發(fā)布時(shí)間：2014-09-25所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：隨著全球氣候的變差，人們的環(huán)保意識(shí)覺醒，開始回頭尋找老祖宗的智能，學(xué)習(xí)與大自然和諧共存，創(chuàng)造節(jié)能減碳的建筑與居家環(huán)境。同時(shí)注重建筑構(gòu)造上的美學(xué)與機(jī)能，提升居住文化的質(zhì)量與基因，使建筑與室內(nèi)設(shè)計(jì)結(jié)合后，形成適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂虻娘L(fēng)土建筑，創(chuàng)造
摘要：隨著全球氣候的變差，人們的環(huán)保意識(shí)覺醒，開始回頭尋找老祖宗的智能，學(xué)習(xí)與大自然和諧共存，創(chuàng)造節(jié)能減碳的建筑與居家環(huán)境。同時(shí)注重建筑構(gòu)造上的美學(xué)與機(jī)能，提升居住文化的質(zhì)量與基因，使建筑與室內(nèi)設(shè)計(jì)結(jié)合后，形成適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂虻娘L(fēng)土建筑，創(chuàng)造永續(xù)健康住宅的價(jià)值。
1水平向的風(fēng)向牽引與空氣對(duì)流的自然通風(fēng)換氣
窗戶型式包括窗戶開口的大小、位置的高低、開啟的方法等。窗戶開口的大小關(guān)系到換氣量的大小，這也關(guān)系到室內(nèi)居室的生活功能與景觀的需求。活動(dòng)人數(shù)多的客廳與餐廳則需要較大面積的開口以利通風(fēng)與景觀;而臥室與浴廁是睡眠與盥洗的空間，在注重生活隱私的同時(shí)亦有通風(fēng)換氣的需求，所以在窗戶的形式上需要設(shè)置高窗以達(dá)到通風(fēng)的需求同時(shí)減少隱私外泄;書房與畫室是工作的場(chǎng)所，對(duì)通風(fēng)與光線的需求高，在開窗型式上注重較大面積與大視野，以求充足光線與景觀視覺的愉悅。在窗戶開啟的方法上，對(duì)拉窗的形式開口面積減半通風(fēng)效果折半，而外推式窗戶開口具大面積的通風(fēng)效果，但考慮到閩北地區(qū)多雨潮濕的氣候在選擇上也許謹(jǐn)慎。另外，如果周圍景觀凌亂或樓間距過近，亦可采用下半部的開窗方式，既方便通風(fēng)，同時(shí)又避免刺眼的日照入射光、戶外零亂市容的影響與鄰里間隱私的保護(hù)。
2垂直向的熱對(duì)流牽引與空氣對(duì)流的自然通風(fēng)換氣
利用建筑物中的垂直空間，例如樓梯間與采光天井、通風(fēng)塔、自然通風(fēng)氣的留設(shè)，形成垂直向通風(fēng)管道的煙囪效應(yīng)并連通水平向的開窗設(shè)計(jì)，應(yīng)用熱氣流上升、冷氣流下降的原理以及氣流正負(fù)壓力的差異推擠空氣，將室內(nèi)熱氣流從垂直向通風(fēng)管道排出，引導(dǎo)戶外新鮮空氣由窗戶開口進(jìn)入室內(nèi)，替換室內(nèi)的熱空氣、緩和室內(nèi)炎熱的環(huán)境，達(dá)到空氣對(duì)流的自然通風(fēng)換氣效果以減少冷氣電能的耗損。若考慮到雨多的梅雨季節(jié)，為避免雨水被風(fēng)壓擠入室內(nèi)，可加裝百葉窗的通風(fēng)塔并強(qiáng)化開口部位的瀉水與防滲水功能。另以，采光天井的留設(shè)結(jié)合立體綠化設(shè)計(jì)，可以創(chuàng)造建筑物內(nèi)的室外效果，不但具高效率通風(fēng)換氣而且結(jié)合優(yōu)質(zhì)的人造景觀，對(duì)室內(nèi)居室溫度冷卻與生活舒適度的營(yíng)造有極佳的成效。室內(nèi)裝修結(jié)合中庭的綠色景觀設(shè)計(jì)，使中庭的綠意與自然光線延伸至室內(nèi)空間。
2.1建筑物的整體座向與外在環(huán)境的相對(duì)關(guān)系
