建筑气候缓冲空间的设计研究

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇建筑气候缓冲空间的设计研究范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：气候缓冲空间是建筑内部与外部环境之间的过滤空间，其目的是利用可再生能源促进建筑外部与内部之间的气候要素交流，满足建筑使用者的舒适要求。文章介绍了气候缓冲空间的特点，对建筑气候缓冲空间的设计进行了相关探讨。

关键词：气候暖冲空间；设计；住宅建筑

Abstract: climatic buffer space is building internal and external environment of the space between filtering, its purpose is to use renewable energy to promote the exterior and the interior building between the climate elements of communication, and satisfy the requirements of building the user comfort. This paper introduces the characteristics of climatic buffer space, the architecture climatic buffer space design and the correlation discussion.

Keywords: climate warming blunt space; Design; Residential building

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

引言

按照我国建筑气候区划图，我国夏热冬冷地区的范围大致为陇海线以南，南岭以北，四川盆地以东的长江中下游地区。该地区气候的显著特点是夏天热，冬天冷，长年湿度很高。夏季最热，月平均温度为25℃一30℃，而且以28℃一30℃居多，多数地方高于35℃的酷热天气有半个月至一个月之多；整个冬季往往是雨雪连绵，天气阴沉，因而阴凉寒冷。这种复杂的气候环境为该地区进行建筑的节能设计带来了新的挑战与机遇。

1气候缓冲空间的特点

气候缓冲空间具有以下特点(下图)气候缓冲空间在自然环境、建筑、人之间的关系示意：

1)气候缓冲空间的主要作用，是为了在以被动气候调节手段为主的前提下，将建筑的微气候环境接近或满足人体的舒适感受；

2)气候缓冲空问是建筑系统和周围环境之间以及建筑内部空间与内部环境之间的过滤层，有选择地过滤能量和物质材料；滤除不利于人体生物舒适感受的各种输入和不利于环境协调发展的各种输出，捉进有利于改善人体生物舒适感受的各种输入和有利丁二环境协调发展的各种输出。如借助被动太阳设计原理，可以促进冬季太阳辐射的利用，借助风压和热压原理，控制建筑的热工．和自然通风性能等。

3)气候缓冲空间的作用是相互的，它同时缓冲人与人工建筑对自然的影响。下图中的三个气候缓冲空问A、B、C的范围是各不相同的，气候缓冲空间A主要指建筑与外部环境之间的过渡空间；气候缓冲空间B指建筑开敝空间如内庭院、敞廊、可开启中庭等：气候缓冲空间C指建筑内部空间。这三个缓冲空间并不是绝对界限清晰，而是互相渗透、互相转换的，如可开启中庭在开启时属于气候缓冲空问B。在封闭时属于气候缓冲空间c；又如内庭院，在围合于建筑内时属于气候缓冲空间B，在半围合时则介于气候缓冲空间A和B之间。气候缓冲空间存在于建筑物与周围生态环境之间，从生态建筑学的范围来看，气候缓冲空间的尺度边界上是开放的，其范围在很大程度上依据人们所研究的对象、内容、目的或地域时空条件等因素而确定。从结构和功能完整性的角度看，它可以涉及到全球、地区、社区和单体建筑及建筑细部等多个层次，因此气候缓冲空问可以是任何空间，本文所研究的入口气候缓冲空间主要是以建筑入口本身及周围环境围合的空间。

2建筑气候缓冲空间设计

建筑气候缓冲空间是指在特定的气候地域环境中，利用可再生能源对外界自然气候要素的调节、缓解，为建筑提供较好的内部气候环境的建筑空间。建立气候缓冲空间的目的是利用可再生能源来促进建筑系统内部和外部气候环境之间的能量和物质交流，减少不可再生能源的消耗。建筑气候缓冲空间从技术角度来看可分两类:基于太阳能的气候缓冲空间和基于自然通风的气候缓冲空间。

2.1基于太阳能的气候缓冲空间设计

按照被动太阳能辐射的供热、供冷、蓄热原理，通过气候缓冲空间的调节，可使日光、热冷空气仅在有益时进入室内，防止极端气候条件对建筑使用者的不舒适影响，主要有间接得热和间接除热两种方法。把气候缓冲空间接受的太阳辐射热能分不同时间导入室内的方法为间接得热法;而间接除热法主要是利用辐射冷却的原理，使热量不导入室内的降温方法。在白天，气候缓冲空间内皮上的蓄热介质储存太阳热量，避免气候缓冲空间过热;在夜间则将太阳热量缓慢放出，此时气候缓冲空间外皮上的窗开启，放出的热量被夜间的凉空气冷却，达到降温的效果，这种方法在昼夜温差大的地区有较好的效果。

