氣候條件影響下的居住建筑設計

李青曉+田晨+張曉暖

摘要：指出了隨著全球化信息交流的發展以及現代化建造技術的進步，城市風貌逐漸趨同，一定時期內的建筑產物忽視了其所在地區的氣候特點、地理特征和以當地材料為基礎的的傳統技藝，地域性建筑也逐漸流于形式。基于氣候條件對當地建筑的影響，分析了氣候條件因素在建筑設計中的重要地位。選取典型地域性建筑，探討了建筑與當地氣候的聯系，以期引發設計者對地區氣候條件的重視。

關鍵詞：氣候條件；地域性；建筑設計：居住建筑

中圖分類號：TU47

文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2017）6-0176-02

1 引言

建筑的誕生實質是人類與自然抗爭的結果，建筑與氣候的關系反映的正是人與自然的關系。在建筑發展的初期，氣候是影響建筑形態風格的重要因素，建筑因各地區氣候的不同呈現出迥異的形態和模式，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，隨著全球化經濟的發展以及現代化技術的進步，新時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。而與自然對抗的方式變為對能源的過度使用，隨之而來的全球氣候轉暖、自然災害頻發，使人們開始反思新技術及能耗對自然造成的損害。21世紀，探尋一種與自然和諧相處的建筑形式重新引起了設計者的關注。

2 源于氣候的建筑設計觀

建筑自誕生起便與氣候息息相關，古人為適應氣候的變化“挖地建穴，構木筑巢”，以尋求舒適的居住場所。因此，從本質上說建筑是人類為適應氣候環境，改善生存方式的一種嘗試。世界級建筑設計大師無不關注氣候與建筑的關系，

美國著名建筑設計師萊特的“有機建筑”理論強調了氣候對建筑的重要影響。其將建筑美的形態和諧地融入到了環境中。同樣是建筑大師之一的勒· 柯布西耶在其作品中也表現出了對于氣候的關注。例如其在印度的作品便充分結合當地的氣候特征，用獨特的建筑語匯創造了適應當地氣候特征的新風格。以此為啟發，路易·康在孟加拉首都達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計中。印度建筑師查爾斯·柯里亞受當地傳統建筑啟發，提出“形式追隨氣候”的設計理念。

進入21世紀，以維護生態環境為目的的生態“高技派”發展迅速，與生物氣候地方主義不同的是生態“高技派”主張創造舒適、健康的人工環境，其對建筑微氣候的關注主要體現在對室內溫度和濕度、自然采光及自然通風的高要求上，從技術層面實現“人”對于舒適居住環境的追求[1]。

3 氣候條件對居住建筑的影響

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，其形式的差異正是建筑所處氣候區氣候特征的反映。

3.1 對建筑形態產生影響的氣候因素

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需要考慮的關鍵因素，其直接影響著建筑使用過程中的能耗問題。不同氣候區為應對日照與太陽輻射的影響對建筑形式作出了不同的改造[2]。例如熱帶地區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]；而寒冷地區卻恰恰相反，為使室內溫度升高，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鍵因素，極端氣候區多采用特殊建筑形式調整溫濕度。例如干熱地區多采用封閉內向，形體厚重的建筑形式應對其晝夜溫差大，高溫低濕的問題；相反，高溫高濕的濕熱地區建筑則需注重通風散熱以改善其常年潮濕悶熱的環境特點；而寒冷地區的居住類建筑，保暖成為其設計建造的重要原則。

3.1.3 風

風往往通過影響溫度及濕度影響建筑舒適度。不同氣候區多利用相應建筑形式調節建筑周邊風環境以改善建筑舒適度。例如干熱地區建筑常設置高聳的透風構件，或利用建筑周邊水體和陰影產生溫差，引導空氣的流動，以降低室內溫度。濕熱地區常通過屋頂開高窗的方式增加通風以達到降溫效果。而寒冷地區，建筑物的避風處理尤為重要。半球形建筑形式能夠有效減弱氣流對建筑的不利影響。

3.1.4 降水

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

3.2 氣候條件影響下的地域建筑典型實例

維克多·奧戈雅（1963）在對設計結合氣候的探討中，將地球上的地域大致分干熱氣候區、濕熱氣候區、溫和氣候區和寒冷氣候區四大區，指出不同氣候區的建筑形態存在明顯的差異，以此為基礎，各氣候區的典型建筑形式開始受到學者們的廣泛關注[4]。

3.2.1 干熱氣候區地域建筑

干熱地區太陽輻射強烈，風沙頻繁，因此建筑多封閉而內向。宛如碉堡的厚重墻體較少開窗，減少太陽直射的同時起到了極好的防風沙的效果，同時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的“阿以旺”（圖1）。獨特的封閉內向庭院為居民日常生活提供了一個共享空間。高于屋面0.4～0.8 m，四周開高側窗的屋頂能夠較好地完成建筑內部的通風采光。堅固厚重的泥墻可較好地適應當地干旱、少雨、多風沙的氣候特點。

3.2.2 濕熱氣候區民居建筑

濕熱氣候區往往伴隨著高溫高濕的氣候，因此傳統民居建筑以具有良好的通風散熱為建造宗旨，墻體似有似無。屋頂也為應對高頻強降雨作出了相應處理，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。當地人就地取材，利用盛產的竹木建造屋舍，建筑形式輕盈通透，多底層架空，增加空氣流速的同時避免蛇蟲及瘴氣的侵蝕。干闌式建筑極好的適應了當地氣候區的獨特的氣候環境特點。

3.2.3 溫和氣候區民居建筑

溫和氣候區具有較為明顯的四季差異，因此冬暖夏涼是該氣候區民居建筑建造的核心宗旨，合院建筑（圖2）應運而生。緯度較高的中國北方地區，冬季寒冷，以西北風為主，而夏季卻較為炎熱，以東南風為主。因此開闊的院落成為整個建筑體系的核心，建筑多朝向院內開窗，外墻封閉。夏季依靠位于南向的院落大門采風納涼，冬季則以厚實的外墻阻隔寒風，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，夏季濕熱多雨，院落的功能轉為遮陽通風為主，因此院落消減為僅供通風散熱的天井，如安徽民居。所有形制的改變均為適應當地氣候特征[5]。

3.2.4 寒冷氣候區地域建筑

在極端寒冷地區，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。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。室內布置火炕，輔以地爐、火墻等多種采暖方式[6]。

4 結語

從各地民居形式不難看出，氣候條件是影響建筑風格形式的關鍵因素。在技術并不發達的舊時代，人們正是通過這樣的方式與大自然抗爭，以爭取較為舒適的居住環境。極端氣候環境中，人們最原始的生理需求決定了人們對于建筑形式的選擇，最終形成了各地風格迥異的建筑形式。順應氣候環境的傳統民居是歷史留給當下最寶貴的資源，只有正確的對待自然氣候條件，順應并合理利用氣候條件，才能建造出最為節能環保、極具地域特色的建筑。

參考文獻：

[1]賀建紅. 地域性建筑研究[D]. 西安：西安建筑科技大學， 2004.

[2]魏 秦. 談地區建筑營建對氣候的智慧應對[C]∥中國建筑學會.中國民居學術會議論文集.北京：中國建筑工業出版社， 2009.

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

[4]鄒德依， 劉叢紅， 趙建波. 中國地域性建筑的成就、局限和前瞻[J]. 建筑學報， 2002（5）：4～6.

[5]楊 柳. 建筑氣候分析與設計策略研究[D]. 西安：西安建筑科技大學， 2003.

[6]楊國權. 論建筑的地域性[J]. 建筑學報， 2004（1）：66～68.