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】生态适宜技术在城中村改良中的运用结论与参考文献

　　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·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