住宅建筑維護結構設計上個(gè)世紀全球的建設量等于之前人類(lèi)所有建設的總和，當然這源于社會(huì )的發(fā)展，科技的進(jìn)步，是人類(lèi)文明程度的體現。然而，有限能源已逐步的枯竭，自然資源破壞性的利用，自然環(huán)境日益惡化，城市的建設和建筑的發(fā)展不斷的面臨各種各樣的問(wèn)題。必須以“可持續發(fā)展”的角度去審視我們的建筑設計，從根本上降低建筑能耗。另外，還必須適應社會(huì )的發(fā)展，滿(mǎn)足消費者的需求，提高室內舒適度，減少空調設備。通過(guò)對生物氣候地方主義理論及一些國外新氣候建筑的介紹與研究，探索適合長(cháng)江長(cháng)下游地區建筑的設計原理。
1 長(cháng)江中下游地區氣候特征
長(cháng)江中下游地區地理緯度大致在北緯30°～32°，屬于氣候過(guò)渡地區，這一地區的氣候特點(diǎn)夏季氣溫較高，持續時(shí)間長(cháng)達3～4個(gè)月，太陽(yáng)輻射強度大；冬季較冷，時(shí)間長(cháng)達2～3個(gè)月，相對濕度較大，季節風(fēng)旺盛。該地區住宅建筑的保溫隔熱還沒(méi)有一個(gè)可參考的理論依據，住宅室內熱環(huán)境質(zhì)量普遍較差，冬季室內陰冷潮濕，最冷月份室內平均氣溫只有4～6℃；夏季悶熱，最熱月份室內氣溫高達32℃左右，特別是在頂層及西曬房間顯得十分悶熱難受。這樣大量的空調設備涌入居民區，由于缺乏總體部署，沒(méi)有從改善建筑熱工入手，熱環(huán)境改善十分有限，能源使用效率低，造成大氣環(huán)境污染。因此，改善該地區的室內環(huán)境已刻不容緩。
在正常情況下，相同體積、相同材質(zhì)、相同質(zhì)量的物體，在同一環(huán)境條件下，所吸收的太陽(yáng)輻射熱相等，其根本的區別只在于熱量在形體中分布情況。
其實(shí)建筑隔熱就是盡可能的將太陽(yáng)輻射熱阻隔在建筑之外，使室內具有舒適的環(huán)境，這就要對建筑的外環(huán)境進(jìn)行分析研究。建筑并不同于一般的形體，它已經(jīng)有一個(gè)普通的形體轉化為了有生命力的空間形態(tài)，需要有采光與通風(fēng)，這就必然需要有門(mén)窗，而太陽(yáng)熱輻射就會(huì )通過(guò)門(mén)窗傳入室內，怎樣既保證室內采光通風(fēng)，又能夠盡可能的有效阻止熱輻射。這就需要在設計中就必須知道該地區一年四季太陽(yáng)的運行規律，分析該地區生物氣候特征，采用合適的建筑造型，以及建筑朝向，并采取有效的建筑遮陽(yáng)措施。
2 生物氣候地方主義理論
氣候和地域是緊密相連的兩個(gè)概念，從上個(gè)世紀二三十年代就開(kāi)始對建筑與氣候、建筑與地域關(guān)系的研究。隨著(zhù)科技的進(jìn)步，研究的不斷深入，建筑節能也取得了一定的成效。
1963年，V·奧戈雅所著(zhù)的《設計結合氣候：建筑地方主義的生物氣候研究》，概括了60年代以前的建筑設計與氣候、地域關(guān)系研究的各種成果，提出“生物氣候地方主義”的設計理論，將滿(mǎn)足人體的生物舒適感覺(jué)（冷、熱、干、濕等）作為設計的出發(fā)點(diǎn)，注重研究氣候、地域和人體生物感覺(jué)之間的關(guān)系，認為建筑設計應遵循氣候→生物→技術(shù)→建筑的過(guò)程，分別是：①調研設計地段的各種氣候條件；②評價(jià)每個(gè)氣候條件對人體生物舒適感的影響；③采取技術(shù)手段解決氣候與人體舒適之間的矛盾；④結合特定地段，區分各條件的重要程度，采取相應的技術(shù)手段進(jìn)行建筑設計，尋求最優(yōu)化的設計方案。
