摘要： 氣候是影響建筑設(shè)計的一個重要因素，在不同的區(qū)域條件下，應(yīng)有不同的建筑形態(tài)空間布局，即適應(yīng)氣候的地域技術(shù)。本文將針對長江中下游地區(qū)氣候特征，從建筑布局、建筑遮陽、空氣間層的保溫隔熱、室內(nèi)空間組織、圍護(hù)結(jié)構(gòu)等來探討該地區(qū)住宅建筑節(jié)能設(shè)計。力圖降低建筑能耗，創(chuàng)造建筑微氣候，并從地域技術(shù)，構(gòu)造設(shè)計上來創(chuàng)作適應(yīng)該地區(qū)氣候的住宅建筑。
關(guān)鍵詞： 住宅建筑 構(gòu)造設(shè)計 地域技術(shù) 節(jié)能
上個世紀(jì)全球的建設(shè)量等于之前人類所有建設(shè)的總和，當(dāng)然這源于社會的發(fā)展，科技的進(jìn)步，是人類文明程度的體現(xiàn)。然而，有限能源已逐步的枯竭，自然資源破壞性的利用，自然環(huán)境日益惡化，城市的建設(shè)和建筑的發(fā)展不斷的面臨各種各樣的問題。必須以“可持續(xù)發(fā)展”的角度去審視我們的建筑設(shè)計，從根本上降低建筑能耗。另外，還必須適應(yīng)社會的發(fā)展，滿足消費(fèi)者的需求，提高室內(nèi)舒適度，減少空調(diào)設(shè)備。通過對生物氣候地方主義理論及一些國外新氣候建筑的介紹與研究，探索適合長江長下游地區(qū)建筑的設(shè)計原理。
1 長江中下游地區(qū)氣候特征
長江中下游地區(qū)地理緯度大致在北緯30°～32°，屬于氣候過渡地區(qū)，這一地區(qū)的氣候特點(diǎn)夏季氣溫較高，持續(xù)時間長達(dá)3～4個月，太陽輻射強(qiáng)度大；冬季較冷，時間長達(dá)2～3個月，相對濕度較大，季節(jié)風(fēng)旺盛。該地區(qū)住宅建筑的保溫隔熱還沒有一個可參考的理論依據(jù)，住宅室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量普遍較差，冬季室內(nèi)陰冷潮濕，最冷月份室內(nèi)平均氣溫只有4～6℃；夏季悶熱，最熱月份室內(nèi)氣溫高達(dá)32℃左右，特別是在頂層及西曬房間顯得十分悶熱難受。這樣大量的空調(diào)設(shè)備涌入居民區(qū)，由于缺乏總體部署，沒有從改善建筑熱工入手，熱環(huán)境改善十分有限，能源使用效率低，造成大氣環(huán)境污染。因此，改善該地區(qū)的室內(nèi)環(huán)境已刻不容緩。
在正常情況下，相同體積、相同材質(zhì)、相同質(zhì)量的物體，在同一環(huán)境條件下，所吸收的太陽輻射熱相等，其根本的區(qū)別只在于熱量在形體中分布情況。
其實(shí)建筑隔熱就是盡可能的將太陽輻射熱阻隔在建筑之外，使室內(nèi)具有舒適的環(huán)境，這就要對建筑的外環(huán)境進(jìn)行分析研究。建筑并不同于一般的形體，它已經(jīng)有一個普通的形體轉(zhuǎn)化為了有生命力的空間形態(tài)，需要有采光與通風(fēng)，這就必然需要有門窗，而太陽熱輻射就會通過門窗傳入室內(nèi)，怎樣既保證室內(nèi)采光通風(fēng)，又能夠盡可能的有效阻止熱輻射。這就需要在設(shè)計中就必須知道該地區(qū)一年四季太陽的運(yùn)行規(guī)律，分析該地區(qū)生物氣候特征，采用合適的建筑造型，以及建筑朝向，并采取有效的建筑遮陽措施。
2 生物氣候地方主義理論
氣候和地域是緊密相連的兩個概念，從上個世紀(jì)二三十年代就開始對建筑與氣候、建筑與地域關(guān)系的研究。隨著科技的進(jìn)步，研究的不斷深入，建筑節(jié)能也取得了一定的成效。
