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摘要:
建筑與自然的和諧已經成為當前人們對建筑設計和施工的一項重要要求。對于山地環境而言,該要求可以通過回應氣候設計方式的應用來實現。本文從回應氣候設計方式的應用原則入手,對回應氣候的山地城鎮與建筑設計問題進行分析和研究。
關鍵詞:
回應氣候;山地城鎮;建筑設計問題
前言:
在我國經濟不斷發展的背景中,人們對建筑設計提出了較高的要求。以山地環境為例,除了建筑本身的使用功能和舒適性需求之外,人們開始逐漸重視其人工建筑物與所處氣候及山地環境之間的契合性。在這種要求下,氣候建筑應運而生。
一、回應氣候設計方式
(一)回應氣候設計方式的應用原則
回應氣候設計方式的應用原則主要包含以下幾種:
1.綠色節能原則。這種原則是指,回應氣候的建筑設計應該通過綠色技術和原材料的應用,使得建筑降低對能源的消耗,促進建筑可持續發展目標的實現。
2.氣候組成要素順應原則。這種原則是回應氣候建筑設計的基本原則。它是指,應該將當地氣候中的濕度、自然風、光源等融入設計工作中,實現建筑和諧融入自然的目標。
3.建筑美學遵循原則。這種原則是指,在結合當地氣候設計單體建筑及建筑群的過程中,應該將建筑美學原則融入設計工作中,使得設計出的最終設計產品滿足人們的審美需求。
(二)氣候建筑的應用優勢
氣候建筑的應用優勢主要包含以下幾種:第一,環境契合性優勢。氣候建筑可以使得建筑與自然之間的契合性水平發生顯著提升,其能夠為居住者提供更加自然化的環境空間。第二,低成本優勢。由于氣候建筑具有良好的節能特點,因此居住者在氣候建筑中生活所需的電能、熱能等成本花銷會發生相應降低[1]。
二、回應氣候的山地城鎮與建筑設計問題
這里主要從以下幾方面入手,對回應氣候的山地城鎮與建筑設計問題進行分析和研究。
(一)地址選擇方面
地址選擇是建筑設計的第一個環節。為了實現回應氣候目的,在建筑設計的地址選擇環節中,應該注重山體高度、坡度以及朝向等與自然風和日照有關的因素。就冬冷夏熱的山地地區而言,在自然風和日照方面存在較大差異的位置主要是山體的南部和北部。就南部位置而言,山體南坡具有避西北風、承納西南風的特點,因此可以將單體建筑的設計位置選于此處;而山體北坡不僅無法應對自然風,且冬季甚至大部分時間都沒有日照,因此在條件允許的情況下,應該盡量避免將單體建筑布設于山體的北坡[2]。
(二)通風設計方面
無論是對建筑的使用還是回應氣候方面而言,通風設計都是一項十分重要的內容。針對這一方面,在實際的建筑設計過程中,應該注重以下幾種策略的應用:
1.通風設計策略。以冬冷夏熱的山地地區為例,這種地域在冬季與夏季的主導自然風向分別為西北風和東南風,由于這兩個時段的風向具有相反特點,因此在實際的通風設計過程中,應該結合上述兩種因素進行考慮。為了契合該山地地區的冬季防風要求,應該將在長度和高度這兩種參數上數值較小的的建筑布設在山地城鎮的南部位置,而長度和高度參數數值較大的建筑則應設置與北部位置。除此之外,由于冬季的西北風仍然會流入該山地城鎮的建筑群中,因此可以通過前疏后密、前后傾斜布設的方式實現西北風的合理疏導;就該山地地區的夏季通風要求契合性而言,可以對城鎮南部位置所設計建筑的開敞性加以重視,通過自然東南風向穿堂風的轉化,保證該山地城鎮的夏季自然通風質量[3]。
2.通風應變策略。就山地城鎮而言,其通風應變策略大多是基于單體建筑內部的細節設計實現的。例如,針對山地城鎮中的某一單體建筑,可以應用在內部加設通風豎井的方式,保證單體建筑通風的有效性。該目的的實現原理為熱壓原理。
(三)建筑與山地城鎮景觀契合性設計方面
基于回應氣候的建筑與山地城鎮景觀契合性設計是指,在保證單體建筑使用功能合理性的同時,使得由單體建筑組成的建筑群體形成良好的景觀。基于這種要求,可以將山地城鎮建筑設計為:南部方向上坡等高線與山地城鎮的基準線平行,且北部建筑高于南部建筑。這種設計方式的應用優勢在于,其對冬冷夏熱山地區域的自然風契合度較高,在夏季和冬季都可以獲得良好的通風、防風效果,并且能夠保證所有單體建筑獲得充足的日照。這種與山地形態高度契合的建筑設計方式的應用,可以為人們呈現出一幅壯麗華美的建筑與自然合理交融的景觀[4]。
(四)節能方面
節能設計是建筑設計的重要要求之一。這里仍然以冬冷夏熱的山地地區為例,對山地城鎮與建筑設計進行分析:
1.單體建筑構造設計。就單體建筑構造方面而言,節能目的可以通過以下幾方面實現:第一,將具有開敞性特點的綠化空間應用在單體建筑內部,這種設計方式的作用主要是可以實現對熱島效應的合理控制。第二,將新型建筑材料應用在單體建筑的設計工作中,例如,通過高保溫性能建筑材料的應用實現節能目的。
2.單體建筑布局設計。單體建筑布局設計的節能目的可以通過單體建筑南側墻體面積的增加設計來實現。應用這種設計方式之后,無論是炎熱的夏季還是寒冷的冬季,山地城鎮單體建筑都可以得到適宜的日照和自然風。
3.單體建筑體形系數控制。從以往建筑使用經驗可知,在建筑自身體積不變的情況下,隨著建筑體形系數的不斷增加,其散熱速度也會隨之增加,因此其保溫效果相對較差。就冬冷夏熱山地地區而言,單體建筑的使用需求主要為建筑在夏季的隔熱設計處理以及在冬季的保溫設計處理。由于這兩種要求的實現原理相同,因此,在針對冬冷夏熱地區的城鎮設計單體建筑的過程中,應該合理控制單體建筑的體形系數[5]。
結論:
就建筑行業而言,回應氣候設計方式已經逐漸人們的一種重要需求。回應氣候的山地城鎮與建筑設計問題主要表現在節能設計、通風設計、地址選擇以及建筑與山地城鎮景觀契合性等方面。氣候建筑的環境契合性、節能性優勢使得其擁有極為廣闊的發展前景。
作者:胡海鷗 單位:中南建筑設計院股份有限公司
參考文獻
[1]冒亞龍.回應氣候的山地城鎮與建筑設計[J].山地學報,2009,05:605-611.
[2]朱晨.回應氣候的山地城鎮與建筑設計探討[J].江西建材,2014,17:34.
[3]吳越.地質生態視角下小氣候對山地城鎮設計的影響研究[D].重慶大學,2015.
[4]楊奇.現代山地城市居住空間地域化的思考[D].重慶大學,2007.
[5]楊華金.云南中等海拔地區城鎮山地住宅設計探索[D].昆明理工大學,2005.