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1、建筑适应气候,姓名：李烨学号：201307413指导老师：卢玫珺,前言,建筑是时代产物，是社会、经济、文化、科技的综合反映，基于不同地区、城市的气候条件、地形地貌、民族风情和历史文化等因素的影响，建筑应具有其独特的地域特征。在建筑实践中气候作为重要的影响因素越来越被人们所重视，而且随着生物气候学建筑理论的不断发展，建筑对气候条件的适应性变得更积极、更主动。,湖南中北部地区传统民居建筑技术,哈尔滨在寒冷中的创意,建筑适应气候,一、江南水乡建筑,简述：江南指长江以南的地区，在古代，江南往往代表着繁荣发达的文化教育和美丽富庶的水乡，区域大致被界定为长江中下游南岸的地区。气候特征:江南地区的主要气候特
2、征是四季分明，全年总体气候温和，全年雨量充沛，空气湿润；夏季高温、潮湿、多雨的湿热和冬季阴沉细雨的阴冷，是典型的夏热冬冷气候区。将江南气候中舒适性差，需要人为加以应对改善的特点，可以简单的归纳为：“热一冬季炎热”、湿一空气潮湿”、“雨一全年多雨”、“冷一冬季阴冷”。,空间形态,由于江南水系较为发达，流经江南地区的长江、古运河和支流，以及太湖、阳澄湖流域的大小进出河道，组成了江南地区特有的河道纵横的地貌特征，因而必须考虑水系环境对建筑的影响。民居建筑通常与河道之间形成一定的空问关系。河道、街巷与建筑的关系主要有三种表现形态：(1)有河无街巷（2)一河一街巷(3)一河二街巷,印象江南,(1)有河无
3、街巷：即中间是河道，河的两岸边都是临水建筑的“房河一房”格局。,印象江南,（2)一河一街巷：即河道一侧为街巷，另一则为临水建筑，即“房街一河房”的格局,印象江南,(3)一河二街巷：即中间是河道，两侧是街巷，即“房一街一河一街一房”的格局。,建筑组群特点,江南建筑横向排列，密集而规整，相邻建筑合用山墙，减少了外墙面积同时可以减少山墙的热量散失或辐射热，并组织良好的通风。,住区中的道路、街巷呈东南向与夏季主导风向平行或与河道相垂直，使凉爽宜人的微风吹拂而过。从建筑节能的角度来看，建筑物的密集布局，使建筑物的部分门窗特别东西山墙面处于相邻建筑的阴影之下，这种东西山墙互相靠近可起到防晒和互相遮阳的作用
4、。江南潮湿的气候使通风格外重要。,馕街道上的建筑组群,内部空间形态,江南民居门窗相对、厅堂开敞，室内外相连，组成一个纵横能通风的完整的通风系统，风由大门或侧门吹人，不论南向、东西向的房间都可到达。此外，这种密集的布局方式，建筑物的门窗和墙面常处于阴影下，起到防晒的作用。平面进深较大，利用小夭井可较好地组织穿堂风。传统民居常常前有敞廊，后有天井，内部采用通透的隔扇、落地窗等开敞式处理，并且还采用夭窗、屋面活动窗来加强通风和采光。江南传统民居中对住宅平面与层高尺度的选择，表现在减少外墙面积以控制冬季热能量的散失和夏季热辐射的增加，层高的适当增加有助于夏季室内的通风和纳凉。,构造节点通风,窗户的设计
5、为了通风的考虑，江南民居除地面不开窗外，上、前、后、左、右到处都是窗。窗户的形式也是多种多样，有槛窗、支摘窗等形式。有些部分特意将窗台位置降低甚至做成落地窗，以加大进风量。,在二层上，也有把通透栏杆和落地窗结合在一起的做法，以取得很好的通风效果。还有的采用高侧窗，可以利用热压通风原理促进室内空气由于气压关系上升排出，凉爽的外界空气则由下部进风口进入，加大了室内空气的置换频率，从而改善空气质量。,某民居外立面,构造节点檐廊与屋檐,檐廊是江南雨季时节理想的户外活动场所，同样起着组织通风、调节室温的功效。通过屋檐出挑来满足遮阳不失为低造价和效果好的简易方式，在江南住宅中的挑檐设计，充分体现了对当地的
6、气候特征和冬、夏两季的日照条件的适应，达到了冬季满足日照、夏季遮挡阳光的要求。,挑檐,构造节点屋面,江南地区住宅因为等级较低，屋面普遍使用的材料是陶瓦。陶瓦本身的导热系数小，是很好的隔热材料。当时取材加工较为方便，又经济实用，得到广泛的使用。陶瓦在住宅中的作用，不仅可以顺泻雨水，遮蔽风雨，还能在炎夏季节阻隔太阳的辐射热。,陶瓷青瓦,屋面大坡度,小结,江南传统民居中，有许多典型的与环境相和谐的生态建筑，具有明显的地方特色，、它适应当地气候和环境条件，并遵循气候设计和生态建筑设计的原则。建筑师如能认真挖掘，在生态建筑实践中从更高更广的角度对这些原则进行发挥与开拓，从这些宝贵的遗产中创造出适合于江南
