从传统技术而来的建筑气候设计

摘 要 营造舒适的环境是建筑设计的目的之一。然而，在舒适与节能之间往往存在着矛盾。如何解决这个矛盾是当前建筑设计领域中一个重要的课题。在传统乡土建筑中蕴藏着一些适应当地气候的技术。在此基础上，文章研究了结合气候与传统技术营造低能耗建筑的案例，提出了创造低能耗、舒适的建筑之对策。

关键词 建筑气候设计 机械系统 传统技术 低能耗 

张靖，现为华中科技大学建筑与城市规划学院建筑学系建筑设计及其理论专业2004级硕士研究生，致力于乡土建筑方面的研究，主要研究方向为乡土建筑的保护与更新模式，曾发表论文两篇：《中国园林的景题艺术》、《对乡土建筑研究的思考》。

　　建筑是人类适应自然气候环境的产物。但是，随着社会的发展和科学技术的进步，我们在现代建筑设计中逐渐淡化了对其周边环境的适应性，而是更多的依靠空调等机械手段来改变建筑得到内部环境。自从上世纪空调技术在建筑中的广泛应用以来，机械调控系统已经改变了建筑与周边自然环境的关系。先进的空调等机电设施可以创造独立于外界的人工环境，通过人工采光、制冷、加热和通风，人们已经可以生活在可调节的舒适环境中。这种建筑封闭式的环境，导致了人与自然的疏离，所以，无论是设计者还是使用者都对建筑周边的气候环境变得漠不关心。

　　然而，对高能耗、高污染的机械调控方式的过分依赖和不加限制的使用，是造成当今环境和能源问题的一个重要原因。据相关统计表明，建筑能耗占人类总能耗的30％；美国每年有16％的能源用于建筑的升温和降温。使用机械调控系统产生的大量二氧化碳等有害气体，加重了诸如空气污染和全球变暖等问题的严重性。同时，机械调控的方式也造成了经济上的浪费。例如：在类似约旦的国家，石油是国家最大额的进口物资，而其中相当大的一部分被消耗在机械空调和供热系统上。还有很重要的一点，目前使用的传统能源多为不可再生的，虽然这些能源主宰了现有的建筑环境，但在未来自然资源有限利用的条件下，却不可能继续维持现状。

　　在当今资源匮乏、能源危机、人类生存环境日益恶化的时代，欧美一些发达国家投入高新技术、巨额资金，以此作为减少污染、节约能源、实现可持续发展的主要手段。但是，在大多数的发展中国家里，我们不可能大范围地效仿发达国家。我们需要从传统建筑中汲取养分，将传统经验与现代科学技术结合起来。这对于发展中国家寻求可持续发展更具现实性。

　　世界各地的自然环境迥异：温暖的、炎热的、凉爽的和寒冷的等等，但是，当地的传统本土建筑总是能够有效地适应其周围的环境。这是因为过去的人们总是不自觉地运用当地的材料，依据适应当地气候、资源环境变化规律的方式组织他们的栖居。传统乡土建筑适应气候条件的经验可以为现代建筑设计所借鉴。传统乡土建筑从规划、布局、空间、景观到材料、构造都体现了与所处自然环境的适应性。

　　从城市规划的角度来讲，城市肌理对于建筑的气候适应性是有影响的。在炎热气候下的古城都有紧密的城市肌理。城市中建筑布置紧密，房屋联系紧凑，彼此墙体互为使用，成为一个整体，密集的建筑物有效地阻挡了热辐射的渗透。在建筑相对集中条件下，形成了阴影下的街、巷、庭院等，辅之以良好地组织通风，有利于人们的户外活动。例如：开罗、大马士革、耶路撒冷，地块与地块之间几乎没有间隙，除了面向街道的立面外，没有暴露在外面的立面了。然而，现代城市的布局往往是孤立的超高层建筑和宽阔的道路，显然是不适应气候条件。

　　建筑布局对于建造适宜气候环境的建筑是很重要的。例如：在北半球，建筑应该沿东西轴线尽量向南面开敞，建筑的南面可种植落叶树木，南向的建筑和出挑的窗户可以最大限度地引入冬季的阳光、阻挡夏季的阳光。在炎热地区的传统建筑中普遍使用出挑物将建筑与城市空间笼罩在阴影之中，此外，还存在其它与气候适宜的传统建筑形式，其中较为典型的有也门传统的塔屋。与现代独立的超高层建筑形式不同，塔屋有七层，竖向布置房间，而且建筑是成组布置的，只是将其南立面暴露在外面，这样可以保护建筑免受东西两面阳光的影响，在炎热的夏季保持建筑内的凉爽。当然在节能方面，多层建筑比单层建筑更有效，因为上层能够保护下层，使其冬季少散热，夏季少吸热。然而这种方式对于超高层建筑并不适用。因为上面的楼层更容易受到冬季高速寒风的影响，而只有下面的楼层可以将地形作为节能的依托。

　　空间的合理组织和利用也是传统建筑适应气候的有效途径。例如，屋顶高的空间比屋顶低的空间更容易自然冷却空气。因此，许多炎热地区的建筑屋顶普遍很高（经常在屋顶下伴有小的排气口），而在气候寒冷的地区，其传统建筑的屋顶总是较低的。

　　在干热气候条件下，利用空气热动力学原理蒸发制冷, 产生了以水院和荫院为中心的自然空调系统的建筑空间构成。由热压力差形成的空气运动, 将干热空气引入封闭庭院, 掠过水体和绿荫, 而得到了良好的降温、加湿和净化, 由此使庭院和室内环境凉爽而适宜。





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