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建筑节能,指在建筑材料生产、房屋建筑和构筑物施工及使用过程中,满足同等需要或达到相同目的的条件下,尽可能降低能耗。建筑节能检测通过一系列国家标准确定竣工验收的工程是否达到节能的要求。中国是一个发展中大国,又是一个建筑大国,每年新建房屋面积高达17-18亿平方米,超过所有发达国家每年建成建筑面积的总和。面对全球能源环境问题,不少全新的设计理念应运而生,生态建筑和绿色建筑等等,它们本质上都要求建筑师从整体综合设计概念出发,坚持与能源分析专家、环境专家、设备师和结构师紧密配合。在建筑规划和设计时,根据大范围的气候条件影响,合理使用各种手段来降低建筑能耗。
1 中国南方地区气候特征
中国南方地区气候特点夏季气温较高持续时间长,高温天气持续时间长达4~5个月,太阳辐射强度大;冬季较冷,时间长2~3个月,相对湿度较大,季节风旺盛。该地区早期住宅建筑的保温隔热缺乏可参考的理论依据,住宅室内热环境质量普遍较差,冬季室内阴冷潮湿,最冷月份室内平均气温只有4~6℃;夏季闷热,最热月份室内气温高达32℃左右,特别是在顶层及西晒房间显得十分闷热难受。
2 生物气候地方主义理论
气候和地域是紧密相连的两个概念,从上个世纪二三十年代就开始对建筑与气候、建筑与地域关系的研究。随着科技的进步,研究的不断深入,建筑节能也取得了一定的成效。
早期的居民为适应中国南方地区的气候特征,必然要产生一系列适应性的空间形态。 如西关大屋,三间两廊等民居形态。
如今随着各种节能受手段、材料的广泛运用,建筑形态也趋于自由化
3 围护结构的隔热性能
现今南方夏季广泛使用空调系统,使室内气温低于室外气温。为了降低能耗,有效方法是加强外墙及窗户的隔热性能。根据建筑的隔热机理,太阳辐射投射到建筑外表面时一部分立刻被反射出去,另一部分被吸收。被建筑外表面吸收的热量一部分向室内传递,另一部分以长波辐射和空气对流的形式向室外散发。 投射到建筑外表的太阳辐射最终散发到室内和室外。显然,散发到室外的热量越多,传递到的热量就越少。因此增大建筑外表的反射有利于减少传向室内的热量。因此对于夏季高温时间长的中国南方地区建筑外墙体通常采用白色粉刷或浅色饰面来达到外墙反射隔热的效果。对于吸收部分热量,最终要使得传向室内的热量少,还应该减少建筑护结构的传热系数,即在护结构中设置隔热层或使用隔热性能好的外墙材料,隔离室外热量向室内传递,这样一来建筑外表吸收的热量将大量聚集在外表面,促使建筑外表面温度升高,进一步提高了建筑外表面与环境之间的温差,有利于向室外散热。
窗户的隔热性能问题一直是护结构设计中最为重要的一个因素,主要是怎样降低太阳的直接辐射热量进入室内,以及通过玻璃和窗框本身向室内传导的热量。并改善及防止空气渗透。要解决的是窗户隔热的问题。在夏季满足自然采光的同时,能够尽可能的使阳光高热量波段滞留在户外,常用的方法是采用low-e玻璃,使用中空玻璃和反射玻璃等。对于夏季南方地区来说,太阳热辐射的热量大约占总传热量的85%,Low-e玻璃能有效的降低太阳热辐射高能光波段进入室内,同时又有适量的其他波段光线进入室内,能满足室内采光要求的情况下,又能达到节能的要求。中空玻璃空气间层一般在12mm左右,空气间层目的,主要是降低由于玻璃室内外表面的温度差,导致的室外热量向室内传递。这部分传导的热量大约占总传热量的15%。所以在南方地区,使用low-e玻璃的效果要大大好于单纯使用中空玻璃。对于节能要求更高的建筑可以使用low-e中空玻璃,节能效果更好,造价也相对较高。反射玻璃由于造成的光污染较大,现在已经很少使用。
