陳可赟

全球化背景下，因一味追求經(jīng)濟(jì)發(fā)展，忽略了對(duì)環(huán)境的保護(hù)，導(dǎo)致出現(xiàn)全球變暖、溫室效應(yīng)等氣候問(wèn)題，嚴(yán)重威脅人們的生存環(huán)境。1992 年，聯(lián)合國(guó)環(huán)境與發(fā)展大會(huì)通過(guò)的《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》，是世界上第一部為全面控制二氧化碳等溫室氣體排放危害地球生態(tài)的全球性氣候公約。除了各種生產(chǎn)活動(dòng)，建筑行業(yè)的發(fā)展對(duì)生態(tài)也造成了一定的破壞。據(jù)了解，在能源消耗方面，建筑行業(yè)占總耗能的1/3。而被動(dòng)式建筑因具有低耗能、低成本的特點(diǎn)，且能較好地適應(yīng)我國(guó)地域的多樣性，成為目前建筑行業(yè)關(guān)注的新內(nèi)容。

1 被動(dòng)式建筑內(nèi)涵及發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 被動(dòng)式建筑的內(nèi)涵

在現(xiàn)代建筑發(fā)展史中，自20 世紀(jì)80年代，建筑業(yè)的專家便開(kāi)始注重環(huán)境保護(hù)，運(yùn)用綠色建筑、可持續(xù)建筑等概念進(jìn)行設(shè)計(jì)。但是針對(duì)建筑施工過(guò)程中出現(xiàn)的二氧化碳超標(biāo)問(wèn)題，卻沒(méi)有有效的對(duì)策。在此背景下，低耗能、減排量的建筑形式逐步受到建筑師的關(guān)注。被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)是指在建筑方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)項(xiàng)目基地的地域性氣候特征，依照建筑環(huán)境適應(yīng)性與建筑技術(shù)的基本原則，運(yùn)用建筑本身的功能形成適應(yīng)人體體感的室內(nèi)氣候，打造宜居的建筑室內(nèi)外環(huán)境[1]。被動(dòng)式建筑的概念將綠色建筑、可持續(xù)建筑、節(jié)能建筑、生態(tài)建筑等概念加以整合，將二氧化碳低排量作為重點(diǎn)，從各個(gè)技術(shù)層次綜合考量，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。被動(dòng)式建筑可以通過(guò)建筑形態(tài)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的密閉性、優(yōu)化通風(fēng)設(shè)計(jì)及合理設(shè)計(jì)建筑朝向，從而起到節(jié)能減排的作用，同時(shí)還能夠結(jié)合地域特色進(jìn)行設(shè)計(jì)，充分適應(yīng)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境。

1.2 被動(dòng)式建筑發(fā)展現(xiàn)狀

隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，建筑設(shè)計(jì)師對(duì)建筑與氣候密切關(guān)系的認(rèn)知不斷變化，開(kāi)始嘗試通過(guò)建筑設(shè)計(jì)來(lái)調(diào)節(jié)建筑內(nèi)部及周圍的氣候，通過(guò)研究發(fā)展的現(xiàn)狀，可以更好地了解被動(dòng)式建筑。

1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀

在20 世紀(jì)80 年代以前，建筑專家對(duì)于被動(dòng)式建筑的探索還停留在如何利用太陽(yáng)能、風(fēng)能等自然能源解決建筑設(shè)計(jì)高能耗的問(wèn)題。1988 年，瑞典的博·亞當(dāng)姆森教授和德國(guó)的沃爾夫?qū)し扑固亟淌谠谌鹗抗餐岢隽恕氨粍?dòng)式房屋”理念，這是被動(dòng)式建筑首次作為正式概念被提出[2]。20 世紀(jì)90 年代，Minergie 理念的提出為瑞典的被動(dòng)式建筑提供了一系列低耗能技術(shù)指標(biāo)，促進(jìn)了被動(dòng)式建筑的發(fā)展。21 世紀(jì)初期，丹麥引入被動(dòng)式建筑，推動(dòng)了丹麥建筑行業(yè)的發(fā)展。

1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

我國(guó)的現(xiàn)代建筑起步較晚，被動(dòng)式建筑的研究也相對(duì)滯后。近年來(lái)，不少專家學(xué)者加入了被動(dòng)式建筑的理論研究中，并以特殊區(qū)域的代表性氣候?yàn)檠芯炕A(chǔ)，進(jìn)行被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)。例如，學(xué)者李愉在2006 年以重慶的亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候?yàn)檠芯繉?duì)象，分析了建筑與氣候之間的聯(lián)系，并研究了建筑地基情況、建筑整體布局以及周圍生態(tài)對(duì)于小氣候的作用，進(jìn)而提出了建筑本體的被動(dòng)式氣候設(shè)計(jì)策略[3]。

