适应气候的建筑设计策略及方法创新

适应气候的建筑设计策略及方法创新

白天庆

广州亚泰建筑设计院有限公司528100

摘要：虽然不同地域的气候特征表现出显著的差异，但人类对环境的适应能力具有相似性，所以在建筑设计的过程中，需要结合地域气候的特点主动适应，使建筑整体满足人类对舒适、健康的室内生存环境的需要同时，推动人类活动与自然环境之间的可持续发展。在此背景下，本文针对适应气候的建筑设计策略和方法创新两方面展开研究，为提升我国建筑设计与环境、生态间的协调性做出努力。

关键词：适应气候；建筑设计策略；方法创新

前言：太阳辐射、空气湿度与温度、风速等均对区域范围的气候产生直接影响，由于各要素在不同区域的实际状况存在差异，所以全球不同地区的气候特征并不一致，要在不破坏生态环境的前提下，保证不同区域建筑设计均能满足居民对建筑舒适度和健康性的实际需要，应在建筑设计阶段主动适应气候。

一、适应气候的建筑设计策略

（一）结合区域气候特征和气候分区等进行

建筑设计追求建筑性能和区域气候特征之间的协调，所以针对不同的气候特征要对具体的建筑设计进行调整，而气候分区是简化建筑设计难度，提升成功设计经验利用效率的有效手段[1]。例如我国寒冷的北方，在建筑设计的过程中，考虑到冬天气候的温度较低、西北风较强烈，在设计的过程中应以保温作为设计的重点，结合风向、风速等实际情况，改善建筑的窗体、外墙厚度等结构参数；而我国炎热的南方，考虑到其太阳辐射时间长、空气温度高，在设计的过程中应以实现恒温作为设计的重点，有意识的增加建筑室内的空气流动和湿度等。

（二）以生态气候学相关理论为设计依据

建筑设计适应气候，其不仅要提升居民的居住舒适度，而且要尽可能的实现节能环保，实现绿色建筑，而气候生态学的相关理论可以为其提供依据，例如，气候生态学将气候视为完整的生态系统，如图1所示，建筑作为人类活动的具体形式，其必然是影响气候的重要构成，所以在设计的过程中建筑规划、建筑单体、建筑室内环境控制系统等各方面的设计均要受到高度关注，保证各方面均能满足气候生态系统正常运行的实际需要。

图1气候生态系统构图

一、适应气候的建筑设计方法创新

（一）建筑选址和布局的方法创新

太阳辐射、风速、降水等因素对建筑的选址均具有直接的影响，而建筑的布局主要考虑朝向和间距等因素，所以在设计方法创新的过程中应主要针对以上方面进行。在具体设计的过程中首先应结合区域的太阳辐射、朱道枫、地势特征和植被的覆盖情况，对区域的气候环境产生全面的认识，然后结合各种因素对建筑的具体影响进行设计[2]。例如北方，以西北风和东南风作为主要的风向，太阳以东南升、西北落为主要运动轨迹，所以其建筑以坐北朝南为主，使通风和太阳辐射均得到保证。

（二）建筑外部空间设计方法的创新

风环境和热环境是对建筑外部空间影响最为显著的两种气候特征，所以在建筑外部空间设计的过程中应通过建筑组合方式、建筑平面与剖面形态、建筑外遮蔽物的设置等方面方法的优化，使其所处的风环境得到最有效的应用；通过增加绿地结构设计、灰色空间设计等方法降低热环境对建筑的影响等[3]。例如香港茵怡花园在设计的过程中结合其湿热的气候特征和滨海地理环境，创新性的利用线型平面取代传统的十字型设计使其通风的效果相比同区域的其他建筑更加理想；云南西北地区为改善日照强烈、干热气候对建筑室内舒适度的影响，积极尽心绿荫院和水院的设计，空气降温和加湿的效果十分显著。

（三）建筑本体设计方法的创新

建筑本体适应气候的设计主要通过以下方面实现：

1.建筑空间组合

在建筑空间组合设计过程中应针对建筑的体型和建筑的平面布局两方面进行，在设计前者是，要结合建筑具体的功能、节能标准等进行，在保证其外表面积最小化的同时建筑外表中热工性能相对较不理想的面积也达到最低，但需要注意的是，类似我国北方的处于寒冷气候区的建筑应对不同朝向功能墙面面积和窗地比等进行针对性的调整，现阶段人们普遍认为建筑体型的规模、复杂程度与其保温功能之间具有显著的负相关性，建筑体积相同情况下，其高度与平面的比例与通风和散热效果之间具有显著正相关性，所以在寒冷气候区，南北向立面较长建筑体型设计更适应气候特征[4]。在建筑平面布局的过程中考虑到太阳辐射强度、常年主导风向等因素，应将主要建筑空间设置于自然资源利用效果更突出的位置，例如，我国北方为抵抗冬季来自西伯利亚的寒流，将厕所、侧卧等利用率相对较低的辅助孔间设计在建筑的北侧，而南方地区考虑到太阳辐射强度，通常将楼梯间、厕所、车库等空间设计于太阳辐射较强的位置。现阶段人们在适应气候设计时，除注重以上两方面外，对建筑空间的通风也给予高度关注，利用热压和风压，对室内空间进行分割，以达到通风效果，图2为常见室内空间分割方式，内天井通风设计、中庭设计、夹层与跃层设计等均是现代通风设计的常见方式。

图2建筑室内常见分割通风方式和效果简图

2.建筑外体设计

为适应建筑外部气候，减少外部气候的不利因素对建筑室内环境的影响，现代人们在建筑设计的过程中越来越注重对建筑屋顶、外墙、门窗等外围护结构的设计，例如，现代建筑设计时，结合坡屋顶在具有和不具有通风阁楼的两种情况下，前者相比后者总温度衰减值提升2.17倍，最热气候减少近2小时的实际数据，进行了具有热缓冲功能的建筑屋顶设计，并创新性的将绿化引入屋顶设计中，利用植物的蒸腾作用，达到降温的效果，平屋顶轻质种植屋面设计就是具体的体现。在针对外墙设计的过程中，除注重其原有的通风、美观、保护功能外，注重其节能设计，例如现阶段的双层外墙维护结构，使玻璃间具有空气间隙，使建筑在冬天的保温性能和夏天的降温性能均得到提升等。

结论：通过上述分析可以发现，现阶段人们已经认识到建筑设计适应气候的重要性，并有意识的通过调整设计策略、创新设计方法等，提升建筑设计对气候的适应性，使建筑设计在不破坏环境的前提下，仍满足不同区域居民对建筑舒适度的实际需要，这是现代建筑设计理念更加完善的具体体现。

参考文献：

[1]殷欢欢.适应夏热冬冷地区气候的公共建筑过渡空间被动式设计策略[D].重庆大学，2010.

[2]黄炜.适应气候的建筑设计策略及方法探讨[J].建材与装饰，2016，04：105-106.

[3]王明帆.适应气候的建筑设计策略及方法[J].中小企业管理与科技(上旬刊)，2016，06：89-90.

[4]张会.适应气候的建筑设计策略及方法研究[J].环球人文地理，2014，20：68.