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谈建筑设计教学中可持续建筑理念的融入

2016-04-07

山西建筑 2016年18期
关键词:空间设计庭院建筑设计

田 亚 男

(华南理工大学广州学院建筑学院,广东 广州 510800)



谈建筑设计教学中可持续建筑理念的融入

田 亚 男

(华南理工大学广州学院建筑学院,广东 广州 510800)

在传统的线性教学模式下,渗透性的融入可持续建筑的设计理念,从平面分区、自然通风、采光设计、空间设计、被动式设计等方面,引导学生了解了可持续建筑,使学生掌握了可持续建筑设计的基本原理。

可持续建筑,建筑设计课程,教学

20世纪70年代,随着环境问题的日益严重,可持续发展的理念终被提出。“人类环境会议”1972年在斯德哥尔摩召开,并发表了《人类环境宣言》,宣言提出:“为了这一代和世世代代,保护和改善人类环境已经成为人类一个紧迫的目标,这个目标将同争取和平和全世界的经济与社会发展这两个既定的基本目标共同和协调的实现。”到20世纪90年代,可持续发展的观念已经成为世界上许多国家的发展战略。

建筑的可持续发展正是建筑界为了实现可持续发展战略所采取的重大举措和对国际潮流的积极回应。在现代社会,人类利用千百年积累的艺术和技术成果,兴建高质量的建筑和创造优美的建筑环境,提高了生活品质,改善了生活环境。但同时,大量兴建的建筑对人类追求的可持续发展战略,包括人类健康、自然环境和地球资源等造成了巨大的不良影响。因此,建设可持续建筑必将成为建筑发展的一个必然,而非一个选择。

可持续建筑(sustainable building)是查尔斯·凯博特博士1993年提出的,其设计理念就是追求降低环境负荷,与环境相切合,且有利于居住者身体健康。其目的在于减少能耗、减少污染、节约用水、保护环境、保护生态,有利于子孙后代的可持续发展。可持续建筑从不同的角度强调或者理解,也被称为“绿色建筑”“生态建筑”等。

教学中可持续建筑理念的融入:

可持续建筑的实现要从设计开始,很大程度上也是由设计决定。现代的建筑设计不仅仅是把房屋的功能设计出来,更注重设计该房屋在其全生命周期内的资源消耗和对环境与人类健康的影响。但中国传统的建筑设计偏重于基于艺术的空间、立面和平面的设计,而实现可持续建筑的“技术”因素,如被动式技术、设备系统等,被认为是辅助手段或者配套工作,只能作为“建筑设计”的补充和修正,不能有机的和“建筑设计”结合在一起,所以很难真正高效的利用各种节能建筑技术,很难将整个建筑设计做到“可持续”。

受到可持续建筑思想的影响,国内许多建筑院校均开设了可持续建筑相关课程或者在传统建筑设计课教学中融入可持续建筑技术。由传统的单纯重视建筑的功能和造型设计,增加了建筑对周边环境的关注。本文亦探索将可持续建筑设计的理念贯穿到整个教学过程中,使学生树立可持续建筑设计理念,了解并掌握可持续建筑的设计方法及相关技术。在学生整个设计作业的过程中,老师要从设计思路上,强调贯彻生态思想,教育学生把生态环境意识作为设计的出发点,在满足传统教学中对功能、空间、形体的把握的前提下,加强设计中的生态意识。

1 平面的合理分区和形体设计

平面设计的重点主要体现在平面功能分区和建筑形体控制两个方面。一个好的平面设计应能够有效的改善建筑热环境和自然通风的状况。在建筑设计中,可以根据人们对不同功能空间的热舒适要求的不同,对不同的功能空间进行合理分区,将主要功能空间及对热舒适要求较高的空间,布置在建筑的南向、东南向区域,比如幼儿园建筑中的活动室等,把次要功能空间及对热舒适要求较低的空间布置在北向区域,从而达到充分利用自然界中非均质分布的气候资源的目的,最终减少建筑能耗。合理的平面功能分区还能有效地促进以水平方向运动的穿堂风为主的自然通风。

在平面设计上可以遵循以下原则:

1)避免将主要功能空间布置在建筑的西向区域。如有,应当采取适当的遮阳措施和眩光控制,以保证室内舒适度。

2)将采光需求较低的楼电梯等交通、服务用房布置在建筑中心位置。

3)房间的进深要根据自然采光区域确定,避免采用大进深空间。

在建筑形体控制上,可以通过减少建筑物外围护结构临空面的面积,即减小体型系数,来减少建筑热能损失。通过不同几何形体、相同底面积、相同高度的情况下的对比可以发现,圆形平面形成的圆柱形体量可以拥有最小的外表面积,其次是方形平面形成的方形体量。若是非规整几何形体的多边形平面,则凹多边形平面形成的体量比凸多边形平面形成的体量拥有更大的外表面积,即有更大的体型系数,所以在设计中可以尽量的减少凹多边形。