7、地区的生态建筑学模式，甚至于把这些模式扩展到未来城市建设，将是对人类生存和发展的一大贡献。,哈尔滨在寒冷中的创意,建筑布局朝向,建筑的朝向是指建筑主要房间所处的方位，通常情况影响建筑朝向的主要气候因素是太阳辐射和风。为了在冬季获得更多的日照和保持室内舒适的温度，哈尔滨近代建筑的主要朝向多为南向或东南向。哈尔滨近代建筑朝向选择时，尽量避免了北向，这不仅是因为北向的房间冬季较难获得足够的日照，还因为冬季来自北面的寒冷空气会对建筑热工环境产生非常不利的影响。,靖宇街区近代住宅朝向图,道路不是正东西方向，建筑朝向偏向东南侧。,建筑布局朝向,为了获得更多的日照，沿南北向的街道比较短，沿东西向的街道比较长
8、，这样的建筑布局方式有利于争取更多的南北向住房。此外，在近代一些建筑布局中，为尽量争取足够的日照，在保持建筑布局紧凑的同时，尽可能扩大建筑之间的间距，以实现朝阳面的日照面积和时间的最大化。,建筑布局间距,建筑布局单体布局,哈尔滨近代的大院式住宅从东北传统院落式住宅的基础上发展起来，以满足城市普通居民生活的需求。,大院式住宅院落空间较为宽敞，占地面积普遍较大，建筑在庭院中布置得较松散，建筑间距较宽。采用这样的松散布局，主要是因为哈尔滨地区冬季寒冷，建筑之间相互错开可以为其争取更多的日照。,大院式住宅平面示意图,建筑的群体布局形式大体上可分为集中式、分散式和混合式三种，集中式是最适宜寒冷地区的布局
9、方式，这种方式既节约了交通面积又减少了建筑的外表面面积，从而降低了建筑的失热量，提高了建筑的整体保温性能。哈尔滨近代建筑大多采用集中的全封闭式周边布局建筑沿地段周边排列而形成一系列的空间院落。（如下图）,建筑布局群体布局,全封闭式周边布局,建筑部分,局部处理门厅,如何抵御外部冷空气渗透，维持了建筑内部空间的舒适度？哈尔滨大多数建筑多从门厅入手。门厅均是通过地面水平高度的变化来分隔门厅空间，用台阶下的空间阻挡外门开启所带来的冷空气，使其原地回旋，从而避免了冷空气直吹台阶上部，防止由于空气对流而产生的热损失（如下图）,建筑物内部的中庭空间由于受寒冷气候的影响较小，功能上的作用往往大于对于气候的适应
10、性，由于中庭空间良好的景观效果，形成共享环境的氛围，是人们休息和活动的中心，生活在寒冷地区的人们为了躲避冬季寒冷恶劣的室外环境，将大部分的活动转移到室内进行，这时的中庭空间即给人们提供了这样一个场所。,局部处理中庭,黑龙江省博物馆中庭,细部处理门斗,（1）为了加强入口的保温性能，常设三层门。在双层门的基础上，再增设外门斗。这种双门斗三层门的形式，形成了两个缓冲空间，起到双重保温的作用。（2）门廊不仅可以提示入口的位置，丰富建筑的造型，还能够在一定程度上阻挡风雪，在门斗外部形成相对稳定的空气层，减小室内外温差，利于防寒保温。（3）为防止冬季寒冷的西北风直吹向外门，在入口前方或两侧设置挡风墙，以降
11、低风速、减少冷风渗透。,门廊的设置,小结,本章分析了哈尔滨近代建筑空间与寒地气候相适应的特征表现，按照建筑布局朝向、局部空间处理、细部处理三个层面分别进行分析。在建筑布局方面，哈尔滨近代建筑通过调整良好的朝向、间距以及合理的组织群体布局形式，达到抵御寒冷气候，争取更多日照的目的。在内部空间处理上，近代建筑大多采用较高的室内空间，有梯度的入口门厅来形成外界与室内热环境的温度缓冲区，以此创造舒适的室内外气候环境。最后，通过对哈尔滨近代建筑入口的分析，寻找其与寒地气候相适应的特征。,湖南中北部地区传统民居建筑技术,湖南中北部基本气候特征与民居特点,湖南为大陆行特征明显的中亚热带季风湿润气候。按热工设
