發布時間：2014-09-25所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：隨著全球氣候的變差，人們的環保意識覺醒，開始回頭尋找老祖宗的智能，學習與大自然和諧共存，創造節能減碳的建筑與居家環境。同時注重建筑構造上的美學與機能，提升居住文化的質量與基因，使建筑與室內設計結合后，形成適應當地氣候的風土建筑，創造
摘要：隨著全球氣候的變差，人們的環保意識覺醒，開始回頭尋找老祖宗的智能，學習與大自然和諧共存，創造節能減碳的建筑與居家環境。同時注重建筑構造上的美學與機能，提升居住文化的質量與基因，使建筑與室內設計結合后，形成適應當地氣候的風土建筑，創造永續健康住宅的價值。
1水平向的風向牽引與空氣對流的自然通風換氣
窗戶型式包括窗戶開口的大小、位置的高低、開啟的方法等。窗戶開口的大小關系到換氣量的大小，這也關系到室內居室的生活功能與景觀的需求。活動人數多的客廳與餐廳則需要較大面積的開口以利通風與景觀;而臥室與浴廁是睡眠與盥洗的空間，在注重生活隱私的同時亦有通風換氣的需求，所以在窗戶的形式上需要設置高窗以達到通風的需求同時減少隱私外泄;書房與畫室是工作的場所，對通風與光線的需求高，在開窗型式上注重較大面積與大視野，以求充足光線與景觀視覺的愉悅。在窗戶開啟的方法上，對拉窗的形式開口面積減半通風效果折半，而外推式窗戶開口具大面積的通風效果，但考慮到閩北地區多雨潮濕的氣候在選擇上也許謹慎。另外，如果周圍景觀凌亂或樓間距過近，亦可采用下半部的開窗方式，既方便通風，同時又避免刺眼的日照入射光、戶外零亂市容的影響與鄰里間隱私的保護。
2垂直向的熱對流牽引與空氣對流的自然通風換氣
利用建筑物中的垂直空間，例如樓梯間與采光天井、通風塔、自然通風氣的留設，形成垂直向通風管道的煙囪效應并連通水平向的開窗設計，應用熱氣流上升、冷氣流下降的原理以及氣流正負壓力的差異推擠空氣，將室內熱氣流從垂直向通風管道排出，引導戶外新鮮空氣由窗戶開口進入室內，替換室內的熱空氣、緩和室內炎熱的環境，達到空氣對流的自然通風換氣效果以減少冷氣電能的耗損。若考慮到雨多的梅雨季節，為避免雨水被風壓擠入室內，可加裝百葉窗的通風塔并強化開口部位的瀉水與防滲水功能。另以，采光天井的留設結合立體綠化設計，可以創造建筑物內的室外效果，不但具高效率通風換氣而且結合優質的人造景觀，對室內居室溫度冷卻與生活舒適度的營造有極佳的成效。室內裝修結合中庭的綠色景觀設計，使中庭的綠意與自然光線延伸至室內空間。
2.1建筑物的整體座向與外在環境的相對關系
建筑物的設計初期就應從建筑物的整體方位、座向、鄰棟間距、開口的大小與形式著手，再加上隔熱、通風與采光的考慮，便可節省大量的空調與照明用電。以閩北的地理環境而言，夏季風向為東南季風，冬季風向為偏北風或西北風，建筑物的方位與開窗應盡可能座北朝南，以引進夏天涼爽的南風與明亮穩定的南向光源，背對開小窗的北向，以阻擋冬天寒冷的北風。所以建筑物在座向與外在環境的相對關系上，西向墻面應盡量減少開口面積以減少陽光與輻射熱能進入室內，可安排管道間、儲藏室、浴廁、廚房等空間于西曬墻面，使室內干燥避免潮濕。而夏日北面涼爽舒適，可設置陽臺與長廊以延伸室內的活動空間。善用自然界的賜予，使每個空間各取所需。
2.2開窗型式需配合建筑物的座向與室內居室的生活需求
