地域性視角下關中農村綠色建筑部品設計方法研究

喬盼盼　韋娜

摘要：文章聚焦地域性視角下的關中農村建筑部品設計，結合綠色節能技術，提出具有可推廣和應用價值的關中農村綠色建筑部品設計方法，通過對關中住宅建筑圍護結構現狀的實地調研與分析，從關中地方性氣候和地域文化的角度提出適合關中農村的綠色建筑部品設計方法，以指導綠色建筑部品設計，從而實現關中農村裝配式綠色住宅的建設。

關鍵詞：地域性;關中農村;住宅;建筑部品;設計方法

中圖分類號：TU201 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2022）06-00-03

自鄉村振興戰略實施以來，關中農村住宅環境的建設實現了階段性的改善，但是關中農村住宅仍存在圍護結構保溫性能差、遮陽構件未規范設計、建筑缺乏關中特色等問題。《鄉村振興戰略規劃（2018—2022年）》中提到生態宜居是建設美麗鄉村的關鍵。《“十四五”建筑節能與綠色建筑發展規劃》明確提出加快推行綠色建造方式，加快裝配式建筑的建設，在政策的推動下，裝配式住宅、綠色住宅將是未來農村住宅發展的趨勢。基于關中地區的地域性氣候和地域文化，引入建筑部品概念，選擇合適的建筑節能技術，設計具有地域特色的綠色建筑部品成了必然要求。因此研究具有可推廣和應用價值的關中農村綠色建筑部品設計方法，兼具理論和現實意義。

1 綠色建筑部品的概念和發展現狀

1.1 建筑部品概念及分類

結合《工業化建筑功能部品設計標準》中對建筑部品的分類及定義，建筑部品化是指把整個建筑分成支撐結構、填充結構兩大類別，利用現代工業技術在工廠預先制造成具有特定功能的復合建筑產品，如建筑支撐結構（柱、梁）、填充結構（墻、屋面、地板）、支撐結構和填充結構組成的整體模塊房間（整體廚衛），運輸至施工現場，由兩個或者兩個以上的部品開展搭積木式的便捷安裝工程，并滿足建筑某部分功能需求。文章以農村住宅圍護部品（圍護部品指在工廠預制生產，現場施工安裝，構成住宅建筑的墻體、門窗等圍護結構）為研究對象，從而探討綠色建筑部品的設計方法。

1.2 綠色建筑部品的概念和特點

綠色建筑部品指功能良好、資源和能源利用效率高且對環境影響最小的建筑部品。綠色建筑部品的質量應符合或者優于相關國家標準要求，采用綠色建材且盡可能利用可再生資源。要求在建筑部品的生產、使用、廢棄過程中產生較少廢氣或廢料，且避免對人體、環境等造成破壞。

1.3 關中農村建筑部品發展現狀

隨著城鎮化的發展，關中農村住宅發生天翻地覆的變化，從夯土墻、木土結構發展到如今的混磚結構自建住宅。關中農村建筑圍護結構缺乏保溫設計或隔熱構造，圍護部品傳熱系數高，熱損失量大，使得關中農村冬季取暖和夏日降溫的能耗增加，造成不必要的能源消耗。夏季雖有遮陽棚等措施隔熱，但設計不夠規范。不同于傳統的村民自建模式，關中農村新修建的農村住宅實現了有規劃的設計和施工，但是存在建設形式上的復制、粘貼，調研村落的新農村建設項目以村落為單位統一修建。采取了如保溫墻、雙層玻璃等節能技術措施，但存在與其他地區農村住宅風格同質化、缺失關中傳統民居建筑特色風格的問題。綜上，關中農村住宅存在圍護結構保溫性能差、部品未規范設計、建筑缺乏關中特色等問題。關中農村建筑部品設計的最終目的是建設符合關中氣候條件且具有關中地域特色的農村綠色住宅。

2 綠色建筑部品應采取的設計原則

2.1 標準化原則

建筑部品的標準化應體現在建筑部品的設計、模數、施工等各方面。建筑部品設計的標準化指各個部品能夠相互適配使用，整體具有統一化、系列化等特點。將建筑部品化設計，意味著須制定相同的模數標準，各個建筑部品在設計參數和模數方面協調一致。建筑部品的風格、顏色選擇應做到標準化。

在整體上，建筑部品設計應遵循標準化的原則，應該符合現行國家標準，包括《工業化建筑功能部品設計標準》《工業化住宅尺寸協調標準》《建筑模數協調標準》等規范性文件中的設計規定，執行建筑部品設計的參數標準，如公差配合、接口技術等。

2.2 可持續發展原則

綠色建筑部品的可持續性設計應滿足以下條件：一是綠色建筑部品的設計應重視地域氣候、地域文化的影響，可推廣性應體現建筑文化的延續[1];二是綠色建筑部品的設計目的是解決農村住宅的節能問題，普及裝配式綠色住宅，因此技術上應優先選擇低成本的建筑節能技術;三是綠色建筑部品的材料應選擇低碳、不產生毒害垃圾等環保材料，或選擇具有可回收性的建筑材料;四是針對建筑部品應用所在地的氣候及自然資源，盡可能利用可再生資源，選擇被動式節能設計策略;五是減少建筑部品部件的建造、安裝、使用過程中產生的浪費和污染。

