張素玲 房連志 馬吉暉
摘要:通過對地理環(huán)境諸因素的分析,從降水、氣溫、光照、風(fēng)4個(gè)角度入手,闡述了氣候?qū)ㄖ挠绊?。提出了充分考慮氣候因素的重要性、運(yùn)用生態(tài)技術(shù)和高科技手段的建筑設(shè)計(jì)思路,為利用氣候?qū)ㄖ挠绊憚?chuàng)造出舒適、實(shí)用、節(jié)能、綠色的現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)提供了有益的參考。
關(guān)鍵詞:氣候;建筑;建筑設(shè)計(jì);影響;啟示
一、氣候所包含的主要因素
一般說來,氣候包括溫度、濕度、光照、風(fēng)、氣壓和降水量等因素。這些氣候因素與人體健康的關(guān)系極為密切,氣候的變化會直接影響到人們的感覺、心理和生理活動。人類對氣候的反應(yīng)最明顯也最直接的表現(xiàn)就是在自身的居住上,不同地區(qū)的人往往會根據(jù)居住地環(huán)境的不同建造出適合當(dāng)?shù)貧夂虻姆课?。在中國,人們把研究氣候與建筑之間關(guān)系的學(xué)術(shù)叫作“風(fēng)水學(xué)”?!帮L(fēng)水學(xué)”并不是傳統(tǒng)狹義觀念中的迷信 ,它有著豐富而科學(xué)的理論基礎(chǔ),如同其他諸子文化一樣,也是中華幾千年?duì)N爛文化的一個(gè)組成部分?!帮L(fēng)水學(xué)”中 的“風(fēng)”和“水”是對氣候諸要素的統(tǒng)稱,實(shí)際上它是中國人對建筑與氣候之間關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)性總結(jié)。
氣候條件是復(fù)雜而多變的。在中國,氣候變化總體上受西太平洋暖濕氣流和蒙古-西伯利亞高原冷空氣的影響,西部和北部地區(qū)為典型的大陸氣候,夏季炎熱少雨,冬季寒冷干燥;而東部和南部地區(qū)則是明顯的海洋氣候,夏季濕潤多雨,冬季溫暖潮濕。同時(shí),由于中國地域廣闊,山地、林地、沙漠、高原、草原、丘陵等各種地形俱全,因此區(qū)域性氣候也呈現(xiàn)出多種多樣,而氣候?qū)幼…h(huán)境的影響又是長期存在的,所以氣候引起了人們的特別視。
二、氣候?qū)ㄖ挠绊?/p>
1、降水對建筑的影響
降水的多少會影響到建筑地址的選擇。建造房屋時(shí)要避開容易積水、易被水沖刷到的地方,如山谷、鞍部等。因此建筑選址一般都在地勢高、易排水的地方,如山脊、山背等。降雨多和降雪量大的地區(qū),房頂坡度普遍很大,這樣可以加快瀉水和減少屋頂積雪。降水量和降水強(qiáng)度則是對建筑物的屋面、地面和地下排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)起到了直接的影響。因?yàn)閺?qiáng)烈的雨水沖擊會導(dǎo)致墻壁上出現(xiàn)縫隙,并順著隙縫向室內(nèi)滲透,這時(shí)就容易導(dǎo)致墻體內(nèi)部出現(xiàn)發(fā)潮等跡象,從而大大的降低墻面的使用壽命,以及它的性能,嚴(yán)重影響建筑物的美觀度,降低建筑物的使用壽命對于現(xiàn)有的道路來說,更多降雨的風(fēng)險(xiǎn)是最大的挑戰(zhàn)。降水多的地方房屋一般為斜頂房,如江南地區(qū) 降水少的地方一般為平頂房,如西北地區(qū)
地表水必須遠(yuǎn)離道路,以確保其耐久性,避免水滑行,減少道路使用者通行能力。因此,目前正在研究道路排水系統(tǒng)如何適應(yīng)未來的氣候
2、氣溫對建筑的影響
在氣候?qū)ㄖ锏母蓴_中,氣象的氣溫對建筑物的影響是最大的,這從我們平常見到的南方和北方建筑物的不同設(shè)計(jì)就可以看得出來。氣溫直接決定建筑物外圍護(hù)結(jié)構(gòu)有關(guān)保溫或隔熱墻的設(shè)計(jì),關(guān)系著建筑的室內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
