浙江省三建建设集团有限公司 310000
摘 要：全球能源除了分布不均、能源消耗不均，还面临枯竭的问题。上个世纪 70年代全球因石油恐慌引起两次世界能源危机，导致许多国家了对节约能源和开发可再生资源的重视，掀起了“低能源建筑”“诱导式太阳能住宅”节能建筑设计的浪潮，但大部分是为寻找和开发替代可再生与不可再生能源，并没有充分认识到建筑建设的发展和生态环境相互联系的重要性。中国能耗量位居于世界能源总消耗量排名第二，占总消耗量的十分之一，在能源生产与能源消费也是位居世界第三。说明我国能源岌岌可危，必须做出相应的对策缓解和降少能源消耗的总量，使得真正的生态经济得以持续发展。
关键词：空间设计；采光；通风；室内环境
建筑的单体设计主要包括建筑形体、建筑空间、建筑围护结构，建筑单体设计遵循因地制宜，依据场地现有条件充分地，减少建筑能耗，最大限度获取太阳辐射、风环境，采用围护结构进行保温、隔热、遮阳等合理措施，提高室内舒适度。
1、建筑体形设计
体形是指建筑的外部形状，是人们对一座建筑物的第一直观印象。建筑体形上具有多样性，不同建筑体形都会产生不同的节能效应，所以在满足建筑体形美观同时也要满足自然气候条件——通风、采光和日照，以及保温作用。从节能角度来思考，应该建造能减少风流，减小风压，减小热耗损失。
1.1、建筑体形与通风、采光和日照
从节能住宅节能的角度来看，建筑体形要有利于通风、采光和日照的气候条件。建筑体形没有合理设计会导致建筑运作时住宅内部耗能增加，通过结合自然条件充分利用建筑体形来到达室体最舒适度，以及节约不必要的能源消耗。 以下是建筑形体形式的优缺点比较和适宜地区：
夏季气温极高、无风的自然环境，该地区更需加强住宅建筑通风，在体形设计上为一字形最有利于建筑自然采光和通风，可把主要房间布置在南面上，有利夏季同分、冬季采光。也可以使用 U 型建筑形体便于通风，建筑场敞开口斜对夏季主导风向，并且敞开口夹角小于 45°；使用结合半封闭 U形与错位布局，但要防止建筑体形过于大，尽量不要让内凹空间的深度过深过窄。以上这几种形体都有益于良好的采光和通风，可以减少建筑灯具耗能、空调耗能。在住宅建筑类型中高层住宅具有一定高度，会出现形体涡流。
在研究区域内尤其冬季明显，所以在挡风和防风上做出相应的对策。高层住宅尽量不要布置在住宅群体的最南边，冬季时轻易影响住宅微气候，会导致北边较矮住宅冬季无法获取充足的日照、寒冷多风。所以，住宅群体中的高层住宅建筑最适宜修建在最北边。
（图1）最高楼建在最北边
2、建筑内部空间的设计
当住宅的选址、布局、朝向、绿化在规划已被确立的时候，建筑外部大致的微气候基本成形，要让住宅建筑内部达到最佳的舒适节能状态，必须要对建筑内部空间进行科学的设计。
2.1、合理布置室内平面空间
首先，住宅功能空间主要包括客厅、卧室、书房、餐厅、厨房、浴室、储物间等组合而成。其次，包括建筑外与建筑内的过渡空间（楼梯、走廊、地下室等）。各个室内空间都有自己特有的功能。而客厅、卧室和书房是人活动的主要核心，对采光、通风要求也是整个内部空间最为重视的。因此对室内空间按照对采光、通风要求进行以下合理划分。
（1）采光分区
根据每个空间特有的功能特性，对采光的要求也不同，在室内空间中对采光要求最高的有起居室、卧室、书房，采光要求高的空间主要布置在建筑的南面，为取得最大限度的自然取暖和自然照明。其次要求较高是餐厅、厨房、卫生间、楼梯、走廊，这些空间主要可以布置在建筑北面。储藏室对采光要求并不高，可以布置在整个室内采光条件最差的空间内。按照人们活动空间最采光要求的不同，做出合理的划分有助于最大化利用自然采光。