建筑物的設(shè)計(jì)初期就應(yīng)從建筑物的整體方位、座向、鄰棟間距、開口的大小與形式著手，再加上隔熱、通風(fēng)與采光的考慮，便可節(jié)省大量的空調(diào)與照明用電。以閩北的地理環(huán)境而言，夏季風(fēng)向?yàn)闁|南季風(fēng)，冬季風(fēng)向?yàn)槠憋L(fēng)或西北風(fēng)，建筑物的方位與開窗應(yīng)盡可能座北朝南，以引進(jìn)夏天涼爽的南風(fēng)與明亮穩(wěn)定的南向光源，背對(duì)開小窗的北向，以阻擋冬天寒冷的北風(fēng)。所以建筑物在座向與外在環(huán)境的相對(duì)關(guān)系上，西向墻面應(yīng)盡量減少開口面積以減少陽光與輻射熱能進(jìn)入室內(nèi)，可安排管道間、儲(chǔ)藏室、浴廁、廚房等空間于西曬墻面，使室內(nèi)干燥避免潮濕。而夏日北面涼爽舒適，可設(shè)置陽臺(tái)與長(zhǎng)廊以延伸室內(nèi)的活動(dòng)空間。善用自然界的賜予，使每個(gè)空間各取所需。
2.2開窗型式需配合建筑物的座向與室內(nèi)居室的生活需求
室內(nèi)各居室因生活起居的時(shí)間與活動(dòng)不同的需求，對(duì)光線、景觀、溫度與濕度的要求亦有不同，所以在設(shè)計(jì)上的開窗方式也不同。為求高科技、開放的明亮造型與景觀面的考慮，設(shè)計(jì)師偏好大面透明玻璃的設(shè)計(jì)手法，但以現(xiàn)今的高科技降低日射的透光率最多只能阻擋67%，所以在日照強(qiáng)烈的面向減少不必要的開窗面積，亦是一種外殼節(jié)能的設(shè)計(jì)。為使建筑的開窗與節(jié)能更有效率，住宅的各個(gè)居室根據(jù)不同的生活使用功能，應(yīng)設(shè)計(jì)不同開窗型式以對(duì)應(yīng)不同居室的需求。2.2.1外部遮陽板形式與光線的遮蔽與引導(dǎo)閩北因地處亞熱帶地區(qū)，在建筑物的遮陽手法中，以外遮陽的效果最佳，也就是將陽光的熱能在進(jìn)入建筑物之前就阻擋在外。而典型的外部遮陽形式就是遮陽板，遮陽板會(huì)因?yàn)榻ㄖ锏姆轿弧γ娴某蛞约按皯舻拈_窗方式而有形式上的差異。理想的外部遮陽是既能阻擋不必要的熱能，又能使室內(nèi)獲得良好的采光，也就是同時(shí)具有遮陽、導(dǎo)光、通風(fēng)與遮雨的外遮陽的設(shè)計(jì)。2.2.2外部遮陽板的形式與其適宜的朝向不同的方位所需設(shè)置的遮陽板形式也不同，水平向的遮陽板適用于日照角度高的南向開窗。水平加垂直向的遮陽板適用于東南或西南向開窗。東向的日出或西向的夕陽西下，日照角度較低，開窗適合垂直式遮陽板，又因太陽的路徑同時(shí)由東往西移動(dòng)，垂直的遮陽板只能遮住部分日照，所以應(yīng)設(shè)計(jì)為可調(diào)節(jié)式的遮陽板。南向適合水平式的外遮陽，為求好的遮陽效果，活動(dòng)式的外遮陽是最好而且能完全遮擋光線與輻射進(jìn)入室內(nèi)。而閩北因地處北半球，太陽照射角度對(duì)偏南;正北向是沒有日照進(jìn)入室內(nèi)的，所以北向不需裝置遮陽板。一般建筑物避開的西向開窗，可以利用遮陽板的應(yīng)用，達(dá)到防止日曬進(jìn)入室內(nèi)的第一道阻熱防線，正確的遮陽板的應(yīng)用，對(duì)西曬強(qiáng)烈的朝向具有遮陽擋熱的直接成效，但如果西曬面同時(shí)又是景觀面，不但需要有效的遮陽板遮陽，又需要大面窗取景的矛盾，則其彈性角度的可調(diào)節(jié)性就更必要了，對(duì)于遮陽板角度與太陽方向的調(diào)整則需有更精準(zhǔn)的計(jì)算，以達(dá)到阻絕陽光入射又具景觀的雙向效益。在閩北多雨、日曬炎熱、市區(qū)人口相對(duì)密集的環(huán)境下，最好的外遮陽設(shè)計(jì)當(dāng)然是既能遮陽、遮雨、又能隔音、引導(dǎo)風(fēng)向進(jìn)入室內(nèi)，達(dá)到多功能的外部遮陽板的形式。