1963年，V.奧戈雅所著的《設(shè)計結(jié)合氣候：建筑地方主義的生物氣候研究》，概括了60年代以前的建筑設(shè)計與氣候、地域關(guān)系研究的各種成果，提出“生物氣候地方主義”的設(shè)計理論，將滿足人體的生物舒適感覺（冷、熱、干、濕等）作為設(shè)計的出發(fā)點(diǎn)，注重研究氣候、地域和人體生物感覺之間的關(guān)系，認(rèn)為建筑設(shè)計應(yīng)遵循氣候→生物→技術(shù)→建筑的過程，分別是：①調(diào)研設(shè)計地段的各種氣候條件；②評價每個氣候條件對人體生物舒適感的影響；③采取技術(shù)手段解決氣候與人體舒適之間的矛盾；④結(jié)合特定地段，區(qū)分各條件的重要程度，采取相應(yīng)的技術(shù)手段進(jìn)行建筑設(shè)計，尋求化的設(shè)計方案。
生物氣候地方主義理論較大地影響了以后的建筑設(shè)計，例如70年代德國適應(yīng)氣候節(jié)能建筑研究。印度的柯里亞提出了“形式追隨氣候的設(shè)計方法論。從生物氣候?qū)W角度出發(fā)，結(jié)合地域氣候條件進(jìn)行設(shè)計設(shè)計者用來表達(dá)地方主義文化特征的重要手段，也是為了滿足當(dāng)前社會發(fā)展需求。
長江中下游地區(qū)住宅建筑設(shè)計中的地域技術(shù)
為適應(yīng)長江中下游地區(qū)的氣候特征，必然要產(chǎn)生一系列適應(yīng)性的空間形態(tài)。
圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱性能
在自然通風(fēng)的情況下，要使室內(nèi)氣溫低于室外氣溫的有效方法是加強(qiáng)外墻及窗戶的隔熱性能。根據(jù)建筑的隔熱機(jī)理，太陽輻射投射到建筑外表面時一部分立刻被反射出去，另一部分被吸收。被建筑外表面吸收的熱量一部分向室內(nèi)傳遞，另一部分以長波輻射和空氣對流的形式向室外散發(fā)。
投射到建筑外表的太陽輻射最終散發(fā)到室內(nèi)和室外。顯然，散發(fā)到室外的熱量越多，傳遞到的熱量就越少。因此增大建筑外表的反射有利于減少傳向室內(nèi)的熱量。因此對于夏季高溫時間長的長江中下游地區(qū)建筑外墻體通常采用白色粉刷或淺色飾面來達(dá)到外墻反射隔熱的效果。從圖上還可以看到，最終要使得傳向室內(nèi)的熱量少還應(yīng)該減少建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，即在外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中設(shè)置隔熱層，隔離室外熱量向室內(nèi)傳遞，這樣一來建筑外表吸收的熱量將大量聚集在外表面，促使建筑外表面溫度升高，進(jìn)一步提高了建筑外表面與環(huán)境之間的溫差，有利于向室外散熱。這種隔熱方式也稱為升溫隔熱。反射隔熱和升溫隔熱的結(jié)果都是把投射到建筑外表的太陽輻射熱轉(zhuǎn)移到建筑的外部環(huán)境中去。
窗戶的隔熱性能問題一直是外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計中最為重要的一個因素主要是怎樣改善及防止空氣滲透。對于長江中下游地區(qū)而言，要解決的是窗戶隔熱的問題。在夏季滿足自然采光的同時，能夠盡可能的使陽光滯留在戶外，目前最常用的方法是采用雙層玻璃窗，使用中空、隔熱和反射玻璃等，但空氣間層一般只在20mm左右，并不能有效的達(dá)到隔熱的目的，要達(dá)到40mm才有一定的效果，這就使得空氣間層的壓力變得更小，采用的玻璃就必須有更大的強(qiáng)度，這就勢必提高造價。如果在空氣間層填充反光材料，會達(dá)到更好的效果。
3.2 建筑布局
