关注人居建筑中的微环境

摘要：以北京温榆河畔别墅区建筑个体为例，通过风、热、光、声四方面来阐述建筑的微环境设计，探讨人居建筑与环境的和谐共生关系，指出建筑设计应以多元化的角度去探索，充分运用各种可能的科学技术，如物理学、生物学、气象学等等，并最终创造一个舒适宜人的人居环境。

关键词：微环境、多元化

中国古代“天人合一”的哲学观念长期影响着人们的思想意识和生活方式，因而中国传统建筑讲究与自然环境和谐有机的统一，就地取材，因地制宜，背山面水，自然采光、通风，求得生态平衡。传统的人居居所多选址于山水之间 ，其生活意境有如宋人杨万里《东园醉望暮山》所描述：“我居北山下，南山横我前。北山似环抱，南山如髻鬟。怀抱冬独暖，髻鬟春最先……。”既有新鲜的空气，充足的阳光，更有如诗如画的美景和自然山水之灵气培育人的胸怀气质。

林语堂先生说：最好的建筑是这样的，我们居住在其中，却感觉不到自然在哪里终了，艺术在哪里开始。优秀的建筑是一个与环境融合的结合体，从最贴近我们生活的居住建筑来说，它对于生活细节应有着非常强的关注，它并不是在试图模仿某个场景，而是真正的考虑居住者的生活状态，使居住者生存的每一处空间和每一段时间，都能够非常好的契合在一起。

建筑整体及外部环境设计是在分析建筑周围气候环境条件的基础上，通过选址、规划、外部环境和体型朝向等设计，使建筑获得一个良好的该区域的外部微气候环境。建筑选址主要是根据当地的气候、土质、水质、地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定，要使建筑在其整个生命周期中保持适宜的微气候环境，又要不破坏整体生态环境的平衡。规划设计控制了整个基地的基本生态环境，其超越了单一建筑建造的范围，而使整个环境获得最高的使用价值且受到最低的影响。而在建筑个体的设计上，就是一个营造适宜的建筑微环境的过程。在这一过程中，往往会处理得相对较为粗糙。如何在控制了大环境的前提下，使每一个个体都能得到最佳的环境质量，便是值得推敲斟酌的事了。

随着现代气象学的发展，Landsburg定义微气候的主体为地面边界层部分，其温度和湿度受地面植被、土壤和地形影响，这一定义使建筑气候学的研究范围被确定属于微气候学的研究范畴。微气候是指建筑物周围地面上及屋面、墙面、窗台等特定地点的风、阳光、辐射、气温与湿度条件[1]。

细化到建筑个体中，建筑的微环境设计就包括风、热、光、声这几方面，它们直接影响人居环境的舒适性。风环境设计要关注建筑周边空气流动及风压分布，并进行优化；热环境设计要处理好建筑周边的温、湿度；光环境设计要解决建筑单体自然采光及建筑自遮挡、互相遮挡问题；声环境设计要治理相关环境噪声。[2]

以北京温榆河流域龙湾别墅区为例，这里有数千年沉淀下来的人文底蕴，拥有绿色原生态景观河道和广宽绿林带，是一个藏风聚气之地，在整体环境颇为优越的形势下，我们对其中建筑个体的微环境更为关注。

建筑群体的布局对小区风环境有着极大的影响，通风无论对降低建筑使用能耗还是对提高居住者的舒适感都很重要，建筑外部环境的通风也会影响建筑内部的通风效果。

小区总体布局为独院行列式错位布局，对室外风环境的分析评价和优化可以采用计算流体动力学通过模拟方式研究，模拟建筑在夏季和冬季风环境条件下建筑周边的压力情况，指导夏季自然通风设计和避免冬季过多的冷风渗透。

龙湾别墅的建筑布局为十字形和T字形，这样自然就形成了三进式的四个庭院花园，立体跨院是龙湾别墅最具特点的创意空间。每一幢别墅都有下沉式庭院和内凹的院子，庭院不大，却小而精巧。拾阶而行，在中庭向下沿着石径，即来到下沉庭院。下沉庭院主要为了提升地下室的采光与通风功能，户内和户外均可获得舒适宜人的风环境。（图1）