2.2基于自然通风的缓冲空间设计

建筑的自然通风主要是利用风压原理和热压原理。风压况下，由于自然风向的不稳定，或由于周围通风的另一种机理是利用空气的热压原理，会同时采用这两种方法，只是侧重点不同，基于太阳能的气候缓冲空间需通风的前提条件是建筑室内外之间存在风的压力差。在许多情高大建筑、植被的影响，建筑周围形成不了足够的风压。自然即平常所讲的“烟囱效应”。热空气(比重小)上升，从建筑上部风口排出，室外新鲜的冷空气(比重大)从建筑底部被吸入，室内外温度差越大，进风口与出风口高度差越大，则热压作用越强。建筑的中庭、竖向楼梯间和管道等因竖向高度大，能产生较强的烟囱效应，运用热压原理将这些空间设计成气候缓冲空间，增强建筑内部空间的自然通风效果是可行的。建筑气候缓冲空间的设计一般要空气的流动(通风)来传递能量，而基于自然通风的气候缓冲空间需要太阳能来加热空气促进热压力的形成。

3住宅建筑的气候缓冲空间体系

封闭阳台、坡屋顶和管井作为多层住宅建筑的主要气候缓冲空间，其气候调节、缓解方式有各自的特点。封闭阳台气候缓冲空间与住宅室内空间直接相邻，是内、外气候缓冲空间的核心;坡屋顶主要基于太阳能气候缓冲空间技术，利用被动太阳能原理强化温室效应;而管井主要基于自然通风的气候缓冲空间技术，通过热压原理增强烟囱效应，组织气流。多层住宅建筑是由多个住宅阳台在竖向相互叠加，有较大的竖向高度，可以运用竖向的管井将这些阳系起来，在顶部连接坡屋顶空间，从而使这些气候缓冲空间内的能量相互流动和渗透，发挥各自的特点，构成一个立体的，有层次的、高效的住宅建筑气候缓冲空间体系。

3.1串联式住宅气候缓冲空间体系

利用一个出风管井将多层住宅的封闭阳台在竖向上联系起来，管井的上端通入坡屋顶空间内，其形式类似于串联电路图，称之为串联式住宅气候缓冲空间体系。单个的阳台气候缓冲空间由于出风口与进风口在竖向上的高差一般不到3米，其气候调节能力有限，而用出风管井将阳台在竖向上串联起来，实际上是增加了封闭阳台空间的进出风口之间的垂直距离，使阳台空间的气候调节能力得到加强。每个阳台的进风口位于阳台的下部，直接对室外开口，将室外较凉的空气引入阳台空间内，与阳台空间里的空气交换后，热空气汇集于阳台空间的顶部。阳台的出风口位于阳台进风口的另一侧上部，与出风管井相连。由于出风管有较大的竖向高差，内部具有较强的烟囱效应，使得阳台出风口处产生较强的负压，使汇集于阳台空间顶部的热空气快速地从出风口经管井排到坡屋顶空间内。另一方面，坡屋顶的集热玻璃板下的空气在太阳能辐射作用下被加热后，从屋脊上排除，使得坡屋顶空间成为一个负压空间，这对与坡屋顶空间相连的管井有抽吸作用，使得封闭阳台空间有更好的气候调节作用。

3.2并联式住宅气候缓冲空间体系

在串联式住宅气候缓冲空间体系中，由于进风口直接位于每个阳台的下部，在炎热夏季时进风口处空气温度与出风口处空气温度差值不大，特别是当室外空气温度高于阳台内空气温度时，这时进风口引入的空气温度比阳台内的空气温度高，无法通过阳台气候缓冲空间的调节作用达到降温，只能起到防止阳台过热现象。为了降低阳台进风口处的空气温度可增设一条独立的进风管井，将靠近地面，经过植被、水体或地偶冷却的凉空气引入进风竖井内，然后输送到各层阳台空间。将风管埋在地下，利用土壤的低温冷却可以进一步降低风管内的空气温度，一般比室外平均温度低5℃左右，覆土层越厚和水平管的长度越长，对空气的降温效果也就越好。各封闭阳台通过进风竖井和出风竖井联系起来，并利用坡屋顶气候缓冲空间加强通风效果，其形式类似于并联电路图，称之为并联式住宅缓冲空间体系。

结束语

气候缓冲空间体系是一种可持续的设计手法，在建造之初要比常规的建筑投入额外的成本，但随着使用时间的推延，通过能源节约带来的经济和环境效益越来越显著。

参考文献：

[1]孙超法.可调节室内气候的住宅南向封闭阳台[J].华中建筑，2000(04):71

[2]ThomasHerzog.Solarenergyinarchitectureandurbanplanning[M].NewYork:Prestel，1996

[3]周浩明，张晓东.生态建筑[M].南京:东南大学出版社，2002.3

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。