2 自然通风和采光设计

自然通风是指依靠室外风力造成的风压和室内外空气温度差造成的热压,促使空气流动,使得建筑室内外空气交换,即自然通风的形成有两种驱动形式:风压通风和热压通风。室外自然风吹向建筑物时,在建筑物的迎风面形成正压区,背风面形成负压区,利用两者之间的压差进行室内通风,就是风压通风。而热压通风则是因为室内外温度差引起空气的密度差而产生的空气流动:当室内空气温度高于室外时,使室外空气由建筑物的下部进入室内,而从建筑物的上部排到室外;而当室外温度高于室内时,则气流流向相反。

自然通风可以保证建筑室内获得新鲜空气,带走多余的热量,提高居住者的舒适感,有助于健康,同时又不需要消耗动力,节省能源,节省设备投资和运行费用,因而是一种经济有效的通风方法。

建筑师赖特说过,给居室采光的最好的方式,就是上帝的方式(The best way to light a home is God’s way)。这里所谓的上帝的方式就是自然的方式——自然采光。自然采光通常是指室内对自然光的利用。自然采光将太阳光引入室内,以满足正常工作及生活的需求。现代的自然采光,讲究的是经过光学计算的可控制的自然采光,可以根据我们的需求获得我们想要的光源,比如用采光口的朝向来取舍直射光、漫射光;用各种功能玻璃,比方单向透光采光玻璃、单向传热玻璃、滤光玻璃等等来控制、选择需要的光等等。

3 内外部空间设计

内部空间即功能空间。合理的内部空间设计可以有效的改善建筑热环境与自然通风的状况,如前所述。

外部空间即室外空间。在外部空间设计中,庭院和中庭是改善建筑热环境和自然通风的最重要因素。

“庭院深深深几许”,庭院是中国传统建筑的主要特征。庭院一般是指前后建筑与两边廊庑或墙相围成的一块空间。在建筑设计中,庭院可以起到建筑与外界气候之间缓冲带的作用,尤其是面对极端气候情况下,使建筑的室内空间依然能够保持一定的舒适性。这是由于庭院中的空气运动与自然界中的不同,庭院中空气的流动由于受到庭院周围垂直立面的约束,受到空气盆积效应的影响,空气温度呈垂直分布:夏季,空气温度由下而上降低,而冬季则相反,从而可以形成热压通风,使建筑能够更好的适应气候的变化尤其是极端气候。

4 灰空间设计

灰空间是指室内外的过渡空间,包括柱廊、走廊、大厅等。为了创造舒适的室内热环境,过渡空间可以作为室外环境和需要热舒适的室内环境之间的缓冲带。缓冲带与室外环境之间的温度差低于室内空间与室外环境之间的温度差。因此,建筑围护结构的对流和辐射热损失将会明显减少,从而可以在一定程度上减少建筑能耗。

5 被动式设计

被动式节能设计强调的是建筑对周围环境和气候的顺应,依据自然原理,用非常小的能耗,将室内空间调节到舒适的温度。即设计中尽量以规划、设计、环境配置等建筑手法来改善和创造舒适的居住和生活环境,减少对常规能源的消耗,以利于建筑节能。

随着年级的增高以及设计课程的深入,在教学中可以逐步强化学生的被动式设计理念。引导学生根据当地的气候条件,例如广州的冬暖夏热气候,在满足基本功能的基础上,在尽量不依赖常规能源消耗的前提下,通过优化空间设计、控制建筑形体、朝向的偏转、灰空间的过渡、庭院和中庭的有机分布等建筑手法,增加建筑室内空间的舒适度。

[1] 张国强,徐 峰,周 晋.可持续建筑技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.

[2] 谢华慧,朱 琳.被动式生态建筑中庭的自然通风设计策略[J].节能,2010(4):56-60.

On integration of sustainable architectural idea in architectural design teaching

Tian Yanan

(CollegeofArchitecture,GuangzhouCollegeofSouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510800,China)

Under the traditional linear teaching model, the paper integrates the design ideas in sustainable architecture, and instructs students to have better sustainable building from the plane division, natural ventilation, lighting design, spatial design, and passive design, so as to ensure the students’ understanding of the basic principle for the sustainable architectural design.

sustainable building, architectural design course, teaching

1009-6825(2016)18-0255-02

2016-04-15

田亚男(1987- ),女,助教

G642.0

A

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