发布时间：2014-09-25所属分类：科技论文浏览：1次
摘 要： 摘要：随着全球气候的变差，人们的环保意识觉醒，开始回头寻找老祖宗的智能，学习与大自然和谐共存，创造节能减碳的建筑与居家环境。同时注重建筑构造上的美学与机能，提升居住文化的质量与基因，使建筑与室内设计结合后，形成适应当地气候的风土建筑，创造
摘要：随着全球气候的变差，人们的环保意识觉醒，开始回头寻找老祖宗的智能，学习与大自然和谐共存，创造节能减碳的建筑与居家环境。同时注重建筑构造上的美学与机能，提升居住文化的质量与基因，使建筑与室内设计结合后，形成适应当地气候的风土建筑，创造永续健康住宅的价值。
1水平向的风向牵引与空气对流的自然通风换气
窗户型式包括窗户开口的大小、位置的高低、开启的方法等。窗户开口的大小关系到换气量的大小，这也关系到室内居室的生活功能与景观的需求。活动人数多的客厅与餐厅则需要较大面积的开口以利通风与景观;而卧室与浴厕是睡眠与盥洗的空间，在注重生活隐私的同时亦有通风换气的需求，所以在窗户的形式上需要设置高窗以达到通风的需求同时减少隐私外泄;书房与画室是工作的场所，对通风与光线的需求高，在开窗型式上注重较大面积与大视野，以求充足光线与景观视觉的愉悦。在窗户开启的方法上，对拉窗的形式开口面积减半通风效果折半，而外推式窗户开口具大面积的通风效果，但考虑到闽北地区多雨潮湿的气候在选择上也许谨慎。另外，如果周围景观凌乱或楼间距过近，亦可采用下半部的开窗方式，既方便通风，同时又避免刺眼的日照入射光、户外零乱市容的影响与邻里间隐私的保护。
2垂直向的热对流牵引与空气对流的自然通风换气
利用建筑物中的垂直空间，例如楼梯间与采光天井、通风塔、自然通风气的留设，形成垂直向通风管道的烟囱效应并连通水平向的开窗设计，应用热气流上升、冷气流下降的原理以及气流正负压力的差异推挤空气，将室内热气流从垂直向通风管道排出，引导户外新鲜空气由窗户开口进入室内，替换室内的热空气、缓和室内炎热的环境，达到空气对流的自然通风换气效果以减少冷气电能的耗损。若考虑到雨多的梅雨季节，为避免雨水被风压挤入室内，可加装百叶窗的通风塔并强化开口部位的泻水与防渗水功能。另以，采光天井的留设结合立体绿化设计，可以创造建筑物内的室外效果，不但具高效率通风换气而且结合优质的人造景观，对室内居室温度冷却与生活舒适度的营造有极佳的成效。室内装修结合中庭的绿色景观设计，使中庭的绿意与自然光线延伸至室内空间。
2.1建筑物的整体座向与外在环境的相对关系
建筑物的设计初期就应从建筑物的整体方位、座向、邻栋间距、开口的大小与形式着手，再加上隔热、通风与采光的考虑，便可节省大量的空调与照明用电。以闽北的地理环境而言，夏季风向为东南季风，冬季风向为偏北风或西北风，建筑物的方位与开窗应尽可能座北朝南，以引进夏天凉爽的南风与明亮稳定的南向光源，背对开小窗的北向，以阻挡冬天寒冷的北风。所以建筑物在座向与外在环境的相对关系上，西向墙面应尽量减少开口面积以减少阳光与辐射热能进入室内，可安排管道间、储藏室、浴厕、厨房等空间于西晒墙面，使室内干燥避免潮湿。而夏日北面凉爽舒适，可设置阳台与长廊以延伸室内的活动空间。善用自然界的赐予，使每个空间各取所需。
2.2开窗型式需配合建筑物的座向与室内居室的生活需求
