淺析南極氣候對各國科考站建筑形態特征的影響

鄭琦凡 （大連藝術學院 116600）

淺析南極氣候對各國科考站建筑形態特征的影響

鄭琦凡 （大連藝術學院 116600）

氣候在人類的生存和生活中有著不可忽視的影響。同時，建筑空間是人類生存所要求的基本要素滿足條件，當地的氣候的特點也是建筑空間構建時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特的氣候之一，通過南極科考站為了適應氣候所運用的獨特的建筑形式、空間配置、工藝、引進新能源技術等研究中可以發現節省能源消耗、保護自然環境，可持續性發展的建筑設計理念。

南極氣候；科考站；建筑形態

氣候特征和地理條件是對建筑設計產生重大影響的因素之一。特別是南極這種極寒的氣候特點下，其建筑形式及空間配置都是非常獨特的，由于氣候特征的不同，它與其他地區的建筑形態相比有著顯著的差異性特征。南極的建筑形式不僅要適應極寒的氣候條件，還要符合人類的居住需求。氣候和建筑有著非常密切的關系，由于南極極端氣候環境的影響，建筑的形式空間的特殊性等可以通過科考站的建筑設計反映出來。本文中通過對極寒的氣候和建筑空間的關系為理論依據，并對各國家科考站的建筑的特點以及對南極科考站建筑時所考慮的安全性、實用性、環保性以及可能性等進行分析研究，探討在南極的極寒氣候下，建筑和氣候是怎樣的一個相輔相成的關系，合理的利用氣候因素是建筑設計和外界環境和諧發展的必要條件之一，建筑設計中應該統籌考慮氣候、環境及文化等多方面的因素，考慮到的因素越多，建筑設計就會越成熟、完善。

一、氣候特點和建筑環境

1.氣候和建筑環境。氣候是地球上某一地區多年時段大氣的一般狀態，氣象要素（溫度、降水、風等）是表述氣候的基本依據。所以氣候的濕度、風力、降水量、氣溫等要素是影響建筑內外部形態考慮的基本要素。另外氣候的變化不僅對建筑本身的形態產生一定的影響，同時也對我們日常的生活方式、生活習慣、生活空間也有著很大的影響。

2.氣候環境和建筑設計。氣候環境制約建筑的風格和特征，在建筑設計過程中扮演著非常重要的角色。在不同地域條件下，建筑只有適應當地氣候以及地域條件，室內空間設計才能進行合理的空間配置。不僅如此，建筑的形態結構、材質以及供能等設計在充分尊重和利用環境條件的同時，還應該考慮到環境保護和建筑本身的設計概念、意義。

二、南極氣候影響下建筑設計的概念和方向

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氣候帶，南極是屬于寒帶中最惡劣及具有代表性的氣候環境，年平均氣溫是-25℃、最低氣溫是-89.6℃，沿海地區風速可達到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，南極地區的氣溫有逐年上升的趨勢，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。由于南極的氣候寒冷干燥，發生火災的機率較大，常年的大風，也是導致火災發生的主要原因。所以科考站大多屬于單體的建筑形式，通過劃分火災預防區域，從而達到預防火災的效果。第二，科考站之間充分保持安全距離并使用長廊將各單體建筑相互連接。最后，節能減排也是需要重點考慮的因素之一，南極生態環境相對脆弱，新技術、新材料不僅可以利用建筑物的外部形態直接產生能源，也可以將能源合理化利用，從而達到減少污染排放，保護南極環境的目的。

三、南極氣候下各國科考站建筑設計分析

1.中國泰山科考站的建筑設計是參照了中國傳統的紅燈籠形象。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。太陽能、風力發電系統提供能量，減少廢氣排放量等環境污染。

2.英國HalleyVI科考站由幾個互相對接的艙體組成，并利用小而短的長廊將逐個艙體相連，艙體底部的“腳”可伸縮，也可隨著雪層的增厚而升高，最大的特點就是可以“移動”屋頂安放的太陽能電池板補充發電，起到了節能的效果。

3.比利時PrincessElizabeth科考站整體采用一套復雜的能量管理系統，計算能源消耗，根據需求順序優先供電，合理分配能源。不需要任何內部加熱設施，完全依靠太陽能運行。

4.韓國JangBogo科考站利用空氣力學原理，有效的抵御暴風，三組機翼形狀的臂膀設計可以排除積雪的堆積。

5.德國NeumayerStationⅢ是由16根液壓腿支撐起來的，可以遠離地面，避免積雪對它的侵蝕。

四、南極科考站建筑特征

建筑物實際是受到建筑材料、使用功能、工程條件、工程周年及文化、風俗等多方面因素的影響。總體來說，南極科考站在建筑設計過程中，具備以下五個特征：第一，建筑物大多采用底部架空的設計原則，防止積雪的形成，從而達到保溫的效果。第二，建筑物外形一定要簡潔化并盡可能的采取流線型的設計，從而防止常年大風對其的影響。第三，建筑物采用極寒條件下最適合材料和工藝，并且每個建筑物之間保持一定的距離，建筑過程中既方便運輸、分解，減少突發災害造成的損失。第四，建筑物多數采用國內預加工、模塊化組合的工藝，從而減少了整個項目工期。第五，通過建筑形式來反映本國傳統建筑設計文化。

五、結語

由于各國家的經濟水平、科研戰略和側重點不同，科考站對于極端氣候的應對方案和方法也體現各個國家的差異。我們在科考站的建筑設計中可以找出應對氣候環境設計的一種理念性的思想脈絡，遵循著氣候追隨形態的思想，同時還與各國的文化密切相關。要做到讓環境融入建筑，讓建筑配合環境，使二者在尊重自然、尊重文化、尊重藝術的基礎上同時應當考慮建筑的節能減排及對外部環境產生影響的問題，并倡導人性化生活，才是建筑設計應對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氣候變化》，北京大學地球物理系，北京，100871.

[2]任飛.《地球最南端的建筑—幾個南極科學考察站》，全球視窗，2004.

[3]任飛.「南極地區科考站建筑體形設計研究」，設計研究，2005.

[4]任飛.「南極科考站建筑的生態設計」，城市建筑主題專欄，2006.

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

鄭琦凡，女，1986年生，遼寧遼陽人，碩士，助教，助理工藝美術師，現任教于大連藝術學院，研究方向為空間設計。