建筑
建筑是人类最伟大的发明创造之一，它不仅为人类提供遮风避雨的生存空间，也是人类的精神家园。人的一生约有90%的时间生活在建筑中。
什么样的建筑，才是人们需要的建筑？是建筑师们一直为之思考和探索的问题。而对于建筑品质及美好生活环境的向往，则是人类永恒的追求。
美国建筑学家C·亚历山大在《建筑的永恒之道》一书中这样论述：
“建筑与城市的好坏之别是一个客观的问题，它是健康与疾病之别，完整与分裂之别，自持与自毁之别。在健康、完整、有生气和自持的世界中，人们自己就是充满活力，自我创造的。”
我以为，绿色建筑的目标就是达成一个健康、完整、有生气和自持的建筑世界。
大家知道，绿色建筑的内涵是指在建筑的全生命期内最大限度的节约资源（节地、节能、节水、节材）、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用、高效的使用空间与自然和谐共生的建筑。
从中共党的十八大到十九大召开以来，党和国家对生态文明建设高度重视，建设天蓝、地绿、水清的美丽中国，成为每一个中国人的梦想。
今天，生态文明建设已迈向一个高质量发展的新时代。绿色建筑正是在“创新、协调、绿色、开放、共享”发展理念及“适用、经济、绿色、美观”新的建筑方针指引下，以生态文明建设为己任，在中国城乡及建设行业推行的一项伟大工程实践。
2010年，由湖南省住房和城乡建设厅批准，HD牵头成立了“湖南省绿色建筑产学研结合创新平台”，平台成员单位来自设计、科研、施工、高校、房地产企业共11家单位，经过8年多的建设，已形成一套适应湖南绿色建筑发展、基于建筑全生命期的地方标准体系。
从2010年首部《湖南省绿色建筑评价标准》出台，到2015年修订再版及《湖南省绿色建筑评价技术细则》（2012版、2017版）、《湖南省绿色建筑设计导则》、《湖南省绿色施工评价标准》、《湖南省绿色建筑物业管理导则》，乃至2017年《湖南省绿色建筑设计标准》发布。本省绿色建筑在地方标准引导下快速发展。
至2018年5月，全省实施绿色建筑面积4257万㎡，获得评价标识387项，位居全国第七位。
在近十年的绿色建筑研究和实践中，我们以绿色建筑评价标识推动着手，逐步回归到对绿色建筑本质的探索，明确了设计优先，技术优化的设计策略和路径，总结了在设计优先基础上对应的自然通风、自然采光、遮阴遮阳、雨水利用、立体绿化五大适宜技术。
这些技术及应用的自然资源，既是大自然对人类的恩赐，也是人类在几千年的生活实践中，借风、光、水、绿等自然条件，不断改善人居环境、创造健康舒适的建筑所进行的不懈探索。
2016年由丹麦威卢克斯集团发起，欧洲多所大学、科研、企业参与，对欧洲包括德法英14个国家的1.4万个家庭，进行了“欧洲居民对住宅建筑的健康、能源和环境影响的态度和行为”调查，受调查的国家居民占欧洲居民总数的70%。
此调查表明，影响健康的第一因素是建筑，其中包括：晚上好的睡眠、注重室内自然通风、确保室内充足光线、远离有害化学物质。
可见，人的健康幸福与建筑息息相关，而绿色建筑正是回应了这样的诉求。
美国建筑学家伊恩·麦克哈格在其具有里程碑意义的著作《设计结合自然》中，强调了设计与自然的关系，将重点放在“结合”上面，这包含着人类的合作和生物的伙伴关系的意思。他寻求的不是武断的硬性的设计，而是最充分地利用自然提供的潜力。
本文所论述的五大适宜技术，正是我省绿色建筑实践中，设计结合自然的探索总结。
一、自然通风
自然风是空气流动的一种自然现象，它由太阳辐射所引发。人类在几千年的生活实践中，把风作为一种自然能量和资源利用由来已久。
中国传统风水理论中，就将风与水当作自然因素，借其风向水流的形势，营造生活场所，达到改善人居环境的目的。
在汉语中，风与光从来都是相伴而行，是两种自然能量的体现，如风光无限、风景、风物、风流等，均代表了先人对这种自然力量认识的丰富内涵。
古代《宅经》所言：“人宅相扶，感通天地。”现实生活中当建筑物无人居住时，很容易出现损害甚至毁坏，其中一个重要原故是没有人的存在，房屋便不可能通风换气，因而虫害霉菌滋生，导致了建筑物的衰败。可见自然通风对建筑的重要作用。
