气候适应性策略在南粤建筑设计的运用

气候适应性策略在南粤建筑设计的运用

发表时间：2019-07-03T08:52:51.617Z 来源：《基层建设》2019年第11期作者：张培[导读] 摘要：为满足舒适、安全、节能、环保的建筑需求，在建筑设计时必须考虑气候适应性，因此本文针对南粤地区气候特点分析了气候适应性策略在建筑设计中的运用。

广东呈斯意特建筑设计有限公司 516000 摘要：为满足舒适、安全、节能、环保的建筑需求，在建筑设计时必须考虑气候适应性，因此本文针对南粤地区气候特点分析了气候适应性策略在建筑设计中的运用。

关键词：气候适应性；建筑设计；南粤建筑气候要素在现代建筑中的地位十分重要，因为适应气候是建筑节能环保必要条件，例如传统南粤建筑针对亚热带高温高湿气候特点精明地解决了建筑与环境气候的关系[1]。气候适应性是指当外界气候条件变化时自身仍能保持稳定状态的特性，就像生物对气候变化的适应性一样，可以协调应对温湿度、光、风、水的变化[2]。基于上述认识，本文对气候适应性策略在南粤建筑设计的运用进行了分析。

1 气候适应性建筑设计策略 1.1 建筑气候适应性解读

进行建筑设计时，建筑师应结合当地气候条件并充分利用各种气候要素，以创造安全、舒适的建筑环境。人类进化使人必须依靠“外物”才能生存，譬如天气寒冷时人必须穿着厚实衣物来保暖，建筑就是人抵抗恶劣天气的“庇护所”，正如英国建筑师（Ralph Erskine）所言“如果没有气候问题，人类也就不需要建筑了”，因而遮风挡雨、御寒避暑是建筑最基本的也是最重要的功能，更是气候适应性的本质所在。狭义理解建筑气候适应性，主要是满足人体舒适度要求，并且具有被动调节室内气候的特性。广义解读建筑气候适应性，要把握建筑与气候的辩证关系，建筑适应气候不仅是技术性问题，还涉及历史、文化、观念等因素，应将被动适应与主动控制结合起来。

1.2 气候适应性设计策略

过去，受到技术条件的限制，人们只能通过合理选址、巧妙布局，加上朝向与空间布置、材料的运用、构造细节的把握，以及防热、保温、自然通风等措施的应用，来适应气候条件。近现代技术的进步，使人们应用机械通风、空调、取暖设备来改善室内环境，通过设备调节也不失为建筑气候适应性的一种方式。然而随着化石能源储量日渐减少和温室气体导致的全球气候变化，人们又不得不考虑节能问题，绿色环保低碳成为当今建筑气候适应性设计必须考虑的因素。我国从南到北、由东至西气候情况迥异，按照温湿度和太阳辐射的差异，全国分为严寒地区、寒冷地区、温和地区、夏热冬冷地区和夏热冬暖地区，不同地区的气候条件有显著差别，这就决定了不同气候分区设计策略不一样。以夏热冬暖地区为例，夏季漫长，雨量充沛，常有大风暴雨，冬季不冷，所以建筑要满足隔热、散热、防雨、防风要求，冬季无防寒保温要求；气温年较差和日较差较小，炎热潮湿，所以要求建筑结构开敞通透，以利通风；太阳高度角大，太阳辐射时间长，所以对建筑遮阳防晒提出了较高要求，同时利用太阳能节能也是应考虑的措施。总之，气候适应性设计需要考虑地域性差别，并应遵循整体性、灵活性和实效性的原则[3]。

2 气候适应性策略在南粤建筑设计的运用 2.1建筑形式发展

建筑形式受到技术、文化、观念的影响。随着经济社会的快速发展、城市规模的扩大，传统民居建筑形式在城市内几乎消亡，这是不可逆转的趋势，完全照搬传统民居建筑形式是不可能的了。由于城市人口密度增加，用地紧张，建筑形式朝着高层化、大型化方向发展，而且随着人们对建筑功能需求的多样化，建筑形式也朝着复合化方向发展。经济全球化和不同文化的融合，再加上技术的进步，建筑形式日趋多元化。过去一个地区建筑形式近似、地域特色鲜明的情况越来越少见。以传统民居建筑为例，在适应气候上某些方面确实做到极致，因为这是人类千百年来智慧的结晶，例如南粤建筑中的冷巷、庭院、天井、外廊、凉棚、骑楼等形式，其中的精华还是可借鉴的。

2.2 优化建筑布局

受建筑高层化趋势影响，城市区域呈现一些新的特点，一个是热岛效应，主要原因是建筑密集，热量集中，散热少；二是总体风速低，但局部风速大，因大量高层建筑密集阻挡了风，地面风速较小，但几百米高空风速较大；三是地面湿度就大，高空湿度较小。朝向是影响建筑布局的重要因素，一般从太阳辐射和主导风向考虑，南粤地区朝向宜选择南向，避免东西向，但城市环境不同于旷野，最佳朝向在主导风向30°～60°范围内。布局形式有密集布局、分散布局和高低混合布局。密集布局有自遮阳效果，但影响通风。分散布局有充沛的阳光和舒适的通风，但受城市用地紧张制约难以大面积推广。高低混合布局是改善城市风、热环境非常有效的措施，即建筑高度参差，避免等高建筑布局。

2.3 完善体型设计

合理的建筑体型设计意义在于改善通风，建筑体型决定外部环境和内部空间的通风阻力，好的体型可以减少环境风阻，有利于空间环境散热；同时减小内部空间通风阻力，促进内部空间散热。随着技术的进步，可选的体型日趋多样化，所以合理选择体型是保证良好通风散热的必要条件。流线型、曲线型体型可以降低风阻，体型收分、挖洞也有利于降低水平风荷载。小进深体型有利于降低内部风阻，形成穿堂风效果，但为了控制进深可能形成大墙式建筑，又会阻挡外部通风，为此可采取蜂窝状多天井平面布局或树枝状多支端平面布局，例如广东科学中心体型。架空体型或体型上“开洞”可降低外部环境风阻，例如深圳万科中心大楼、深圳大学科技楼。运用出挑、倒置、错位等特殊体型不仅带来个性化艺术风格，也可解决气候适应性问题，例如广州大剧院自遮阳效果。

2.4 适应气候空间

建筑空间设计可为改善空气对流创造条件。不同于传统建筑空间相对封闭、孤立的特点，现代建筑空间更具流动性和连续性。空气对流主要源于风压和热压的作用，传统建筑中的冷巷、天井、敞厅主要利用热压通风，现代建筑可将风压和热压结合起来达到更好的通风效果。空间流动分为水平流动、垂直流动和复合流动三种形式。水平流动主要利用风压通风原理，通过进出风口空气压力差实现空气流动，穿堂风即为典型流动方式。垂直流动主要利用热压通风原理，因为热空气密度小，会自动上升，在较高垂直空间内形成烟囱效应，从而使建筑内部获得通风效果。复合流动是将水平流动和垂直流动结合起来的形式，例如广州南沙发展电力大厦，中庭与边庭构成垂直和水平复合通风形式。