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适应气候的建筑设计策略及方法研究朱雨辰

发表时间：2021/4/20 来源：《城市建设》2021年3月作者：朱雨辰

[导读] 建筑设计是国家基础设施建设的重要组成部分，是建设的核心，它关系到人们的生活状态和生活舒适度，其重要性不言而喻。气候是生态系统的主要组成部分，建筑设计必须考虑气候，结合不同地区的光照、温度、湿度和风力，实现气候与建筑的协调发展。

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摘要：建筑设计是国家基础设施建设的重要组成部分，是建设的核心，它关系到人们的生活状态和生活舒适度，其重要性不言而喻。气候是生态系统的主要组成部分，建筑设计必须考虑气候，结合不同地区的光照、温度、湿度和风力，实现气候与建筑的协调发展。如今，随着社会经济的深入发展，群众对生活舒适度提出了更高的要求。为了适应人与自然和谐共处的新理念，建立宜居环境，建筑设计必须树立新理念，结合气候特点进行建筑设计。
关键词：适应气候；建筑设计；策略方法
        前言：气候是生态系统的主要组成部分，建筑设计必须考虑气候，结合不同地区的光照、温度、湿度和风力，实现气候与建筑的协调发展。如今，随着社会经济的深入发展，群众对生活舒适度提出了更高的要求。为了适应人与自然和谐共处的新理念，建立宜居环境，建筑设计必须树立新理念，结合气候特点进行建筑设计。
        1.气候及其与建筑的关系
        由于地域性，每个地方的建筑都有自己的特点，适应当地的气候条件，从而创造良好的室内环境，降低建筑能耗。气候是指一个地区大气运动的规律性，它是由当地的地理环境、大气环境和太阳辐射的长期相互作用而产生的，包括空气湿度、气温、太阳辐射和风等。气候与当地居民的生活习惯和住宿环境密切相关。微观来说，气候主要指单体建筑或群体建筑内外的特定气候特征。建筑可以根据不同地区和不同气候范围的气候特点来建造，从而为人们提供良好的生活环境。建筑气候也属于小气候范围，包括室内小气候和室外小气候。室内小气候主要是指由室内空气湿度、平均温度和气流速度组成的综合室内环境，室外小气候是指人们活动引起的建筑区域气候。
        2.建筑设计适应气候的重要性
        适应气候的建筑设计是一个非常复杂的程序转换过程，涉及到一种逻辑设计方法，与数学公式的推导过程有很大不同。总的来说，在设计过程中，要以科学分析为基础，针对具体问题提出解决思路，并演化成可供选择的模型语言。在建筑设计工作中，要结合模式选择和外部条件的变化，总结现代建筑设计理念。在大多数情况下，能源和环境问题是最基本的问题。如果建筑设计不考虑这些问题，很可能会带来巨大的成本。在建筑设计过程中，首先要确定建筑所在区域的温度、气候等条件。在确定气候要素的帮助下，充分结合一年内的气候变化，可以编制出详细的图表，并根据这些图表确定不同时期人们的舒适度指数，从而为建筑设计提供有效的依据。
        3.建筑设计的气候适应策略和方法
        3.1根据气候特点选择建筑朝向
        基于气候适应性设计的原则，设计师首先要注意建筑朝向，直接指向建筑的日照和通风条件，从而影响建筑的舒适度。在设计建筑朝向之前，设计师需要做好现场勘察工作，在了解建筑场地自然因素的前提下，设计出科学的朝向方案，包括地形、日照、风向等。以青岛市某建筑为例，设计师在设计时结合当地地形、日照条件等因素，确定设计中要考虑的主要因素是通风方向。在实际的气候适应性建筑设计过程中，需要注意夏季风与建筑朝向的夹角，一般设定在45°。但在具体的设计过程中，设计师要注意建筑本身与其他建筑形成行列式结构的情况。在这种情况下，建筑会更容易受到气候因素的影响，产生涡流区，即建筑朝向和夏季风向会出现相对现象，影响建筑的通风效果。针对这种情况，设计师应调整建筑朝向与夏季风之间的入射角，使其在30-60°范围内。在这个标准下，很多行列式分布的建筑可以获得很好的通风效果。设计师在设计建筑时也要注意日照条件。中国大部分建筑都是南北通透的格局设计。在具体设计过程中，应根据设计建筑的日照强度调整曝光量的大小和位置，以保证良好的室内采光和风况。

