摘要:我国经济的快速发展始终伴随着巨大的能源消耗,在这种发展模式下,生态环境逐渐恶化,环境问题越来越突出。大规模的城市建设使得建筑能耗在能源消耗中占有相当高的比例。在建筑设计中采用被动式设计方法建造被动式建筑降低能耗就显得尤为重要。本文通过对传统建筑被动式设计手法的分析,以及现代建筑传承传统建筑被动式设计手法的案例的分析,得出传统建筑被动式设计手法对现代建筑设计的启示,以期对被动式设计提供思路。
关键词:能源消耗;被动式设计;被动式建筑;传承
1 被动式建筑的概念
被动式设计(Passive Design)是指在建筑方案设计过程中,根据建设地所在区域的气候特征,遵循建筑环境控制技术基本原理,综合建筑功能、形态等需要,合理组织和处理各建筑元素,使建筑物具有较强的气候适应和气候调节能力。被动式建筑即为通过被动式设计方法实施建造的建筑物,被动式建筑可以通过自身构造应答建筑所处环境的各种有利或者不利因素,起到趋利避害的作用。
2 传统建筑被动式设计手法
中国地域辽阔,地形风貌复杂,由于所处纬度的差别与地形的差异,导致各地气候环境差别巨大。传统建筑在设计与建造方法上也有很大差别,但相同的是这些建筑在设计、建造过程中都结合了当地气候环境特点与地域文化风貌。通过合理设计组织空间等被动式手法,来适应环境、调节环境并满足使用者的需求,以达到舒适的效果。
2.1澜沧县傣族传统民居被动式设计手法
澜沧县位于云南省西南部横断山区,地处夏热冬暖地区与温和地区交界处。气候属于南亚热带夏湿冬干山地气候[3]。降雨量充足,日照充足,冬无严寒,夏无酷暑,根据中国《民用建筑设计通则》GB50352-2005中对不同气候分区建筑设计的要求可知,此地建筑物必须满足夏季防热、遮阳、通风、防雨等要求。
澜沧县传统民居为竹木结构的干栏式住宅,在过去没有现代化通风、隔热、遮阳设备的情况下,当地居民采用当地盛产的竹木与石头等建筑材料,通过合理的设计,使建筑获得了良好的遮阳、通风效果,达到了宜居的目的。其具体被动式设计方法有:
(1)排雨,澜沧地区属于亚热带雨林气候,夏季雨量较大,且较为集中,为了能快速度排泄雨水,防止漏雨以及雨水对木结构建筑构件的侵害,当地传统的干栏式建筑多采用坡度较大的歇山式屋顶,并采用了双层瓦面,达到了较好的排水效果。
(2)遮阳,当地日照充足,但充足的日照也导致了建筑内部过热的问题,尤其是南方严重的西晒会影响人们正常的生活。因此,当地传统建筑一般较为低矮,歇山屋顶出檐深远,可以遮挡夏季阳光直射入屋内,使室内空间获得一个良好的热工环境。
(3)通风,由于所处地区湿热的环境特点,要求建筑物必须有良好的通风条件,带走热量,缓解潮湿,当地传统民居通过底层架空的做法,不仅可以起到防潮通风的作用,也可以防止蛇类、昆虫等对居民的危害。
2.2上海传统民居被动式设计手法
上海市位于长江入海口南侧,地处夏热冬冷气候区,气候属于亚热带季风气候,夏季炎热多雨,冬季阴冷潮湿。根据中国《民用建筑设计通则》GB50352-2005中对不同气候分区建筑设计的要求可知,此地建筑物应满足夏季防雨、隔热、通风良好等要求。
上海及其周边地区具有代表性的传统民居建筑为石库门建筑,以及由联排石库门建筑排列后形成的里弄街巷。当地居民在长期实践中,不断更新建筑材料与建筑做法,最终通过街巷、庭院、老虎窗等设计手法很好的解决了夏季炎热高温,冬季阴冷潮湿的问题。其具体做法主要是:
(1)通风,街巷、庭院与老虎窗组织通风。弄堂,即小巷,由联排石库门组成并与石库门建筑有着密切的关系,南北向一般总弄,东西向一般为支弄。纵横交错保证了建筑有良好的通风,适宜的尺度也给居民提供了一个交往的空间。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