室内各居室因生活起居的时间与活动不同的需求，对光线、景观、温度与湿度的要求亦有不同，所以在设计上的开窗方式也不同。为求高科技、开放的明亮造型与景观面的考虑，设计师偏好大面透明玻璃的设计手法，但以现今的高科技降低日射的透光率最多只能阻挡67%，所以在日照强烈的面向减少不必要的开窗面积，亦是一种外壳节能的设计。为使建筑的开窗与节能更有效率，住宅的各个居室根据不同的生活使用功能，应设计不同开窗型式以对应不同居室的需求。2.2.1外部遮阳板形式与光线的遮蔽与引导闽北因地处亚热带地区，在建筑物的遮阳手法中，以外遮阳的效果最佳，也就是将阳光的热能在进入建筑物之前就阻挡在外。而典型的外部遮阳形式就是遮阳板，遮阳板会因为建筑物的方位、墙面的朝向以及窗户的开窗方式而有形式上的差异。理想的外部遮阳是既能阻挡不必要的热能，又能使室内获得良好的采光，也就是同时具有遮阳、导光、通风与遮雨的外遮阳的设计。2.2.2外部遮阳板的形式与其适宜的朝向不同的方位所需设置的遮阳板形式也不同，水平向的遮阳板适用于日照角度高的南向开窗。水平加垂直向的遮阳板适用于东南或西南向开窗。东向的日出或西向的夕阳西下，日照角度较低，开窗适合垂直式遮阳板，又因太阳的路径同时由东往西移动，垂直的遮阳板只能遮住部分日照，所以应设计为可调节式的遮阳板。南向适合水平式的外遮阳，为求好的遮阳效果，活动式的外遮阳是最好而且能完全遮挡光线与辐射进入室内。而闽北因地处北半球，太阳照射角度对偏南;正北向是没有日照进入室内的，所以北向不需装置遮阳板。一般建筑物避开的西向开窗，可以利用遮阳板的应用，达到防止日晒进入室内的第一道阻热防线，正确的遮阳板的应用，对西晒强烈的朝向具有遮阳挡热的直接成效，但如果西晒面同时又是景观面，不但需要有效的遮阳板遮阳，又需要大面窗取景的矛盾，则其弹性角度的可调节性就更必要了，对于遮阳板角度与太阳方向的调整则需有更精准的计算，以达到阻绝阳光入射又具景观的双向效益。在闽北多雨、日晒炎热、市区人口相对密集的环境下，最好的外遮阳设计当然是既能遮阳、遮雨、又能隔音、引导风向进入室内，达到多功能的外部遮阳板的形式。
2.2.3导光板的应用与设计形式导光板在形式上也是一种外部遮阳板，因入射光线的移动与风向的变化，以及在不同时间将室外光源导入室内兼具风向引导的作用，多数导光板具有可调节的特性。但因为是一种外加式的单元件，可在建筑设计阶段就在材料、颜色与形式上搭配建筑的设计，在视觉上融入建筑元素与造型，使之成为建筑本体的一部分。
3天井与中庭的室内光线引导与微气候的调节
在建筑设计阶段，将建筑的中段部分或楼梯间留设天井与中庭，那么对位于建筑中心位置的密闭空间来说，就具有引导垂直向通风与自然光源进入室内的具体实效。若空间的宽度与高度许可，种植冬天落叶、夏天茂密的树种，更可达冬暖夏凉的引光遮阳效果，同时还对室内空间有视觉美化与光线引导的微气候调节成效。因为树种生长特性的差异，为避免日后树冠与树根的生长范围持续扩大，破坏建筑结构体，建议将树种植在事先灌制的水泥大凹箱内，避免树根的生长破坏了建筑结构体与地基，影响建物安全。天井与中庭在室内光线的引导作用设计中，应注意热能直接进入室内与形成的眩光问题，天井以活动天窗或侧向采光方式，避免正午阳光直射的高温，同时可享有温和的自然光进入室内。而天窗的玻璃面以北向为佳，便于获得最温和的自然光，使夏日凉爽的南风带走室内上升的热空气由北向的天窗排出。在室内天井与中庭的植栽与水池空间中营造一个绿意盎然的起居室，在清晨与夏日的午后，气温凉爽的闲暇时刻，将家中的早餐与晚餐移师户外用餐，不但具有休闲度假的民宿气息，也省去用餐时的冷气空调，舒适的享受一个微气候调节下的半室内空间。
4建筑物的隔热与降温设计
室内要达到降温的目的，针对受热最强烈的屋顶与墙面的隔绝热源设计最有效。隔绝热源的方式又以遮阳与隔热两种方式最具体，遮阳指的是阻挡太阳进入室内，而隔热则是阻挡太阳照射后，热能被建筑体吸收并传入室内。若阻挡太阳进入室内，同时阻断热能被建筑物吸收，二者同时采用，其降温效果最为显著。
4.1屋顶的隔热设计
