鄂尔多斯地区绿色居住建筑设计策略与方法

张 宇 米 力 谢建平 鄂尔多斯职业学院，内蒙古鄂尔多斯 017020

鄂尔多斯市位于内蒙古西南部，是一个以蒙古族为主、汉族占多数的地级市，近年来以其强劲的经济增长速度闻名国内外，与呼和浩特、包头两市共同构成内蒙古的“金三角”地区。鄂尔多斯地处鄂尔多斯高原腹地，属典型的中温带半干旱大陆性气候，地貌多以沙漠、坡状高原、丘陵沟壑为主，少量的冲击平原，地貌植被稀少，总体生态环境脆弱。面对地区经济的高速发展和城市建设的急剧扩张，因地制宜地探索一套绿色建筑地域性发展策略与设计方法迫在眉睫。

1 气候特点与适用策略

鄂尔多斯属典型的中温带半干旱大陆性气候，寒暑变化大，四季分明。春季气温骤升，降水稀少，干旱多大风。夏季温热，雨水相对集中。秋季气温下降快，霜冻来临早，气候秋高气爽。冬季漫长寒冷，多大风，降雪少。全年降水少，蒸发量大，昼夜温差较大。太阳能风能资源充沛，年日照时间为2716.4～3193.9h，具有开发价值的风能资源达5000万千瓦。针对这一地理气候特点，笔者提炼出以下关键区域因素，并提出适宜的绿色建筑设计策略及方法。

1.1 冬季漫长寒冷，多大风，降雪少

防寒保暖、防风纳阳是该地区绿色建筑需首要解决的问题。力争通过场地的合理选择与规划布局为建筑营造一个防风、避寒、向阳的微气候环境，再通过建筑形体的仔细推敲，建筑空间的合理布局，外围护结构的优化设计等方法创造一个节能舒适的室内空间。

1.2 夏季温热，雨水集中

雨热同期为该地带来了相对清爽的夏日，但太阳辐射强，昼夜温差大的气候特点要求绿色建筑在设计过程中应适当考虑建筑的蓄热性能，并在重点考虑冬季防寒纳阳的基础上兼顾夏季的遮阳设计，从而保证夏季午后室内温度不致过高，减小室内温差，提高热舒适性。

1.3 过渡季节短暂，干燥多风沙

建筑的防风设计及相对湿润的微气候环境营造应成为该地区绿色建筑的一大特色，也是区别于其它严寒地区绿色建筑设计师需着重考虑的方面。舒适的微气候环境必将成为绿色建筑在市场竞争中的利器。

1.4 全年温差大，湿度小，太阳能风能资源充沛

在规避不利气候的同时，充足的太阳能风能资源也为该地区绿色建筑的可再生能源利用创造了得天独厚的自然条件。设计师在太阳能与风能的利用方面要始终坚持被动优先、主动适宜的原则，在充分论证其经济与环境效益的基础上，合理选用。争取主被动结合、集成、形成可辨识的形态模式和低能耗的系统模式。太阳能被动利用应成为该地区绿色建筑设计重点创新的方面。

设计师应在综合考虑绿色建筑各项目标的基础上，重点考虑上述地域策略（如表1），并根据这些策略寻求建筑设计上的实现方法，可对绿色建筑因地制宜核心目标的实现和建筑品质的提升起到事半功倍的效果。

表1 鄂尔多斯地区气候特点及相应绿色建筑设计策略

表2 鄂尔多斯地区适宜气候策略的设计方法

2 设计方法

根据以上策略，借鉴国内外的相关案例及研究成果，笔者以建筑师的视角，本着被动优先、主动适宜的原则，从方案立意、场地环境营造、建筑形体推敲、空间组合、维护结构选择、室内设计等方面归纳探索出一些适用于该地区的绿色建筑设计方法（如表2），为设计师提供参考。

2.1 顺应气候的设计方法

2.1.1 场地环境营造

建筑的场地设计和群体布局要始终坚持防寒、保温、向阳、防风沙的原则。建筑选址要以得热、避寒、向阳为目的。建筑的基地以平地或向阳的坡地为宜，避开冷空气聚集的凹形地带，待建建筑前方不应有无法改变的大的遮挡，以便使建筑最大限度地获得日照。同时，建筑的位置应有效避开冬季主导风向，减少维护结构的冷风渗透。在建筑密集区内选址时，应充分分析周围建筑、树木对场地的遮挡，以及周围建筑组群可能对基地造成的局地疾风。建筑群体布局也应相对紧凑围合以利于冬季保暖防风，但还需注意建筑可获得较丰富的太阳辐射。布局模式可灵活组合，但必须满足冬季挡风得热的要求。如采用错列和周边相结合的方式，既有效遮挡了冬季寒风的侵袭，又获得了充足的日照，同时为住区提供了避风向阳的室外活动空间。