生物氣候地方主義理論較大地影響了以后的建筑設計，例如70年代德國適應氣候節能建筑研究。印度的柯里亞提出了“形式追隨氣候的設計方法論。從生物氣候學(xué)角度出發(fā)，結合地域氣候條件進(jìn)行設計設計者用來(lái)表達地方主義文化特征的重要手段，也是為了滿(mǎn)足當前社會(huì )發(fā)展需求。
長(cháng)江中下游地區住宅建筑設計中的地域技術(shù)
為適應長(cháng)江中下游地區的氣候特征，必然要產(chǎn)生一系列適應性的空間形態(tài)。
圍護結構的隔熱性能
在自然通風(fēng)的情況下，要使室內氣溫低于室外氣溫的有效方法是加強外墻及窗戶(hù)的隔熱性能。根據建筑的隔熱機理，太陽(yáng)輻射投射到建筑外表面時(shí)一部分立刻被反射出去，另一部分被吸收。被建筑外表面吸收的熱量一部分向室內傳遞，另一部分以長(cháng)波輻射和空氣對流的形式向室外散發(fā)。
投射到建筑外表的太陽(yáng)輻射最終散發(fā)到室內和室外。顯然，散發(fā)到室外的熱量越多，傳遞到的熱量就越少。因此增大建筑外表的反射有利于減少傳向室內的熱量。因此對于夏季高溫時(shí)間長(cháng)的長(cháng)江中下游地區建筑外墻體通常采用白色粉刷或淺色飾面來(lái)達到外墻反射隔熱的效果。從圖上還可以看到，最終要使得傳向室內的熱量少還應該減少建筑外圍護結構的傳熱系數，即在外圍護結構中設置隔熱層，隔離室外熱量向室內傳遞，這樣一來(lái)建筑外表吸收的熱量將大量聚集在外表面，促使建筑外表面溫度升高，進(jìn)一步提高了建筑外表面與環(huán)境之間的溫差，有利于向室外散熱。這種隔熱方式也稱(chēng)為升溫隔熱。反射隔熱和升溫隔熱的結果都是把投射到建筑外表的太陽(yáng)輻射熱轉移到建筑的外部環(huán)境中去。
窗戶(hù)的隔熱性能問(wèn)題一直是外圍護結構設計中最為重要的一個(gè)因素主要是怎樣改善及防止空氣滲透。對于長(cháng)江中下游地區而言，要解決的是窗戶(hù)隔熱的問(wèn)題。在夏季滿(mǎn)足自然采光的同時(shí)，能夠盡可能的使陽(yáng)光滯留在戶(hù)外，目前最常用的方法是采用雙層玻璃窗，使用中空、隔熱和反射玻璃等，但空氣間層一般只在20mm左右，并不能有效的達到隔熱的目的，要達到40mm才有一定的效果，這就使得空氣間層的壓力變得更小，采用的玻璃就必須有更大的強度，這就勢必提高造價(jià)。如果在空氣間層填充反光材料，會(huì )達到更好的效果。
3.2 建筑布局
在長(cháng)江中下游地區，為舒緩夏季酷熱的氣溫。建筑的總體布局上就應該緊密的圍繞這一問(wèn)題展開(kāi)。在建筑的布局上應舒展開(kāi)敞，有較大的窗洞開(kāi)口，有利于自然通風(fēng)。采用較深的門(mén)廊和遮陽(yáng)板有助于導風(fēng)與降溫。一種有效的方式就是在室內設置“風(fēng)道”以組織穿堂風(fēng)，“風(fēng)道”應有足夠的寬度以保證空氣流通，“風(fēng)道”兩端還可以設置篷或門(mén)廊以起到導風(fēng)、遮雨、遮陽(yáng)作用。
3.3 內部空間的組織與劃分