当今，在城市设计与建筑工程实践中，自然通风技术得到广泛应用。湖南为夏热冬冷气候区，在现行国家标准《民用建筑热工设计规范》等相关标准中规定，该气候区必须满足夏季防热要求，适当兼顾冬季保温，以及通风换气、卫生健康要求。
利用自然通风，不仅能改善城市及建筑风环境，满足夏季防热要求，还是为人们提供健康舒适的空间环境所采取的重要技术措施。
从宏观角度分析，首先影响城市通风条件主要的气候因素是地区风（也称梯度风），城市风条件，对人类健康和舒适度、能耗以及空气污染程度都具有直接和明显的影响。
其二，大部分城市区域的风条件也会决定建筑的通风潜力以及建筑外部的行人与风接触的程度。在所有气候元素中，风条件受城市化的调节和影响最大，城市风比其他任何气象元素都更易受到城市设计的控制和调节。利用城市设计来调节城市气候和改善人类舒适度，对城市风进行调节具有最大的潜力。
其三，各种城市设计元素可以减小或增大街道处的风速，以满足不同气候地区的舒适度要求。特别是一些城市元素，诸如考虑风向的街道走向、城市规模、建筑高度、和密度以及高层建筑在低层建筑中的分布情况等，对于城市风条件具有重大影响。
在城市生态环境专项规划和城市设计中，通常还需利用河道、水域、林荫带、道路街巷等，形成系统性的、多梯级的通风廊道，来组织城市风环境设计。
▲城市通风廊道
城市通风廊道构建是提升城市空气流通能力，减少雾霾，缓解热岛，改善人体舒适度，降低建筑能耗的有效措施，对局部气候环境和大气环境质量改善有着重要作用。
从中观角度分析，场地设计应依据所在城市风玫瑰图，结合夏季、冬季、常年主导风向情况。采用适宜建筑朝向，合理的建筑布局，考虑地形地貌将建筑“高低错落”布置，将建筑主立面迎向夏季主导风向，以及设置建筑底层架空、空中花园等措施，均能有效地营造场地内良好的通风环境。
▲场地设计中的风环境营造
如湘南传统村落上甘棠村、板良村，就是通过合理的规划布局，把山和水环境联系起来，利用巷道风，创造了宜人的场地风环境。
▲湘南上甘棠村的通风廊道
▲湘南板良村的巷道通风
然而，不合理的建筑布局，不仅会产生二次风还会严重地阻碍风的流动，在某些区域形成无风区或漩涡区，尤其不利于夏季建筑室外散热和污染物的达标排放。
另外，本地区建筑群体的外部空间（如商业综合体的广场、街巷、人行区域）、建筑主要出入口的方位布置等，也需要考虑城市冬季主导风向的作用，采取有效措施，以防冷风侵入室内，对建筑使用功能和采暖空间造成负面影响。因此，在场地设计中，合理组织自然通风设计十分重要。
此外，在场地设计时，应留出次要通风廊道与城市主要通风廊道相连接。
现代风环境模拟技术，也为城市与建筑风环境调节提供了优化设计条件。
从微观角度分析，有调查报告显示，良好的室内风环境、光环境可明显提高中小学生的学习成绩，降低办公建筑内使用人群的患疾病率。
在建筑设计中，首先通过建筑平面、剖面以及门窗的合理设计，将建筑设计为有利于形成穿堂风的布局，再结合建筑外门窗的位置、方向、开启方式、开口面积等进行深化设计，并可在设计中采用中庭、天井、楼梯间、拔风井等风压、热压通风措施。
如建筑大师诺曼·福斯特设计的德国法兰克福商业银行，整座大厦除在极少数严寒和酷暑天气中，全部采用了自然通风和温度调节，其具体做法是在建筑的不同方位上设计多个空中花园，形成“烟囱”效应组织通风，将运行能耗降到最低，同时，也最大程度地减少了空气设备对大气的污染。这是世界上第一座超高层生态建筑。
▲法兰克福商业银行塔楼局部效果
在地下建筑空间（如地下车库、商业超市）中，采取直接通风的半地下室、下沉式庭院、通风井、窗井等，均有利于加强地下空间自然通风，节省机械通风能耗，达到提高地下空间环境品质，丰富空间景观的作用。
如长沙保利麓谷林语居住区地下车库就利用了场地内陆形的高差，设计成半地下室，较好地解决了车库自然通风采光等问题。
▲长沙-保利麓谷林语居住区地下车库自然采光
在建筑细部设计中，将设备（如室外空调、电气设备）布置在建筑北向并辅以合理的通风构造设计，也有十分明显的节能效益。
总之，在城市与建筑设计中，结合湖南气候特征，科学合理组织自然通风，是一项显著改善室内外空气质量，降低建筑能耗，提高人体舒适度，营造健康宜人空间环境首选的技术措施。
