绿色建筑设计研究中的几个问题-以湿热地区为例

7304/2011HUAZHONGARCHITECTURE华中建筑工业革命引发的技术革命，在蒸汽机轰鸣声中奏响了人类社会大步迈进的时代序曲。然而，百余年以来对于技术的迷信也导致了严重的环境问题。这使得人们不得不开始重视能源、资源的高效使用与生态环境保护。在这种背景之下，一股绿色浪潮席卷了全球的建筑行业，绿色建筑成为了社会普遍倡导和推崇的建筑模式。随着时代前进的脚步，绿色建筑的内涵一直处在逐渐更新的动态过程中。当我们浏览现今的绿色建筑发展时，不难发现其中存在着一些较为明确的方向。1绿色建筑设计对于气候特征与地域属性的关注对于气候与地域的关注是当前绿色建筑研究的热点。实际上，气候与地域均是建筑研究领域中非常古老的问题。自建筑出现开始，气候特征与地域属性就一直是建筑难以绕开的重要因素。其实,气候特征与地域属性两者之间也存在着很大的关联。地域属性的差异主要体现在文化特质与美学效果等方面，但气候因素的不同会导致建筑的文化特质与美学效果的差异。绿色建筑研究建筑的气候适应性与地域特点。一直以来，绿色建筑的探索者们没有意识到，抑或是没有明确提出，绿色建筑在气候特征的作用下，集中反映了地域环境的文化特质与美学效果。当建筑未能满足气候的基本要求时，不但难以实现绿色建筑的愿景，也会丧失建筑本应具有的文化与美学气质。文化气质、美学效果与绿色性能之间实际上存在着千丝万缕的联系。其实，一些有远见的建筑师在实践中已经展开了相关的探索，他们将绿色建筑的研究拓展到更为广阔的领域。在这些实践中，皮亚诺设计的吉巴奥文化中心无疑是极为突出的。设计师通过借鉴传统建筑的设计策略和方法，立足气候和地域因素，实现了建筑在绿色、文化与美学上的共赢。吉巴奥文化中心坐落在悉尼东面的新卡里多尼亚。设计伊始，皮亚诺研究了当地卡纳克民族的生活习俗以及传统建筑——棚屋的结构与被动通风功能，从中提取了一种构筑模式。在其后的设计过程中，建筑师利用现代技术手段创造出与当地文化融合的建筑形态，对美拉尼西亚文化进行了多重汲取。而来源于棚屋通风方式的灵感，帮助建筑师设计出一层“呼吸式”的建筑表皮。采用了弯曲的胶合木肋的建筑外表面，既能阻挡太阳照射，又可分散风力，而且利用外表面与玻璃墙之间的空腔与外表皮向外突出的弧度，能实现微环境中极佳的通风效果。2绿色建筑设计对计算机模拟软件的重视计算机技术的飞速发展是我们这个技术时代的重要产物，它已经逐步由昀初的简单建筑绘图工具，转变成利用计算机的高速运算特性为辅助建筑设计服务的重要手段。绿色时代的建筑师对建筑设计创造不仅仅是感性认识和传统审美取向，设计变得更为理性、科学。计算机模拟软件为绿色建筑设计提供了崭新的技术平台，未来极为可能带来建筑设计研究的一场革命。目前已经研发的计算机模拟软件可以帮助建筑师全面分析影响建筑的能耗、日照与通风等变量，从而辅助建筑师选择、组合昀为适宜的绿色技术策略。相当一部分建筑师以及他们的设计团队都已经在设计实践中成功地借助计算机模拟软件大幅提升了方案的绿色性能，甚至因此为灵感，塑造了与绿色性能相匹配的建筑形体。福斯特设计完成的瑞士再保险大楼，是中图分类号TU201.5文献标识码A文章编号1003-739X（2011）04-0073-02摘要论文认为注重气候、地域特点与重视计算机辅助软件是绿色建筑设计当前研究的两个重要特点，并分析了湿热气候条件下绿色建筑设计的现况，从而提出湿热地区绿色建筑设计的总体思路。关键词绿色建筑设计湿热地区AbstractPapersthinkthattwofeaturesareimportanttopresentstudyofgreenbuildingswhichistofocusonclimateandgeographicalfeaturesandattentiontocomputer-aideddesignsoftware,andanalyzethestatusofthegreen-buildingdesigninthehotandhumidweatherconditions,finallyproposethegeneralideaofthegreen-buildingdesigninhotandhumidareas.KeywordsGreenBuilding,Design,HotandHumidAreas绿色建筑设计研究中的几个问题——以湿热地区为例SeveralProblemintheResearchofGreenBuildingDesign:FocusedonHotandHumidArea王静WangJing·国家自然科学基金资助项目（编号：50808080）·华南理工大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（编号：2009ZM0322）·建筑技术ArchitecturalTechnology74华中建筑HUAZHONGARCHITECTURE04/2011一座位于伦敦的高层建筑。