“开放态度”的建筑单体设计

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4.3、开放态度的建筑单体设计

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【题目】河南地区城中村升级中生态技术的应用研究（←点击返回查看其余6篇）

【1.1-1.3】城中村改造国内外研究现状分析

【1.4-1.7】生态城中村建设研究的目和研究内容

【2.1】城中村的形成与发展

【2.2】生态适宜技术理论研究

【2.3-2.4】城中村改建中生态适宜技术运用的特点及意义

【3.1-3.3】城中村改造现状与思路

【3.4】生态适宜技术在豫北地区传统村落中沉淀

【3.5】生态技术在城中村改造中应用的契机

【4.1-4.2】住区规划中气候的用与防

【4.3】开放态度的建筑单体设计

【4.4】因地因时的应变设计

【4.5-4.6】传统材料及清洁能源的利用

【参考文献:

现代住宅为了追求稳定室内环境，往往将住宅室内设计为一个封闭空间，通过空调系统来达到这一目的。但这一作法隔断了室内空间与周边环境的联系，开放态度住宅单体设计策略的提出，就是旨在使住宅以辩证的思想与环境相处，将住宅看作生态系统中的一个环节，通过住宅自身的需求决定与周边环境联系与否，以便与外界环境建立良性互动关系。

结合豫北地区的气候条件，在城中村改造中提出三个方面住宅单体开放态度设计策略：第一，在住宅中营造拥有不同温度梯度的空间，为使用者的迁徙提供可能，这是人追随气候的设计策略；第二，通过自然通风设计策略加强室内空间与外界环境的能量交换；第三，缓冲层设计，在建筑室内外环境间增加了一个缓冲层次，规避外界不利环境对建筑室内空间的影响，从而建立室内空间与外界环境的有效联系。

4.3.1、迁徙

在豫北地区城中村改造工作中，将迁徙的理念应用于住宅单体的营建中，是指在住宅中营造不同温度梯度的空间，如室内空间、庭院空间、阳台空间、屋顶露台以及底层架空空间。通过人的移动来适应外界不同的气候变化，从而减少使用者对恒定室内环境的依赖。如图 4-9 所示，夏季有风的时段、冬季阳光充足的午后，单元楼交通核心区、室外平台、开敞的挑阳台以及屋顶平台等相对开放区域，可以为建筑的使用者提供相对舒适的休息空间；夏季温度较高的白天以及冬日寒冷的夜晚，使用者则迁徙至室内来躲避外界不利气候的条件。

图 4-9 新建住宅楼中迁徙示意

4.3.2、自然通风

自然通风可以给室内提供新鲜空气补给，并带走室内多余热量，是一项高效、经济、清洁的通风方式，是一种低能耗的生态适宜技术。根据通风形式不同，可将自然通风分为以下三种类型如表 4-2 所示。在三种通风形式的基础上针对豫北地区环境条件，在城中村改造中，分别提出加强不同方式自然通风的策略。

表 4-2 自然通风的形式

4.3.2.1、加强单侧通风策略

当由于场地条件或户型布局受限制时，住宅单体不能形成通透格局，此时单侧通风将有效改善室内环境质量。单侧通风效果与室内外的环境条件、建筑的朝向、窗户设置等多种因素有关，具体结合豫北地区提出以下两方面的思考：

(1) 微烟囱效应加强单侧通风

在建筑的一面墙体上结合窗户设置下进风口和上出风口。如图 4-10，冷空气从下进风口进入室内被加热后上升，再从墙面上的出风口排出室外。利用上下两个风口间的微烟囱效应，增强单侧通风的效果。

(2) 双窗洞结合翼墙设计加强单侧通风效果

在需要单侧通风的房间外墙上，采用双窗洞口结合翼墙地设计手法。如图4-11 所示，翼墙使用透明材质，在不影响视觉效果的基础上改善室内空间的通风效果。在一个墙面的不同区域形成正压区和负压区，加速气流在室内的运动，达到加强单侧通风的效果。

图 4-10 微烟囱效应单侧通风

图 4-11 双窗洞结合翼墙促进单侧通风

4.3.2.2、加强穿堂风通风效果

(1) 调整建筑朝向

通过调整住宅群体的布局，使住宅的朝向与夏季主导风向形成一定合适的夹角，可有效地在建筑的迎风面一侧形成正压区，而在建筑背风侧一面形成负压区，从而促进自然风通过室内空间形成穿堂风。

(2) 调整户型布局形式

调整户型布局，尽量减少穿堂风进、出口之间的隔断和障碍物，保证气流的顺利通行。另外通过合理的门窗位置设计，在住宅室内空间中形成有利的通风条件。如图 4-12 所示，窗户位于两面外墙，而门位于内墙。如果空气从外墙上的任何窗户进入室内，那么该门窗布置均能使气流均匀分布。如果空气从内墙的门洞进入室内，由于出风口大于进风口，此布局依然能形成很好通风条件。

