■ 常齡

張群，西安建筑科技大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師、學(xué)科帶頭人、國家一級注冊建筑師，中組部“西部之光”學(xué)者，中國建筑學(xué)會資深會員，日本建筑學(xué)會會員。長期致力于極端地域氣候條件下動態(tài)建筑設(shè)計(jì)方法、高性能建筑設(shè)計(jì)與建筑環(huán)境品質(zhì)提升、綠色建筑與建筑節(jié)能等方面的研究工作。累計(jì)主持完成自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目2項(xiàng)、“十一五”科技支撐計(jì)劃課題1項(xiàng)，主持在研自然科學(xué)基金項(xiàng)目1項(xiàng)，參編國家標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)、主編參編專著7部，獲批專利5件，完成重要工程設(shè)計(jì)10余項(xiàng)。

在國內(nèi)首次提出“極端氣候區(qū)建筑設(shè)計(jì)”概念并開展了系統(tǒng)研究；首次揭示了現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)理論體系的基本假定條件和操作模式；首次指出既有綠色建筑理論方法在極端氣候區(qū)應(yīng)用的缺陷；建立了適應(yīng)極端氣候條件的動態(tài)建筑設(shè)計(jì)的理論和方法……自 2016年國家自然科學(xué)基金委員會面上資助項(xiàng)目“極端氣候區(qū)綠色建筑動態(tài)設(shè)計(jì)模式和方法”獲批以來，在該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、西安建筑科技大學(xué)建筑學(xué)院教授張群的帶領(lǐng)下，“極端氣候區(qū)綠色建筑動態(tài)設(shè)計(jì)模式和方法”課題研究取得了突破性進(jìn)展。近日，筆者專程拜訪了張群教授，就該項(xiàng)目的選題背景、擬解決的術(shù)學(xué)問題、研究進(jìn)展以及所作出的創(chuàng)新性突破等進(jìn)行了交流。

聚焦極端氣候區(qū)綠色建筑動態(tài)設(shè)計(jì)

張群師從我國綠色建筑學(xué)科帶頭人——中國工程院院士、西安建筑科技大學(xué)教授劉加平，從2008年攻讀建筑設(shè)計(jì)及其理論專業(yè)博士研究生開始，他的研究重點(diǎn)就逐漸聚焦于解決極端惡劣地域氣候條件下建筑設(shè)計(jì)方法、建筑品質(zhì)提升與性能改善技術(shù)、動態(tài)綠色建筑設(shè)計(jì)方法等領(lǐng)域，在一系列國家級課題的支持下，研究工作達(dá)到了學(xué)科前沿水平。

在多次赴嚴(yán)酷地理與極端氣候區(qū)開展建筑調(diào)查基礎(chǔ)上，張群敏銳地發(fā)現(xiàn)既有建筑設(shè)計(jì)理論與方法在此類地區(qū)的應(yīng)用存在障礙，他意識到未來在極端氣候條件下開展綠色建筑研究必將是一個(gè)嶄新的領(lǐng)域。經(jīng)過反復(fù)醞釀準(zhǔn)備，他于2016年3月提交了“極端氣候區(qū)綠色建筑動態(tài)設(shè)計(jì)”立項(xiàng)計(jì)劃，順利獲得了國家自然科學(xué)基金委員會的立項(xiàng)支持，證明了該選題的前沿性、探索性和開創(chuàng)性。

INDIGO 酒店設(shè)計(jì)

課題實(shí)施以來，張群足跡遍及各類極端地理氣候地區(qū)，包括高寒高海拔的青藏高原、川西南干熱干冷山區(qū)、夏季臺風(fēng)侵襲頻繁的東南沿海、冬季極端低溫的東北地區(qū)、垂直氣候差異分布明顯的云南高山峽谷、高溫高濕的海南島礁、干熱干冷的西北內(nèi)陸、梅雨季節(jié)極端潮濕的長江中下游流域，開展了一系列系統(tǒng)研究工作，并取得了創(chuàng)新性成果。

