摘要：当前，我们生活在一个新的全球文化氛围中，作为建筑设计者，除了在设计中考虑文化、功能之外，更要考虑建筑与气候的关系，研究应对气候的建筑设计手段。本文以建筑气候设计指导原则和具体策略措施为论文的切入点，分析国内外研究动态，论述国外热带、亚热带地区的建筑气候设计的理论和设计实践发展。
关键词：建筑气候学、生物气候地方主义、建筑气候适应性设计
1建筑气候适应性设计的研究背景及意义
1.1环境意识与能源危机
人类的科学研究发现，自工业革命时代以来，引起目前以全球变暖为主要特征的气候变化的主要原因是人类活动。机械设备的发明使人们可以主动调节人工气候，这种无视气候要素的建筑消耗，浪费了大量能源以及引起环境危机。
“全球变暖”指温度上统一的，逐渐的，温和的变化。除了温度外，它还影响了一系列重要气候现象，对人类产生巨大的负面影响。应该用全球气候破坏代替全球变暖一词，尽管听上去更沉重也更精确。但是，让我们作为建筑设计者和建筑使用者感到更加沉重的是造起全球气候变暖的有害物中有50%是在建筑的建造和使用过程中产生的。
1.2建筑气候适应性设计的必要性和紧迫性
在建筑设计的初始阶段就把气候设计策略结合到建筑设计中，根据不同的地域特征、不同的舒适标准等选择建筑技术，科学合理的组织建筑朝向，使空间结构、整体布局、外部形体等与周边环境布置相适应，达到减少常规能源的消耗、实现最大自然资源节能效果的目的。
建筑气候适应性设计最终达到绿色建筑、生态建筑的目的需通过三个层面来实现。分别是基本建筑设计、被动采暖、降温和照明等技术和利用机械设备来满足舒适要求。建筑气候适应性设计贯穿于第一、二层面，两个部分的设计不佳将造成第三层面机械设备量的剧增，引起巨大的能耗浪费。
2建筑气候适应性设计的国内外相关研究状况综述
2.1国内有关气候的研究现状及存在问题概述
2005年我国建设部颁布了《绿色建筑技术导则》的文件，建立了绿色建筑指标体系。
随着可持续发展建筑、生态建筑、绿色建筑的理论提出，关注地域气候资源的建筑气候适应性设计理论越来越受到我国业内人士的关注。我国建筑气候适应性设计理论研究多以学习和引进国外相关理论为主。近几年国内建筑理论探索及科研机构主要限于国内高校的博士和硕士论文。我国在对于建筑与气候关系的设计策略研究的不足从文献和工程实践的研究可窥见一斑，学科之间的贯通与交叉较小；建筑与气候相关的理论及研究成果较小直接应用到工程实践中去。
1）岭南湿热地区的建筑适应气候的研究
“自20世纪50年代起，岭南建筑师夏昌世、陈伯齐、林克明等就在继承传统建筑适应气候特点的基础上引入新材料、新技术，从而开创了具有岭南特色的新建筑之路。”
“岭南地区的气候属热带、亚热带季风气候类型。特点一是温度高和湿度大，湿热气候环境中植物和土壤的水循环会导致更高的太阳辐射，并使可以耐受的温度临界值降低，影响了一些被动式冷却系统的效果。二是季节变化很小，无明显四季之分。除了受太阳直接辐射外，天空云量多，散射辐射强烈，仅靠截取直接太阳辐射的遮阳措施往往效果不佳。三是该地区常受到暴雨、飓风和洪水的影响，对建筑表皮的耐受程度要求较高。”
“基于岭南地区的气候特点，依赖于机械除湿的全空气调节系统不适合在该地区普及使用，目前的研究方向仍是以建筑适应气候的被动式策略研究为主。”这种年气候变化很小的特点决定了建筑的首要问题是解决通风和遮阳，且在全年内都是相似的。
2）夏昌世的外窗遮阳和屋面隔热
岭南建筑大师夏昌世教授，把德国的严谨、精致、讲究实效、有机、实在与中国园林自由、灵活的特点组合，形成自己独特的风格。
“夏昌世在20世纪50年代就针对岭南地区热带、亚热带的气候特征进行过建筑遮阳、隔热、通风的相关研究与探索。”夏昌世教授从防热、通风等角度进行表皮设计，在建筑的立面和屋面部位装配了遮阳和隔热构件。一个是“个体遮阳”，根据围护结构的墙、窗与太阳高度角之间的关系，设计相应的遮阳系统。一个是拱顶隔热层，采用双层屋面的整体遮阳系统对建筑屋顶进行设计，避免了夏季中午前后太阳光线的垂直入射，连续起拱的屋顶隔热层的形成通风散热的效果。他的一系列遮阳技术被称为“夏氏遮阳”。
夏昌世教授总结的六个字“遮阳、隔热、通风”。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆“一方面运用建筑本身的构造抵御过多的自然能——太阳能对建筑环境的侵害，一方面又利用自然能——风能改善建筑环境。这一思路和实践符合建筑节能和建筑生态的传统建筑设计原则。”