设计团队为了避免高层在周边产生的强烈下旋气流和强风，通过风洞试验与计算机模拟，由空气动力学原理分析出高层建筑的昀佳形体，并实现与建筑美学效果的统一。3湿热地区的气候特点与传统建筑特色湿热地区的气候孕育了人类文明的起源。然而,对于建筑师而言，它却是极为棘手的一种气候，利用建筑来达到调节气候的目的极为困难。强烈的太阳辐射和丰沛的天然降雨综合形成的高温高湿环境，使得生活其中的人难以获得舒适感。人体在夏天散热主要依靠出汗，汗液蒸发带走了人体皮肤的热量，使人感到凉爽。但汗液的蒸发会受到空气中的水蒸气压力影响。当空气的水蒸气压力超过一定的阈值，汗液便无法蒸发，也无法使得人体散热。生活在湿热地区的居民在千百年中形成了应对气候的智慧，他们会利用遮阳与通风来消除高温高湿的不适感。人们通常建设规模小、凹凸多、屋顶大、遮阳多的建筑以利于通风散热；人们还会架高建筑，将主要生活空间提升至昀大风场中来获取更强的通风效果；此外，传统建筑还会在建筑开口设计导风构件；围护结构则会使用透气性良好的材料等等。这些建筑调节气候的设计策略，为湿热地区的传统建筑赋予了一种特殊的建筑美学效果。为了昀大满足遮阳的需求，建筑立面出现了大量的、多类型的遮阳板，这为建筑带来丰富的阴影表情；同时，为了实现昀大程度的通风效果，建筑形体多采用架空及通透体量，建筑表皮多为导风性、多孔性、透气性俱佳的墙面材料，这使得建筑造型轻盈、变化，建筑表皮充满着肌理感。例如明代出现的耗壳墙，这种用耗壳加黄泥浆砌筑的墙体，其外表面不涂抹灰，凹凹凸凸的耗壳在阳光下，形成自然的遮掩效果，墙面呈现大面积的阴影，在节能降耗的同时，美观生动。这种设计思路后来被发展成为凸砖遮阳墙的设计方法。4湿热地区绿色建筑设计的探索实践国外不少建筑师对于湿热气候都进行了设计探索，其中较早进入视野的是马来西亚建筑师杨经文。他在建筑中引入热缓冲层等设计概念，通过在建筑特别是高层建筑中置入空中绿园、凹入过渡空间、屋顶遮阳格片等手法，尝试建构舒适的微环境气候。我国大陆地区对于湿热气候的研究主要集中于南方高校。早在20世纪50、60年代，留学德、日归来的华南理工大学夏昌世、陈伯齐教授在结合湿热地区气候的基础上，设计出带有通风、散热的遮阳构件，创立了采用从气流角度进行分析的研究方法，创作了一批后来被称为“夏氏遮阳”的建筑；其后，林其标教授深入研究了亚热带建筑的遮阳隔热自然降温，成果获1978年全国科学大会奖。90年代至今，华南理工大学已围绕湿热气候展开的研究拓展到更深更广的领域。陆元鼎、魏彦钧教授详细总结了传统民居的通风、遮阳的经验；林其标教授提出了“以自然通风为主，空调为辅”与建筑设计要“继承传统，重在创新”的观点。进入新世纪，研究者与设计师紧密配合，将理论研究应用于实践，例如将基于辐射能量的遮阳理论与复杂遮阳设计的模型计算应用于华南理工大学逸夫人文馆设计中，屋顶斜角遮阳体系成为建筑造型的一大特色。国外建筑师在我国湿热地区进行建筑设计实践时，也是非常重视因气候对于建筑风格的影响。以美国建筑师霍尔设计的深圳万科中心为例，设计师在建筑日照分析软件的辅助下，给建筑穿上了一层现代的金属“遮阳外套”，同时底层大面积架空。方案造型简洁，充满着时代气息，纳山海景观于方寸之中，也创造了良好的遮阳通风效果。结语绿色建筑设计研究在全球化的背景下产生，却基于一定的气候与地域的特点不断地进行发展深化。绿色建筑设计目标不仅仅限于提升了建筑的绿色性能，更体现在：建筑应折射出气候特点的烙印，与地域文化产生和谐的关系，承袭并发展特有的美学效果。传统建筑为当代建筑师提供解决问题的智慧与思路，而日新月异的计算机模拟软件，能从技术手段这个角度协助建筑师更为便捷地实现目标。■参考文献1栗德祥，夏伟．绿色建筑被动整合设计方法.建筑科技，2008(6)：48-51．2林宪德．绿色建筑：生态•节能•减废•健康.北京：中国建筑工业出版社，2007．3肖毅强，施亮．夏昌世的创作思想及其对岭南现代建筑的影响.时代建筑，2007(5)：32-37．4汤国华.岭南湿热气候与传统建筑.北京：中国建筑工业出版社，2005．5黄献明.复杂性科学与建筑的复杂性研究.华中建筑，2004(4)：21-24．华南理工大学建筑学院亚热带建筑科学国家重点实验室副教授[e-mail]20110125作者邮编电子信箱收稿日期