多個(gè)“首創(chuàng)”，完善現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)理論體系

首次提出并定義了極端氣候條件建筑設(shè)計(jì)的概念范疇。極端氣候區(qū)是指氣象參數(shù)嚴(yán)重偏離人們生理環(huán)境舒適范圍的地區(qū)。這類地區(qū)的定居條件惡劣，氣候參數(shù)變化異常劇烈，經(jīng)常性地呈現(xiàn)出干旱、洪澇、高溫高濕、臺風(fēng)、暴雨和低溫凍害等極端不利氣候現(xiàn)象。極端氣候區(qū)在我國乃至全球所占的比例和絕對面積十分廣泛。與“極端氣候區(qū)”相對應(yīng)的是氣候溫和的廣大區(qū)域，如歐洲大陸、東亞地區(qū)、北美等地區(qū)，這里往往是人類早期文明的起源地、現(xiàn)代工業(yè)文明的發(fā)祥地，也是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和服務(wù)業(yè)高度發(fā)達(dá)的地區(qū)，孕育了現(xiàn)代建筑理論和實(shí)踐活動。

明確了在極端氣候區(qū)開展建筑研究和實(shí)踐活動的必要性。雖然由于氣候惡劣、自然生態(tài)條件脆弱，極端氣候區(qū)往往不具備開展常規(guī)的、大規(guī)模工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類聚居的理想條件，且加上人口稀少，人居環(huán)境建設(shè)長久以來沒有得到充分的重視和科學(xué)研究，建筑發(fā)展滯后。但是，這些極端氣候區(qū)卻往往是重要的資源富集地、能源生產(chǎn)地、軍事邊疆要塞、民族文化聚居地、地球環(huán)境科學(xué)研究基地。出于宏觀戰(zhàn)略安全考慮，研究發(fā)展針對極端氣候區(qū)條件的綠色建筑十分有必要。

首次揭示了現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)理論體系的基本假定條件和操作模式。既有建筑設(shè)計(jì)理論和方法都遵循了趨利避害的基本原則，人們總是愿意選擇那些氣候條件溫和、地形地貌平坦、物產(chǎn)資源富饒的地方聚居，進(jìn)而形成了適應(yīng)各地自然氣候條件的豐富多樣的地域傳統(tǒng)建筑類型、空間形態(tài)和技術(shù)體系?，F(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)理論和方法事實(shí)上也孕育和起源于氣候溫和的歐美大陸，將氣候條件視為常量，形成了完整的理論和方法體系，完美地解決了工業(yè)革命后大量涌現(xiàn)的嶄新的生產(chǎn)生活方式對建筑使用功能、空間、技術(shù)經(jīng)濟(jì)與造型風(fēng)格等的新要求，實(shí)現(xiàn)了建筑品質(zhì)的一次巨大飛躍?，F(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)運(yùn)用了現(xiàn)代工程技術(shù)普遍采用的“問題驅(qū)動”型操作模式，努力解決“功能-形式” 這一階段性關(guān)鍵問題，對設(shè)計(jì)要素和目標(biāo)進(jìn)行了抽線和簡化，以工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化的方式提高了設(shè)計(jì)建造效率、顯著改善了建筑空間質(zhì)量和環(huán)境品質(zhì)、有效控制了建造成本，歷史意義重大。

