西南地区建筑设计中气候策略研究

2020-01-02孙鲁堂

山西建筑 2020年1期

杨茜孙鲁堂

(沈阳联保中心第四工程代建管理办公室，辽宁沈阳 110000)

1 西南地区气候分析

我国西南地区由于地形的明显差异和南北纬度相差较大，气候十分复杂，全区有寒、温、热三带和多种气候区。同时，该区地势高亢，高大山脉众多，比高悬殊，气候变化明显。大致海拔每升高1 000 m，气温下降7 ℃。高原气候寒冷，空气稀薄。再者，西部高原地带地势高，气温低，降水少，风沙大，气候干燥，年温差小，日温差大，空气稀薄，呼吸困难，冬长无夏，高原气候特征显著。

2 西南地区建筑设计采用气候策略的意义

建筑设计中气候技术策略具体为在方案规划及设计中，根据气候特征的不同，利用环境技术的基本理论，结合建筑功能外观设计，采用适宜的技术手段，从而达到建筑自身具有调节温度等的作用。

对西南地区而言，其气候条件复杂多变，不同气候区域的建筑应该有与之相对应的不同设计策略，从而达到节能、提高人们住用条件的目的。实地调研发现，目前在西南地区建筑设计中，设计初期对气候因素考虑十分不够，存在着盲目套用的问题，从而导致该区不论夏季闷热，冬季湿冷，还是冬温夏凉，干湿季分明的地域，在平面布局、立面处理、开窗方式、通风策略等方面采用的均为一个模式，少有根据当地气候条件进行设计的建筑。因而，对西南地区建筑设计采用气候技术策略有着重要意义。

3 西南地区建筑设计的气候策略

为了对不同气候区的建筑设计进行进一步的研究，根据《建筑气候区划标准》将整个西南地区分为三个气候区，分别属于Ⅲ,Ⅴ,Ⅵ三个气候区。下文将分别针对其不同的气候特点，制订出相应的气候策略。三个气候区分别在文章中代称以成渝气候区、云贵气候区、西藏气候区。

3.1 成渝气候区

1)气候分析。成渝地区冬季湿冷，夏季闷热，年降水量大；日照偏少，气温日较差小。7月平均气温一般为25 ℃～30 ℃，1月平均气温为0 ℃～10 ℃。年平均相对湿度较高，为70%～80%，四季相差不大。

2)气候策略设计要点。a.根据以上气候特征可以看出，该区冬季不舒适程度大于夏季，因而在进行节能设计时首先需要侧重冬季的得热保温设计，再者应充分考虑夏季的遮阳和隔热、通风。b.成渝地区气候湿热指数很高，且6月～8月处于自然通风控制区域，所以夏季自然通风设计很重要。建筑房间开口的朝向与太阳的相对位置以及它与夏季主导风向的相对位置的设计在该区是非常重要的。夏季湿热气候对通风遮阳要求比较高。所以该区建筑气候特征应表现在隔热遮阳、自然通风的共同考虑。c.成渝区域的建筑设计首先要充分考虑夏季、防热的要求，同时兼顾防寒设计，并且应有好的自然通风设计。该区年温差较大，使得建筑围护结构的保温隔热作用没有寒冷地区好，但也有一定的作用。

3)由以上分析可以得出，成渝地区建筑设计气候技术策略为：被动式太阳能采暖设计+自然通风设计+自然采光设计+植物降温设计。该策略适用于四川、成都等地，建筑设计首先注重被动式太阳能采暖，再者结合自然通风设计和自然采光设计，最后采用植物降温进行补充。策略的应用根据条件的不同有所变化，例如重庆地区，太阳辐射少，故不考虑其被动式太阳能采暖的设计。

3.2 云贵气候区

1)气候分析。云贵地区气候特征是立体气候显著，大部分区域冬温夏凉；经常有多雾雷暴等，气温整体的年较差比较小，与此同时日较差较大，太阳辐射强烈，日照较少，有些区域冬季气温低。

2)气候策略要点。a.该区冬季温和，夏季凉爽的气候条件对建筑热工性能的要求也相应简单，只需要考虑冬季的采暖设计。b.建筑应满足湿季防雨和通风要求，可不考虑防热，宜使湿季有较好自然通风，主要房间应有良好朝向；建筑围护结构需要有足够的储热能力以及保温能力，夏季应充分考虑自然通风的设计，同时应考虑避免冬季采暖太阳能设计造成的夏季温度升高问题。建筑建设应注意防潮、防雷击，施工应有防雨的措施。c.云贵地区气候区内年太阳总辐射照度为年日照百分率为30%～60%，年日照时数为1 200 h～2 600 h，日140 W/m2～200 W/m2。冬季大部分时间可以利用被动式采暖进行解决。仔细考虑太阳能的利用是该区建筑设计的重点，建筑应当尽量争取日照。

3)由以上分析可以得出，云贵地区建筑设计气候策略为：被动式太阳能采暖设计+自然通风设计+自然采光设计。该气候策略适用于云贵区域，首要设计建筑的被动式太阳能采暖，其次是自然采光设计和自然通风设计，由于夏季该区温度不高，所以植物降温可以根据具体情况进行设计。

3.3 西藏气候区

1)气候条件分析。西藏气候区属于我国第Ⅵ气候区，该区气候寒冷干燥，长冬无夏，南部降水较多，比较湿润，气温较高；气温日较差大，年较差小；空气稀薄，气压偏低，透明度高；太阳辐射强烈，日照丰富；冬季积雪较厚，冻土深。此区域气候特征值如下：7月平均气温为2 ℃～18 ℃；1月平均气温为0 ℃～-22 ℃，极端气温一般低于-32 ℃，极少低于-40 ℃；年平均气温日较差为12 ℃～16 ℃，年日平均气温不高于5 ℃的日数为90 d～285 d，冬季气温日较差最大，可达16 ℃～18 ℃；年日照时数为1 600 h～3 600 h，年太阳总辐射照度为180 W/m2～260 W/m2，年日照百分率为40%～80%。该区年平均风速一般为2 m/s～4 m/s，极大风速可超过40 m/s。

2)气候策略要点。a.由以上气候分析可以看出，该区冬季寒冷，夏季舒适，因此对建筑热工的要求只表现在解决冬季一季的寒冷问题，设计相对简单。b.该区气候设计以冬季争取太阳能和加强建筑保温为主为先。从单体设计、总体规划和构造处理等的方面，建筑必须满足防风御寒的要求和冬季日照要求，建筑的体形系数设计应选择同容积下外表面最小的，与此同时重点加强冬季建筑的封闭性能，采用围合式布局。c.由于该区气温变化剧烈，昼夜温差很大，适宜利用储热降温的方法，因此，该区以选择储热性好、保温优良的厚重型结构为该气候区的适宜方案。充分考虑冬季的采暖和防风是该区建筑的设计原则。

3)由以上分析可以得出，西藏地区建筑设计气候策略为：主动式太阳能采暖设计+被动式太阳能采暖设计+防风设计。