2.2.3導(dǎo)光板的應(yīng)用與設(shè)計(jì)形式導(dǎo)光板在形式上也是一種外部遮陽板，因入射光線的移動(dòng)與風(fēng)向的變化，以及在不同時(shí)間將室外光源導(dǎo)入室內(nèi)兼具風(fēng)向引導(dǎo)的作用，多數(shù)導(dǎo)光板具有可調(diào)節(jié)的特性。但因?yàn)槭且环N外加式的單元件，可在建筑設(shè)計(jì)階段就在材料、顏色與形式上搭配建筑的設(shè)計(jì)，在視覺上融入建筑元素與造型，使之成為建筑本體的一部分。
3天井與中庭的室內(nèi)光線引導(dǎo)與微氣候的調(diào)節(jié)
在建筑設(shè)計(jì)階段，將建筑的中段部分或樓梯間留設(shè)天井與中庭，那么對(duì)位于建筑中心位置的密閉空間來說，就具有引導(dǎo)垂直向通風(fēng)與自然光源進(jìn)入室內(nèi)的具體實(shí)效。若空間的寬度與高度許可，種植冬天落葉、夏天茂密的樹種，更可達(dá)冬暖夏涼的引光遮陽效果，同時(shí)還對(duì)室內(nèi)空間有視覺美化與光線引導(dǎo)的微氣候調(diào)節(jié)成效。因?yàn)闃浞N生長(zhǎng)特性的差異，為避免日后樹冠與樹根的生長(zhǎng)范圍持續(xù)擴(kuò)大，破壞建筑結(jié)構(gòu)體，建議將樹種植在事先灌制的水泥大凹箱內(nèi)，避免樹根的生長(zhǎng)破壞了建筑結(jié)構(gòu)體與地基，影響建物安全。天井與中庭在室內(nèi)光線的引導(dǎo)作用設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意熱能直接進(jìn)入室內(nèi)與形成的眩光問題，天井以活動(dòng)天窗或側(cè)向采光方式，避免正午陽光直射的高溫，同時(shí)可享有溫和的自然光進(jìn)入室內(nèi)。而天窗的玻璃面以北向?yàn)榧眩阌讷@得最溫和的自然光，使夏日涼爽的南風(fēng)帶走室內(nèi)上升的熱空氣由北向的天窗排出。在室內(nèi)天井與中庭的植栽與水池空間中營(yíng)造一個(gè)綠意盎然的起居室，在清晨與夏日的午后，氣溫涼爽的閑暇時(shí)刻，將家中的早餐與晚餐移師戶外用餐，不但具有休閑度假的民宿氣息，也省去用餐時(shí)的冷氣空調(diào)，舒適的享受一個(gè)微氣候調(diào)節(jié)下的半室內(nèi)空間。
4建筑物的隔熱與降溫設(shè)計(jì)
室內(nèi)要達(dá)到降溫的目的，針對(duì)受熱最強(qiáng)烈的屋頂與墻面的隔絕熱源設(shè)計(jì)最有效。隔絕熱源的方式又以遮陽與隔熱兩種方式最具體，遮陽指的是阻擋太陽進(jìn)入室內(nèi)，而隔熱則是阻擋太陽照射后，熱能被建筑體吸收并傳入室內(nèi)。若阻擋太陽進(jìn)入室內(nèi)，同時(shí)阻斷熱能被建筑物吸收，二者同時(shí)采用，其降溫效果最為顯著。
4.1屋頂?shù)母魺嵩O(shè)計(jì)
不管是水平板狀或是斜屋頂形式，屋頂受熱在任何時(shí)間的日照角度都不間斷。也就是說日照時(shí)數(shù)與熱能的獲得，比任何面的墻面都多。所以屋頂遮陽與隔熱的設(shè)計(jì)顯得尤為重要。屋頂隔熱最終的目的就是將太陽的輻射熱隔絕于室外，初期以建筑設(shè)計(jì)手法達(dá)到室內(nèi)降溫節(jié)能的效果，以減少室內(nèi)空調(diào)耗損的目的。設(shè)計(jì)的方法可以從外部增加隔熱處理與內(nèi)部裝修兩個(gè)方向著手。