从龙湾别墅入口曲折的木栈道开始，一路水景相随。从1800米温榆河景观大道开始，到四万平米公园大湖，到组团式水景园林，最后至每户独有的庭院水景，陆游《闲居》中“野水明窗几，通渠绕屋流”便是此景。小区从外而内的利用水系和绿化形成一个生态环境系统，可以有效的改善小区乃至单体建筑的热环境。

温榆河片区的地下，蕴藏着巨大的地热资源，为充分利用地热而避免对其他能源的浪费和污染，龙湾别墅将地下温泉水引至每户的温泉池。通过Airpak软件进行数值模拟，对比分析有水系与无水系小区的热湿环境状况，有水系的小区内人行高度1.5 m处空气温度降低1.1℃，相对湿度增加5%。水系可以从温度、相对湿度等方面提高小区的热舒适性。

别墅单体以立体组合的形式设置庭院及园林，在廊与径的结合中，灌木和藤蔓疏密有致的种植其间。夏季，通过植物冠盖、叶片的遮阳作用减少建筑物对太阳辐射热的吸收，通过蒸腾作用吸收建筑物维护结构的热量，释放水蒸汽，改善建筑物外表的热、湿环境，降低建筑空调负荷；冬季，绿化主要起屏蔽作用，减小风压对建筑物的作用，从而减小冷风渗透和外表面对流换热损失，降低供热负荷。整个空间景致错落有序，充分表现了传统的移步换景，在景观与绿地相融合中也形成了良好的生态环境。

龙湾别墅的布局属于“零地界”，即房子靠在一边，院子靠在一边，土地利用最大化，不存在相互遮挡问题。位于同一侧的庭院，形成非常私密和完整的个人化空间，的干扰止于庭院的墙外。即使在下沉庭院的温泉池中沐浴，合适的楼间距和院墙高度也能保证私密性。

建筑的主体采用退台式设计，房子的布局与正南、北向约成40度的夹角，每天太阳升起，整栋建筑会比正南北向的布置方式多获得11%的阳光照射，阳光可以进入到居室里的每一个角落。（图2）而空间上凹凸有致的设计，细部处理和精细的做工，使得居室内有着梦幻般的光影效果。每一个房间都可以感觉到室内外是紧密联系着的。地下室的设计也颇为独到，不再是完全封闭的地下空间仅留下高窗采光，而是利用下沉庭院设计落地玻璃窗。于是地下室不仅有了自由的呼吸，阳光、新风招之即来，还可以坐拥独院风景，享受风和日丽的生活。（图3）

降噪是一个很大的系统工程，门窗、地板、墙壁、甚至各种管道都有是可能噪音传播的途径，需要细心的把它们找出来，一个个堵死。龙湾别墅通过高效降噪门窗系统、外墙保温隔音、楼板隔声保温、设备阳台整体隔声措施、低噪音电器设备、柔性接口铸铁排水管降噪、吸音绿化带等系统性降噪措施等多种降噪方式，为住户提供安静舒心的生活。尽管龙湾别墅的降噪效果分开来看，并无出奇之处，但出色之处恰恰在于它的全面和细致。

每一座建筑都不是孤立的，而是一个统一连续体中的一员，它需要与其它事物对话，从而达到自身的完整性。龙湾别墅建筑个体的微环境与整个别墅区所获得的天然优资环境资源是相契合的。

以上通过风、热、光、声四方面简要的阐述了建筑的微环境设计，探讨人居建筑与环境的和谐共生关系，是期望在建筑设计中能够更为细致的对待建筑与人居环境的关系，营造适宜的建筑微环境。

建筑是一种社会艺术的形式，像所有其它形式的社会艺术一样，它包容了许多相互制约的因素于一身，诸如感性与理性，传统与现代，适用、经济、美观等等。但这些因素并不是割裂的，而是你中有我，我中有你；是同一事物由于观察角度的不同，而呈现不同的属性。对于建筑与环境的关系，应以多元化的角度去探索，充分运用各种可能的科学技术，如物理学、生物学、气象学等等，并最终创造一个舒适宜人的人居环境。

科技的进步和设计手段的先进性对建筑设计的发展带来重大影响，我们可以通过建筑微环境设计改善人居环境各项指标，这也将成为人居建筑发展中重要的方向之一。从可持续发展的思想来诠释建筑与微环境关系的内涵，就是建筑设计要有利于促进人造建筑环境与自然环境的生态平衡，形成自然生态的良性循环，也有利于实现人类可持续发展的目标。

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