另外，有些學(xué)者對(duì)不同的氣候作用進(jìn)行了區(qū)域研究。例如，學(xué)者楊柳在研究氣候與建筑的關(guān)系時(shí)，就將此類關(guān)系進(jìn)行整合，并形成系統(tǒng)，運(yùn)用于我國(guó)建筑設(shè)計(jì)的氣候分析與研究中[4]。還有一些學(xué)者通過(guò)建筑對(duì)人體的舒適度影響，研究了不同建筑在不同氣候類型下人體的體感情況。2010 年，上海世博會(huì)的“漢堡之家”是我國(guó)首個(gè)關(guān)于被動(dòng)式建筑的設(shè)計(jì)作品，該建筑在設(shè)計(jì)中不以高耗能能源為主，甚至未配置空調(diào)和暖氣，室內(nèi)恒溫為25 ℃，通過(guò)被動(dòng)式建筑自身功能來(lái)調(diào)整室內(nèi)氣溫[5]。

2 地域性對(duì)被動(dòng)式建筑的影響因素分析

2.1 地域環(huán)境因素

不同的地域形成不同的環(huán)境，如不同地域的風(fēng)速、地形地貌、氣候類型等均不一樣。在我國(guó)的西北地區(qū)或者臨海地區(qū)，狂風(fēng)漫天的天氣較為常見(jiàn)；在我國(guó)中部地區(qū)，風(fēng)速較為平穩(wěn)，這對(duì)建筑的設(shè)計(jì)和建造比較有利，能夠使被動(dòng)式建筑輕易抵擋風(fēng)速損壞，且也不用過(guò)多采用防風(fēng)材料，減少設(shè)計(jì)的成本。另外，我國(guó)幅員遼闊，不同地域的地形地貌差異很大。建筑所處位置是平地還是坡地，是山谷還是山頂，是否位于水系旁等，都將直接影響建筑室內(nèi)外的熱環(huán)境和采暖制冷的能耗大小。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)需要著重考慮地域環(huán)境因素的影響[6]。

2.2 地域文脈因素

文脈是指一個(gè)區(qū)域內(nèi)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展所形成的歷史文化、民風(fēng)民俗、物質(zhì)遺產(chǎn)以及地方性的敘事故事等，不同地域孕育的文脈存在差異。首先，從歷史發(fā)展方面來(lái)看，不同區(qū)域流傳下來(lái)的建筑外在形式與建筑內(nèi)涵不同。例如，安徽省的徽派建筑為青墻白瓦的外形，在安徽進(jìn)行被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)，就會(huì)受到當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)建筑的影響。其次，一個(gè)地方的民風(fēng)民俗也在無(wú)形中影響著被動(dòng)式建筑的設(shè)計(jì)。

2.3 設(shè)計(jì)因素

2.3.1 與當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件相匹配

地域性的區(qū)別，使得環(huán)境氣候因素多種多樣。同時(shí)，氣候也影響了建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)的各個(gè)方面，包括選址、布局、房屋排水、屋頂樣式、保溫保暖設(shè)計(jì)、防潮防風(fēng)設(shè)計(jì)、材料運(yùn)用、建筑細(xì)部構(gòu)造、建筑室內(nèi)空間組織以及建筑朝向等。由此可見(jiàn)，氣候因素對(duì)于地域性規(guī)劃設(shè)計(jì)非常重要。例如，在考察當(dāng)?shù)氐臍夂蜃兓瘯r(shí)，不僅要依靠先進(jìn)的設(shè)備進(jìn)行信息搜集，還要與當(dāng)?shù)氐臍庀蟛块T(mén)溝通，通過(guò)查閱信息資料完善信息儲(chǔ)備，并巡防附近地區(qū)的環(huán)境，了解不同天氣中山體環(huán)境的變化，再經(jīng)過(guò)科學(xué)論證研討出合適的建筑搭建方案。

2.3.2 具有一定的人文精神

在進(jìn)行被動(dòng)式建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，要充分調(diào)查當(dāng)?shù)氐臍v史條件、民俗風(fēng)情以及當(dāng)?shù)亟ㄖ奶卣鳎詽M足人們的需求，適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展理念，實(shí)現(xiàn)建筑和地域環(huán)境的和諧共生[7]。

被動(dòng)式建筑同當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展以及人們的日常生活密不可分，并同當(dāng)?shù)氐木裎幕钕⑾⑾嚓P(guān)。因此，要尊重當(dāng)?shù)氐慕ㄖ幕?，辯證吸收地域文化精神。建筑的空間形態(tài)設(shè)計(jì)要注重功能特征，滿足現(xiàn)代居民的功能性要求，充分考慮地域文化的塑造；建筑造型要和當(dāng)?shù)氐慕ㄖ徝老鄥f(xié)調(diào)，盡量選用符合地方特色的建筑材料，從整個(gè)建筑形象上讓人們充分感受建筑地域性中蘊(yùn)涵的人文精神。

