目前我国建筑能耗总量逐年上升,能源紧张与需求扩张的矛盾日益突出。面对这一问题发展节能建筑抑或是被动式建筑是我国建筑行业未来发展必然的趋势。近年来被动式建筑越来越被人们所熟悉,如果说早在我们中国古代,被动式建筑就被勤劳智慧的中国人发明并有效利用,你相信吗?今天就让我们一起来看一看我国古代的那些已经应用“被动式概念”的建筑吧:
福建土楼
福建省属亚热带湿润季风气候,西北有山脉阻挡寒风,东南又有海风调节,温暖湿润为气候的显著特色。年平均气温15~22℃,每年5~6月降水最多,夏秋之交多台风,常有暴雨。福建传统民居——土楼,分布在闽西和闽南山区,这里历史上可耕地很少,又是盗匪出没频繁之地,为了防卫和减少占地,只能建造占地少、层数多和有很好防卫性能的土楼。土楼的建筑特色表现在它突出的防卫性能,奇特的外观造型及内部空间,群体与环境的有机结合和高超的建筑技术;它们从选址、规划、布局、到建造使用过程都体现了与特定地方自然环境的良好适应性。
土楼厚重的土墙不仅有效地抵御了外患,而且生土本身透气的功能,调节了土楼内部房间的温度湿度,适应了山区恶劣潮湿的气候。底层厨房的烟熏,使二层谷仓干燥且不生虫,卧室设在三、四层,高爽通风,成功营造了楼内冬暖夏凉的小气候,创造了理想的居住环境。福建土楼这种生土建筑的意义还在于它建造的原材料是泥土和杉木,就地取材又可重复使用,它来自土地,土墙倒塌、木材腐朽又回到土地,因此延续上千年的建筑活动并没有造成对自然生态的破坏。
陕北窑洞
窑洞主要流行在西北及其邻近地区的黄土高原,这里属于温带干旱半干旱气候,年平均气温在7~16℃,冬冷夏热、四季分明。最冷月1月平均气温-10~4℃,基本热月7月平均气温21~25℃,春、秋温度升降快。年降水量400~600㎜,降水量的季节变化明显,夏季降水最多,占全年的39~64%。所以气候干燥少雨、冬季寒冷,造成木材较少等自然状况,为冬暖夏凉、十分经济、不需木材的窑洞,创造了发展和延续的契机。中国窑洞因地制宜、就地取材、适应气候,生土材料施工简便、便于自建、造价低廉,有利于再生与良性循环,最符合生态建筑原则。这里的黄土深达一二百米、极难渗水、直立性很强,为窑洞提供了良好的发展前提。
布局:窑洞村落具有“上山不见山,入村不见村”的特点。从总体布局上看,整个建筑群或是顺着山势呈等高线布置,或是潜隐在大片土宅之下,它们都最大限度地与大地融合在一起,充分保持着自然生态面貌。
构建:窑洞不是采用投入建筑材料以构筑空间的“加法”方式,而是采用挖去天然材料以取得地下空间的“减法”方式,土方挖去的越多,窑洞空间和地坑的空间就越大。由于黄土易于挖掘,劳力并不十分繁重 ,一家一户就可以承担,因此窑洞造价甚低,具有显著的经济性,而且靠崖窑挖出的原土还可以填坡造地。
利用地形、因地制宜:窑洞在场地选择、朝向、定位方面创造了许多充分利用坡地、低洼地、棺用平地等因地制宜的设计与建造方法。
冬暖夏凉,就地取材:窑洞深藏于土层中或用土掩覆,可利用地下热能和覆土的储热能力,冬暖夏凉,具有保温、隔热、蓄能、调节洞窒小气候的功能,是天然节能建筑的典型。
中国下沉士黄土窑洞为开发浅层地下空间提供了可靠的依据。经测温查明,下沉士窑洞地面一般均在地表下6 m,而黄土地层深6m的温度波动正好与窑外空气年波动出现180℃的相位差,即窑外最冷月份(1~2月)该地层温度却处于最高峰处(16.5℃左右),窑外最热月份(7~8月)该地层温度却处于最低峰(14.5℃左右),这就是窑洞冬暖夏凉的主要原因之一。像下沉士窑洞这样的浅层地下空间不仅具有良好的地温及较厚土层的围护作用,而且日照、通风、采光、居住者心理对外界信息(特别是日、月、星辰、阴、阳、雨、雪)的感受与在传统地面建筑无太大差别,同时又不像中、深层地下空间那样会遇到建造期地下水等的处理问题及日照、通风、采光、紧急疏散问题或与外界心理信息相通等难题,设计、建造经地面高层建筑及中、深层地下空间简易。
各地干阑式建筑
干阑式建筑让所处地区为湿热气候区,温度高(15~35℃),年均气温在18℃左右或列高,气温年较差和日较差较小;年降水量750㎜,潮湿闷热,相对湿度80%;太阳辐射强烈。“干阑”式建筑是指居住面积架设在桩柱上的房屋,一般下层作为养畜和放置杂物用,上层通常住人。它具有通风、防潮、防盗、防兽等优点,对于气候火热、潮湿多雨(湿热性气候)的中国南部包括广西、贵州、云南、海南岛、台湾等亚热带地区非常适用。
干阑式建筑一般规模不大,三至五间,无院落,日常生活及生产活动皆在一幢房子内解决、对于平坎少、地形复杂的地区,尤能显露出其优越性。在建筑布局上,表现出对自然的依赖和遵从,注意建筑与人在空间上的协和关系,顺应自然,依山就势,随地形和功能的需要而灵活布局。有的屋脊呈平行山坡等高线的布局,依山就势,分层筑台,在台地上建房;有的则屋脊呈垂直于等高线的布局或将屋顶做成同一高度,或将屋顶逐级下降而成台阶状;在陡峭的崖壁或山溪旁复杂的地形建房,往往采取悬挑的方法,以争取建造空间。
南部亚热带地区不仅有营造干阑的必要性,而且有丰富的植被资源和葱郁的竹林,为各民族提供了取之不尽的建筑材料。
我国作为全球建筑能耗大国,大力推广被动式建筑,可减少煤炭和石油的消耗,降低二氧化碳排放,提高环境质量。在住建部的推动下,以先后出台多项政府补贴方案,引导鼓励更多的建设单位参与被动式建筑的建设。虽然被动式建筑仍面临这诸多挑战,被动式建筑是“未来建筑发展方向”的主流趋势不可逆转。