在該地區的建筑有一個(gè)顯著(zhù)的特點(diǎn)，開(kāi)敞的平面形式，類(lèi)似于現代建筑中的“流動(dòng)空間”，但功能更加綜合。因而，在該地區內較為理想的建筑布局形式：有一個(gè)長(cháng)行的平面和帶坡頂的剖面，所有房間都有直接的通風(fēng)采光；建筑四周都有陽(yáng)臺、百葉遮陽(yáng)板或外廊。傳統建筑中有許多這種布局形式，但在大量多層及高層單元住宅中，由于密度及容積率的要求，現代住宅往往有較大的進(jìn)深，因此就必須保證使一套住房?jì)炔煌�方位的房屋之間有流暢的氣流，形成穿堂風(fēng)。
隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展和人民生活水平的日益提高，人民群眾對住宅建筑的各個(gè)方面的要求越來(lái)越高，對生活的空間環(huán)境更加的重視，住宅設計中的“大廳小臥”的概念為適應現代住宅觀(guān)的變化應運而生，它反映了住宅建筑的發(fā)展趨勢，是住宅設計進(jìn)步的一個(gè)象征。
“大廳小臥”屬建筑設計中空間組合、功能分區和面積分配的問(wèn)題。應注重廳臥之間面積分配的辯證關(guān)系，強調建筑設計手段在“大廳小臥”設計中的相關(guān)問(wèn)題，以便保證“大廳小臥”住宅有良好的空間環(huán)境和使用效果，并使其有一定的超強意識。
以上建筑中面對地域自然和氣候條件的營(yíng)造，歷經(jīng)歲月的錘煉而形成的地域技術(shù)，是一種質(zhì)樸、廣義的生態(tài)設計。其中所體現的“因地制宜”的原則及采用生態(tài)設計手段創(chuàng )造環(huán)境微氣候的思想，是設計中的重要手段。
構造設計學(xué)在長(cháng)江中下游地區住宅建筑設計中的運用
根據不同的地域氣候特征，構建一套相應的建筑構造設計，是建筑領(lǐng)域在不斷追求的目標。其基本的思想是：不依賴(lài)耗能設備，而在建筑形式、空間布局和構造上采取措施，以改善建筑環(huán)境，實(shí)現微氣候建構。
印度建筑師柯里亞的作品對該設計思想作了有利的注釋。為解決干熱氣候的建筑和通風(fēng)，柯里亞提出了“開(kāi)敞空間”和“管式住宅”
前者體現了有影陰的戶(hù)外或半戶(hù)外空間更適合于干熱地區公共活動(dòng)的信念；后者把煙囪抽風(fēng)原理應用于剖面設計中，在底層高密度的住宅群體中，既可創(chuàng )造小型化的陰影戶(hù)外空間，又有效的解決了室內空氣流通問(wèn)題，并直接產(chǎn)生了直接反映氣候特征的建筑形象。
根據冬季與夏季太陽(yáng)的不同高度角來(lái)制定有效的利用陽(yáng)光和遮陽(yáng)措施。在住宅建筑中設置陽(yáng)光間和中心溫室，冬季陽(yáng)光間和中心溫室可以充分吸收太陽(yáng)輻射熱量，為住宅提供一定的熱量，此時(shí)將遮陽(yáng)百葉拉起，通風(fēng)屋頂進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口封閉。
夏季陽(yáng)光間和中心溫室的百葉都是開(kāi)放的可以遮擋陽(yáng)光，雙層屋頂的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口的百葉在夜間和白天某些時(shí)刻是開(kāi)啟的，以帶走空氣間層中受熱的空氣避免室內溫度過(guò)高。
