淺析南極氣候?qū)Ω鲊瓶颊窘ㄖ螒B(tài)特征的影響

鄭琦凡 （大連藝術(shù)學(xué)院 116600）

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鄭琦凡 （大連藝術(shù)學(xué)院 116600）

氣候在人類的生存和生活中有著不可忽視的影響。同時，建筑空間是人類生存所要求的基本要素滿足條件，當(dāng)?shù)氐臍夂虻奶攸c也是建筑空間構(gòu)建時需要考慮的因素之一。本文中所提到的南極氣候是地球上極端氣候中非常獨特的氣候之一，通過南極科考站為了適應(yīng)氣候所運用的獨特的建筑形式、空間配置、工藝、引進新能源技術(shù)等研究中可以發(fā)現(xiàn)節(jié)省能源消耗、保護自然環(huán)境，可持續(xù)性發(fā)展的建筑設(shè)計理念。

南極氣候；科考站；建筑形態(tài)

氣候特征和地理條件是對建筑設(shè)計產(chǎn)生重大影響的因素之一。特別是南極這種極寒的氣候特點下，其建筑形式及空間配置都是非常獨特的，由于氣候特征的不同，它與其他地區(qū)的建筑形態(tài)相比有著顯著的差異性特征。南極的建筑形式不僅要適應(yīng)極寒的氣候條件，還要符合人類的居住需求。氣候和建筑有著非常密切的關(guān)系，由于南極極端氣候環(huán)境的影響，建筑的形式空間的特殊性等可以通過科考站的建筑設(shè)計反映出來。本文中通過對極寒的氣候和建筑空間的關(guān)系為理論依據(jù)，并對各國家科考站的建筑的特點以及對南極科考站建筑時所考慮的安全性、實用性、環(huán)保性以及可能性等進行分析研究，探討在南極的極寒氣候下，建筑和氣候是怎樣的一個相輔相成的關(guān)系，合理的利用氣候因素是建筑設(shè)計和外界環(huán)境和諧發(fā)展的必要條件之一，建筑設(shè)計中應(yīng)該統(tǒng)籌考慮氣候、環(huán)境及文化等多方面的因素，考慮到的因素越多，建筑設(shè)計就會越成熟、完善。

一、氣候特點和建筑環(huán)境

1.氣候和建筑環(huán)境。氣候是地球上某一地區(qū)多年時段大氣的一般狀態(tài)，氣象要素（溫度、降水、風(fēng)等）是表述氣候的基本依據(jù)。所以氣候的濕度、風(fēng)力、降水量、氣溫等要素是影響建筑內(nèi)外部形態(tài)考慮的基本要素。另外氣候的變化不僅對建筑本身的形態(tài)產(chǎn)生一定的影響，同時也對我們?nèi)粘５纳罘绞健⑸盍?xí)慣、生活空間也有著很大的影響。

2.氣候環(huán)境和建筑設(shè)計。氣候環(huán)境制約建筑的風(fēng)格和特征，在建筑設(shè)計過程中扮演著非常重要的角色。在不同地域條件下，建筑只有適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蛞约暗赜驐l件，室內(nèi)空間設(shè)計才能進行合理的空間配置。不僅如此，建筑的形態(tài)結(jié)構(gòu)、材質(zhì)以及供能等設(shè)計在充分尊重和利用環(huán)境條件的同時，還應(yīng)該考慮到環(huán)境保護和建筑本身的設(shè)計概念、意義。

二、南極氣候影響下建筑設(shè)計的概念和方向

1.氣候類型和南極氣候特征。全球氣候劃分為熱帶、南溫帶、北溫帶、南寒帶和北寒帶五個氣候帶，南極是屬于寒帶中最惡劣及具有代表性的氣候環(huán)境，年平均氣溫是-25℃、最低氣溫是-89.6℃，沿海地區(qū)風(fēng)速可達到45米/每秒，并且降水量極少，陸地95％以上堆積著約2000米厚度的積雪。但隨著全球氣候變暖，南極地區(qū)的氣溫有逐年上升的趨勢，南極冰川融化速度加快，海平面上升，年平均降水量也有所增加。

