江南地区“设计结合自然”的建筑设计策略

摘 要:本文结合江南地区的自然环境、社会经济、人文特点,阐述“设计结合自然”的建筑设计思想并提出了相关的设计思路.

关 键 词:江南地区:设计结合自然,设计策略

中图分类号:TU-023

文献标识码:A

文章编号:1008-0422(2010)05-0117-02

所谓“江南地区”,汉朝以前指今湖北省长江以南部分和湖南省、江西省一带,唐代置江南道,辖浙江、福建、江西、湖南等地区,明清时期“江南”仅指苏南浙北的八府一州,即苏、松、常、镇、宁、杭、嘉、湖八府及太仓州.本文所述江南地区,泛指长江以南,南岭以北,湘西山地以东至东海的广大地区,包括湖南、江西、浙江、上海,以及江苏、安徽、湖北的南部,福建的北部.这个地区大致位于东经108°21'~123°08',北纬24°29'-32°18',这里气候条件、自然环境优越,社会经济发展水平较高.尤其是其东部地区,是我国目前经济最发达的地区之一,但是付出的资源浪费与环境破坏的代价也是最严重的地区之一,其西部地区近年经济迅速崛起,中小城市的市区面积日益膨胀,房屋建筑总规模急剧扩大,建筑节能与环境保护问题迫在眉睫.研究江南地区建筑设计的生态策略,有非常重要的现实意义.

1　“设计结合自然”的思想

“设计结合自然”是英国建筑师伊恩麦克哈格最先提出来的,他认为设计应结合自然,因为结合自然的设计比纯粹的人为设计更好,更长久.他主张建筑设计应当参照环境作为一种基本的选择方式进行考虑,与环境相匹配,应当将自然引入建筑,充分利用自然提供的潜力进行设计.他强调“设计结合自然”的重点应放在“结合”上,我们进行设计要多考虑怎样与自然的结合,怎样结合江南地区中小城市具体的自然环境、人文环境和社会环境.

2　“设计结合自然”的思想的设计策略

2.1　参照“生物气候地方主义”的设计思路.

1963年,维克多奥戈雅完成了《设计结合气候,建筑地方主义的生物气候研究》一书,提出“生物气候地方主义”,这种符合自然原则的设计方法认为设计应该遵循气候一生物一技术一建筑的过程.生物气候地方主义为我们提供了在城市设计和建设中结合生物气候条件的设计思路,它能以较小的能源和物质代价,将人的生物舒适感重新建立在与自然环境、生物气候相结合的基础之上,为城市设计提供了新的机遇.这种基于生物气候条件的设计思路无疑对于经济尚不发达而又具有多种气候特征的中国存在相当的参考价值.参照这种思路,我们可以从下面三个方面去考虑江南地区中小城市的建筑设计.

2.1.1　集江南自然生态之优势,创新建筑空间形态设计.

江南属我国气候分区的夏热冬冷地区的南部,春秋两季时间长,气候温和,常有和风吹拂,,夏季闷热,但有东南季风.江南人有以自然通风方式,降温纳凉的传统.自然通风不消耗任何机械能,仅依赖室内外的一些自然条件与特殊的结构设计,使室内产生气流流动的通风方式.由于它不耗能却能保持室内凉爽且空气清新,所以建筑设计应当充分挖掘和利用自然通风,这是实现江南夏季和过渡季节室内热环境舒适的首选技术.自然通风的基本原理,是利用室外的风压作用和室内的热压作用,使室外新鲜空气进入室内后流经人们工作与生活的区域,再排向室外.

目前绿色生态设计采用的自然通风方式主要有中庭方式、通风塔方式及分散方式.我们还可以通过创新建筑的体形设计、环境设计来产生有利于居住者生活的“再生风环境”.江南四季分明,雨水充足,有利于绿色植物生长.因为植物叶面的蒸腾作用能降低空气温度、增加空气湿度,植被能影响气流,植被可以维持碳氧平衡、吸收有毒气体、吸滞粉尘、杀菌、衰减噪声,涵养水土.所以人们历来重视利用植被调节小气候和改善环境质量.“立体绿化模式”与目前城市空间形态的垂直结构模式相应,包括室外环境绿化(道路绿地、公共绿地、宅旁绿地、公建绿地)、建筑构件绿化(阳台、墙体、屋面、散水、遮阳、檐口)和室内绿化.江南山青水秀,水体在调节生态环境方面具有与绿地类似的作用.所以除了植被以外,还可以利用水体来创造人工生态环境.英国诺丁汉大学朱比利分校设计建造了一个沿基地自然弯曲的水体,校园的系馆建筑也因此沿曲线展开,朝向主导风向,并由一架空廊道贯穿,凉风从湖面进入建筑之间的中庭,从对面高窗穿出,利用中庭进行自然通风(图1).

