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摘要：气候的不同导致区域建筑的风格及特色不同，基于生态节能设计思路，从建筑的选址、建筑布局、建筑体型上的选择等方面，基于气候因素条件下，探究建筑节能的设计理念，总结出了基于气候要素的建筑设计策略和手段，为节能设计理念及实践研究打下基础。
关键词：气候要素；建筑节能设计；设计理念
引言：基于气候要素的建筑设计源于人们对室内外环境的生理要求，也是建筑功能的需求，简单的说就是舒适度要求，很多地方室内室外气候存在一定的偏差，一般来说，通过减小环境差异的调控手段称之为气候控制，控制的手段可以分为主动式调控与被动式调控。
1.影响建筑设计的气候要素
气候因素指的是影响某地区气候状况的因素，基于人的舒适感为基础的建筑节能设计，涉及到的因素主要是空气的温度、阳光的辐射、空气的相对湿度等。一般影响建筑设计的因素主要有温度、日照、降水量、通风情况、相对湿度等，人们可以根据不同气候范围内的气候特征，采用一定的策略，建立舒适度较好的室内环境。
2.气候建筑概述
一般来说，有一定年限的建筑形态具备对当地气候的适应性，图表1总结了国内不同气候区域建筑形特征证明了与当地气候环境的适应性。
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图1 气候建筑与地域气候环境
气候建筑实际上就是为了适应当地气候，充分利用气候资源。比如说太阳能、风力等可利用资源及自然环境，减少不利环境对建筑的影响，对变化多端的天气表现出适应的现象，是一种环保节能、自然健康的生态建筑类型。
3.基于气候要素的建筑节能设计
建筑空间设计对和环境适应性主要体现在两个方面，一个是外部层面，另一个是内部层面。外部层面通常是指区域环境对建筑的设计布局、选址、空间的表现形态等方面产生的影响；内部层面指的是建筑外部微气候与建筑空间形态相互影响作用，以及微天气与建筑室内空间结构组合方式的影响。建筑室内外气候指的建筑构成的人工气候环境，建筑室外微气候指的是建筑区域范围内的气候变化状况。
3.1利用气候资源、对建筑合理布局
合理的建筑布局能降低不利气候对建筑的影响，能实现自然环境与建筑之间的物质循环创造条件，在对建筑进行设计的时候，应当充分考虑基地的气候和地形样貌。比如说在对坡地建筑布局设计的时候，因为坡地的坡度、海拔高度不同，接受太阳照射的时间以及受热强度都存在一定的差异，在选址的时候，应当选择阳光照射时间较长的，冬天暖和夏天凉快，气候条件最佳的选择。
3.2适应气候的节能规划布局
合理的建筑规划布局是实现建筑微气候环境舒适的基础，在建筑单体节能目标上发挥了一定的积极促进作用，在对建筑进行布局时，应当考虑不同地区的气候环境。比如说建筑布局空间较为宽敞的有利于热气的交换，利用通风降温，但是不利于阳光照射以及热气压拔风的情况；较于紧密的建筑空间布局利于干燥寒冷的气候进行冬季换风，利于遮挡炽热的阳光，产生热压通风。建筑群体布局形式一般可以分为周边类型的布局、行列式的布局及综合式的布局。
3.3改善建筑风环境
建筑风环境是创造生理舒适性的主要因素，而且建筑风环境与建筑节能有着直接的关系，因此成为绿色建筑的重要话题，对于建筑群如何适应当地的气候变化情况，以及采暖节能与建筑制冷功能对风环境存在不同的要求，在一定程度上，都对风环境提出了更高的要求。