3）岭南建筑气候设计的工程实践
岭南的近代优秀建筑广州中山纪念堂则是实现自然降温与机械通风（电风扇、吊扇等）加强热压通风的典例。容纳5000人的大型厅堂需以自然通风和机械通风相结合，在首层回廊下面设置半地下空间——回廊，这是另一种形式的冷巷。新鲜空气从外窗进入，经冷却后用风机吹入大厅，厅堂内热空气上升，透过天花光棚的花格进入顶层，再从周边外窗排出。这又是利用地冷改善通风质量的一大杰作。
岭南的当代优秀建筑华南理工大学人文馆从生态设计的角度充分考虑亚热带区域的气候特征，除了用庭院、连廊等开敞空间组织通风外，在建筑的四周利用柱廊和墙体脱开形成阴影，用建筑自遮挡来减弱阳光对围护结构墙体的辐射热能。其屋顶空间更是一个成功的屋顶遮阳设计实例，固定倾斜角度的遮阳百叶在一天中的不同时段随着太阳移动而改变，形成与亚热带气候完美结合的自遮阳建筑。
2.2国外热带、亚热带地区的建筑适应气候的研究与实践
1）生物气候设计和生物气候地方主义
“1963年，美国学者维克多奥尔基亚编著的《设计结合气候：建筑地方主义的生物气候研究》，以当地气候与建筑形式、细部构造的关系为基础，追求人工气候与自然气候的和谐共生，首次提出了生物气候设计方法和生物气候地方主义理论，提出的“生物气候图”涵概了人体舒适性相关因素。”
生物气候建筑设计策略的关键是控制某些气候因素对建筑的影响。“充分运用生物气候地方主义设计原理对建筑选址、气候能源利用、建筑形式、平面空间、建筑构造、绿化景观、材料选择等相互关系的研究和推敲后，对当地气候充分回应并进行创造性的解答。”
2）查尔斯•柯里亚——适合印度的技术考虑
“查尔斯•柯里亚是探索湿热地域气候的设计策略的印度建筑师，他对处于亚热带、热带地区的印度建筑的通风、遮阳和视野做了统一的考虑，形式追随气候是他提出的设计理论。”
柯里亚依据印度技术和气候条件创造了“open to sky space”的设计策略，源自印度伊斯兰清真寺开敞空间的启示。在他设计的巴洛特巴汶艺术中心（图 1 2）中，根据场地自然的高差关系创造一个有阴影的、空气流通的公共活动空间，形成不规则的平台花园和下沉庭院。
3）哈桑•法塞——埃及“平民建筑师”
哈桑•法塞作为一名埃及的“平民建筑师”，他从传统的建筑形式和技术策略出发，通过革新和发展创造了独特的建筑形式，对干热地域气候的设计策略提出了发展和改进的措施，为当代建筑在干热气候条件的设计策略做出了很大贡献。
哈桑•法塞认为屋顶随不同地域气候而产生的变化时造成不同的建筑形式的主要体现。他革新和发展利用屋顶敞廊、拱顶和穹顶抽风技术的传统设计策略。改造传统风塔、利用内庭院降温；研制了用扁斧进行砌筑、含稻草垛的轻型土坯砖，运用到新型土胚建筑中，为当代建筑在干热气候条件的设计策略做出了很大贡献。
4）现代建筑大师在热带地区的气候设计实践
路易斯.康在印度设计的孟加拉国议会大厦，根据当地炎热的亚热带季风气候，将自然气候与建筑物的矛盾巧妙的融入了建筑空间和形式的设计。精心构思的保护屏与墙上巨大的几何形状洞口相互结合，这些方形、圆形、三角形的洞口使得整栋建筑全部利用自然通风来调节建筑室内的微气候。
5）林宪德的“绿色魔法”
林宪德强调亚热带气候的绿色建筑设计重点是自然对流的除湿设计、可遮雨和遮阳的外遮阳设计，以及多孔隙材料的调湿设计。“绿色建筑不是昂贵的建筑，而必须是更便宜、更自然、更本土的技术，这才是绿色建筑的真精神。
“绿色魔法学校”——台湾成功大学孙运璇绿建筑科技大楼。指明绿色建筑应该要更平价、更有效率。它以行动证明：不花一分钱，也可以减少照明能耗四成；引进简单地古老灶窑原理，就可节约两成的空调耗能；办公室采用传统的吊扇设计，即可节约空调耗能76%。林宪德主张只要诚实面对环境真相，发挥道德勇气，就不会被科技与物欲的魔鬼附身，就可以彻底找回人与自然相处之乐趣。
3结语
总之，建筑气候适应性设计与建筑创作不是对立的，不会剥夺建筑师对建筑造型、空间的塑造追求。相反，要求建筑师不断探索和采用新技术、新材料和新手法，让气候适应性设计成为建筑创作的一个新切入点、新的灵感来源，并赋予建筑新的内涵。这不是负担而是一个契机，一次建筑创作思路的拓宽，一次实现中国地域建筑特色的机会。
论文作者:卓见
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/9
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