浅谈可持续建筑设计思路

冯毅

【摘 要】可持续理念来进行建筑设计，可以满足达到建筑寿命周期的资源有效利用的原则，本文针对建筑剖面以及空间设计上来提出可持续建筑设计的实施思路，探索以设计 （非机械 ）手法协调建筑与环境途径。

【关键词】建筑设计；可持续；剖面设计；空间设计

0.引言

从建筑、人以及环境组成的系统来看，建筑最本质的特征在于：它是人与环境组成的系统的一部分。通过采取可持续建筑设计，有效地保证相对安全、舒适的室内环境并维持其与自然气候之间的差异。

1.可持续建筑的剖面设计

1.1剖面和通风

自然通风按照驱动力可以分为两种：风压和热压通风。风压通风是由风压差引起的，热压通风是由空气的密度差引起的。这两个因素有时同时存在，有时分别存在。当风压差太小不足以促成自然通风时，热压差就成为自然通风的最主要影响因素。

风压通风是一种对流通风，空气是水平流动的，而热压通风的空气流动形态更加复杂。风压通风与建筑平面有关。这种通风形式是由不同方位界面的风压差引起的。当室外无风时，热压差是自然通风的主要驱动力。在热压差的作用下，室内热空气上升，从建筑的上部开口流出。室外冷空气从下部开口进入到建筑物中。室内外空气温度差、上下开口的高度差以及开口面积共同决定了通风效率。

因此，对于可持续建筑设计时，其建筑剖面为了达到通风效果应该遵循以下剖面设计的措施，以增加室内外热压差，改善无风时的自然通风。

（1）营造热空间。根据温室效应，厚墙体和热通道玻璃墙可以用来创造夏季的热空间以改善自然通风。

（2）提高空气入口和出口之间的高度差。利用以下措施可达到这一效果：①提高窗户高度。法式窗户（一种落地窗）可促进空气运动，减弱室内空气盆积效应；②设置垂直贯通空间以增强烟囱效应，如可以根据需要开闭的天井。当室内外空气温度差较低时，通风的冷却效果主要体现在人体汗液蒸发。因此，诱导气流通过人体就非常重要了。在一般的房屋设计中，窗台高度是由安全和摆放家具的需要决定的，而不是根据自然通风的要求。高窗台将会增强空气盆积效应并形成遮风处。这明显影响着自然通风的效率。近年来代中国，房屋窗户的而积压以前更大，而窗台高度却降低了。中国房民建筑中出现了越来越多的法式窗户。这有利于改善自然通风，减弱空气盆积效应。

1.2剖面和自然采光

（1）边窗采光设计。把窗户或通风门设置于中庭。面向中庭的窗户采光潜力类似于面向开阔庭院的窗户，但是减少了热量损失而且户环境更好。在中庭空间设置高反射率的表面可以增加采光的深度。在两边墙上开窗。在两边开窗可以在室内空间形成更好的光照分布，如两面采光。结合建筑外部构件改善采光。建筑部件如深远的挑檐、外部桃板等可以改善光照分布，控制眩光，减少噪声，使用圆形边缘可使光照柔和。对于观景和采光要求，使用不同的窗户。利用眩光控制优化采光，这一结构打断了视觉，可以用来连接光架或作为遮荫装置。上部的玻璃幕墙应该用高透射材料，而较低的窗户应使用较低透射率的材料。这些玻璃窗都应考虑眩光控制。使用倾斜天花板来增加窗户高度。较高的窗户将会使光线投入到天花板上并进入到房间深处，这样就能提供均衡的光照，天花板应该光滑色浅。减小窗洞深度或将其做成斜面，以减少窗户和墙的对比。如果相邻的墙与窗户对比减弱，眩光将会减少。减小窗洞深度或将其做成斜面会创造出使人眼更加舒服的光线传播。