一般来说，夏天炎热冬天寒冷的气候变化，在气候区域建筑与规划布局时，应当考虑到冬季防风、夏季进行通风的设计，这种相对的通风设计需要仔细总结、推测风向的流动情况，在此基础上，更加优化平面布局，提高对风的预防能力和控制，进一步来改善建筑风环境。行列式以及自由式的平面布局较为典型，对于行列式建筑群而言，夏季方向与建筑垂直方向并不符合，吹向建筑的风会与接触的建筑形成很长的气流涡流区，这种涡流区的形成导致建筑通风效果受阻；为了改善夏季时节建筑群体内的风向流动情况，建筑群的方向与夏季风形成的方向角度应当控制在0度到60度范围之内，同时应当考虑到建筑群的朝向与建筑周围地形，保持建筑与方向正南向夹角在30度范围之内，以便获得合适的风环境。
在对夏热冬冷地区建筑风环境策略上，南部方向的建筑群需要设计一定的通畅性，建筑的长度不能过长，应当保留一定的分口以便于新成堂风；在冬季防风策略上来说，建筑群北面应当尽量保持封闭状态，减少寒冷风吹向建筑群里，因此北面的建筑高度应当保持一定的高度，适当延长建筑的长度，建筑南面应当布置矮小、错列、斜列等形式的布局，以便达到夏季自然通风，冬季防止冷风的效果。
3.4基于气候要素的建筑空间节能设计策略
在夏热冬冷地区，夏季节能布局应当减少东面阳光照射、西面阳光照射以及建筑顶部的阳光照射面积，以便阻止太阳光进入建筑群里，并有效实施室内通风、隔热、通风等措施；在冬季时节则是相反的效果，建筑设计应当增加太阳光照射的面积、充分利用日照、太阳能等形式进行取暖，避免冬季冷分侵入室内，日照、保温是其主要的话题。在一定程度上，虽然两者之间的表现是矛盾的，但是存在相同之处，比如说对建筑南面的共同利用、建筑体型的选择、遮光板的调节以及各种遮阳手段以及采暖形式都是一样的。
3.4.1选择适宜的节能体型
在选择建筑节能体型的时候，往往受到多方面因素的影响，比如说冬季气温情况、太阳光日照的强度、建筑围护结构的保温性能以及局部风环境的状态等，需要具体评估建筑得热和失热情况，对各种因素进行优化组合才能确定。从冬季获取热量情况来看，应当增大建筑南向的得热面积，往往要求建筑的高度要小，且建筑的长度适当延长。尤其是处于坡地地形的建筑，如果建筑长度不够开展的话，可以依据建筑平面布局以及剖面形式想办法来解决受热情况，夏季的时候应当想办法来增加通风效果，根本上来增加南向的墙面面积。建筑北面应当设置过道，以便对气流形成缓冲效果，主要的功能朝南南面进行布置。通过东西墙的延伸来进一步缩短东西两侧方向的外墙面积，以便减少夏季太阳的辐射得热情况。
3.4.2基于气候要素，现代技术在建筑节能中的运用
一般来说，影响建筑室内的微气候另一重要的因素是建筑外围护结构的热工性能等构造设计。在这一方面，越来越多的绿色建筑技术在节能建筑中得到广泛的使用，以便来改善建筑室内环境，比如说太阳能发电系统技术、地板排风技术、地板辐热采暖技术、对空气进行热回收技术、建筑施工采用绿色材料等。比如说房顶采用双层结构，第一层是铝合金，其作用能通风，第二层采用太阳能集热板，以便用来取暖或者进行发电。供暖和电力应当单独设置，在夏季的时候，房顶可以充分打开，以便取得最佳的通风效果，在冬天的时候，通过太阳能集热板和天然气锅炉的使用，为建筑室内进行供暖，充分体现了现代建筑技术创造结合气候的生态绿色建筑。
3.4.3传统技术在建筑节能中的运用
中国丰富多彩的地方传统建筑也为我们提供有益的借鉴，例如炎热地区的冷巷设置，通过所谓“低技”的简单处理可以有效形成风道，加强通风降温的效果。还可以结合园林水体，利用水体的降温作用营造舒适的小环境。
结论：总的来说，依据气候的建筑节能设计应当遵循地区气候与地形条件，结合气候因素以及建筑地形进行合理的选址；选择合理的布局形式以便满足气候变化；结合气候因素以及地形特点，对建筑群进行优化整合，改善建筑群体内的环境空间；通过空间组合对风向以及风速进行调整，促进建筑外部内部空气交换等，通过这些合理规划以及调控手段，创造低能耗且适合居住的环境。
参考文献：
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