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气候因素与建筑设计的融合

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一、简述气候对于建筑设计的影响

(一)温带大陆性气候温带大陆性气候主要分布在新疆、甘肃、陕西等广大的内陆地区,以新疆最为明显。由于远离海洋,水蒸气难以到达,因而这些地区干燥少雨,植被和水源稀少,所以温差较大,进而引起多大风天气。新疆的传统民居有喀什的夯土民居、布尔津禾木图瓦人木板房、塔什库尔干哈萨克人毡房等。由于当地降水量,居住点一般分布在有地下水的绿洲。因为木材稀少,当地居民就地取材,用土坯修造平顶民居。以土坯外墙和木架、密肋相结合的结构,依地形组合为院落式住宅。由于大陆性气候非常明显,气温变化大,为了防冻抗热,一般不开侧窗,只开前窗,或者开天窗采光。另外,当地时常的大风也要求建筑更加结实,所以民居的土墙夯的很厚,建筑间也保持一定的密度用以抗风。

(二)特殊气候如上所述,气候的因素有降水量、气温、光照等等,大体的气候类型分类只是说明了该区域内普遍的气候特点,在局部地区,影响比较大的因素可能造成当地和同气候类型地域的建筑产生比较大的差异。进行建筑设计时,应该考虑到这种特殊情况。我国东北的气候类型是“温带季风气候”,这种气候最典型的特点是旱季雨季分明,四季分明。一般来说,温带季风气候区没有什么特别易发的灾害,各项气候数据都比较稳定规律。建筑也没有十分特别的气候特点,但是,我国东北的民居也体现出了一定的特点。由于东北的冬季漫长,夏季短暂凉爽,影响其建筑的最大因素就是温度。所以东北的传统民居多以保暖防寒为主要特点。由于冷风是从北方西伯利亚吹来,所以基本上民居的窗都会向南开,北窗要么不开,要么很小,同时,墙体厚度很大,具有抗风保暖的功能。东北地区太阳高度角小,为了不影响采光,民居的间隔通常较大。东北的炕是用泥砖制成的,炕中间有火道,一端连接厨房的灶台,一端连接烟道,在做饭的时候就可以加热床,达到回收利用的目的。日常烹饪时,炕就暖了。除了东北的火炕以外,我国北方各地的农村还建有地炉、火墙等多种取暖方式。地炉既可以用来采暖,也可以用来进行加热食物,是一种经济环保、便捷有效的设施。

二、现代建筑气候设计技术

现代的气候设计原则与传统有所差别,是从被动适应自然到主动追求自然和谐,究其根本还是要理解好当地的各个气候要素,用适合的材料,充分使用有利的自然条件,避免或消除其中不利的因素。当前的建筑气候设计要求利用现代化的高科技手段如施工技术、新型材料、现代管理方法、控制技术、分析方法、物质特性等进行最优配置,让自然环境与建筑相互适应,相互协调,使建筑物与大地共生、与自然协调的同时,建筑消耗的能源可以循环使用,达到节约和环保的目的。这是一种生态技术,而这些技术通常来源与一些高精尖行业的研究成果,例如航天、汽车工业、计算机自动化以及新能源研究等。这些技术运用到建筑物时,可以使建筑物体现出符合时代的特点。加强生态技术利用,融合当地气候特征,改善建筑的微气候,进行自然采光和自然通风,同时减少空调和灯的使用,减少机械的使用,是最节能有效的方法,在当前的建筑气候设计中,有必要提高生态意识,改善建筑微气候。目前,已经有一些有效手段可以达到改善建筑微气候。

(一)通过将建筑服务性零部件(如电梯、卫生间等)布置在外层空间作为遮挡和过渡,可以有效减少日光对建筑中央区域的辐射。

(二)高层建筑具有强烈的热岛效应,可以通过建筑表面的绿化或者在建筑中间开辟绿化空间来减轻这种效应。

(三)在湿热气候区,应该在建筑中加入“灰空间”。所谓灰空间,是在居住区域和世外区域之间,建造一个过渡和保护的地带,例如上文所说的干阑下方的空间,或者沙漠气候区域的阴影空间一样。灰空间可以通过设置不同凸凹、不同纵深的空间来塑造,研究当地太阳变化,使建筑恰巧挡住正午最热的阳光而不影响其他时段,通过了解风向,使建筑能够引入自然风等。

(四)在热带以及寒带地区,可以使用双层外墙,让墙体中间有一个中空部分,可以达到非常理想的温度调节效果,同时节省了材料。

(五)在房顶可以设置可调节角度的遮阳板,结合屋顶的生态设施(如游泳池等)来改善光照条件,同时这些造型也可以使建筑更具特色。

三、结语

建筑师在建筑设计中,有必要将气候设计的元素加入其中。在过去,建筑设计师也或多或少地考虑了气候因素,并不是完全将建筑系型系数,减少建筑自身遮挡;(2)建筑单体上下或左右错开布置;(3)规划布局采用条式住宅与点式住宅相结合;(4)南偏东的最佳日照角度的规划布局布置建筑单体;(5)在同一栋建筑中将对其他建筑有遮挡部分,局部考虑经济性减少层数;(6)在同一居住区里规划几种不同层高的建筑,如南低北高规划布局,周边围合式规划布局,混合式规划布局等。六.结语随着城市化率的进一步提高,城市建设需要不断发展,建筑的高层及超高层化趋势越来越严重,居住区内各建筑物之间的日照关系越发复杂,居民对“阳光”需求越高。规划主管部门在处理各种“非典型”的日照影响问题时更要严谨,结合地域特征,制定并完善相应的地方居住建筑间距和住宅日照管理规定,政府出让土地前,用现有最先进的日照分析科学技术手段,给出一个合理可控制的容积率和建筑密度,让土地利用率最大化,有效促进城市建设的可持续性发展,让广大人民群众享受更多阳光。

作者:朱颖程越单位:杭州九米建筑设计有限公司 浙江绿城建筑设计有限公司

四川建筑杂志责任编辑:田老师    阅读:人次