不管是水平板状或是斜屋顶形式，屋顶受热在任何时间的日照角度都不间断。也就是说日照时数与热能的获得，比任何面的墙面都多。所以屋顶遮阳与隔热的设计显得尤为重要。屋顶隔热最终的目的就是将太阳的辐射热隔绝于室外，初期以建筑设计手法达到室内降温节能的效果，以减少室内空调耗损的目的。设计的方法可以从外部增加隔热处理与内部装修两个方向着手。
4.1.1建筑外部隔热处理建筑外部隔热处理可区分为屋顶隔热处理与外墙面隔热处理。(1)屋顶隔热处理:铺设隔热材料阻断辐射热传递入室内。另以屋顶花园或花架的设置来形成一层遮蔽与散热层，同时也给自家提供了一个在清晨与傍晚户外的活动场所，增加生活的情趣。还可以设置双层屋顶以形成空气层阻断热传导的自然方式达到排风目的，来减低室内环境的热负荷，增加居室的舒适性。在屋顶设置洒水与水池藉由水遇热蒸发的原理带走屋顶的热能，也是一经济又有效的方式。(2)外墙面隔热处理:阳光在越过窗户出檐或遮阳板等外部遮阳的第一道防线后，热传导对室内温度依然造成不小的贡献。在室内装修手法上，为有效阻断热源，减少冷气能源的耗损，防UV有色玻璃、窗帘与全遮光窗帘布的应用，已是室内遮阳的基本配备。或者在外墙面种植爬藤类植物，以美丽又天然的方式为建筑物的外墙增加第二层肌肤，另外，善用窗外留设的窗台空间，设置可供盆栽与茂密植栽攀爬的框架设计，让茂密的叶片与空隙形成隔热效果并遮挡阳光进入室内，强烈的阳光照射植栽后，穿过窗户有色玻璃与窗帘的防护再进入室内，炙热难耐的西晒已减弱大半，层层过滤紫外线与辐射热之后，不但有实在的降温效果同时又有美化景观的作用。当西晒日射角度较高、光线进入室内较少时，打开玻璃与窗帘的遮蔽，植栽间的空隙还能让微风吹拂入室内，减低闷热、憋气的感觉，室内温度基本可调降至不需空调的节能状态。
4.1.2建筑内部降温设计建筑内部的室内装修，除考虑符合室内机能外，善用其特性，亦可达到对外断热、阻热与降温的性质，使建筑物的内部与外部的隔热与断热处理同时运作。(1)书柜墙面处理:建筑物外墙白天受到强烈日照，热气以辐射方式进入室内，若没有第二层的防护与降温的机制，热气与温度便在室内累积并停留。所以建筑内部的降温设计，就成了室内装修美感追求之外最重要的功课。在面向西晒的大片墙壁，虽没有窗户开口的设置，在长时间的烈日西晒后，混凝土墙内部已经吸足了满满的热能，在夜间慢慢释放出来，即使已入夜还是闷热难耐，因此可依着西晒面的混凝土墙面，装修衣柜、储藏柜和书柜…等，形成一个隔热空气层，减缓热能传递进入室内的速度，同时，进入衣柜和书柜的热能，还可防止衣服和书本潮湿、发霉，可谓一举两得。(2)天花板层通风处理:建筑内部另以天花板装修方式形成空气层，以达到断热作用，并装置天花板层通风口，藉由空气流动的正负压原理，带走天花板层内部的热空气，达到顶层室内降温、排热的效果。(3)室内水池的处理:水气在室内有降温与舒缓空间的效益，放置鱼缸与水族箱是较常用的简易手法，而设置一方流动小水池，不但具有水族箱的恬适质量，更具有调节室内微气候的清凉作用，进而摆脱鱼缸与玻璃的距离感更贴近鱼儿的悠游自在。为保持水池的清洁与室内的降温作用，在水源的流动与替换设置上应使阳光直射水池，这样既有助水生植物生长又能防止蚊虫与青苔孳生，搭配通风采光，透过室内水池的微气候降温，达到禅意冥想空间的创造。
5结论
通过多样的建筑设计手法，解决自然通风采光降温的同时也可发展成一种地域性的建筑形式语汇，这样的典型建筑在早期科技文明还不甚发达的东亚与南亚地区，已经形成了成一种特殊的建筑人文景观。现代建筑拜高科技所赐，人们过度仰赖科技建材与技术，既耗费资源同时又破坏了自然环境。
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