氣溫高的地方,往往墻壁較薄,房間也較大,這樣有利于加速房屋內(nèi)空氣流通,降低室內(nèi)溫度。反之則墻壁較厚,房間較小以起到保溫保暖的作用。陜北窯洞兼有冬暖夏涼的功能,夏季由于窯洞深埋地下,泥土是熱的不良導(dǎo)體,灼熱陽光不能直接照射里面,洞外如果38度洞里可能只有25度,晚上還需要蓋棉被睡覺;冬天則起到了保溫御寒的作用,朝南的窗戶又可以陽光充滿室內(nèi)。
3、光照對建筑的影響
光照是氣候影響建筑中需要考慮的一個(gè)重要因素。因?yàn)樘栞椛渲苯雨P(guān)系到建筑物的室內(nèi)采光度和室內(nèi)照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì),這就是為什么在建房子的時(shí)候要選擇“朝向”的問題。太陽輻射還影響到室內(nèi)的溫度變化,以及空氣中紫外線的折射,對塑料等有機(jī)材料的老化而損壞度的影響,全球的溫度之所以能維持在一個(gè)特定的范圍內(nèi),很大程度上是因?yàn)樘柟獾妮椛渑c水和空氣相互作用的結(jié)果。充足而適量的室內(nèi)光照既能殺死細(xì)菌或抑制細(xì)菌發(fā)育,滿足人體生理需要 ,又能改善居室微小氣候。因此從采光方面考慮,建造房屋時(shí)首先要考慮房屋的朝向問題。建房時(shí)多采用坐北朝南的建筑格局,是因?yàn)檫@樣的房屋朝向在冬季時(shí)可以盡可能多的采光,同時(shí)減少西風(fēng)和北風(fēng)等陸地季風(fēng)的影響,而在夏季時(shí)又能避開正午十二點(diǎn)到下午兩點(diǎn)最熱時(shí)段陽光直射到房屋里面。其次要根據(jù)當(dāng)?shù)氐娜照諘r(shí)間長短及強(qiáng)度決定采光面積。氣溫高的地方,往往窗戶較小或出檐深遠(yuǎn)以避免陽光直射。另外,房屋之間間距的確定也要考慮光照的因素,尤其是城市中住宅樓建設(shè)更值得注意。樓間距的選擇應(yīng)從滿足底樓的光照考慮。此外,城市中的光污染日益嚴(yán)重,選址時(shí)要避免受其他高層建筑玻璃反射光的影響,同時(shí)也要注意減少自身玻璃反光對其他建筑的影響。
4、風(fēng)對建筑的影響
風(fēng)也是建筑設(shè)計(jì)和環(huán)境設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要因素,風(fēng)荷載(風(fēng)的動壓力,是空氣流動對工程結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的壓力,和速度的平方成正比)是建筑設(shè)計(jì)中有關(guān)重要的學(xué)習(xí)課題,這主要是因?yàn)轱L(fēng)荷載直接影響到建筑物的安全度和適用度,風(fēng)向和風(fēng)速則關(guān)系到建筑物的布局設(shè)計(jì)以及自然通風(fēng)效果的好壞,另外風(fēng)速加大大雨對迎風(fēng)墻面的沖刷度,影響建筑物墻面的侵蝕度,嚴(yán)重影響建筑物的美觀度,它對建筑存在著突發(fā)性的破壞,對環(huán)境中的水分平衡、氣體交換起著非常重要的作用。在南方炎熱地區(qū),爭取良好的自然通風(fēng)是選擇建筑物朝向的重要因素之一。在多風(fēng)沙地區(qū),建筑物朝向要避免面對風(fēng)沙出現(xiàn)季節(jié)的主導(dǎo)風(fēng)向,宜使建筑物的縱軸平行于風(fēng)沙季節(jié)的主導(dǎo)風(fēng)向。這樣既可以保持室內(nèi)的衛(wèi)生條件。又能大面積地減少風(fēng)沙侵襲。防風(fēng)是房屋的一大功能,有些地方還將防風(fēng)作為頭等大事,尤其是在臺風(fēng)肆虐的地區(qū)。每到冬季屢屢有寒潮侵襲 (多西北風(fēng) ),避風(fēng)就是為了避寒,這就是東北朝北的一面墻往往沒有窗戶的重要原因。
在未來,由于暴風(fēng)雨、降雪或沉陷破壞、水侵、室內(nèi)氣候惡化和建筑壽命減少,崩塌的風(fēng)險(xiǎn)、健康的下降和價(jià)值的顯著損失可能會增加。短期內(nèi),更大的風(fēng)暴是最大的挑戰(zhàn)。從長遠(yuǎn)來看,越來越多的持續(xù)性熱浪可能有損身體健康帶來嚴(yán)重后果,尤其是老年人和弱者。
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