4 建筑布局及内部空间的组织与划分
在中国南方地区,为舒缓夏季酷热的气温。建筑的布局上就应该紧密的围绕这一问题展开。社会的发展和人民生活水平的日益提高,人民群众对住宅建筑的各个方面的要求也越来越高,对生活的空间环境更加的重视,住宅设计中的"大厅小卧"的概念为适应现代住宅观的变化应运而生,它反映了住宅建筑的发展趋势,是住宅设计进步的一个象征。在布局上舒展开敞,有通透的大厅,房间居于一侧,有较大的窗洞开口,有利于自然通风。采用较深的门廊和遮阳板来导风,遮阳与降温。
5 构造设计学在中国南方地区住宅建筑设计中的运用
根据不同的地域气候特征,构建一套相应的建筑构造设计,是建筑领域在不断追求的目标。其基本的思想是:不依赖耗能设备,而在建筑形式、空间布局和构造上采取措施,以改善建筑环境,实现微气候建构。印度建筑师柯里亚的作品对该设计思想作了有利的注释。为解决干热气候的建筑和通风,柯里亚提出了"开敞空间"和"管式住宅"前者体现了有影阴的户外或半户外空间更适合于干热地区公共活动的信念;后者把烟囱抽风原理应用于剖面设计中,在底层高密度的住宅群体中,既可创造小型化的阴影户外空间,又有效的解决了室内空气流通问题,并直接产生了直接反映气候特征的建筑形象。
根据冬季与夏季太阳的不同高度角来制定有效的利用阳光和遮阳措施。在住宅建筑中设置阳光间和中心温室,冬季阳光间和中心温室可以充分吸收太阳辐射热量,为住宅提供一定的热量,此时将遮阳百叶拉起,通风屋顶进风口和出风口封闭。夏季阳光间和中心温室的百叶都是开放的可以遮挡阳光,双层屋顶的进风口和出风口的百叶在夜间和白天某些时刻是开启的,以带走空气间层中受热的空气避免室内温度过高。此外,利用地下风管系统,冷却室外空气,并将其导入中心庭院。
在建筑设计中应该在气候环境设计上寻找到一种继承文脉的理念思路,因为气候不只是影响建筑的一个自然环境,还与文化息息相关,应该贯彻"形式追随气候的"思想。尽可能的对该地区的建筑文化进行深层次的追求与思考。
在给出地域建筑的定义之前,先理解以下建筑的概念:建筑是指人类创造出来的、为人类自身提供物质和精神庇护的文化景观。因而可看出建筑与特定的地理空间点产生了不可分割的联系,地域性是建筑的本质属性之一。
然而,所有建筑都是地域建筑吗?答案是否定的,虽然建筑是建造在一定地域,但随着全球化和现代化的发展,地域建筑不再只是建造在原本地理空间上里,也就是说某一地理空间上的所有建筑也不一定是地域建筑。因次,地域建筑是指人类创造的,与所在地域的自然环境和人文环境相适应的特定文化景观。
1.2地域建筑的类型
民居是历史上最早出现、最基本、最大量的建筑类型,也是地域建筑的主体,故可从民居的角度来考察地域建筑的类型。在古书上记载,住宅由门、塾、堂、厢等组成。中国地域辽阔,从北向南,为适应不同的气候、地形、材料、环境等条件,民居有明显的差异。
在广东地区自古受多元文化的影响,其建筑表现出更加复杂而丰富的类型,创造了具有特色是城市风貌地区。其中主要有南方院落民居、南方天井民居、广东客家集团民居和南方自由式民居四种。
2.建筑平面结构类型
广东地域建筑虽然从整体上形成了具有鲜明地方特色的建筑形式,但由于其内部广府、客家及福佬文化的差异,城市与乡村社会经济自然条件的差异,也形成具有明显分异的建筑类型。其主要有以下两中类型:
2.1无院落建筑
竹筒屋是无院落建筑的代表,也是民居建筑中平面结构最简单的一种。由于屋内厨房、天井、厅、房按一定顺序排列,形似竹筒而得名。