4.1.1建筑外部隔熱處理建筑外部隔熱處理可區(qū)分為屋頂隔熱處理與外墻面隔熱處理。(1)屋頂隔熱處理:鋪設(shè)隔熱材料阻斷輻射熱傳遞入室內(nèi)。另以屋頂花園或花架的設(shè)置來形成一層遮蔽與散熱層，同時(shí)也給自家提供了一個(gè)在清晨與傍晚戶外的活動(dòng)場(chǎng)所，增加生活的情趣。還可以設(shè)置雙層屋頂以形成空氣層阻斷熱傳導(dǎo)的自然方式達(dá)到排風(fēng)目的，來減低室內(nèi)環(huán)境的熱負(fù)荷，增加居室的舒適性。在屋頂設(shè)置灑水與水池藉由水遇熱蒸發(fā)的原理帶走屋頂?shù)臒崮埽彩且唤?jīng)濟(jì)又有效的方式。(2)外墻面隔熱處理:陽光在越過窗戶出檐或遮陽板等外部遮陽的第一道防線后，熱傳導(dǎo)對(duì)室內(nèi)溫度依然造成不小的貢獻(xiàn)。在室內(nèi)裝修手法上，為有效阻斷熱源，減少冷氣能源的耗損，防UV有色玻璃、窗簾與全遮光窗簾布的應(yīng)用，已是室內(nèi)遮陽的基本配備。或者在外墻面種植爬藤類植物，以美麗又天然的方式為建筑物的外墻增加第二層肌膚，另外，善用窗外留設(shè)的窗臺(tái)空間，設(shè)置可供盆栽與茂密植栽攀爬的框架設(shè)計(jì)，讓茂密的葉片與空隙形成隔熱效果并遮擋陽光進(jìn)入室內(nèi)，強(qiáng)烈的陽光照射植栽后，穿過窗戶有色玻璃與窗簾的防護(hù)再進(jìn)入室內(nèi)，炙熱難耐的西曬已減弱大半，層層過濾紫外線與輻射熱之后，不但有實(shí)在的降溫效果同時(shí)又有美化景觀的作用。當(dāng)西曬日射角度較高、光線進(jìn)入室內(nèi)較少時(shí)，打開玻璃與窗簾的遮蔽，植栽間的空隙還能讓微風(fēng)吹拂入室內(nèi)，減低悶熱、憋氣的感覺，室內(nèi)溫度基本可調(diào)降至不需空調(diào)的節(jié)能狀態(tài)。
4.1.2建筑內(nèi)部降溫設(shè)計(jì)建筑內(nèi)部的室內(nèi)裝修，除考慮符合室內(nèi)機(jī)能外，善用其特性，亦可達(dá)到對(duì)外斷熱、阻熱與降溫的性質(zhì)，使建筑物的內(nèi)部與外部的隔熱與斷熱處理同時(shí)運(yùn)作。(1)書柜墻面處理:建筑物外墻白天受到強(qiáng)烈日照，熱氣以輻射方式進(jìn)入室內(nèi)，若沒有第二層的防護(hù)與降溫的機(jī)制，熱氣與溫度便在室內(nèi)累積并停留。所以建筑內(nèi)部的降溫設(shè)計(jì)，就成了室內(nèi)裝修美感追求之外最重要的功課。在面向西曬的大片墻壁，雖沒有窗戶開口的設(shè)置，在長(zhǎng)時(shí)間的烈日西曬后，混凝土墻內(nèi)部已經(jīng)吸足了滿滿的熱能，在夜間慢慢釋放出來，即使已入夜還是悶熱難耐，因此可依著西曬面的混凝土墻面，裝修衣柜、儲(chǔ)藏柜和書柜…等，形成一個(gè)隔熱空氣層，減緩熱能傳遞進(jìn)入室內(nèi)的速度，同時(shí)，進(jìn)入衣柜和書柜的熱能，還可防止衣服和書本潮濕、發(fā)霉，可謂一舉兩得。(2)天花板層通風(fēng)處理:建筑內(nèi)部另以天花板裝修方式形成空氣層，以達(dá)到斷熱作用，并裝置天花板層通風(fēng)口，藉由空氣流動(dòng)的正負(fù)壓原理，帶走天花板層內(nèi)部的熱空氣，達(dá)到頂層室內(nèi)降溫、排熱的效果。(3)室內(nèi)水池的處理:水氣在室內(nèi)有降溫與舒緩空間的效益，放置魚缸與水族箱是較常用的簡(jiǎn)易手法，而設(shè)置一方流動(dòng)小水池，不但具有水族箱的恬適質(zhì)量，更具有調(diào)節(jié)室內(nèi)微氣候的清涼作用，進(jìn)而擺脫魚缸與玻璃的距離感更貼近魚兒的悠游自在。為保持水池的清潔與室內(nèi)的降溫作用，在水源的流動(dòng)與替換設(shè)置上應(yīng)使陽光直射水池，這樣既有助水生植物生長(zhǎng)又能防止蚊蟲與青苔孳生，搭配通風(fēng)采光，透過室內(nèi)水池的微氣候降溫，達(dá)到禪意冥想空間的創(chuàng)造。
5結(jié)論
通過多樣的建筑設(shè)計(jì)手法，解決自然通風(fēng)采光降溫的同時(shí)也可發(fā)展成一種地域性的建筑形式語匯，這樣的典型建筑在早期科技文明還不甚發(fā)達(dá)的東亞與南亞地區(qū)，已經(jīng)形成了成一種特殊的建筑人文景觀。現(xiàn)代建筑拜高科技所賜，人們過度仰賴科技建材與技術(shù)，既耗費(fèi)資源同時(shí)又破壞了自然環(huán)境。