夏季白天陽(yáng)光底部和頂端的窗戶(hù)，以及中心溫室的頂端窗戶(hù)是開(kāi)啟的，利用通風(fēng)帶走其中的熱量，夜間，開(kāi)啟通風(fēng)塔頂端的百葉，利用熱壓效應促進(jìn)住宅通風(fēng)，以冷卻建筑構件，改善室內白天的熱工環(huán)境，此外，利用地下風(fēng)管系統，冷卻室外空氣，并將其導入中心庭院。
在長(cháng)江中下游地區我們可以找到許多類(lèi)似的建筑形式：干欄式建筑、平臺、通風(fēng)屋面等。這都是勞動(dòng)人民根據當地的氣候特征，所創(chuàng )造出的建筑形態(tài)，是一種建筑文化的體現。在建筑設計中應該在氣候環(huán)境設計上尋找到一種繼承文脈的理念思路，因為氣候不只是影響建筑的一個(gè)自然環(huán)境，還與文化息息相關(guān)，應該貫徹“形式追隨氣候的”思想。盡可能的對該地區的建筑文化進(jìn)行深層次的追求與思考。
具體的方案實(shí)例分析
這是蘇南地區一住宅小區設計方案，較好的利用地域技術(shù)以及建筑構造學(xué)，適應長(cháng)江中下游地區的氣候特征，滿(mǎn)足建筑節能的設計思想。
特點(diǎn)
·造型簡(jiǎn)約，經(jīng)濟適用，節能節水。
·斜坡造型減小了建筑體量，尺度親切宜人，以天井庭院為中心，取得與傳統民居的認同感。
·大進(jìn)深，小開(kāi)間，合理分戶(hù)，節約用地。
·日照充足，自然通風(fēng)，冬暖夏涼，明櫥明衛。
·主客分區，食寢分離，動(dòng)靜分區，居寢分離。
·磚混結構，粉煤灰小型砌塊，輕質(zhì)復合建材，造型簡(jiǎn)約，施工簡(jiǎn)易。
·生態(tài)型住宅，節約能源，冬暖夏涼。
太陽(yáng)能的利用
·設置太陽(yáng)能屋面，將太陽(yáng)能熱水器與屋面結合。
·可翻轉雙層（低輻射膜）透射玻璃頂的內院天井，（冬季）陽(yáng)光照射墻體儲熱升溫，形成對流，傳導室內空氣升溫改善室內氣候。
通風(fēng)·遮陽(yáng)
·屋頂植物構架有效遮擋陽(yáng)光，降低外墻內表面的溫度。
·百葉式遮陽(yáng)構架起降溫和導風(fēng)作用。
·（夏季）開(kāi)啟天井玻璃頂，組織自然通風(fēng)達到降溫和導風(fēng)作用。
·廚房、廁所中設置通風(fēng)管道，加強室內氣流流動(dòng)，使廚房、廁所保持負壓狀態(tài)。
5.4 隔熱保溫
·因地制宜，使用輕質(zhì)保溫小型砌塊砌筑外墻，外加保溫粉刷層。
·屋面南坡斜置花草加強隔熱效果，同時(shí)可有效降低環(huán)境輻射熱。
·結合太陽(yáng)能熱水器設置雙面屋面，閣樓儲水箱起保溫隔熱作用。
5.5 節約用水
·使用節水龍頭和坐便器。
·節約并合理利用水源，處理洗浴用水，收集雨水用于灌溉。
結束語(yǔ)
對人居環(huán)境的探討，一直以來(lái)都是建筑界所關(guān)注的問(wèn)題。無(wú)論在建筑節能，降低建筑能耗，還是在提高人居舒適度，創(chuàng )造新型的住宅建筑，都取得了很大的成效。但是面對這個(gè)龐大的建筑領(lǐng)域，建筑能耗是顯而易見(jiàn)的，微小的能耗變化，都將決定對能源的如何分配。
在不同區位下，采取的節能措施也不盡相同，對地域技術(shù)的研究同樣是首要面臨的關(guān)健性問(wèn)題。本文所提到的幾點(diǎn)建議，是微不足道的一小部分，要想實(shí)現建筑領(lǐng)域真正節能，還需要建筑界同仁們不懈的努力。