其建筑平面为单开间,面宽较窄,一般为3~4米;进深较大,一般为10~20米,有的甚至达30米以上。也有规模较大的将两个单开间并联,"明"字屋就是间竹筒并列组合后的变化形式,厅、房、厨房与天井灵活组合,两开间大小可不一,进深也可变化,不一定整齐划一,形如"明"字。其中间的代表建筑是锁头屋。
2.2有院落建筑
三间两廊式建筑即是三合院式建筑,其普遍寻在于我国南北地区,但也存在着明显的南北差异。其中南方有院落建筑是由三开间主体建筑、前带两廊和天井组成三合院。
这种建筑类型在广东中部和西部村镇建筑中广泛采用。从平面上看,前为天井,后为厅堂,厅堂两侧为房,天井两旁设廊,分别为厨房和杂物房。这种三间两廊式是广东地区采用最多的一种建筑平面组合形式。在此基础上,可以发展多种发展形式:一是纵向发展,发展成四合院形式;二是横向发展,发展成多开间形式;三是垂直发展,发展成楼房。
3.建筑功能类型
广东地域建筑除了官府类、宗教类等公共建筑外,大量的是私有民居建筑。在这些众多的民居建筑中,为适应广东特殊的自然人文环境,有两种截然不同的功能,即是用于商业目的和进行防御的功能形态,它们使广东民居具有典型的地域特征。
3.1骑楼--店屋式开放住宅
店屋式住宅是指商业功能与居住功能融为一体的建筑类型,其在古代就有存在,如宋代的"檐廊式"店铺。到近代海外文化的涌进,形成中外合壁的骑楼建筑。骑楼是在楼房前跨人行道而建,在街道边相贯通,形成自由步行的长廊,人们在长廊下进行商贸活动,可不受风雨日晒影响。这既适应了广东多雨湿热的气候条件,又使人与商业空间的接触更为直接方便,并使城市商业与交通空间相融合,使街道尺度更为宜人,创造了广东城镇独特的商业街区风貌。居住与商业的结合,导致了私密空间的局部开放,创造了较为亲和的人文环境,使购物者有"宾至如归"的感觉。
3.2碉楼和土楼--防御式封闭住宅
在广东地区存在的防御封闭住宅最为典型的是碉楼,是侨乡地区的传统民居。碉楼形式自古就有,但将防御和居住两种功能结合的碉楼主要出现于近代。
其产生的的原因是,海外侨居者为家乡带来了先进的科技文化和大量的资金,一是使侨乡人民日益富裕,二是民国初年战乱频繁,社会动荡,洪水泛滥,碉楼应运而生。
碉楼的平面多为方形,基本格局由传统三间两廊形式发展而来,底层为储藏室和厨房二楼住人,顶层由年轻人居住兼做守卫。
其次,是土楼,其存在于客家聚落地区。从形式上看,有圆形和方形两种。由于其形式上的围合性和独立性,便产生了很强的排外性和防御性。
4.结语
社会在发展、时代在进步、技术在更新,无可否认的是,现代建筑创作越来越受新材料、新技术的影响,建筑师们对于现代技术的驾驭能力,很大程度上决定了其建筑创作的能力。在现代文明的冲击下,地域建筑面临着新的困境。
俗话说"一方水土养一方人",从建筑的角度上看,也是一方水土成就一方建筑。建筑不仅是一种提供给人居住的空间,尤其是在地域建筑中体现的是一方建筑文化传统。通过它传承的是一种地域文化,其是与前后(历史发展)、左右(与社会发展同步)、上下(适应自然条件)相关因素的综合把握与适宜的应对。因而,我们要挖掘地域建筑的价值,并着实实现地域建筑的传承和创新。
参考文献
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南方地区位于秦岭一淮河以南的东部季风区,气候以亚热带、热带季风气候为主,年降水量大,且集中于夏季,雨季由南向北变短。大部分夏季闷热,冬季湿冷,气温日较差小,春末夏初为梅雨期,多阴雨天气,常有大雨和暴雨出现;气候主要特点表现为潮湿、炎热、多台风,夏季高温多雨,冬季温暖湿润。这些客观自然条件使得建筑与服装形式呈现多元化,建筑结构较之轻盈、通透,服装造型较之轻便、透气。