(2)采光与遮阳,正房坐北朝南的布局与里弄、天井的配合非常有利于建筑接受直射阳光,屋顶部的老虎窗也可以用于采光,为建筑提供了一个良好的光环境。由于夏季天气炎热,直射阳光带来过多的热量导致室内温度过高,不适宜居住,因此遮阳就显得尤为重要。
2.3上海传统建筑被动式设计手法在现代建筑中的应用
2010年上海世博会上海案例馆-沪上•生态家-是一座融合了传统石库门建筑采光、通风等被动式设计手法的生态建筑。沪上生态家通过合理利用屋顶、墙体、室内立体绿化进行了一系列新能源的应用、节能减排的低碳生态新理念,对传统建筑被动式设计方法在现代建筑中的运用提供了参照。
(1)在通风方面,沪上•生态家遵循引风于自然的思路,通过设置多道横向贯穿风道,并设置导风墙,加强穿堂风效果。在建筑内部设置有贯通上下的“生态核”,生态核底部种植绿化,如同石库门建筑中的天井,生态核上部连接老虎窗,老虎窗朝向主导风向,形成利用风压通风的拔风井。
(2)在采光方面,沪上•生态家遵循引光于自然的理念,借鉴上海传统民居的自然采光手法,利用天井—中庭采光、老虎窗—屋顶天窗采光、景观水池—反射采光等手法,减少主动式照明系统的使用,为建筑提供了一个良好的室内光环境;在遮阳方面,沪上•生态家主要采用了建筑及构件遮阳的方式,如阳台遮阳,屋顶追光百叶遮阳。
3 传统建筑被动式设计手法难以传承的原因
传统建筑被动式设计手法难以传承的原因主要有以下几点。
(1)建筑新功能要求的出现:随着时代的进步,越来越多新功能要求的出现导致出现了新类型建筑,如高层住宅楼,写字楼,综合性交通枢纽站等,这类建筑体量一般较大,空间复杂,不再像传统建筑一样体量小,进深小,容易组织采光、通风,提高建筑舒适性,而必须采用主动式技术为建筑提供采光、通风等。被动式技术的作用较小。
(2)新的主动式技术的出现:新的照明技术,采暖制冷技术,保温隔热等主动式技术的出现,使建筑摆脱地域环境的限制,相比于被动式技术而言,更加能提高建筑使用的舒适度。
(3)传统建筑材料与建造技术无法满足现代建筑的建造要求;传统建筑一般就地取材,如石材,木材,生土等热工性能良好的材料,这些材料的建筑性能无法满足现代建筑大空间,大跨度等要求,新建筑材料的热工性能普遍较差,致使主动式技术的普遍应用。
4 展望
目前我国大规模建设活动已处于放缓状态,人们开始追求更高品质的建筑环境,人们如果可以借此契机,深度挖掘本地域传统建筑被动式设计经验,将其吸收转化到现代建筑当中,不断开发新型节能建材代替传统建筑材料,必将降低建筑能耗在能源消耗中的比例。这也符合建设“节约型社会”的理念。
参考文献
[1]刘加平, 杨柳. 室内热环境设计[M], 北京: 机械工业出版社, 2005.
[2]周正楠.对欧洲“被动房”建筑的介绍与思考 建筑学报,2009.
[3]梁君可.轮傣族民居的气候适应性设计,昆明理工大学硕士论文.
[4]梁君可.轮傣族民居的气候适应性设计,昆明理工大学硕士论文.
[5]李新亮,聂林媛 ,石库门建筑地域性的文化解读 ,沈阳建筑大学学报(社会科学版).
[6]王鹏,谭刚,生态建筑中的自然通风,世界建筑.
[7]王爱民,李新国,谢进南.2010 世博上海案例“沪上生态家”——建筑节能设计与海派建筑元素融入调研剖析 ,城市与低碳经济.
论文作者:相平
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/23
标签:建筑论文; 被动式论文; 传统论文; 手法论文; 气候论文; 采光论文; 遮阳论文; 《基层建设》2019年第4期论文;