陜西佳縣劉文西美術(shù)館鳥瞰圖

首次指出既有綠色建筑理論方法在極端氣候區(qū)應(yīng)用的缺陷。在現(xiàn)代建筑理論與方法體系衍生出來的既有建筑設(shè)計(jì)理論和綠色建筑技術(shù)不適合極端氣候區(qū)條件，直接應(yīng)用存在巨大隱患。具體包括以下幾點(diǎn)：一是極端氣候與溫和地區(qū)建筑設(shè)計(jì)理論的基本假設(shè)條件不同。既有建筑設(shè)計(jì)理論的假設(shè)條件往往將氣候當(dāng)作常量或既定條件，而將功能與形式當(dāng)作關(guān)鍵變量；而極端氣候地區(qū)惡劣的初始?xì)夂驐l件必然需要成為設(shè)計(jì)的核心問題和重要變量，在處理與氣候的矛盾關(guān)系過程中去形成建筑基本形態(tài)。二是建筑綠色化目標(biāo)與既有建筑理論之間存在理論上的錯(cuò)位關(guān)系。既有建筑理論主要側(cè)重解決工業(yè)革命后建筑“形式與功能”的邏輯關(guān)系和矛盾，沒有將綠色性能當(dāng)作其理論系統(tǒng)的目標(biāo)、沒有建立與之對應(yīng)的方法，再加上現(xiàn)代建筑理論在極端氣候工況條件的理結(jié)構(gòu)性缺陷，簡單應(yīng)用現(xiàn)代建筑理論方法不能實(shí)現(xiàn)極端氣候地區(qū)建筑綠色化目標(biāo)。三是常規(guī)的綠色技術(shù)和方法在極端氣候區(qū)失效。對于一般溫和地區(qū)而言，只要在施工圖階段稍微注重材料選擇、設(shè)備系統(tǒng)和構(gòu)造做法等技術(shù)設(shè)計(jì)內(nèi)容，基本上可以實(shí)現(xiàn)城市建筑綠色化的階段性要求，也就造成了經(jīng)常忽略方案及前期設(shè)計(jì)對建筑性能的決定性作用，試圖通過利用“不綠色”的技術(shù)去獲得更高得分的不當(dāng)方法，根本沒有切中綠色建筑的要害。將這些常規(guī)做法放到極端氣候地區(qū)，顯然不能適應(yīng)極端氣候的特殊要求，技術(shù)失效。四是靜態(tài)的“線性”建筑設(shè)計(jì)方法不能滿足綠色建筑多元化的動態(tài)設(shè)計(jì)目標(biāo)?，F(xiàn)代建筑體系出于提高設(shè)計(jì)生產(chǎn)效率、簡化工作類型的目的，各專業(yè)都設(shè)置了獨(dú)立的、靜態(tài)的目標(biāo)，造成不同工種和設(shè)計(jì)階段之間的信息互動受阻，技術(shù)方案的趨同化情況嚴(yán)重，難以實(shí)現(xiàn)綠色建筑的整體性、動態(tài)設(shè)計(jì)目標(biāo)和多元化；既有綠色建筑設(shè)計(jì)方法無法做到動態(tài)應(yīng)對千變?nèi)f化的環(huán)境條件和多元化實(shí)現(xiàn)綠色建筑的目標(biāo)，不能對建筑設(shè)計(jì)本身的思路和方法做出根本變革。

銀川掌政鎮(zhèn)堿富橋村塞上新村

建立了適應(yīng)極端氣候條件的動態(tài)建筑設(shè)計(jì)的理論和方法。在研究各類極端氣候區(qū)的基礎(chǔ)上，張群以應(yīng)對各種典型氣候困境為核心目標(biāo)，建立了環(huán)境、能耗、功能、空間、形態(tài)等要素之間的協(xié)同關(guān)系，形成了以氣候?yàn)閷?dǎo)向的建筑空間與形態(tài)動態(tài)化設(shè)計(jì)方法，在全多個(gè)不同極端氣候地區(qū)得到了工程技術(shù)應(yīng)用，顯著提升了建筑性能和環(huán)境品質(zhì)。

為探索未來建筑發(fā)展提供新路徑

西安大唐不夜城高端酒店鳥瞰圖

張群在“極端氣候條件下綠色建筑”領(lǐng)域取得的創(chuàng)新性研究成果，顛覆了已經(jīng)使用百余年、人們習(xí)以為常的以“功能和形式”核心的建筑設(shè)計(jì)理論體系，建立了動態(tài)化的綠色建筑設(shè)計(jì)理論和方法，在設(shè)計(jì)之初就能積極應(yīng)對極端氣候條件，以營建舒適建筑性能為主要工作目標(biāo)，為科學(xué)確定建筑形態(tài)和空間格局提供了方法支持，大幅提升了建筑環(huán)境品質(zhì)、顯著降低建筑能耗，為探索未來建筑發(fā)展提供了新的路徑，對于補(bǔ)充和完善現(xiàn)代建筑理論具有重要的推進(jìn)意義。