南方地区特色的民俗文化
建筑与服装拥有着丰富悠久的民俗文化,有鲜明的地域特色性,它在人民的生活、习惯、情感与信仰中而产生,是历代人们在特定社会区域内共同遵守的行为模式或规范。
南方建筑由于民族风俗习惯的不同,生活方式和审美要求造成了传统居民在平面布局、结构方式、立面外观和内外空间处理也有所不同,赋予了中国民居建筑独特的民族特色和地方特性。如:南方地区盛产竹材,所以许多住宅用竹子建造,因此干栏式建筑较多。
同样生活、生产方式对服饰影响也很大,例如:南方地区气候炎热,妇女们喜欢穿筒裙,不但透气性好,而且便于下河洗澡、淌水过河、下田劳动。又因气候湿热,在服饰用料上偏重于轻盈、薄透;色彩上着力表现南国的蓝天、碧水、绿树以及缤纷明快的色调,极具鲜明的民族特色。
南方地区地域环境对建筑与服装的影响
南方地区土地肥沃,自然资源丰富,交通便利,在市场经济网络体系的孕育下给建筑与服装提供了优势的条件。
南方地区是服装产业聚集地带,主要分布在珠江三角洲、长江三角洲、东南沿海地区。优越的地理环境,进出口贸易的发达,造就了服装产业迅速的发展,因此服饰流行速度快,紧追国际潮流与国际流行服饰同步,风格新颖、个性、时尚感强。南方地区四季分明;使得服装具有抵御寒暑、日晒、风雨、虫咬等基本作用,且造型变化多端,工艺精巧复杂。
南方地区建筑主要也可划分为长江中下游平原和岭南地区两大区域,建筑风格与服饰一样精美典雅、清新通透,幽静细腻。南方地区年降水量大,气候炎热,建筑设计必须充分考虑防热、防潮为依据,因而采取自然通风、窗户遮阳、围护结构隔热等措施,做有阁楼的设计,正房的中堂需要做的更加宽大,以避开底层的湿气,建筑立面涂料多为浅色为防止吸热,以架空的坡屋顶为主,达到通风隔热的效果。
总体分析建筑讲究布局秀雅、空间处理、细部装修,强调清新通透、隔热防潮、自然通风;服饰同样讲究廓形秀玲、结构变化、细部修饰,强调防热、吸汗、透气等功能。
举例 南方地区建筑服装的美学共性
1.中西欧陆风
自以后,西方的大炮轰开了中国的大门,中国走起了国际化路线,“中体西用”新航路的开壁,中国进入了新的时期,在西式文化的带动下,建筑与服装都走起了欧陆风潮。
上海是中国民族工业的发祥地,是中国历史文化名城,拥有深厚的近代城市文化底蕴和众多历史古迹,又有“东方巴黎”的美称。
开放的上海是国际化之都,也是中国的时尚之都,无论是建筑还是服装,都具有引领潮流的影响力。亚细亚大楼,外观主要以巴洛克式的建筑风格,该建筑每层都采用了古典风格爱奥尼式的柱子,用来承重之外又有装饰的作用,运用了曲面、曲线、断折、疏密等多种手法,突出立面与空间的凹凸起伏和动感,采用半突圆繁复的浮雕作为装饰,使大门外形线条富于变化。巴洛克式的卷涡状山花,垂花雕饰,增加了建筑物立体和漩涡形变化,使建筑形象更为动感、浪漫。
当时的西式裙装,融入了建筑中优美的线条,凹凸起伏的外立面在服装中形成了层层的衣褶,富丽华美的浮雕装饰元素运用在服装中,使服装设计出了纷繁累赘的花边、缎带、纽扣、蝴蝶结等装饰,散发着浓浓巴洛克式的柔美甜蜜的浪漫气息;巴洛克时代让服饰进入了“花边时代”。
2.本土民族风
中国的民族文化是传统文化,在汲取外来文化元素的同时,中国人始终改变不了华夏炎黄子孙的血脉,民族的、特色的在华夏儿女的内心已根深蒂固。最具民族特色的建筑与服装才是劳动人民心中最淳朴的表达。
在我们现在的实际生活中,几乎到处都是高大的建筑物和住宅小区,阳台作为这些建筑物的附属物处处可见。然而,作为室内外过渡空间的阳台,我们总是把它作为一个储藏空间来对待,对其产生、发展、演变以及存在的意义很少有思考和研究。