室內各居室因生活起居的時間與活動不同的需求，對光線、景觀、溫度與濕度的要求亦有不同，所以在設計上的開窗方式也不同。為求高科技、開放的明亮造型與景觀面的考慮，設計師偏好大面透明玻璃的設計手法，但以現今的高科技降低日射的透光率最多只能阻擋67%，所以在日照強烈的面向減少不必要的開窗面積，亦是一種外殼節能的設計。為使建筑的開窗與節能更有效率，住宅的各個居室根據不同的生活使用功能，應設計不同開窗型式以對應不同居室的需求。2.2.1外部遮陽板形式與光線的遮蔽與引導閩北因地處亞熱帶地區，在建筑物的遮陽手法中，以外遮陽的效果最佳，也就是將陽光的熱能在進入建筑物之前就阻擋在外。而典型的外部遮陽形式就是遮陽板，遮陽板會因為建筑物的方位、墻面的朝向以及窗戶的開窗方式而有形式上的差異。理想的外部遮陽是既能阻擋不必要的熱能，又能使室內獲得良好的采光，也就是同時具有遮陽、導光、通風與遮雨的外遮陽的設計。2.2.2外部遮陽板的形式與其適宜的朝向不同的方位所需設置的遮陽板形式也不同，水平向的遮陽板適用于日照角度高的南向開窗。水平加垂直向的遮陽板適用于東南或西南向開窗。東向的日出或西向的夕陽西下，日照角度較低，開窗適合垂直式遮陽板，又因太陽的路徑同時由東往西移動，垂直的遮陽板只能遮住部分日照，所以應設計為可調節式的遮陽板。南向適合水平式的外遮陽，為求好的遮陽效果，活動式的外遮陽是最好而且能完全遮擋光線與輻射進入室內。而閩北因地處北半球，太陽照射角度對偏南;正北向是沒有日照進入室內的，所以北向不需裝置遮陽板。一般建筑物避開的西向開窗，可以利用遮陽板的應用，達到防止日曬進入室內的第一道阻熱防線，正確的遮陽板的應用，對西曬強烈的朝向具有遮陽擋熱的直接成效，但如果西曬面同時又是景觀面，不但需要有效的遮陽板遮陽，又需要大面窗取景的矛盾，則其彈性角度的可調節性就更必要了，對于遮陽板角度與太陽方向的調整則需有更精準的計算，以達到阻絕陽光入射又具景觀的雙向效益。在閩北多雨、日曬炎熱、市區人口相對密集的環境下，最好的外遮陽設計當然是既能遮陽、遮雨、又能隔音、引導風向進入室內，達到多功能的外部遮陽板的形式。
2.2.3導光板的應用與設計形式導光板在形式上也是一種外部遮陽板，因入射光線的移動與風向的變化，以及在不同時間將室外光源導入室內兼具風向引導的作用，多數導光板具有可調節的特性。但因為是一種外加式的單元件，可在建筑設計階段就在材料、顏色與形式上搭配建筑的設計，在視覺上融入建筑元素與造型，使之成為建筑本體的一部分。
3天井與中庭的室內光線引導與微氣候的調節
在建筑設計階段，將建筑的中段部分或樓梯間留設天井與中庭，那么對位于建筑中心位置的密閉空間來說，就具有引導垂直向通風與自然光源進入室內的具體實效。若空間的寬度與高度許可，種植冬天落葉、夏天茂密的樹種，更可達冬暖夏涼的引光遮陽效果，同時還對室內空間有視覺美化與光線引導的微氣候調節成效。因為樹種生長特性的差異，為避免日后樹冠與樹根的生長范圍持續擴大，破壞建筑結構體，建議將樹種植在事先灌制的水泥大凹箱內，避免樹根的生長破壞了建筑結構體與地基，影響建物安全。天井與中庭在室內光線的引導作用設計中，應注意熱能直接進入室內與形成的眩光問題，天井以活動天窗或側向采光方式，避免正午陽光直射的高溫，同時可享有溫和的自然光進入室內。而天窗的玻璃面以北向為佳，便于獲得最溫和的自然光，使夏日涼爽的南風帶走室內上升的熱空氣由北向的天窗排出。在室內天井與中庭的植栽與水池空間中營造一個綠意盎然的起居室，在清晨與夏日的午后，氣溫涼爽的閑暇時刻，將家中的早餐與晚餐移師戶外用餐，不但具有休閑度假的民宿氣息，也省去用餐時的冷氣空調，舒適的享受一個微氣候調節下的半室內空間。
4建筑物的隔熱與降溫設計
室內要達到降溫的目的，針對受熱最強烈的屋頂與墻面的隔絕熱源設計最有效。隔絕熱源的方式又以遮陽與隔熱兩種方式最具體，遮陽指的是阻擋太陽進入室內，而隔熱則是阻擋太陽照射后，熱能被建筑體吸收并傳入室內。若阻擋太陽進入室內，同時阻斷熱能被建筑物吸收，二者同時采用，其降溫效果最為顯著。