3 不同地域因素下被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)策略研究

3.1 不同地域環(huán)境下的被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)策略研究

3.1.1 不同氣候條件下的被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)策略

依據(jù)《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50176-2016）的規(guī)定，我國(guó)劃分為嚴(yán)寒地區(qū)、寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)、溫和地區(qū)5 個(gè)氣候類型區(qū)域。對(duì)于不同的區(qū)域，被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)也有所不同。在這5 個(gè)氣候類型區(qū)域中，嚴(yán)寒地區(qū)與寒冷地區(qū)相差不大，因此可以采用同一種設(shè)計(jì)策略。

（1）嚴(yán)寒地區(qū)與寒冷地區(qū)。這兩個(gè)地區(qū)天氣寒冷，被動(dòng)式建筑最主要的目的是為了保暖。因此，要注重建筑墻體厚度及外圍防護(hù)等的設(shè)計(jì)，在冬季加強(qiáng)室內(nèi)保溫效果，夏季則起到隔熱功能。建筑體型不宜過(guò)大，窗戶面積可相對(duì)加大，注意門(mén)框保溫條的質(zhì)量，做到采光與日照兼具。另外，窗外設(shè)置遮陽(yáng)設(shè)施，盡量采用太陽(yáng)能等自然能源。

（2）夏熱冬冷地區(qū)。此地區(qū)在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)依然要以夏季隔熱冬季抗寒為主，對(duì)于建筑體型則沒(méi)有過(guò)多要求。在采光充足的情況下，可加大開(kāi)窗面積，并在室外設(shè)計(jì)遮陽(yáng)設(shè)施。另外，室內(nèi)外的通風(fēng)也不能忽略。

（3）夏熱冬暖地區(qū)。設(shè)計(jì)要點(diǎn)是防止夏季強(qiáng)烈的紫外線，外部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在保溫隔熱的基本要求下，選擇淺色及光滑的外墻。整個(gè)建筑設(shè)計(jì)要注意通風(fēng)的問(wèn)題，從而改善屋內(nèi)的熱環(huán)境，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫度的自我調(diào)節(jié)。

（4）溫和地區(qū)。溫和地區(qū)可選取蓄熱的材料，室外及屋頂材料以淺色為主。該地區(qū)南部光照較強(qiáng)，因此可將外遮陽(yáng)區(qū)域設(shè)置在南向窗位置，東西部則可以自由設(shè)置遮陽(yáng)設(shè)施。

3.1.2 不同場(chǎng)地風(fēng)環(huán)境下的被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)策略

由于地域不同，基地上的局部小氣候也會(huì)對(duì)建筑產(chǎn)生影響，而場(chǎng)地風(fēng)是主要的因素。針對(duì)存在場(chǎng)地風(fēng)的基地進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，首先要考慮建筑的防風(fēng)設(shè)計(jì)。有的地區(qū)風(fēng)力強(qiáng)勁，且季節(jié)不同場(chǎng)地風(fēng)強(qiáng)度也會(huì)存在差異，而有的地區(qū)需利用建筑隔絕冬季的冷風(fēng)，這就需要設(shè)計(jì)巧妙的建筑外形來(lái)降低風(fēng)速，有效隔絕冷風(fēng)，避開(kāi)不利風(fēng)向。其次，建筑設(shè)計(jì)要充分考慮夏季的通風(fēng)問(wèn)題，因此建筑的排列最好選用陣列形式或自由形式，以便于順暢通風(fēng)。同時(shí)，建筑的外立面要注意角度的設(shè)計(jì)，以分散夏季風(fēng)力，從而減少建筑墻面受到的風(fēng)力沖擊。另外，整個(gè)建筑的橫向設(shè)計(jì)不能太寬，并與周圍建筑保持距離，避免形成強(qiáng)風(fēng)區(qū)域。

3.1.3 不同場(chǎng)地地形環(huán)境下的被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)策略

（1）平坦地形。平坦地形在設(shè)計(jì)時(shí)難度相對(duì)較小，但是要合理設(shè)計(jì)建筑的方向以及排列方式。另外，可以通過(guò)景觀設(shè)計(jì)來(lái)營(yíng)造局部微氣候，調(diào)節(jié)該地形的氣候條件，形成被動(dòng)式建筑內(nèi)部舒適的氣候環(huán)境。

（2）高差地形。高差地形在設(shè)計(jì)方面要充分利用地形差異，對(duì)于高差較大且不宜進(jìn)行改造的地形，需保留原始形態(tài)，讓建筑去適應(yīng)地形，合理進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)建筑與環(huán)境的融合。