一、阳台的定义
阳台的定义在《简明不列颠百科全书》中是这样解释的:“楼房上层的外延部分,围以栏杆或栏板。中世纪和文艺复兴时期,阳台由悬挑的木、石托座支承……从古罗马到维多利亚女王时代,公共建筑上的阳台作为发表演说或会见群众的场所……中世纪较大厅堂中的阳台用以接待吟游诗人……”而在《辞海》中阳台却有两个不同的概念:其一源于典故“指男女合欢的处所”,其二才是“新式楼房房间外面的平台”。由此可以推测,“阳台”这种说法在中国古代是没有的,它是到了近代,随着外来建筑的出现才在中国出现的。
二、中国传统住宅中阳台的形态
1.高台建筑
在中国早期建筑中,台是独立存在的,它最初的功能和巫术以及原始有着密切的联系,象征着女性生殖崇拜。也就是说在概念上它是阴性的,其意义是要“通天地”“交阴阳”(天为阳),在当时人们认为这样有助于促动或协调宇宙运转的流程,《辞海》中对阳台的第一个解释 “男女合欢的场所”意思大体与此吻合。到了汉朝以后,台逐渐脱离了上述观念的影响,开始作为游玩的场所,并且出现了一些单层的与建筑相关联的台,高台建筑日渐盛行,在这些高台建筑中,高台往往在宫殿的北面,这或许与工字形平面形成有着一定的关联,也或许依旧是受“通天台”的阴性属性影响。从整体来讲,台从早期的巫术色彩到后来演化为具有实际使用功能并与建筑密切关联的东西,从功能和心理上希望室内外有一定的缓冲和过渡空间,这一点与现代住宅中的阳台从本质上讲是相一致的。
2.干栏建筑及户外平台
干栏建筑主要分布于我国的长江流域,在建筑式样上它属于高脚式的一种,其主要特征为:高出地面的地板、长脊短檐式的屋顶以及特有的外延空间即户外平台。这种建筑形态的形成与南方特殊的地域环境和风俗习惯息息相关。首先,南方潮湿多雨的气候和以农业为主的生产方式需要有一个户外空间来晾晒谷物;其次,席居制度、入门即入室的生活习惯也要求门口必须有一块缓冲空间来摆放雨具、换鞋等;最后,南方环境优美但气候闷热潮湿,因此也需要一个户外平台来欣赏风景、通风纳凉。干栏建筑的室外平台与现代住宅阳台在功能和形式上十分类似,虽然不能说现代阳台由此发源,但却可以揭示出阳台这类室内外过渡空间对居住生活的必要性以及它们在实质内涵上的相通。
3.宅院空间
宅院空间是我国传统住宅模式的主要形态,在北方主要表现为三合院、四合院,在南方主要表现为天井,它具有会客、起居、休闲等功能。宅院为人们的日常居家生活提供了活动的空间和场所,它是居家生活的公共场所,通常宅院之中会有良好的自然景观,这又让宅院空间成为人们陶冶情操之地。
由此可知宅院空间与上文提到的干栏建筑户外平台一样,都是待客、日常起居、娱乐休闲与一体的外延空间。虽然在形态上与现代住宅阳台有着差异,但是在室内外空间的渗透和过渡以及功能精神内涵上,两者还是相同的。
4.连廊空间
在中国的传统建筑中,连廊的形式多种多样,如南方的街廊、外回廊,北方的四面回廊等。受中国传统封闭思想及外族入侵的防备需要,一般民居都是对外封闭的,而连廊作为整个内部空间中的开放性空间,它为居住者摆脱室内封闭压抑氛围的场所。就这一层面来讲,它与现代住宅建筑中阳台的空间内涵是一致的。
三、我国近现代住宅建筑阳台的阶段性发展概况