清晨，当你打开家中的每一扇窗户让风来做功，你便拥抱了健康快乐的每一天。
二、自然采光
自然光具有神奇的力量，人类对于自然光的认识和应用可谓博大精深。《圣经》有言：“在你的光中，我们必得见光。”“神就是光，在他毫无黑暗。”佛教禅宗“一灯能除千年暗，一智能灭万年愚”之说，喻示人的心灵之光，可以洞彻宇宙实相和人生真谛。
在文学家的语言中，如晨光、曙光、霞光、春光等均是对自然之光最美好的写照。在西方宗教建筑中光的应用，寓意了“上帝”与凡人之间沟通的桥梁。
今天，就城市与建筑而言，自然光是一种自然的能量，是一种取之不尽、用之不竭的资源。
从宏观角度分析，太阳能就是自然光的重要应用。自21世纪以来，我国的可再生能源应用快速发展，其利用率已居世界首位，特别是太阳能光伏的应用。
据日本《经济新闻》网站2016年统计分析，中国已成为最大光伏发电国家，累计装机容量达4300万千瓦。根据2020年的世界市场展望，中国将继续拉动整个市场，预计2020年底时实现装机总量达6亿千瓦，在五年内将扩大2.6倍。
城市光能的利用，将为中国的节能减排，应对气候变化，贯彻节约资源、保护环境的基本国策发挥更大的效益。
从中观角度分析，在城市建筑、构筑物的外墙、屋顶上的太阳能光伏利用，也在快速增长，特别是我国沿海城市建筑的太阳能光伏应用，已形成光伏发电产业效应，取得了丰硕的成果。
从微观角度分析，建筑上光的利用主要是自然采光，其中包含建筑日照设计。建筑日照设计的目的是充分利用阳光以满足室内光环境和卫生要求，同时防止室内过热。
在幼儿园、疗养院、医院病房和住宅中，充足的直射阳光有杀菌和促进人体健康等作用，在冬季又可提高室内气温。因此，建筑日照条件与室内人居环境密切相关，直接影响居住者的身心健康和生活品质。
对于住宅卧室、幼儿园寝室活动室，中小学校教室，医院病房等，在建筑设计中均应执行现行国家建筑标准中相关日照的强制性要求。
在湖南地区最大限度地争取适宜建筑朝向即接近南北向，将利于获得充裕的日照条件。
建筑设计亦可通过日照模拟分析软件，确定场地最佳建筑朝向。相关研究表明，适宜建筑朝向能够提升建筑节能率10%以上。因此，采用适宜建筑朝向，对于自然光能利用效益显著。
在建筑设计中，可通过光环境模拟分析优化建筑平面、剖面以及外门窗设计，使主要功能空间获得舒适的光照环境。在城市博物馆、美术馆设计中，不乏优秀的案例。
如美国建筑大师路易斯·康设计的金贝尔博物馆、丹麦建筑大师伍重设计的哥本哈根-巴格斯韦德教堂、杨瑛大师设计的HD总部办公楼，均营造了舒适宜人的自然光环境，完美地应用光的元素塑造了一处处诗意盎然，充满光影变化和生命律动的建筑空间。
▲美-金贝尔美术馆自然采光
▲哥本哈根-巴格斯韦德教堂自然采光
▲HD总部办公楼自然采光
另外，采用中庭、天窗，天井、窗井、下沉庭院、半地下室等设计措施，将丰富建筑地上、地下空间的自然采光。
以中庭采光为例，日本建筑师古市彻雄在考察西藏建筑时这样描述：“如果说西藏建筑的特点，恐怕就是它的中庭和采光表现了。”其代表建筑当属拉萨的哲蚌寺，其中庭与建筑内部在流线上的交替，创造了光明与黑暗、现实与梦幻的重复，用光设计了具有了哲学意味的建筑空间。
对于大型公共建筑大跨度大进深的室内空间，可采用外窗反光板，集光导光系统引入自然采光。
总之，随着现代科技发展，自然光利用在城市及建筑领域利用具有更广阔的发展空间。建筑自然采光的应用，不仅在提升节能效益，还在最大限度地利用其改善和丰富建筑室内光环境与空间品质，营造健康宜人的工作、生活环境方面都具有重要的作用。
消除黑暗房间与角落，我心光明。
（未完待续）
参考文献：
[1]《设计结合自然》/（美）I·L麦克哈格著，芮经纬译.--北京：中国建筑工业出版社，1992.9
[2]《建筑设计和城市设计中的气候因素》/（美）巴鲁克·吉沃尼著，汪芳等译.--北京：中国建筑工业出版社，2010.9
[3]《风、光、水、地、神的设计--世界风土中寻睿智》/（日）古市彻雄著，王淑珍译.--北京：中国建筑工业出版社，2005.9
联系客服