重视室外景观对建筑微气候环境营造的作用。舒适的微气候环境不仅让建筑免遭极端恶劣天气的侵袭，更为人们的室外活动提供了更多的可能。各类室外景观是建筑微气候营造的有效手段。合理的植物风屏障系统，可以有效优化室外风环境，保护建筑（尤其是室外开敞空间和建筑入口）免受冷风侵袭。在保证冬季人们室外行走舒适性的同时，也为夏季长时间的室外活动提供必要的遮阳、加湿、降温作用。起遮阳功能的树种宜选用落叶植物，以便不影响冬季的日照与采光。景观水体的合理设计可有效调节建筑周围的温湿度环境，营造或安静或跳跃的环境氛围，尤其受到较干旱地区人们的钟爱。绿建标准中景观水体水源及用水量的限制也是设计师在该地必须要注意的问题，让水体景观真正成为整个设计的点睛之笔。

2.1.2 建筑形体推敲

建筑的体形在一定程度上决定着建筑的性格，同时也是建筑能耗的先天性特征。建筑师需综合考虑建筑的艺术表现和地区气候特征，甚至要在二者的矛盾斗争中获得创作灵感，打造真正生长在该地的优秀作品。鄂尔多斯特殊的自然气候条件要求建筑体形宜简单紧凑，纳阳防风。具体措施包括：控制建筑的体形系数，增加建筑的受热面比例，减小建筑迎风面比例，采用有利于减小分压的流线设计，甚至可根据冬夏季太阳高度角的变化及主导风向，分析设计出自遮阳防风形体，如诺曼·福斯特设计的英国伦敦市政厅。

2.1.3 空间组合

空间是建筑的主体，更是建筑师实现其多方面设计意图的载体，面对鄂尔多斯剧烈变化的气候因子，绿色建筑必须注重缓冲空间的设计以及各类空间的组合。在建筑和环境之间营造一个缓冲区域，可有效调节不利气候环境对室内人居环境的影响，更可为居住者提供舒适的室外活动场地，如合院空间、中庭、边庭空间、游廊、阳台门斗等。在空间布局方面，在功能允许的情况下，可根据居住建筑中各房间所需室内温度的不同，对其进行“温度分区”，将室温要求高的空间置于易于得热的方位，而将无过高室温要求的空间置于较易失热的方位，例如，可以将居住建筑的起居室、卧室等主要房间置于建筑的南向或东南向，而将厨房、过厅、卫生间等辅助房间置于北向及西北向，在保证了室内舒适性的同时做到了最经济的节能。

2.1.4 维护结构选择

建筑外围护结构是建筑与外界能量流动物质交换的直接界面，很大程度上决定了建筑的能耗和对外界环境变化的反应程度。地区的节能标准已明确提出外围护结构要选择热阻大、气密性好的材料。与此同时，设计师需充分考虑外维护结构的蓄热性能，在其它参数一定的情况下，蓄热性越好，室内温度波动越小，采暖能耗越小。如覆土、生土民居（如右上图）就是很好的典范。复合立面、双层表皮也是该地区建筑外围护结构可以探索的方面。符合太阳高度角冬夏变化的各类遮阳，可以在保证冬季充分日照的基础上，防止夏季室内过热的现象，同时也能丰富建筑立面。在窗的设计和产品的选用方面，由于该地太阳辐射强，所以不必过分拘泥于南向窗墙面积比的控制，在窗体气密性、遮阳系数和传热系数得到保证的情况下，可相对随意地开窗，拓展建筑创作的空间。窗产品的选用需综合考虑窗气密性、遮阳系数、传热系数等性能，根据不同建筑类型、位置、朝向窗的具体需要选用相应性能的窗产品。

2.1.5 室内设计

室内的平面功能布局设计应在考虑传统因素的基础上，综合考虑各个功能空间的温湿度需求，特别注意窗户周边区域的功能布局，防止冬季的冷风渗透、冷辐射及夏季的西晒对室内居住者活动的影响。同时注意窗帘的合理选择，可以有效调节室外环境对室内的不良影响，同时可达到节能降噪的目的。室内装饰材料及各类景观的设计，也可在一定程度上调节室内的温湿度变化，满足舒适、健康、节能要求。如采用蓄热蓄湿的内墙装修材料，合理的水景旱景布置，适宜的绿植摆放等。

2.2 可再生能源利用的设计方法

太阳能、风能、地热等可再生能源的有效利用，可极大地削弱该地建筑对传统能源的依赖。建筑师可将太阳能、风能利用纳入方案立意考虑的范畴。在对场地进行调查和评估后，合理确定可再生能源的构成方案及太阳能和风能的利用方案。太阳能的被动式利用，应成为鄂尔多斯地区绿色建筑着力创新的重点方面。在上述基地、形体、维护结构纳阳的基础上，需深入研究太阳能被动式利用的典型系统，如太阳投射墙系统、附加阳光间系统，蓄热屋顶系统，对流环路系统等，将其核心原理内化于建筑整体空间及局部设计中。在重点考虑被动式利用的同时，还应了解相应的主动式利用系统的技术要求与设备、构件形式，从而保证这些设备和构件与建筑设计的一体化，力争形成可辨识的形态模式和低能耗的系统模式。