到了近现代,住宅阳台作为住宅的一部分,它的演变发展与住宅整体发展趋势一致,不仅与西方近现代住宅形式在中国的产生、发展有着紧密的联系,同时也深受政治经济、社会背景的影响。大致可分为五个阶段:第一阶段是建国以前,西式住宅开始在我国出现,尤其是上海、青岛等地,此时住宅阳台的主要代表为上海里弄住宅。第二阶段到了解放初期,呈现出大批结构简单、施工方便的多层住宅,受苏联建筑标准影响,多数住宅没有阳台,少数只有小阳台。第三阶段大致为20世纪六、七十年代,住宅标准非常低,建造的量又很少,出现了大批“干打垒”住宅,阳台不仅小而且形式单一、呆板。第四阶段:20世纪八十年代以来,商品住宅开始出现并得到发展,阳台的数量和面积都明显增大,阳台开始以功能因素为主导进行分离设计。第五阶段:20世纪九十年代后,商品房开始在市场上出现,阳台设计出现了突飞猛进的突破,出现生活阳台和服务阳台的概念,并且形式和功能都开始朝着多样化方向发展。
当前,随着市场化程度的深入,各项技术的进步,出现了各色各样的阳台空间。首先,随着生活水平和生活质量的提高以及住宅面积的增加,阳台面积也相应的随之增加,尤其是在经济发达地区和气候潮湿对通风需求比较高的南方地区。其次,人们闲暇时间的增多、生活方式消费结构的变化、紧张工作后释放压力的愿望使得居住生活的休闲化需求越来越强烈,阳台作为室内外过渡空间无疑成为各种休闲活动的理想场所。再次,不同的居住人群、不同的居住需求,必然要有多类型多层次的住宅相适应,多样化的住宅导致阳台的千差万别。此外,在商品住宅占市场主导的时代,开发商要实现超额利润,必须通过阳台多样化形成“卖点”,于是出现大量类阳台空间,如飘窗、通高阳台、一步台等。
四、影响我国阳台发展演变的因素
影响我国阳台发展演变的因素是多方面的,归纳起来可以分为以下四大类:
1.居住面积及理念的变化
面积和功能两个因素既紧密联系又彼此制约。阳台面积随着住宅面积的增加而增长,某些新的功能也随之而出。如当阳台进深大于1.5米时,可以摆放桌椅,人们就能很好地进行休息和放松,甚至可以使得更为大尺度运动功能行为的产生与进行。此外,随着物质层次提高,经济与精神层次的内涵逐渐深化,生活价值观和生活理念逐渐细化,个性化的生活需求与多元化的精神需要成为阳台设计的重要参考因素。
2.结构技术的进步
结构技术对阳台设计成功与否起着很重要的作用,它直接决定了阳台的进深、位置及造型。早期仅有的悬挑结构技术决定了凸阳台的进深只能控制在1.2米以内,而随着结构技术的进步,钢筋混凝土结构和钢结构的普及使得异形阳台设计建造的灵活度与自由性都大大提高。
3.环境因素的影响
这里提到的环境因素主要指地理气候环境和住区周边环境。地理气候决定了人们的生活习惯和居住方式,进而影响到阳台的具体形式;住区周边环境则决定了阳台的细节设计。地理气候环境对阳台的影响,以我国南北方建筑来讲,由于南方气候湿热,居住阳台一般面积较大,不封闭,这样便于自然通风。体现在建筑形态上就是大而开敞,使用率高。而北方住宅中阳台空间相对较小,在寒冷地区阳台多做封闭处理,形式一般比较规整以此来减小平面系数,提高保温性。
地理环境对阳台设计的影响还表现在对地域性的表达处理,阳台设计在细部处理和材料的运用上体现当地建筑风格,融入整体的环境中。
4.可持续发展理念的影响
以可持续发展理念来讲,住宅建设的实质是在满足我们舒适 合理的居住需求前提下,利用各种新技术、新材料、新措施来降低各种不可回收再生资源的浪费。阳台作为户型设计的一个重要组成部分,是室内外空间过渡的节点,也是温度、能耗损失容易出现问题的地方,因此应该加大新技术的投入和新材料的应用,真正做到高技术、高效率、低污染、低耗能,能够很好地利用阳台这一元素来改善生活的空间环境、提高生活品质。
参考文献:
[1]王鲁民 中国古典建筑文化探源 上海:同济大学出版社1997
[2]王鲁民 中国古代建筑思想史纲 武汉:湖北教育出版 2002