在長江中下游地區(qū)，為舒緩夏季酷熱的氣溫。建筑的總體布局上就應(yīng)該緊密的圍繞這一問題展開。在建筑的布局上應(yīng)舒展開敞，有較大的窗洞開口，有利于自然通風(fēng)。采用較深的門廊和遮陽板有助于導(dǎo)風(fēng)與降溫。一種有效的方式就是在室內(nèi)設(shè)置“風(fēng)道”以組織穿堂風(fēng)，“風(fēng)道”應(yīng)有足夠的寬度以保證空氣流通，“風(fēng)道”兩端還可以設(shè)置篷或門廊以起到導(dǎo)風(fēng)、遮雨、遮陽作用。
3.3 內(nèi)部空間的組織與劃分
在該地區(qū)的建筑有一個顯著的特點(diǎn)，開敞的平面形式，類似于現(xiàn)代建筑中的“流動空間”，但功能更加綜合。因而，在該地區(qū)內(nèi)較為理想的建筑布局形式：有一個長行的平面和帶坡頂?shù)钠拭妫蟹块g都有直接的通風(fēng)采光；建筑四周都有陽臺、百葉遮陽板或外廊。傳統(tǒng)建筑中有許多這種布局形式，但在大量多層及高層單元住宅中，由于密度及容積率的要求，現(xiàn)代住宅往往有較大的進(jìn)深，因此就必須保證使一套住房內(nèi)不同方位的房屋之間有流暢的氣流，形成穿堂風(fēng)。
隨著社會的發(fā)展和人民生活水平的日益提高，人民群眾對住宅建筑的各個方面的要求越來越高，對生活的空間環(huán)境更加的重視，住宅設(shè)計中的“大廳小臥”的概念為適應(yīng)現(xiàn)代住宅觀的變化應(yīng)運(yùn)而生，它反映了住宅建筑的發(fā)展趨勢，是住宅設(shè)計進(jìn)步的一個象征。
“大廳小臥”屬建筑設(shè)計中空間組合、功能分區(qū)和面積分配的問題。應(yīng)注重廳臥之間面積分配的辯證關(guān)系，強(qiáng)調(diào)建筑設(shè)計手段在“大廳小臥”設(shè)計中的相關(guān)問題，以便保證“大廳小臥”住宅有良好的空間環(huán)境和使用效果，并使其有一定的超強(qiáng)意識。
以上建筑中面對地域自然和氣候條件的營造，歷經(jīng)歲月的錘煉而形成的地域技術(shù)，是一種質(zhì)樸、廣義的生態(tài)設(shè)計。其中所體現(xiàn)的“因地制宜”的原則及采用生態(tài)設(shè)計手段創(chuàng)造環(huán)境微氣候的思想，是設(shè)計中的重要手段。
關(guān)鍵詞： 住宅建筑 構(gòu)造設(shè)計 地域技術(shù) 節(jié)能
上個世紀(jì)全球的建設(shè)量等于之前人類所有建設(shè)的總和，當(dāng)然這源于社會的發(fā)展，科技的進(jìn)步，是人類文明程度的體現(xiàn)。然而，有限能源已逐步的枯竭，自然資源破壞性的利用，自然環(huán)境日益惡化，城市的建設(shè)和建筑的發(fā)展不斷的面臨各種各樣的問題。必須以“可持續(xù)發(fā)展”的角度去審視我們的建筑設(shè)計，從根本上降低建筑能耗。另外，還必須適應(yīng)社會的發(fā)展，滿足消費(fèi)者的需求，提高室內(nèi)舒適度，減少空調(diào)設(shè)備。通過對生物氣候地方主義理論及一些國外新氣候建筑的介紹與研究，探索適合長江長下游地區(qū)建筑的設(shè)計原理。
1 長江中下游地區(qū)氣候特征
長江中下游地區(qū)地理緯度大致在北緯30°～32°，屬于氣候過渡地區(qū)，這一地區(qū)的氣候特點(diǎn)夏季氣溫較高，持續(xù)時間長達(dá)3～4個月，太陽輻射強(qiáng)度大；冬季較冷，時間長達(dá)2～3個月，相對濕度較大，季節(jié)風(fēng)旺盛。該地區(qū)住宅建筑的保溫隔熱還沒有一個可參考的理論依據(jù)，住宅室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量普遍較差，冬季室內(nèi)陰冷潮濕，最冷月份室內(nèi)平均氣溫只有4～6℃；夏季悶熱，最熱月份室內(nèi)氣溫高達(dá)32℃左右，特別是在頂層及西曬房間顯得十分悶熱難受。這樣大量的空調(diào)設(shè)備涌入居民區(qū)，由于缺乏總體部署，沒有從改善建筑熱工入手，熱環(huán)境改善十分有限，能源使用效率低，造成大氣環(huán)境污染。因此，改善該地區(qū)的室內(nèi)環(huán)境已刻不容緩。