12、计分区，该地区属于典型的夏热冬冷气候区域，夏季酷暑炎热，最高气温一般在38以上，且空气湿度大、风小，闷热天气持续时间长。春秋气温虽很适中，但降水频繁足；冬季温度不太低，但由于潮湿，给人以湿冷的感觉。该气候特点带来的主要问题是夏冬两季的温度远远超过热舒适范围：全年相对湿度较大不仅影响建筑热环境，还会影响建筑构件的使用寿命。湖南中北部地区属于丘陵地区，石材、土壤、木材等建筑材料比较充足，因此该地区的传统民居多用青砖墙、土坯墙或筑土墙承重搁檩。近年来新建的住宅则大量采用混凝土、黏土砖、玻璃等新型材料。,建筑布局以张谷英村古宅为例,张谷英村古宅是湖南中北部地区最具代表性、保存最为完整的传统民居古建筑群
13、落。,建筑布局,张谷英村坐落在群山环绕的小盆地中，在坡度较为平缓的盆地中部，容纳了缝大多数房屋和耕地，基本上保持了原有的地形地貌。四周围拢的山体起到防风、防洪的作用，而且有利于形成良好嫩态循环的小气候。,山谷微风示意图,局部处理维护结构,建筑围护结构的设计不仅与建筑的运行能耗、热舒适度密切相关，而且还会对建筑场地周嗣的自然环境造成重大的影响。针对湖南中北部地区的地城性特点，张谷英村古宅建筑围护结构的设计主要采取了以下几种措施：大量使用当地建筑材料，优良的建筑施工技术和合理的建筑构造措施。其围护结构热工设计的主要原则是以隔热为主，兼顾保温。,局部处理屋顶,传统民居屋顶的形式同降水有密切的关系。在
14、少雨的北方屋顶坡度比较平缓，有的甚至采用平顶。而在多雨的南方，屋顶坡度陡比较大，以便迅速排水。,张古英村古宅全部采用坡屋顶，为了适应夏季的高温，张古英村古宅采用的是双层小青瓦屋面，不仅兼顾牢实、防水效果好，而且隔热效果也十分明显。,张古英村古宅墙体大多是实心青砖墙，少部分采用土坯墙。青砖是采用当地的粘土烧制而成，制作精良，尺寸精确。而且墙体的施工水平也非常高，砖缝横平竖直，不仅坚固美观，耐久性好，而且气密性也很好，可以有效避免冬季的冷风渗透。此外，,局部处理墙体,张古英村某住宅外立面（已去水印）,青砖前提色调偏浅，在夏季时还能反射过强的太阳辐射，降低建筑室内得热。,湖南中北部地区建筑遮阳的一个
15、重要原则是：夏季太阳入射角较高，太阳辐射量大，需要尽量避免太阳直射：冬季太阳入射角较低，应尽可能的将阳光引入建筑内部。在张谷英村住宅中越是运用了各种遮阳措施来实现送一点。张古英住宅区主要采用三种遮阳方式（1）基地遮阳（2）挑檐和走廊（3）门窗,局部处理遮阳,基地遮阳处理,基地遮阳主要来自两方面。除了前面所说的建筑间相互遮阳以外，张古英村古宅的南面还种植了一些落叶乔木茂盛的枝叶可以阻挡夏季灼热的阳光，降低微环境温度：而冬季温暖的阳光又会遴过稀疏枝条射入室内。,建筑之间相互遮阳,植物之间相互遮阳,挑檐和走廊处理,张谷英村住宅是整体的一个建筑群落，在建筑群落的外侧和天井中通常利用利用挑檐形成宽约1m
16、2m的廊道图6。檐日出出檐深远，有利于夏季阻挡入射角度高的直射阳光，到了冬季又能使低入射角的阳光进入建筑内部。,廊道,屋顶挑檐处理,栅格门窗处理,张古英村住宅中的门窗大多是采用空透栅格构建，窗台比较高，做到隔而不断，内外贯通。大面的花扇窗格在夏季可以遮阳，在冬季也可以让室内最大限度的获得阳光。,小结,湖南中北部地区的建造活动十分频繁，新建建筑在建筑材料，技术措施等方面进行了许多创新和改进，但是传统建筑中的适应当地气候的思想却没有得到继承和发扬。大部分新建住宅忽略了地域性气候的影响。大量采用采暖和空调设备来维持建筑室内热环境的舒适度。不仅消耗了大量的商品能源，同时环境问题也日趋严重。相比之下，传
17、统民居合理利用自然资源，在设计中尽量采用被动式策略，消耗很少的能源就产生了好的舒适条体。因此传统建筑技术可以给予建造者们许多可借鉴之处，我们当得以牢记。,总结,在当代建筑中，可持续发展理论的引人给建筑设计带来了日新月异的变革。这种变革不仅体现在节能、采光、通风等各项其体的技术性要求上，而且在设计理念上，对建筑师们提出了许多更新更高的要求，这些都是值得我们新一代的建筑师去重视和研究的。但目前很少有建筑师从文化层面论述了“可持续发展”对建筑设计的影响，这必将成为我们未来在可持续建筑设计中的一个重要的关注点。在建筑发展朝向节能型方向发展的趋势下，依据人体生理需求、心理需求、传统习俗等因素，进行适应气候的建筑设计工作，达到节约能源，减少环境破坏，设计彰显地域特色的建筑设计效果。,