2.1.2　与夏热冬冷的环境相匹配,重视人的“生存之道”.

除了气候优越_的一面,江南还有不利的极端气候,冬天可以冷到-5℃,夏天可以热到40℃,沿海还有台风,沿河还可能发洪水.我们在建筑节能设计的同时,要坚持以人为本,重视人的“生存之道”,首先要考虑灾害性气候的抵御问题.其次,要设计建筑夏季隔热和冬季保温的办法.夏热冬冷地区建筑能耗与建筑平均窗墙面积比、外墙的传热系数有较大的正相关性,外窗的传热系数与遮阳系数对总能耗的影响次之.所以节能建筑设计中应当注重建筑物的围护结构的强度及保温与隔热设计.

2.1.3

人与自然和谐相处,计算整合技术的增值效应.

建筑设计加上节能考虑,成本难免会高一些.但若设计方案早在设计阶段就能够得到完善,成本就有可能降到最低.所以要应用一体化设计(IDP),采取更加整体的生态建筑设计思路,计算增值效应(synergies),使产生的综合效果比各部分效益的总和更高,更经济.如果由于建筑师的创造性贡献,使人们能以更少的钱买得效率更好居住更舒适的房子,那么建筑的生态化设计就会受到欢迎,甚至高度绿色的生态建筑也会被群众所接受.那时生态设计和生态建筑才不再停留在“示范”阶段.

2.2　开发利用可再生能源

“设计结合自然”主张充分利用自然提供的潜力,开发利用可再生能源就是一个主要方向.我国已规定“国家将可再生能源的开发利用列为能源发展的优先领域”,江南中小城市建筑中可利用的可再生能源主要有太阳能、风能和地热能.

2.2.1　太阳能.太阳能是最可广泛利用的清洁能源.目前江南的中小城市里到处可以看到一些楼房的屋顶上装有太阳能热水器,可见太阳能的利用已被老百姓所接受.由于江南地区全年平均日照时间数达2100多小时,全年太阳总辐射量约为115kcat/cm2年,太阳能热水器的使用效率比较高,所以能得到广泛的应用.但因为太阳能是不稳定的能源,冬天和雨天不好用,所以,家里还得安装一个燃气热水器,这样,初次投资的成本就不菲了.但是随着建筑太阳能光伏集成系统与蓄能技术的研究与生产的日益完善,太阳能利用已成为最有发展前景的领域.

2.2.2　风能.现在风力发电的原动力只需微风即可,江南有风的日子达YO%,而且多的是微风,所以风力发电也日益被人们看好.由于初始成本较高,大型的风力发电站还不太多,但小的风力发电设计已很普遍.湖南益阳城市边缘的马路两旁,某些郊区村落的主干道上都可以看到同时用太阳能和风能发电照明的路灯.除了自然通风外,江南建筑利用风能发电的前景也是很可观的(图2).

2.2.3　地热能.大地是一个恒温体,地热是一个取之不尽用之不竭的能源.与太阳能、风能不同,地热不论冬夏,无论昼夜都可获取,夏季可利用地下较低的温度制冷,冬季可利用地下较高的温度取暖.地热资源凭地源热泵技术获取:通过埋在地下土层的管线把地下热量“取”出来,然后用少量电能使之 升温,供室内暖气或提供生活热水.地源热泵系统和常规供热空调系统相比大约节能50%,是一种利用可再生能源的高效节能、无污染的既可供暖又可制冷的新型空调系统.江南冬寒夏热,对冷热量都有需求,同时江南浅层地表能量蕴藏丰富,适宜大力发展地源热泵供暖空调系统.建设部提出,在“十一五”期间,推广浅层地热,使其使用面积达到2.4亿m2.江南地区中小城市的建筑目前使用地热能不多,但可以相信,不久就会多起来.

3　结语

　江南地区如火如荼的建设,呼唤着合理的、生态的建筑设计,需要我们依据我国有关生态建筑法规,结合江南地区特点,加紧研究出适合江南中小城市建筑设计的一套科学的生态策略.当然,科技在进步,社会在发展,我们的设计策略也要与时俱进.结合当代江南中小城市的实情制订现时可行的策略,是我们的责任.