首页分享基于气候适应性的寒地建筑中庭空间形态设计策略研究

基于气候适应性的寒地建筑中庭空间形态设计策略研究

来源：花匠小妙招时间：2024-11-12 03:21

城市建筑2014.6|URBANISMANDARCHITECTUREJun.2014基于气候适应性的寒地建筑中庭空间形态设计策略研究STUDYONCLIMATE-ADAPTABILITYDESIGNOFBUILDINGATRIUMSPACEANDFORMINCOLDAREAS付本臣曹炜王征FuBenchenCaoWeiWangZheng黑龙江省自然科学基金面上项目寒地建筑空间环境绿色度评价及应用研究E201317国家自然科学基金资助项目低碳建造目标下的寒冷地区建筑围护体系节能设计51178131摘要本文基于气候适应性对于寒地建筑设计的重要意义以充分利用有利气候元素、规避不利气候元素从而实现建筑、环境与人的帄衡关系为出发点从气候适应性的角度探讨寒地建筑中庭空间形态设计中布局趋光、体形控温、空间紧凑和热稳阻尼的适寒策略。关键词气候适应性寒地建筑中庭空间适寒趋利避害AbstractThisarticlemakesadiscussionontheimportanceofclimate-adaptabilitydesignofbuildingatriuminthecoldareas.Bysufficientlytakingadvantagesoffavorableclimaticelementsandavoidingunfavorablefactorstobalancetherelationshipamongarchitecture,environmentandpeople,itmakesanexplorationofthecold-climateadaptabilitystrategiesofthedesignofthebuildingatriumspaceincoldareasintheaspectsofnaturallighting,temperaturecontrol,spacecompressionanddampingeffectofthermalstability.KeywordsClimate-adaptability,Buildingatriuminthecoldareas,Spaceadaptingtocoldclimate,Seekingadvantagesandavoidingdisadvantages协调气候环境是建筑产生的一个主要动因。寒地城市因气候的特殊性对地域性的建筑空间具有其独特的功能及形态要求。寒地城市的冬季气候特征可以概括为①温度一般在0℃以下②降水以雪的形式为主③日照较少白昼较短④前三项持续时间长⑤季节变化明显易出现寒潮等极端变化天气。[1]面对寒地特有的气候情况建筑设计策略应以协调冬季气候为主兼顾其他季节使建筑环境最大限度地保温并在保温的基础上积极调节内部微气候达到令使用者舒适的效果。根据柯本分析法[2]所标定的全球气候分区示意图可知研究寒地城市建筑设计问题具有全球性的广泛意义。本文讨论寒地建筑主要以中国东北寒地的情况为主。“适应”出自生物学理论包含两方面含义其一是生物体结构与功能的对应其二是生物体自身特性与环境的对应。在本文中气候适应性是指针对气候问题在建筑层面所作出的回应。影响建筑采暖、降温能耗的众多元素可以大致分为气候环境影响、建筑自身属性和内部使用需求等几类。基于气候适应性的设计策略能够有机联系这些元素利用建筑设计的手段以内部使用需求为依据对外部气候环境的影响进行选择性吸收。目前国内外针对气候适应性设计有三大途径一是增强建筑获取外界能量的能力二是增强建筑自身的保持能力三是增强建筑内部的自我调节能力。[3]从以上三点可以大致归纳出基于气候适应性设计的三个主要方向即增强获取自然元素的能力、增强建筑保存自然元素的能力和增强建筑内部调节分配自然元素的能力。这三点在寒地建筑中庭设计方面可以得到很好的体现图1。基于气候适应性的寒地建筑中庭设计最为重要的内容就是对中庭空间形态的控制。中庭的布局、帄面的形式和比例、剖面的形式和比例等诸多方面都要基于寒地气候条件进行统一控制不能一味地追求空间的尺度或造型而忽略内部环境的舒适性。空间适寒策略是基于气候适应性的寒地建筑中庭设计的基础包括布局趋光、体形保温、空间紧凑和热稳阻尼等四方面分别针对增加获取日照的界面、增加内部可以蓄热的空气、提升中庭对使用空间的热传递效率和增强内部空间的热缓冲稳定性。一、布局趋光中庭空间形态设计首先是确定中庭的布局位置。基于寒地气候的特征中庭的布局位置应尽量趋光争取南向的采光面以获得最有利的采光气候条件特别是冬季采光这对于改善室内气候环境和节约能耗非常有效。研究表明采光界面偏离南向过多是导致采暖性能降低、采暖能耗上升的重要原因。自然采光引入的太阳能量直接关系到建筑内部的热帄衡并非一味地提升自然采光量就可以获得理想的室内环境。帄衡采光与得热的比例才是设计的主要目标。中庭空间对于提升寒地建筑的自然采光能力有着非常显著的作用尤其是大进深的建筑通过引入中庭空间可以丰富建筑的功能布局延展建筑的自然采光面改善建筑的采光效果。寒地城市的太阳高度角较高顶界面的自然采光效率远远高于侧界面。天窗既是采光的需要也是通风的需要可以说是中庭空间物理效应的核心所在。需要注意的是所谓的布局趋光并非一定是南向采光。中国东北地区的主采光方向多为南向但是具体的趋光模式需要根据具体工程情况设定。位于挪威贝鲁姆的挪威国家石油公司新办公大楼的设计体现了中庭趋119