在正常情況下，相同體積、相同材質(zhì)、相同質(zhì)量的物體，在同一環(huán)境條件下，所吸收的太陽輻射熱相等，其根本的區(qū)別只在于熱量在形體中分布情況。
其實(shí)建筑隔熱就是盡可能的將太陽輻射熱阻隔在建筑之外，使室內(nèi)具有舒適的環(huán)境，這就要對建筑的外環(huán)境進(jìn)行分析研究。建筑并不同于一般的形體，它已經(jīng)有一個普通的形體轉(zhuǎn)化為了有生命力的空間形態(tài)，需要有采光與通風(fēng)，這就必然需要有門窗，而太陽熱輻射就會通過門窗傳入室內(nèi)，怎樣既保證室內(nèi)采光通風(fēng)，又能夠盡可能的有效阻止熱輻射。這就需要在設(shè)計中就必須知道該地區(qū)一年四季太陽的運(yùn)行規(guī)律，分析該地區(qū)生物氣候特征，采用合適的建筑造型，以及建筑朝向，并采取有效的建筑遮陽措施。
2 生物氣候地方主義理論
氣候和地域是緊密相連的兩個概念，從上個世紀(jì)二三十年代就開始對建筑與氣候、建筑與地域關(guān)系的研究。隨著科技的進(jìn)步，研究的不斷深入，建筑節(jié)能也取得了一定的成效。
1963年，V.奧戈雅所著的《設(shè)計結(jié)合氣候：建筑地方主義的生物氣候研究》，概括了60年代以前的建筑設(shè)計與氣候、地域關(guān)系研究的各種成果，提出“生物氣候地方主義”的設(shè)計理論，將滿足人體的生物舒適感覺（冷、熱、干、濕等）作為設(shè)計的出發(fā)點(diǎn)，注重研究氣候、地域和人體生物感覺之間的關(guān)系，認(rèn)為建筑設(shè)計應(yīng)遵循氣候→生物→技術(shù)→建筑的過程，分別是：①調(diào)研設(shè)計地段的各種氣候條件；②評價每個氣候條件對人體生物舒適感的影響；③采取技術(shù)手段解決氣候與人體舒適之間的矛盾；④結(jié)合特定地段，區(qū)分各條件的重要程度，采取相應(yīng)的技術(shù)手段進(jìn)行建筑設(shè)計，尋求化的設(shè)計方案。
生物氣候地方主義理論較大地影響了以后的建筑設(shè)計，例如70年代德國適應(yīng)氣候節(jié)能建筑研究。印度的柯里亞提出了“形式追隨氣候的設(shè)計方法論。從生物氣候?qū)W角度出發(fā)，結(jié)合地域氣候條件進(jìn)行設(shè)計設(shè)計者用來表達(dá)地方主義文化特征的重要手段，也是為了滿足當(dāng)前社會發(fā)展需求。
長江中下游地區(qū)住宅建筑設(shè)計中的地域技術(shù)
為適應(yīng)長江中下游地區(qū)的氣候特征，必然要產(chǎn)生一系列適應(yīng)性的空間形態(tài)。
圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱性能
在自然通風(fēng)的情況下，要使室內(nèi)氣溫低于室外氣溫的有效方法是加強(qiáng)外墻及窗戶的隔熱性能。根據(jù)建筑的隔熱機(jī)理，太陽輻射投射到建筑外表面時一部分立刻被反射出去，另一部分被吸收。被建筑外表面吸收的熱量一部分向室內(nèi)傳遞，另一部分以長波輻射和空氣對流的形式向室外散發(fā)。
