基于室内空气自然加湿需求的纤维艺术设计探析*

2021-03-20北京工业大学建筑与城市规划学院齐昊天

城市建筑空间 2021年1期

文/北京工业大学建筑与城市规划学院杨红齐昊天

0 引言

我国北方地区供暖季节建筑室内空气湿度普遍较低，加湿器使用量大、使用时间长，总耗电量不容忽视。由于北方许多地区水碱重，百姓普遍使用超声波雾化加湿器（即非纯净型），易导致室内空气“二次污染”，从而影响人们的身心健康。因此，节能、环境友好的室内空气自然加湿方法逐渐受到重视。

纤维艺术在建筑空间中应用广泛，其可营造环境氛围，强化室内风格，从色彩及造型的角度表达文化寓意与生活品味。纤维艺术可调节空间尺度，丰富空间层次。通过变换纤维艺术造型可分隔空间、拓扑空间、强化空间及构成空间的视觉中心等。目前，现代纤维艺术在建筑空间中的应用主要集中于主题和审美观念的表达，根据纤维材料吸水性强、易于蒸发等特点，纤维艺术在改善建筑湿环境方面具有深入挖掘的潜力。

近年来，北京工业大学“室内空气湿度自然调节机理与一体化设计方法研究”课题组对室内空气温湿度的自然调节进行理论与试验研究，得到指导性的研究成果。在课题组相关研究成果基础上，探讨基于室内空气自然加湿的纤维艺术设计，为改善建筑湿环境提供参考。

1 空气自然加湿原理及材料

1.1 空气自然加湿原理

室内空气自然加湿指利用液态水的蒸发扩散与湿空气的迁移规律，在自然条件下通过选择合理的蒸发介质对空气进行加湿。根据水分的蒸发介质属性，可将自然加湿分为水面蒸发加湿、景观植物加湿及调湿材料加湿3种方法，其中，吸水性纤维材料是生活中最常用的调湿材料之一。

1.2 吸水性纤维材料

吸水性强的纤维统称为亲水性纤维，此类纤维的大分子链上具有一定数量的较强极性集团（如-OH、-NH、C=O等），能与水分子形成氢键结合。其无定型区和结晶区的边缘部分较大，分子结构较疏松，水分子易渗入纤维表面的微小孔隙，具有很强的吸水性。所有天然纤维如蚕丝、兔毛、驼毛、棉、马毛等都属于亲水性纤维；人造纤维中的再生纤维如黏胶纤维也属于亲水纤维，这些纤维材料均可作为纤维加湿设计材料。

2 纤维加湿设计的优势

2.1 可塑性强，形态多样

基于纤维材料柔软、弹性等特点，纤维材料具有较强可塑性。根据空间需要，通过编织、结扣、缠绕、拼贴等工艺手法做成不同造型。纤维加湿设计主要分为壁面形态和空间形态。

1）壁面形态壁面形态指纤维加湿设计在建筑空间中依附于围护结构的形式，形态的纤维加湿设计又可分为平面形态及浮雕形态的表现形式，具有强烈的视觉冲击力。

2）空间形态空间形态的纤维加湿设计脱离二维壁面的束缚，存在于三维立体空间中，淡化平面造型语言，强调设计、空间与人的互动，使纤维加湿设计在形态表现、观念表达和现实应用方面得到更广阔的展示和表现空间。

2.2 加湿效果显著

2008年日本Huibo及Hiroshi等对常用的自然加湿方式进行加湿效果试验，数据分析得出：在同一室内空间中，植物高宽分别为1000mm和600mm，叶面积为1.4m2左右的2株木棉使室内空气湿度上升5%左右；含水1.5kg的纤维制品使室内空气湿度上升12%左右；在室内无其他湿源情况下，利用水面蒸发使室内空气湿度上升2%左右。可见，纤维材料制品加湿效果显著。

2.3 飘逸灵动，展示动态美

纤维材料作品具有飘逸灵动的特点，展现动态美。大多数纤维材料较轻柔，作为吊饰形态布置于室内空间，轻柔的纤维材料随着室内气流的变化摇曳生姿，飘逸灵动，像翩翩起舞的少女，展现动态美，使整个空间更富活力。纤维材料质量很轻，移动较便捷。

3 纤维加湿设计的应用

在建筑空间的应用中，纤维加湿设计根据空间大小而变化。建筑小空间指住宅中的客厅、卧室、书房等区域，其特点是空间体积小、围护结构以实体墙面居多；建筑大空间指大型公共建筑中的门厅、公共休息区、阅览区等区域，其特点是空间体积大、围护结构以玻璃居多且顶棚高度远高于人的活动区域。

根据纤维加湿设计在空间环境中表现形态不同，纤维艺术可分为壁面形态和空间形态。

1）壁面形态壁面形态是指纤维加湿设计在建筑空间中依附于墙体等围护结构的形式。壁面形态多用于住宅等小空间中，也可用于大空间的局部。在建筑小空间中，壁面形式的纤维加湿设计可满足室内空气加湿需求。小空间中实体墙较多，为壁面形式的纤维加湿设计提供条件。壁面形态的纤维加湿设计可美化实体墙面，占用室内空间较少，可做成壁画形式（见图1，2）。壁画形式的纤维加湿设计由水箱、导湿片、防水防霉背板、纤维材料、储水槽以及防水防霉框材组成，位于上部水箱中的水因重力及导湿片作用，转移到纤维面板中，后自然蒸发到空气中，提高室内空气湿度。可根据个人喜好选择纤维面板图案，加湿的同时提高空间品质。

图1 纤维加湿壁画

图2 纤维加湿壁画构造

2）空间形态空间形态的纤维加湿设计应用于建筑大空间。由于大空间自然加湿效果不易得到满足，相较壁面形态的纤维加湿设计，空间形态的纤维加湿设计使加湿面积更大，效果更明显。空间加湿设计无需依附实体墙，布局自由，形态多样。空间形态的纤维加湿设计可利用大空间，与空间产生互动，其在大空间中主要以吊饰形式出现。纤维加湿吊饰可能存在滴水情况，吊饰下方可设计适合尺寸的水景或室内绿植，解决滴水问题的同时让大空间更有趣味性。如图3～5所示，纤维加湿吊饰由水箱、蒸发纤维介质、支撑骨架、固定滑轮及手摇杆组成。平时可通过转动手摇杆进行吊饰的升降并给水箱加水，位于水箱底部槽洞用来固定蒸发纤维介质，上部槽洞封上1层纤维膜，水箱内的水在压力作用下透过纤维薄膜渗透至蒸发纤维介质中，然后利用蒸发原理改善大空间的干燥环境。