（2）通风分区
现在的住宅主要是高层建筑，在为了节省现有土地资源设计“一梯三户”、“一梯四户”的户型，这与“一梯两户”住宅建筑在通风条件下相比较，住宅内容易常出现室内通风不畅，厨房油烟倒灌室内其他空间，导致室内空气浑浊的现象。结合之前对采光住户内空间布置基础，搭配各个空间所需通风需求大小，合理的设置区域夏冬季主导风向的住宅进风口与出风口的方向，以及排风口的面积大小，保证室内空气流动顺畅。
2.2、调节室内热环境
影响人体室内环境的主要环境因素：气温、湿度、通风、冷热辐射。还必须要考虑人体的差异性，比如男性与女性的抗冷程度不同，女性容易手脚冰凉；以及人们在室内的活动状态与服装厚度有关。在物理环境角度下，鄱阳湖地区气候极端性强；春季受湖水与季节影响反应室内湿度如同墙面微型“瀑布”，高层建筑照样受不同程度的潮湿现象；夏季建筑通风被阻，空气不流通导致室内闷热；冬季采光不足会导致室内阴冷，人基本不能久呆。所有，解决鄱阳湖地区室内热环境可以依据以下几点设计方法来缓解。
2.3、自然通风组织——降温、除湿
目前，机械通风和降温能方便控制与提供稳定的室内舒适度，但是机械设备能耗高；自然通风与人工通风相比较稳定性差，比较难掌握和组织气流，一旦充分利用好自然通风环境，不但节能和环保，比人工通风更加健康，不易出现室内温差大得“空调病”病。
（1）穿堂风
“穿堂风”是典型的风压通风，在居民住宅中常用的通风手法，是通过室内外高低气压作用下产生空气流动。室外高压气流进过建筑迎风面门窗口，进入低压气流的室内，气流在室内穿梭，再从背风面门窗口排出；在这里必须说明一点迎风面进口面积大，背风面出口面积小，可以产生较快速的空气流动；那迎风面进口小，背风面出口大，则效果相反，不利夏季主导风向通风。综上所述，住宅建筑需要借助“穿台风”的自然通风，必须考虑主导风向，以及风向进风口与出风口的大小面积。
我国古建筑大量使用穿堂风，来增加室内通风减温的，这里以澳大利亚东侧的南太平洋岛国新卡里多尼亚“吉巴欧文化中心”为经典风压通风例子（图2），建筑是由伦佐?皮亚偌设计师设计的。设计师一再考虑所在地炎热潮湿，常年受南太平洋的西风影响，大胆的利用建筑本身对风压的控制和组织，加大室内气流流动到达降温、除湿的作用。甚至，设计师对建筑本身材料使用也是有利主导风向的设计。
（图2：吉巴欧文化中心在不同环境下的自然通风组织模式示意图）
（2）烟囱效应、拔风井
“烟囱效应”、“拔风井”是最能表现热压通风的形式，主要是借助建筑内外空间之间存在温差、空气密度差，从而导致密度大的冷空气从建筑下方进入建筑内部，气流产生自下而上的流动，密度小的气流从建筑上方排风口排出。南方地区多使用中庭组合空间来达到通风效应。
在我国南方地区的古建筑中“天井”设计中可以看到的热压通风形式，所以这种自然的通风方式早在千百年前的古人使用。现在使用更加科学利用，例如荷兰代尔夫特纳税办公楼，是利用建筑中庭作为气流活动的“拔风井”，屋顶增加了通风塔高度，强化了建筑内部气流活动的频率。
2.4、自然光——取暖、照明
室内光源只要来之自然光与人工照明，如果室内常年处在阴暗光线差的空间内，容易生病、影响情绪。在住宅建筑尽量避免采光较差的空间出现，如何让住宅空间内部最合理、最大限度的利用自然光，可以通过对窗户的面积、形状、高度来达到效果。一般情况，窗户面积越大，受光源量越多，但在面积大小相同时候，可以根据窗户的形状、位置来优化。
