绿色发展目标下的严寒地区生态建筑观 --- 李光皓专访

近年来，在国家快速城镇化的背景下，作为严寒气候区的东北地区城市得到快速发展，于此同时，建筑与气候、绿色发展目标之间的矛盾也日益突出。为此，各地也纷纷出台绿色建筑实施方案。2019年初，哈尔滨市发布《哈尔滨市“十三五”期间开展绿色建筑行动实施方案》，到2020年，全市新建建筑执行绿色建筑标准比例达60%以上。

对于平常百姓来说，特别关心将来严寒地区的绿色建筑应该是个什么样子？从整体布局到单体建筑有何不同之处？跟传统建筑的关系有时如何？我们采访了哈尔滨工业大学建筑学院李光皓副教授，李光皓承担多项寒地生态城市建筑领域国家自然科学基金以及省部级科学研究基金，并发表多篇相关学术论文，与此同时，他还完成多个严寒地区的生态建筑设计实践，其中“伊春市生态住区建筑方案”获得黑龙江省最高建筑奖---- 黑龙江省勘察设计方案一等奖。对于上记者的提问，结合获奖案例，李光皓从三个方面阐述了他的绿色建筑设计观：

1.   建立严寒气候与建筑形态的协同观念

冬季漫长，极端低温、持续寒风、积雪等严酷的气候环境是严寒地区建筑设计的现实制约条件，气候直接影响建筑的布局、形态与空间，气候适应度是实现绿色建筑的关键。在自然界中，一切生物的形态都受到环境因素的支配而具有最适应自然的独特形态。所以，建筑要绿色可持续发展，建立严寒气候与建筑形态的协同观念至关重要。严寒气候的建筑形态，既是气候环境对其作用的结果，又是气候环境对其塑造的过程，即建筑形态应是 “气候-建筑协同”的结果，其生成过程是建筑与气候环境形成互动、反馈与调节机制的结果。建立气候条件制约与建筑形态应变的关联机制，以低能耗、低材耗、低经济性获取最多的能量转化，同时传承传统寒地建筑形态适应寒冷气候的原型，实现建筑对严寒气候环境从“被动抵御” 到 “绿色利用”的转型。

2.   建筑布局调节严寒微气候

在寒地建筑的历史进程中，传统寒地建筑形态多以封闭形态来抵御严寒气候，在社会交往行为爆炸式增长的今天，历史建筑的封闭形态急需要与社会行为相适应，以更加开放的姿态适应气候环境，通过整体建筑规划布局与形体组织来调节、适应、改善局部微气候环境。 严寒地区冬季主以西北风为主导风向，阳光照射来自南向，通过建筑群体的有机组织可以达到“挡风不遮光、避寒且通风”的气候适应性。例如将建筑整体布局成U形 或V形，开口向南形成三合院落，当冬季风盛行时可以充分利用南向阳光并阻挡北风，在夏季南风盛行时，这种布局形式又能增强建筑内部及周围环境的自然通风，从而改善建筑周围的微气候环境。在获得黑龙江省勘察设计方案一等奖的“伊春市生态住区建筑”设计实践中，建筑基地位于伊春林海，临水而建， 冬季有很强的西北寒风。设计过程中充分考虑伊春作为典型小兴安岭寒地城市的气候条件，将建筑整体布局设计为“北封闭、南开放”整体分为三个主要组团，形成一个“三合院”的布局，在水平方向形成了多道防风屏障，顺应基地临近的水体环境的同时，有效地阻挡了冬季寒风，同时，建筑组团围合出了形态各异的院落空间，并由冬季太阳高度角确定了不同坡度的屋顶形态，确保院落不受建筑阴影遮挡，形成了适宜冬季户外活动的阳光院落。同时通过建筑界面的变化、室外平台、院落绿化、水体等自然要素改善环境微气候，最终形成了建筑群体共同发挥适应气候的机制效能。（图1，2）

3.   建筑形态提升严寒适应性

气候因素引导下的建筑布局是改善微气候环境的前提，而单体建筑的形态处理是绿色建筑实施落地的关键。在严寒地区建筑设计中常常会遇到封闭建筑体量以减少能量损失和开放建筑空间而增加建筑能耗之间的矛盾。在“伊春市生态住区建筑”设计中，基于体形系数最小原则和日照获取量来共同确定建筑的形体及坡屋顶的坡度，有效减少冬季屋面雪荷载，并通过“减法”在南向坡屋面上设置半室外的“阳光房”和室外的“空中庭院”，结合放大的“门斗”，实现了建筑外部环境与内部环境的“气候缓冲层”，避免了冬季由室内到室外的强烈气候差异，提升建筑空间使用效率的同时，形成严寒气候下的独特空间类型，与红砖这一“地域材料”一起，整体形成强烈的严寒地区绿色建筑特征。（图3，4）方案创作在充分契合基地环境的同时， 使建筑形态对气候有了良好的适应，在低体型系数下，实现了建筑御寒功能、形态美观与功能适用的高度统一。

李光皓最后说：“在绿色发展目标下，严寒气候区的建筑形态有其独特的适寒方式，将其特征进行总结，形成多样的严寒气候建筑“原型”。在城镇化过程中，我们针对不同实际情况，可以产生不同的的组合方式，进而加大提升建筑对当地气候的适应性，实现严寒地区绿色建筑的有效实施落地“。