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        3.2切薄建筑
        对于薄建筑，这种方法本身属于通风策略的实际应用，可以实现建筑的自然通风和自然采光，从而有力保证建筑的环保性能和舒适性。近年来，我国各地出现了大量类似微型城市的高层建筑，这些建筑往往对城市热岛效应的加强和资源消耗产生负面影响，但薄建筑的设计方法可以在一定程度上消除相关的负面影响。说到削瘦建筑的设计方法，不得不提新加坡国家图书馆的典型新楼，就是采用这种设计方法。切割薄建筑的方法是在设计之初就确定的。在实际应用中，建筑师通过街道将建筑分为两部分，实现了建筑的细化，扩大了与外界的联系，实现了自然通风，使建筑能耗降低了30%，本质上属于适应气候的多种建筑设计方法。与国外应用的薄切建筑设计方法相比，我国在这种设计方法上有很多成功的案例，其中建科大学大楼是一个典型的案例。在薄型建筑设计方法的支持下，该建筑实现了中央空调年使用量减少三个月，使我们对这种适应气候的设计方法有了更深入的了解。
        3.3适应当地气候的低能耗建筑
        适合气候条件的建筑，是指设计建筑的室内温度在一年四季中尽可能保持或接近舒适范围，能耗尽可能小(不同地区由于生活习惯和经济条件的不同，舒适范围也不同)。室内自然温度在舒适范围内的时间越长，偏离舒适温度上下限的范围越小，建筑对机械设备的依赖越小，建筑能耗越小。这也清楚地表明了冷暖设备的主要任务——辅助调节室内自然温度到舒适的范围。现在的建筑大多过于依赖机械设备，忽视气候条件的影响，这与低能耗建筑背道而驰。
        3.4建筑朝向的合理选择
        首先要正确分析影响建筑朝向的因素，一般影响建筑朝向的因素主要有两个，主要是风向和日照条件。以我国南方地区为例，选择良好的通风条件是建筑朝向选择的重要因素。一般来说，建筑朝向与夏季风成45度以内的角度设计，可以使建筑内部的通风条件达到最佳。但如果建筑物采用行列式布置，则应避免出现夏季建筑物正对主风向的现象，因为这样会导致两建筑物之间出现较大的涡流面积，影响后方建筑物的通风条件。因此，在这种条件下，建筑朝向应与夏季风入射角保持在30-60°之间，以改善室内通风条件。此外，建筑布局应合理安排，以便适当调整日照长度。由于我国特殊的地理位置，南北朝向的建筑会获得更多的日照时间，因此在设计中应结合该地区的实际情况考虑这一因素。
        3.5建筑材料的使用
        根据室外温度的变化，尽量避免或减少外墙在空气中的直接暴露，可以通过覆土或粘贴胶体材料隔离温度的直接影响来解决。保温性能好的厚土覆盖在建筑主体结构上，几乎隔绝了气候的不利影响。在改变太阳光入射角的过程中，对建筑结构和室内装饰都有很大的杀伤力。因此，建筑设计中应充分考虑遮阳方案。窗户上的遮阳板和窗扇是白色窗户的形式，彩色玻璃和镀膜玻璃不仅用于保护室内装饰，还用于保护建筑物的外墙。彩色玻璃不仅能很好地吸收太阳的热辐射，使室内凉爽通透，还能吸收大部分可见光，使夏日的阳光看起来柔和饱满；镀膜玻璃对太阳光有一定的调节作用，其独特的单向透视功能注定在建筑设计中发挥其适应气候的作用。镀膜玻璃主要反射一种远红外线，反射率极高。
        结论：总之，随着近年来我国环境污染的加剧，气候变化无常，严重制约着人们的生活环境，越来越受到人们的关注。因此，将气候因素与建筑设计相结合，在建筑设计中合理控制人工能源的用量，利用自然能源，不仅可以消除恶劣气候对建筑的影响，而且可以节约资源，保护环境，从而实现建筑企业的可持续发展。
参考文献：
[1]谢倩.适应气候的建筑设计新探索——以广州许地为例[J].建筑与文化，2018（03）：218-220.
[2]叶守森.适应气候的建筑设计策略及方法研究[J].城市建筑，2013，（10）
[3]周为.适应气候的建筑设计策略及方法研究[J].住宅与房地产.2017（23）