適應氣候的建筑設計策略及方法研究

文/李曉偉、林興楊 大連城建設計研究院有限公司 遼寧大連 116000

氣候是生態系統的一個重要組成部分。在建筑設計的過程中，氣候適應實際上是基于尊重和肯定氣候對建筑的影響的前提，并使用適當的設計方法和工具，可以協調氣候和建筑。這是建筑、環境和人類之間協調和共生的具體表現。因此，研究適合氣候的建筑設計策略和方法具有重要的現實意義。

1、適應氣候的建筑設計策略分析

1.1 結合氣候特點選擇建筑朝向

建筑朝向直接影響建筑日照和通風，所以對建筑室內的舒適度具有直接的影響，所以要保證建筑設計與氣候適應，先要對建筑朝向進行科學合理的設計，這要求設計人員在設計前，對建筑場地的風向、日照、地形等自然因素全面、準確的認識，然后結合影響建筑朝向的因素進行針對性的設計，例如廣東省惠州市的地理位置、日照條件等因素決定，其在建筑朝向設計的過程中應以通風向為主要考慮因素。現階段在適應氣候的建筑朝向設計過程中，通常將夏季風與建筑朝向夾角設計成45度，以此保證建筑室內通風效果，此時建筑朝向與夏季風向相對，會使后排的建筑通風效果不理想，此時應盡可能保證建筑朝向與夏季風入射角之間出現30至60度的夾角，以此保證多個行列式分布的建筑通風效果均能達到舒適度的標準。

1.2 注意通風與防潮

從一定程度上來看，人類對風的態度是具有雙面性的，對于熱帶地區的人們來說，人們普遍歡迎涼爽且具有一定濕度的風，但是在一些潮濕多雨的地區，人們更希望能夠利用干燥溫暖的風將空氣中的濕氣帶走。在住宅設計中，每個住宅單元選用兩梯兩戶的戶型，這種戶型充分利用南北貫通的戶型格局，在這種格局設計中會形成過堂風，炎熱的夏季可以很好的實現熱傳導以及形成對流。此外，在節能要求得到滿足的前提下，還可以適當的開啟門窗扇，保證春秋兩季可以有效獲得良好的自然風，通過這種方式可以有效減少過度季節空調的能耗。

1.3 綜合考慮間距與日照

合理的布局形式可以使建筑受當地氣候影響的因素變小。考慮不同的間距對建筑物的影響，要充分考慮間距與日照的關系。為此，在建筑群的分布中，適合采用有利于建筑群體中的夏季是否通自然風，是否能夠防曬，冬天是否進入保溫的模式，是否能夠節約能源。不過，關于建筑的布局形式，以及建筑的高度等，都難以去把握，因此只有設計人員經過大量的現場勘察以及考量才能做出適合的建筑設計。

1.4 建筑外部空間形態的組合

建筑外部空間心態組合的科學與否，直接影響建筑室外微環境，所以非常有必要對建筑外部空間形態進行設計，采取適宜自然的設計方式，進行室外綠化設計。從大環境觀察小環境，室外水體和綠化，對室外微環境和室內微氣候有著直接影響。合理的外部空間形態組合設計，不僅能優化周邊環境，豐富空間環境意趣，而且能美化環境，取得多樣統一的室外空間環境效果。

1.5 在設計的過程中保證氣候與建筑相適應

建筑室內溫度調節是建筑室內能耗的重要構成，所以在建筑設計的過程中應時刻貫穿適應環境的基本理念，以此降低建筑室內保證建筑舒適性的相關設備的應用，現階段隨著科學技術的發展和人們生活水平的提升，以保證室內舒適性為主要功能的設備數量和種類增多，致使部分設計師在設計的過程中淡化了環境適應的意識，這與現代綠色建筑設計理念相違背，造成巨大的能源浪費，所以在建筑設計的過程中應形成氣候適應的基本意識，這是現代建筑發展的必然要求。

2、適應氣候的建筑設計方法

2.1 切薄建筑

對于切薄建筑來說，這一方法本身屬于通風策略的實際應用，該方法能夠實現建筑物的自然通風與自然采光，建筑物本身的環保性能、舒適度都將由此得到有力保障。近年來我國微型城市般的高層建筑在各地大量涌現，而這類建筑往往會對城市熱島效應的加強、資源消耗帶來較為負面影響，但切薄建筑設計方法能夠實現一定程度上的相關負面影響消除。

提到切薄建筑設計方法，就不得不提到應用這一設計方法的典型新加坡國立圖書館新樓，該建筑在設計之初便確定了切薄建筑的方法，而實際應用中建筑師通過街道將建筑一分為二，實現了建筑的切薄，由此實現的與外界接觸面擴大、自然通風實現，使得該建筑的能耗實現了30%的降低，這本質上也屬于一種適應氣候的建筑設計方法變種。相較于國外應用的切薄建筑設計方法，我國在這一設計方法上也有著大量成功案例，深圳建科大樓便是其中的典型，而這一大樓在切薄建筑設計方法的支持下，實現了中央空調全年使用時3個月的縮短，由此我們也能夠更為深入了解這一適應氣候的設計方法。

2.2 靈活圍護界面

除了切薄建筑外，靈活維護界面同樣屬于適應氣候的建筑設計方法之一，這一設計方法本身屬于建筑設計與氣候相適應策略范疇。可開啟的窗本身屬于最為基本也最為傳統的適應氣候方式，但考慮到近年來各類新建筑處于多種考慮往往存在著窗口數量較少、實用性較差的問題，靈活圍護界面便是為了解決這類問題而提出的。

2.3 保溫隔熱墻體與屋面

（1）對于保溫隔熱墻體的建筑設計來說，墻體材料的優選是這一設計實現的關鍵，而綜合分析水、鋼、木、磚、混凝土、空氣、泡沫隔熱材料的單位體積熱容量，并考慮聚氨酯保溫材料、鋼絲網聚苯板等復合保溫材料的適用性則屬于設計的必備環節。這一設計本身屬于保溫隔熱墻體建筑設計的典型，結合這一設計實現的室內空氣流通、陽光照度大天氣熱量的積蓄、西北風的遮擋、完全遮擋日曬，都使得該建筑擁有了較強的氣候適應性。

（2）對于保溫隔熱屋面的建筑設計來說，生態綠化屋面屬于近年來業界關注的焦點，蓄水屋面與種植屋面也在這種關注下在我國很多地區投入了應用。對于蓄水屋面來說，這一屋頂能夠實現建筑物的保溫隔熱，這主要是由于白天水蒸發能夠實現熱量的帶走，而夜晚水的“熱延遲現象”則能夠實現建筑保溫；而對于種植屋面來說，在屋面上覆以土壤并種植各類植物是這一屋面設計的主要方式，而由此實現的太陽直接輻射阻擋、植物蒸騰作用和土壤蓄熱作用的利用，就使得相關建筑能夠擁有較強的氣候適應性。

結語：

總而言之，隨著環境問題、能源問題的日益凸顯，我們的生存環境已受到嚴重的制約。建筑對環境的破壞、對能源的需求，致使越來越多的人關注建筑行業的發展。將氣候因素積極的引入到建筑設計當中，并消除不利氣候因素的影響，達到節能降耗、保護環境的目的，有利于實現建筑行業的可持續發展，是生態建筑、綠色建筑的重要表現。