投射到建筑外表的太陽輻射最終散發(fā)到室內(nèi)和室外。顯然，散發(fā)到室外的熱量越多，傳遞到的熱量就越少。因此增大建筑外表的反射有利于減少傳向室內(nèi)的熱量。因此對于夏季高溫時間長的長江中下游地區(qū)建筑外墻體通常采用白色粉刷或淺色飾面來達(dá)到外墻反射隔熱的效果。從圖上還可以看到，最終要使得傳向室內(nèi)的熱量少還應(yīng)該減少建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)，即在外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中設(shè)置隔熱層，隔離室外熱量向室內(nèi)傳遞，這樣一來建筑外表吸收的熱量將大量聚集在外表面，促使建筑外表面溫度升高，進(jìn)一步提高了建筑外表面與環(huán)境之間的溫差，有利于向室外散熱。這種隔熱方式也稱為升溫隔熱。反射隔熱和升溫隔熱的結(jié)果都是把投射到建筑外表的太陽輻射熱轉(zhuǎn)移到建筑的外部環(huán)境中去。
窗戶的隔熱性能問題一直是外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計中最為重要的一個因素主要是怎樣改善及防止空氣滲透。對于長江中下游地區(qū)而言，要解決的是窗戶隔熱的問題。在夏季滿足自然采光的同時，能夠盡可能的使陽光滯留在戶外，目前最常用的方法是采用雙層玻璃窗，使用中空、隔熱和反射玻璃等，但空氣間層一般只在20mm左右，并不能有效的達(dá)到隔熱的目的，要達(dá)到40mm才有一定的效果，這就使得空氣間層的壓力變得更小，采用的玻璃就必須有更大的強(qiáng)度，這就勢必提高造價。如果在空氣間層填充反光材料，會達(dá)到更好的效果。
3.2 建筑布局
在長江中下游地區(qū)，為舒緩夏季酷熱的氣溫。建筑的總體布局上就應(yīng)該緊密的圍繞這一問題展開。在建筑的布局上應(yīng)舒展開敞，有較大的窗洞開口，有利于自然通風(fēng)。采用較深的門廊和遮陽板有助于導(dǎo)風(fēng)與降溫。一種有效的方式就是在室內(nèi)設(shè)置“風(fēng)道”以組織穿堂風(fēng)，“風(fēng)道”應(yīng)有足夠的寬度以保證空氣流通，“風(fēng)道”兩端還可以設(shè)置篷或門廊以起到導(dǎo)風(fēng)、遮雨、遮陽作用。
3.3 內(nèi)部空間的組織與劃分
在該地區(qū)的建筑有一個顯著的特點(diǎn)，開敞的平面形式，類似于現(xiàn)代建筑中的“流動空間”，但功能更加綜合。因而，在該地區(qū)內(nèi)較為理想的建筑布局形式：有一個長行的平面和帶坡頂?shù)钠拭妫蟹块g都有直接的通風(fēng)采光；建筑四周都有陽臺、百葉遮陽板或外廊。傳統(tǒng)建筑中有許多這種布局形式，但在大量多層及高層單元住宅中，由于密度及容積率的要求，現(xiàn)代住宅往往有較大的進(jìn)深，因此就必須保證使一套住房內(nèi)不同方位的房屋之間有流暢的氣流，形成穿堂風(fēng)。
隨著社會的發(fā)展和人民生活水平的日益提高，人民群眾對住宅建筑的各個方面的要求越來越高，對生活的空間環(huán)境更加的重視，住宅設(shè)計中的“大廳小臥”的概念為適應(yīng)現(xiàn)代住宅觀的變化應(yīng)運(yùn)而生，它反映了住宅建筑的發(fā)展趨勢，是住宅設(shè)計進(jìn)步的一個象征。
“大廳小臥”屬建筑設(shè)計中空間組合、功能分區(qū)和面積分配的問題。應(yīng)注重廳臥之間面積分配的辯證關(guān)系，強(qiáng)調(diào)建筑設(shè)計手段在“大廳小臥”設(shè)計中的相關(guān)問題，以便保證“大廳小臥”住宅有良好的空間環(huán)境和使用效果，并使其有一定的超強(qiáng)意識。
以上建筑中面對地域自然和氣候條件的營造，歷經(jīng)歲月的錘煉而形成的地域技術(shù)，是一種質(zhì)樸、廣義的生態(tài)設(shè)計。其中所體現(xiàn)的“因地制宜”的原則及采用生態(tài)設(shè)計手段創(chuàng)造環(huán)境微氣候的思想，是設(shè)計中的重要手段。