2.南極氣候帶來的極地建筑特點。由于南極的氣候寒冷干燥，發(fā)生火災(zāi)的機率較大，常年的大風(fēng)，也是導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生的主要原因。所以科考站大多屬于單體的建筑形式，通過劃分火災(zāi)預(yù)防區(qū)域，從而達到預(yù)防火災(zāi)的效果。第二，科考站之間充分保持安全距離并使用長廊將各單體建筑相互連接。最后，節(jié)能減排也是需要重點考慮的因素之一，南極生態(tài)環(huán)境相對脆弱，新技術(shù)、新材料不僅可以利用建筑物的外部形態(tài)直接產(chǎn)生能源，也可以將能源合理化利用，從而達到減少污染排放，保護南極環(huán)境的目的。

三、南極氣候下各國科考站建筑設(shè)計分析

1.中國泰山科考站的建筑設(shè)計是參照了中國傳統(tǒng)的紅燈籠形象。建筑也選用了快速，易建造的裝配化組合的形式，建筑底部整體架空，防止積雪形成。太陽能、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)提供能量，減少廢氣排放量等環(huán)境污染。

2.英國HalleyVI科考站由幾個互相對接的艙體組成，并利用小而短的長廊將逐個艙體相連，艙體底部的“腳”可伸縮，也可隨著雪層的增厚而升高，最大的特點就是可以“移動”屋頂安放的太陽能電池板補充發(fā)電，起到了節(jié)能的效果。

3.比利時PrincessElizabeth科考站整體采用一套復(fù)雜的能量管理系統(tǒng)，計算能源消耗，根據(jù)需求順序優(yōu)先供電，合理分配能源。不需要任何內(nèi)部加熱設(shè)施，完全依靠太陽能運行。

4.韓國JangBogo科考站利用空氣力學(xué)原理，有效的抵御暴風(fēng)，三組機翼形狀的臂膀設(shè)計可以排除積雪的堆積。

5.德國NeumayerStationⅢ是由16根液壓腿支撐起來的，可以遠離地面，避免積雪對它的侵蝕。

四、南極科考站建筑特征

建筑物實際是受到建筑材料、使用功能、工程條件、工程周年及文化、風(fēng)俗等多方面因素的影響。總體來說，南極科考站在建筑設(shè)計過程中，具備以下五個特征：第一，建筑物大多采用底部架空的設(shè)計原則，防止積雪的形成，從而達到保溫的效果。第二，建筑物外形一定要簡潔化并盡可能的采取流線型的設(shè)計，從而防止常年大風(fēng)對其的影響。第三，建筑物采用極寒條件下最適合材料和工藝，并且每個建筑物之間保持一定的距離，建筑過程中既方便運輸、分解，減少突發(fā)災(zāi)害造成的損失。第四，建筑物多數(shù)采用國內(nèi)預(yù)加工、模塊化組合的工藝，從而減少了整個項目工期。第五，通過建筑形式來反映本國傳統(tǒng)建筑設(shè)計文化。

五、結(jié)語

由于各國家的經(jīng)濟水平、科研戰(zhàn)略和側(cè)重點不同，科考站對于極端氣候的應(yīng)對方案和方法也體現(xiàn)各個國家的差異。我們在科考站的建筑設(shè)計中可以找出應(yīng)對氣候環(huán)境設(shè)計的一種理念性的思想脈絡(luò)，遵循著氣候追隨形態(tài)的思想，同時還與各國的文化密切相關(guān)。要做到讓環(huán)境融入建筑，讓建筑配合環(huán)境，使二者在尊重自然、尊重文化、尊重藝術(shù)的基礎(chǔ)上同時應(yīng)當(dāng)考慮建筑的節(jié)能減排及對外部環(huán)境產(chǎn)生影響的問題，并倡導(dǎo)人性化生活，才是建筑設(shè)計應(yīng)對氣候變化的重要措施。

[1]龔道溢.《全球變暖背景下的南極地區(qū)氣候變化》，北京大學(xué)地球物理系，北京，100871.

[2]任飛.《地球最南端的建筑—幾個南極科學(xué)考察站》，全球視窗，2004.

[3]任飛.「南極地區(qū)科考站建筑體形設(shè)計研究」，設(shè)計研究，2005.

[4]任飛.「南極科考站建筑的生態(tài)設(shè)計」，城市建筑主題專欄，2006.

[5]中國極地研究中心極地信息中心，『國外極地考察信息匯編』，2007（6）.

鄭琦凡，女，1986年生，遼寧遼陽人，碩士，助教，助理工藝美術(shù)師，現(xiàn)任教于大連藝術(shù)學(xué)院，研究方向為空間設(shè)計。