4.1屋頂的隔熱設計
不管是水平板狀或是斜屋頂形式，屋頂受熱在任何時間的日照角度都不間斷。也就是說日照時數與熱能的獲得，比任何面的墻面都多。所以屋頂遮陽與隔熱的設計顯得尤為重要。屋頂隔熱最終的目的就是將太陽的輻射熱隔絕于室外，初期以建筑設計手法達到室內降溫節能的效果，以減少室內空調耗損的目的。設計的方法可以從外部增加隔熱處理與內部裝修兩個方向著手。
4.1.1建筑外部隔熱處理建筑外部隔熱處理可區分為屋頂隔熱處理與外墻面隔熱處理。(1)屋頂隔熱處理:鋪設隔熱材料阻斷輻射熱傳遞入室內。另以屋頂花園或花架的設置來形成一層遮蔽與散熱層，同時也給自家提供了一個在清晨與傍晚戶外的活動場所，增加生活的情趣。還可以設置雙層屋頂以形成空氣層阻斷熱傳導的自然方式達到排風目的，來減低室內環境的熱負荷，增加居室的舒適性。在屋頂設置灑水與水池藉由水遇熱蒸發的原理帶走屋頂的熱能，也是一經濟又有效的方式。(2)外墻面隔熱處理:陽光在越過窗戶出檐或遮陽板等外部遮陽的第一道防線后，熱傳導對室內溫度依然造成不小的貢獻。在室內裝修手法上，為有效阻斷熱源，減少冷氣能源的耗損，防UV有色玻璃、窗簾與全遮光窗簾布的應用，已是室內遮陽的基本配備。或者在外墻面種植爬藤類植物，以美麗又天然的方式為建筑物的外墻增加第二層肌膚，另外，善用窗外留設的窗臺空間，設置可供盆栽與茂密植栽攀爬的框架設計，讓茂密的葉片與空隙形成隔熱效果并遮擋陽光進入室內，強烈的陽光照射植栽后，穿過窗戶有色玻璃與窗簾的防護再進入室內，炙熱難耐的西曬已減弱大半，層層過濾紫外線與輻射熱之后，不但有實在的降溫效果同時又有美化景觀的作用。當西曬日射角度較高、光線進入室內較少時，打開玻璃與窗簾的遮蔽，植栽間的空隙還能讓微風吹拂入室內，減低悶熱、憋氣的感覺，室內溫度基本可調降至不需空調的節能狀態。
4.1.2建筑內部降溫設計建筑內部的室內裝修，除考慮符合室內機能外，善用其特性，亦可達到對外斷熱、阻熱與降溫的性質，使建筑物的內部與外部的隔熱與斷熱處理同時運作。(1)書柜墻面處理:建筑物外墻白天受到強烈日照，熱氣以輻射方式進入室內，若沒有第二層的防護與降溫的機制，熱氣與溫度便在室內累積并停留。所以建筑內部的降溫設計，就成了室內裝修美感追求之外最重要的功課。在面向西曬的大片墻壁，雖沒有窗戶開口的設置，在長時間的烈日西曬后，混凝土墻內部已經吸足了滿滿的熱能，在夜間慢慢釋放出來，即使已入夜還是悶熱難耐，因此可依著西曬面的混凝土墻面，裝修衣柜、儲藏柜和書柜…等，形成一個隔熱空氣層，減緩熱能傳遞進入室內的速度，同時，進入衣柜和書柜的熱能，還可防止衣服和書本潮濕、發霉，可謂一舉兩得。(2)天花板層通風處理:建筑內部另以天花板裝修方式形成空氣層，以達到斷熱作用，并裝置天花板層通風口，藉由空氣流動的正負壓原理，帶走天花板層內部的熱空氣，達到頂層室內降溫、排熱的效果。(3)室內水池的處理:水氣在室內有降溫與舒緩空間的效益，放置魚缸與水族箱是較常用的簡易手法，而設置一方流動小水池，不但具有水族箱的恬適質量，更具有調節室內微氣候的清涼作用，進而擺脫魚缸與玻璃的距離感更貼近魚兒的悠游自在。為保持水池的清潔與室內的降溫作用，在水源的流動與替換設置上應使陽光直射水池，這樣既有助水生植物生長又能防止蚊蟲與青苔孳生，搭配通風采光，透過室內水池的微氣候降溫，達到禪意冥想空間的創造。
5結論
通過多樣的建筑設計手法，解決自然通風采光降溫的同時也可發展成一種地域性的建筑形式語匯，這樣的典型建筑在早期科技文明還不甚發達的東亞與南亞地區，已經形成了成一種特殊的建筑人文景觀。現代建筑拜高科技所賜，人們過度仰賴科技建材與技術，既耗費資源同時又破壞了自然環境。
SCISSCIAHCI