在进光口面积同等下，用不同形状采光口会造成不同的光源强度，竖长型形状与横长形窗口更有利于空间的采光，同时也增加室内保温效果。
2.5、建筑内部其他被动式设计
（1）添加绿化
绿色植物对室内活动过程中生产二氧化碳进行吸收，释放人体所需的氧气，减少室内气体造成的大气环境污染。并且根据住宅建筑是否新建筑，放置不同物种植物，吸收新居室内有毒气体和滞尘能力。具有这些能力同时也给室内空间增添较好的室内景观。
绿化可以用来改善室内局部微气候，现在许多居民都会在家中阳台或者是屋顶种植植物，阳台植物能在夏季形成一层的天然隔热屏障的过渡空间，具有遮阳降温的效果，种植大量植物的空间内气温要比没有植物的空间气温低1℃。
（2）引水入室
现在住宅建筑设计中已经成功的融入“水”为室内视觉的主要元素。过去住宅建筑中有庭院设计水池，建筑内天井放置水缸，这水缸的作用除了用于救火储蓄水，更能在夏季增加水蒸发散热缓解室内温度的作用。现在人们都居住在钢筋混泥土的住宅中，现在技术条件水平高这水不仅仅利用与室外，很多家庭将水引入住宅中。室内水景美化环境，增加室内生命的氛围，最重要的是水对室内微气候有一定的调节作用。其一，水具有净化空气的作用，改进室内空气质量；其二，调节室内温度，水在夏季可以吸收室内热量，改变室内气温差引起热压通风，使得室内空气流动排出室内热量。水在冬季可以吸收白天的热量，夜间通过温差释放白天吸收的热量，调节夜间室内的温度。
2.6、室内外过渡空间的划分
住宅室内外主要有楼梯间、阳台、电梯间、地下室等过渡空间，这些空间不是人主要的活动空间，但有是生活中必不可少的空间。就这区区楼梯间就在建筑总能耗中占 10%的热耗能量。所以，在节能设计中不能忽视这些局部空间的隔热保温性能。
（1）地下室
房间地平面低于室外地平面的高度超过该房间净高的 1/2 者为地下室。现在基本的住宅建筑都设有地下室，虽然地下室无法与地上空间相比较，但地下室在隔热、恒温、隐蔽、都是地上空间所不能极的，现在地下室也发展很多成为居民的储存室或者车库等。据调查分析，地下温度每天升高 1℃而地上每小时就会升高 1℃，地下室基本夏冷冬暖的气温环境，由此说明地下室在气温上有一定的优势，夏季地下室凉爽，冬季受外部气温影响小。地下室对地上空间有调节气温有所帮助，在夏季有地下室的住宅室内更为凉爽。
（2）楼梯间
楼梯间在建筑总能耗中占 10%的热耗能量，所以对楼梯间的保温要进行重视，可以根据冬季主导风向设置住宅楼梯的出入处安置斗门，避免西北部冬季风的侵袭，导致楼梯间热导热量，室内温度下降。
（3）阳台
阳台朝向对室内气温有重大的影响，尽量避免北面、西面阳台设计，主要是北面阳台受冬季西北冷风影响，冷空气容易导入室内；西面阳台受夏季西晒时间长影响室内热导最严重，所以在设计阳台布置时也需要考虑阳台对室内保温隔热产生一定的影响。阳台利用花草树木进行遮阳。
3、总结
人类的一生主要事件和活动都是在室内中进行的，期间为了满足人们对生活需求，创造大量高耗能的建筑与机械来获取人们所需的舒适度，而被动式建筑的能够满足人们更健康生活需求，和具有节能、减排的功能。为了生态经济区提供了生态环境保护、资源节约和提高人们健康生活品质的内容，对某区域未来经济与生态共存有着重大的意义。
论文作者:曹锦绣
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年1月
论文发表时间:2017/4/18
标签：建筑论文; 室内论文; 采光论文; 住宅论文; 空间论文; 地下室论文; 体形论文; 《建筑学研究前沿》2017年1月论文;