浅析南极气候对各国科考站建筑形态特征的影响

郑琦凡 （大连艺术学院 116600）

浅析南极气候对各国科考站建筑形态特征的影响

郑琦凡 （大连艺术学院 116600）

气候在人类的生存和生活中有着不可忽视的影响。同时，建筑空间是人类生存所要求的基本要素满足条件，当地的气候的特点也是建筑空间构建时需要考虑的因素之一。本文中所提到的南极气候是地球上极端气候中非常独特的气候之一，通过南极科考站为了适应气候所运用的独特的建筑形式、空间配置、工艺、引进新能源技术等研究中可以发现节省能源消耗、保护自然环境，可持续性发展的建筑设计理念。

南极气候；科考站；建筑形态

气候特征和地理条件是对建筑设计产生重大影响的因素之一。特别是南极这种极寒的气候特点下，其建筑形式及空间配置都是非常独特的，由于气候特征的不同，它与其他地区的建筑形态相比有着显著的差异性特征。南极的建筑形式不仅要适应极寒的气候条件，还要符合人类的居住需求。气候和建筑有着非常密切的关系，由于南极极端气候环境的影响，建筑的形式空间的特殊性等可以通过科考站的建筑设计反映出来。本文中通过对极寒的气候和建筑空间的关系为理论依据，并对各国家科考站的建筑的特点以及对南极科考站建筑时所考虑的安全性、实用性、环保性以及可能性等进行分析研究，探讨在南极的极寒气候下，建筑和气候是怎样的一个相辅相成的关系，合理的利用气候因素是建筑设计和外界环境和谐发展的必要条件之一，建筑设计中应该统筹考虑气候、环境及文化等多方面的因素，考虑到的因素越多，建筑设计就会越成熟、完善。

一、气候特点和建筑环境

1.气候和建筑环境。气候是地球上某一地区多年时段大气的一般状态，气象要素（温度、降水、风等）是表述气候的基本依据。所以气候的湿度、风力、降水量、气温等要素是影响建筑内外部形态考虑的基本要素。另外气候的变化不仅对建筑本身的形态产生一定的影响，同时也对我们日常的生活方式、生活习惯、生活空间也有着很大的影响。

2.气候环境和建筑设计。气候环境制约建筑的风格和特征，在建筑设计过程中扮演着非常重要的角色。在不同地域条件下，建筑只有适应当地气候以及地域条件，室内空间设计才能进行合理的空间配置。不仅如此，建筑的形态结构、材质以及供能等设计在充分尊重和利用环境条件的同时，还应该考虑到环境保护和建筑本身的设计概念、意义。

二、南极气候影响下建筑设计的概念和方向

1.气候类型和南极气候特征。全球气候划分为热带、南温带、北温带、南寒带和北寒带五个气候带，南极是属于寒带中最恶劣及具有代表性的气候环境，年平均气温是-25℃、最低气温是-89.6℃，沿海地区风速可达到45米/每秒，并且降水量极少，陆地95％以上堆积着约2000米厚度的积雪。但随着全球气候变暖，南极地区的气温有逐年上升的趋势，南极冰川融化速度加快，海平面上升，年平均降水量也有所增加。

2.南极气候带来的极地建筑特点。由于南极的气候寒冷干燥，发生火灾的机率较大，常年的大风，也是导致火灾发生的主要原因。所以科考站大多属于单体的建筑形式，通过划分火灾预防区域，从而达到预防火灾的效果。第二，科考站之间充分保持安全距离并使用长廊将各单体建筑相互连接。最后，节能减排也是需要重点考虑的因素之一，南极生态环境相对脆弱，新技术、新材料不仅可以利用建筑物的外部形态直接产生能源，也可以将能源合理化利用，从而达到减少污染排放，保护南极环境的目的。

三、南极气候下各国科考站建筑设计分析

1.中国泰山科考站的建筑设计是参照了中国传统的红灯笼形象。建筑也选用了快速，易建造的装配化组合的形式，建筑底部整体架空，防止积雪形成。太阳能、风力发电系统提供能量，减少废气排放量等环境污染。

2.英国HalleyVI科考站由几个互相对接的舱体组成，并利用小而短的长廊将逐个舱体相连，舱体底部的“脚”可伸缩，也可随着雪层的增厚而升高，最大的特点就是可以“移动”屋顶安放的太阳能电池板补充发电，起到了节能的效果。

3.比利时PrincessElizabeth科考站整体采用一套复杂的能量管理系统，计算能源消耗，根据需求顺序优先供电，合理分配能源。不需要任何内部加热设施，完全依靠太阳能运行。

4.韩国JangBogo科考站利用空气力学原理，有效的抵御暴风，三组机翼形状的臂膀设计可以排除积雪的堆积。

5.德国NeumayerStationⅢ是由16根液压腿支撑起来的，可以远离地面，避免积雪对它的侵蚀。

四、南极科考站建筑特征

建筑物实际是受到建筑材料、使用功能、工程条件、工程周年及文化、风俗等多方面因素的影响。总体来说，南极科考站在建筑设计过程中，具备以下五个特征：第一，建筑物大多采用底部架空的设计原则，防止积雪的形成，从而达到保温的效果。第二，建筑物外形一定要简洁化并尽可能的采取流线型的设计，从而防止常年大风对其的影响。第三，建筑物采用极寒条件下最适合材料和工艺，并且每个建筑物之间保持一定的距离，建筑过程中既方便运输、分解，减少突发灾害造成的损失。第四，建筑物多数采用国内预加工、模块化组合的工艺，从而减少了整个项目工期。第五，通过建筑形式来反映本国传统建筑设计文化。

五、结语

由于各国家的经济水平、科研战略和侧重点不同，科考站对于极端气候的应对方案和方法也体现各个国家的差异。我们在科考站的建筑设计中可以找出应对气候环境设计的一种理念性的思想脉络，遵循着气候追随形态的思想，同时还与各国的文化密切相关。要做到让环境融入建筑，让建筑配合环境，使二者在尊重自然、尊重文化、尊重艺术的基础上同时应当考虑建筑的节能减排及对外部环境产生影响的问题，并倡导人性化生活，才是建筑设计应对气候变化的重要措施。

[1]龚道溢.《全球变暖背景下的南极地区气候变化》，北京大学地球物理系，北京，100871.

[2]任飞.《地球最南端的建筑—几个南极科学考察站》，全球视窗，2004.

[3]任飞.「南极地区科考站建筑体形设计研究」，设计研究，2005.

[4]任飞.「南极科考站建筑的生态设计」，城市建筑主题专栏，2006.

[5]中国极地研究中心极地信息中心，『国外极地考察信息汇编』，2007（6）.

郑琦凡，女，1986年生，辽宁辽阳人，硕士，助教，助理工艺美术师，现任教于大连艺术学院，研究方向为空间设计。