（2）顶部采光设计。根据层高设置天窗。天窗的间隔应等于层高。设置天窗以优化窗户设置。天窗的设置应依据已设置的窗户来决定。房间的尺寸决定使用多少天窗。使用倾斜天窗。为了平衡冬日和夏日的采光，可使天窗向北面或南面倾斜。倾斜的天窗可收集更多的冬季阳光并减少夏季的直射阳光。在北墙上开天窗，所有的墙，尤其是北墙，充当着散射阳光的反射体的角色，使从南面进入窗户的光线分布更加均匀。使用喇叭形的通风口。当采光井周边向外倾斜时，天窗将很少产生眩光，并能使光线分布更加均匀。使用高天花板以减少眩光。在高而窄的房间里，光源在居住者的视线范围外，从而可以减少眩光。在光线达到地板前，它能够被散射掉。

2.可持续建筑的空间设计

2.1内部空间（功能生间）

内部空间的设计极大地影响建筑能耗利室内环境，合理的内部中间设计可以改善建筑的得热量和失热量以及自然通风。

2.2外部空间（室外空间）

在外部空间设计中，庭院和中庭是改善建筑热环境和自然通风的最重要因素。庭院和的中庭是由建筑围成，没有顶，是中国传统民居的重要特征，是在当地气候和社会结构的基础上形成的。庭院在中国传统民居中非常常见，从华北到华南都有分布，唯一的区别是庭院的大小不同。带有庭院的建筑，在不同的地方是有区别的。华北地区，由于太阳高度低，庭院朝向南面，这样就能获取充足的阳光和日光，中部地区，建筑群更加集个，因此庭院尺寸就比北方的小很多。华南地区，由于温暖的冬季而使自然通风比阳光更加重要。因此，其建筑群是中国最为集中的，庭院的尺寸比其他地方的都小，庭院缩短为中庭。中国的庭院除了大小和形式不同外，所有的庭院都融入了气候的因素。同时鉴于庭院对自然的适应，建筑能够适应代候的变化尤其是极端气候。

（1）气候的过渡。进入建筑庭院的气候可以作为一种资源。庭院中的空气运动与自然界的不同，除非庭院是外部空间。由于受到庭院周围垂直立面的约束，庭院中的空气温度受到空气盆积效应的影响呈垂直分布。冬季、空气温度由下而上升高，而夏季则相反。这样，庭院成为建筑与外间气候之间的缓冲带，建筑室内空间存极端气候以外的任何时候都能保持舒适。此外，夏季由于庭院四周的屋檐会形成阴影，阴影会使空气温度降低。

（2）可调节的的热缓冲带。通过调整建筑群的关系和建筑立面的设计产生热缓冲层。形成室内环境利自然环境之间的缓冲带。缓冲带在一定程度上防止了极端气候的不利影响，建筑热性能也可以随之得到调控。空气将集中在庭院中，能够减弱外部气流对室内环境的不利影响。空气温度和气流比较稳定，这有利于冬季的热量储存。夏季，庭院的热压能够改善自然通风，有利于建筑的被动冷却。

在一定范围内，庭院宽度与高度的尺寸及比例是烟囱效应或热压通风的最重要影响因素。当尺寸较小并且高宽压较大时效果更佳。这种庭院有时被称为中庭。但这会降低太阳辐射和自然采光的效果。因此，应当根据当地气候和阳光条件来设计庭院的尺寸和比例，包括日光和通风也应考虑。

传统的庭院是出于人们为了适应自然和改善微环境而产生的。现代生态建筑设计中心对此加以研究和利用。虽然庭院可以围闭周围立面来适应气候条件，但其效果是有限的。传统庭院应随着增加的舒适性，通过建筑设计来适应气候是建筑的普遍要求。在中国南部有一个被称为“活动中医”的中庭典范。当这种前庭关闭时，可以阻挡夏季的阳光和冬季的风雪。当这种前庭打开时，可以实现自然通风和自然采光。

3.结论

可持续建筑的设计有效地实现建筑环境和用户需求互动，不仅仅节约能源，同时更进一步的满足室内用户对舒适环境的追求。文章通过结合笔者设计实践，分析了可持续建筑的剖面以及在遮阳、采光、通风等可持续方面的技术设计策略，为同行提供参考借鉴。 [科]

【参考文献】

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