗，確保冬季得熱，夏季避熱，冬季避風(fēng)，夏季得風(fēng)。這就需要對(duì)建設(shè)的朝向進(jìn)行設(shè)計(jì)，充分考慮日照和自然通風(fēng)的效果，從而有效降低能耗，減少空氣中二氧化碳的排放量。建筑的朝向合理能確保合理的日照，合理吸收陽(yáng)光和避熱，同時(shí)還影響著房屋的通風(fēng)效果。自然通風(fēng)除了建筑朝向起到一定作用，內(nèi)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等也會(huì)對(duì)其造成一定的影響。好的通風(fēng)設(shè)計(jì)能確保冬暖夏涼，還能加速建筑空間內(nèi)部的空氣流動(dòng)，從而降低室內(nèi)二氧化碳的濃度。此外，建筑單體之間的間距也會(huì)在一定程度上影響著日照的吸收與通風(fēng)的效果，也應(yīng)該給予重視。

（三）建筑內(nèi)部空間形體設(shè)計(jì)

建筑內(nèi)部空間形體設(shè)計(jì)應(yīng)該對(duì)建筑空間進(jìn)行組合設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)綜合化建筑功能，構(gòu)建建筑綜合體，包括街區(qū)、綜合大樓和建筑群。三類形式協(xié)同發(fā)揮建筑空間的作用，協(xié)調(diào)城市建筑空間的結(jié)構(gòu)，減少碳排放量等。此外，在對(duì)建筑空間內(nèi)部形態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，還可以適當(dāng)應(yīng)用庭、院等，結(jié)合自然環(huán)境的生態(tài)特性來(lái)進(jìn)行組合設(shè)計(jì)。在綠化與建筑的排列上，可以采用水平的并置方式，也可以采用垂直的疊放方式，確保建筑能有最佳的氣候適應(yīng)性。

（四）建筑空間界面形態(tài)設(shè)計(jì)

建筑空間界面形態(tài)設(shè)計(jì)應(yīng)該充分利用雙層界面形態(tài)或者采用異形界面形態(tài)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)前使用較多的是雙層界面形態(tài)，可以采用簡(jiǎn)單的雙層界面皮層，還可以引入綠化庭院設(shè)計(jì)，采用通高垂直開(kāi)放空間，關(guān)鍵在于能夠緩沖氣候，降低建筑能耗，提高建筑內(nèi)部舒適度。

四、結(jié)語(yǔ)

低碳時(shí)代下，建筑空間形態(tài)設(shè)計(jì)無(wú)論是在外部空間形態(tài)設(shè)計(jì)，還是內(nèi)部空間形態(tài)設(shè)計(jì)以及建筑空間界面形態(tài)設(shè)計(jì)上都應(yīng)該要確保建筑能與自然、人和諧共處，提高建筑的氣候適應(yīng)度，降低建筑能耗。對(duì)此，應(yīng)該結(jié)合周邊環(huán)境，科學(xué)合理設(shè)計(jì)建筑的朝向、間距、內(nèi)部空間組合、界面形態(tài)，合理應(yīng)用綠化、氣候、通風(fēng)、日照等自然環(huán)境，切實(shí)做到低碳建筑。

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