图 4-12 门窗布置的理想方案

4.3.2.3、加强烟囱效应的通风效果

烟囱效应自然通风受到多种因素地综合影响。在豫北地区城中村改造中，主要通过烟囱空间的营造来加强通风效果，具体作法有以下三个方面。

(1) 利用公共交通空间加强烟囱效应

对于采用开敞楼梯间的住宅单体，通过打开楼梯间的上界面，建立与外环境的联系形成烟囱空间，把住宅中聚集的热空气通过烟囱效应拔出到室外，并促使室外的冷空气通过楼梯间底部进入到住宅楼内形成循环。在满足防火要求的前提下建立室内空间与公共交通空间的联系，让室内空间也参与到烟囱效应形成的自然通风循环中，从而达到对住宅楼整体降温的效果。

(2) 利用上下层公共庭院加强烟囱效应

住宅楼设计中在上下两层间形成公共的庭院空间。两层通高的公共庭院空间增加了局部空间的相对高度，从而加强了烟囱效应的通风效果，为共用庭院的住户营造相对舒适的气候环境。同时也通过公共庭院的营造，为相邻住户提供了公共交流空间，有助于和谐邻里关系的构建。

(3) 利用局部高差加强烟囱效应

在住宅设计中，通过利用地形高差、局部底层架空等设计手法形成不同标高的室内空间。如图 4-13 查尔斯middot柯里亚在孟买设计的干城章嘉公寓的剖面形式，一方面是用高差限定空间，减少室内隔墙设置，减少了阻碍气流运动的障碍物，另一方面增加同一住户空间的相对高差，从而加强烟囱效应的通风效果。

图 4-13 干城章嘉公寓剖面

4.3.3、气候缓冲层

气候缓冲层是在住宅与外界环境之间营建的缓冲区域，是室内空间与外界环境间的过滤器，过滤不利条件影响从而建立有效联系。尽量减少空调系统的使用，来营造符合人体需求的室内空间环境。豫北地区城中村改造中新建住宅楼单体缓冲层的营建有以下三个策略：通过合理的功能分区布置，使辅助空间成为主要使用空间的缓冲层；通过外维护结构营造缓冲层；利用空中庭院缓冲外界环境对室内环境的影响。

(1) 合理功能分区

合理功能分区是根据不同功能空间的使用性质、使用频率，对各功能区进行合理布置。其中用户对交通空间、卫生间、厨房、储藏室、次卧等空间的使用频率较低，感受外界气候变化敏感性小；而对活动室、起居室、主卧室等空间使用频率高、使用时间长，对外界气候变化相对敏感。

将使用频率低的功能空间置于不利环境一侧，缓冲外界环境变化对主要功能空间的影响。如图 4-14，在豫北地区城中村改造中将卫生间、储藏室、厨房与客房置于北侧，抵御冬季北来寒风，同时避免主要功能空间与外界不利环境直接联系，避免因对流而造成的能量损失。

图 4-14 辅助空间置充当缓冲层

(2) 构建外维护结构缓冲层

住宅外围护结构的核心目标就是在湿度、温度及环境因素方面，在室内营造相对舒适的环境指标。[43]构建外维护结构界面缓冲层，可直接影响室内环境响应外界气候变化的机制。其中，外围护结构缓冲层的构建主要通过两个方面。

一是植入起缓冲作用的空气间层，如通风屋面板以及双层皮墙体系统，或者是利用坡屋顶形成的闷顶空间，这是传统民居中常用的屋顶形式，是可借鉴并应用于城中村改造中的适宜经验。敞开空气间层利用通风带走聚集热量、封闭空气间层来达到保温效果。二是丰富外围护结构的构造层次，如种植屋面、蓄水屋面以及墙体绿化等。通过植物的光合作用以及枝叶与水表面的蒸腾作用，降低外围护结构表面的温度。发挥种植覆土与水的蓄热能力，使室内空间在外界环境不断变化的情况下，依然保持比较稳定的室内舒适度。

(3) 空中庭院缓冲层

庭院空间是豫北地区传统民居的重要组成部分，提供休闲活动空间的同时，也作为住宅室内外环境间的缓冲空间，减少外界环境对住宅的影响。

参照传统民居中庭院空间的作用，在城中村改造中，结合交通空间植入空中庭院。利用庭院的空间形态特性，结合相应的技术及构造措施，通过对自然资源的利用来塑造舒适的室内环境，即所谓的 腔体空间作用[44]。而且空中庭院的营建，也是在城中村改造中新社区生活方式改变的情况下，出于对改善城中村改造中公共空间和公共生活质量提升的思考。

图 4-15 结合交通核布置庭院空间

如图 4-15，夏季打开中庭外边界，为住宅楼提供自然通风，并通过烟囱效应及时排出聚集在住宅楼内的热空气，住宅楼像是有了自己的肺可以自由的呼吸；冬季，通透的中庭边界，允许太阳辐射洒进住宅楼内，夜间关闭中庭空间天窗，放下用植物杆茎编制的保暖窗帘，防止热量的流失，使建筑活过来有能力去应对季节的变换。

另外，空中庭院的设计还可以避免建筑单体在自然通风中自遮挡效应，如图 4-16 所示在新建住宅楼中的建筑单体中形成自然风的通道，从而加强住区总体规划汇总自然通风。

图 4-16 空中庭院加强总体布局中自然通风