3.2 不同地域文脈下的被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)策略研究

不同地域的文脈具有很大的差異性，對(duì)于不同文脈下被動(dòng)式建筑的設(shè)計(jì)策略要進(jìn)行多方位的分析。

首先，從歷史角度來(lái)看，在歷史中形成的建筑形態(tài)以及歷史內(nèi)容為被動(dòng)式建筑提供了豐富的靈感來(lái)源。

其次，在被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量保留符合當(dāng)?shù)靥厣拿耧L(fēng)民俗，與當(dāng)?shù)匚拿}形成統(tǒng)一的有機(jī)整體。

最后，被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)要適應(yīng)當(dāng)?shù)厝宋?，尊重?dāng)?shù)氐奈幕閼鸭暗赖聹?zhǔn)則。

3.3 不同材料下的被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)策略研究

由于我國(guó)不同地區(qū)的氣候類型差異較大，選用的建筑材料也有所不同。首先，建筑設(shè)計(jì)需要考慮當(dāng)?shù)氐慕ㄔ焖剑捎酶痈咝Ш侠淼慕Y(jié)構(gòu)形式，同時(shí)要考慮經(jīng)濟(jì)特性。其次，在材料角度，各地區(qū)生產(chǎn)的建筑材料有所不同，應(yīng)盡量利用當(dāng)?shù)夭牧线M(jìn)行設(shè)計(jì)，避免從外地運(yùn)輸材料，加大施工成本，產(chǎn)生資源浪費(fèi)。最后，對(duì)于細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)部分要具體問(wèn)題具體分析，綜合區(qū)域情況進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計(jì)，利用細(xì)節(jié)措施使被動(dòng)式建筑適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件。

3.4 不同設(shè)計(jì)因素下的被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)策略研究

第一，在建筑設(shè)計(jì)的主觀方面，要綜合考慮當(dāng)?shù)氐母鱾€(gè)影響因素，選擇適宜的被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)策略，做到符合被動(dòng)式建筑的設(shè)計(jì)要求、降低能耗、貼近地域文化以及適應(yīng)地域環(huán)境等。一個(gè)建筑物從概念到形態(tài)，都融入了設(shè)計(jì)師主觀方面的想法。設(shè)計(jì)師根據(jù)相關(guān)指標(biāo)，綜合考量各種影響因素，最終形成一條完整的設(shè)計(jì)思路。第二，從建筑使用者角度來(lái)看，被動(dòng)式建筑要在迎合個(gè)人喜好的基礎(chǔ)上，兼顧各個(gè)方面的有效設(shè)計(jì)，做到既能契合使用者的喜好，又能為使用者帶來(lái)舒適感。建筑使用者的喜好會(huì)影響被動(dòng)建筑的設(shè)計(jì)方案，因?yàn)槭褂谜呤墙ㄖO(shè)計(jì)最終服務(wù)的對(duì)象，其喜好和要求均不可忽略。因此，在進(jìn)行被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)時(shí)，還要收集建筑使用者的相關(guān)信息，根據(jù)使用者喜好進(jìn)行定位，從而確定設(shè)計(jì)的主要方向。第三，在宏觀設(shè)計(jì)角度，要考慮技術(shù)因素，其主要內(nèi)容包括建筑的內(nèi)外部構(gòu)造、應(yīng)用的材料類型以及設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)3 部分。首先，建筑的內(nèi)外部構(gòu)造非常重要，構(gòu)造是否合理直接影響被動(dòng)式建筑的牢固性、安全性以及建筑的外觀造型。其次，在應(yīng)用材料方面，不同的材料類型會(huì)給被動(dòng)式建筑帶來(lái)不同的設(shè)計(jì)效果。最后，細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)方面也十分重要。例如，被動(dòng)式建筑房頂?shù)钠露却笮　⒔ㄖ耐拱夹螒B(tài)等，都能影響被動(dòng)式建筑的遮陽(yáng)與采光[8]。

4 結(jié)語(yǔ)

目前，被動(dòng)式建筑已經(jīng)成為保護(hù)生態(tài)環(huán)境、降低排放標(biāo)準(zhǔn)的首選。本文通過(guò)分析地域性的差異對(duì)被動(dòng)式建筑的影響因素，得出不同地域因素下的被動(dòng)式建筑設(shè)計(jì)策略。研究不同地域因素影響下的被動(dòng)式設(shè)計(jì)策略，對(duì)我國(guó)被動(dòng)式建筑的發(fā)展具有重要的意義。要合理運(yùn)用地域性內(nèi)容，加強(qiáng)被動(dòng)式建筑的整體質(zhì)量和設(shè)計(jì)理念，以提高整個(gè)被動(dòng)式建筑的設(shè)計(jì)水平，適應(yīng)當(dāng)下節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)。