2.3 地域性原則

地域性是指農村住宅因地域分布，存在明顯的建筑風格差異。首先，自然氣候、地形地貌、溫度濕度、光照等自然因素導致建筑功能設計差異化。其次，地域文化、習俗及經濟發展等人文因素對農村住宅建設的影響也很大，不同地域的村民具有不同的生活方式和習俗，甚至經濟、建造技術乃至審美的發展與變化均導致農村住宅出現地域差異。農村綠色建筑部品的設計應符合地域氣候條件要求和體現地域特征。

2.4 動態適應性原則

動態適應性原則主要包括以下兩個方面。第一，建筑部品要動態適應環境，適應不同的季節和氣候，如為了改善夏季通風，建筑部品的組合會使住宅的開放空間盡可能開放;而在冬季，住宅的開放空間應盡可能封閉以保溫。建筑部品的應用能夠滿足住宅的基本生活需求，具有經濟適用性。此外，零件的結構或功能本身是可操作的，這意味著在某些情況下，設計必須適合當地的建筑技術、部品運輸條件和物質條件，可操作性將決定技術是否具有推廣潛力[2]。同時，關中地區的建筑部品設計研究應著重關注關中農村建筑的地域性研究，使建筑部品適于關中農村使用且能體現關中地區的建筑文化。

3 地域性視角下關中農村綠色建筑部品設計方法

首先以關中地區的氣溫、濕度、日照輻射、自然資源等約束條件確定綠色建筑部品的功能需求，并依據這些需求確定合適的綠色節能技術。在初步確定建筑部品的結構、尺寸參數等后，提取關中農村傳統民居的建筑特征和建筑文化符號，運用在建筑部品的設計中。基于地域性氣候和地域性文化的關中農村綠色建筑部品的設計流程見圖1。

3.1 建筑部品功能需求分析和技術選擇

在設計初步階段，要分析該地區建筑部品的設計影響因素，從而確定綠色建筑部品設計流程間的邏輯關系。

綠色建筑部品的直接需求是降低農村建筑能耗。而關中民居的氣候環境直接決定該地區的建筑部品需要具有的基礎功能。關中地區屬于暖溫帶大陸性季風氣候，冬冷夏熱。關中農村生態宜居住宅需要做到保溫、隔熱等。

在冬季，為了達到保溫的作用，建筑物的建筑外圍結構需要減少熱量的反射，以增加對熱量的吸收，減少室內熱量的損失。在夏季，為了滿足隔熱的設計要求，建筑物的建筑外圍結構需要減少熱量的吸收，從而降低建筑物外圍的溫度，以免產生熱傳遞到室內空氣中。通過合理選擇材料、優化設計等措施可以實現建筑部品的節能效果。關中農村建筑部品功能需求及實現技術見表1。

3.2 建筑部品的基本結構、尺寸參數的確定

在確定建筑部品的功能需求和可實現的技術選擇之后，根據農村綠色建筑部品設計指導性規范文件中的要求，選擇合適的尺寸參數、結構等。建筑空間的尺度是由人的行為方式決定的，而進行部品設計的目的是提升生活舒適性，因此關中地區原有經典住宅的建筑尺寸參數具有實際參考意義。對關中農村的典型住宅進行實地調研，測量出關中建筑部品可參考的尺寸標準。

3.3 地域文化及建筑文化符號提取

與符號學中符號的分類一樣，地域性建筑文化符號也分為圖像性符號、指示性符號和象征性符號[3]。圖像符號指的是在可視或內容級別，符號形狀與目標對象（圖像標識）之間存在類似圖像的關系[4]。關中地區最能體現建筑地域文化的是建筑外表面的雕刻紋飾，大多屬于圖像符號，無論是簡單的幾何圖形還是具象圖案表示，這些圖像符號非常豐富多彩。一般是用特定的植物、動物形象或者特定人物場景圖等作為裝飾圖案裝飾建筑外表面。這些裝飾圖案一般雕刻在屋頂、墻面上，以表達人們對美好生活的向往[5]。

除了具象性的雕刻紋飾，幾何符號在關中住宅的建筑裝飾中也應用廣泛，如木結構門楣、窗框、窗欞中常使用的萬字紋、井字紋、團花紋、云紋等。為了加強門窗等綠色建筑部品后期的推廣，結合地域性文化設計，通過抽象或簡化的方式提取關中住宅建筑表面雕刻紋飾和門窗裝飾幾何圖案的建筑文化符號，結合綠色建筑部品設計加以應用。

4 結語

在裝配式建筑和綠色建筑快速發展的時代，工業化建筑部品體系逐漸完善，綠色建筑部品的設計促進農村綠色住宅的建設，將建筑部品與綠色節能技術結合，融合地域性設計，從而實現生態宜居農村住宅設計，實現美麗鄉村建設。

參考文獻：

[1] 王科奇.建筑倫理價值觀的擴展：批判的環境倫理觀[J].華中建筑，2007（1）：134-136.

[2] 唐瑋.建筑體系與住宅功能的可適應性研究[J].安徽建筑，2005，12（5）：32-34.

[3] 馬雪梅，劉虹.新民村聚落景觀設計中錫伯族文化符號的提取及應用[J].建筑與文化，2015（9）：130-131.

[4] 劉虹.地域文化視角下沈陽市新民村景觀規劃設計研究[D].沈陽：沈陽建筑大學，2016.

[5] 孫克.關中地區傳統民居建筑符號及其應用研究[D].西安：長安大學，2018.

作者簡介：喬盼盼（1996—），女，陜西西安人，碩士在讀，研究方向：建筑部品與綠色節能技術應用。

韋娜（1980—），女，陜西西安人，博士，副教授，系本文通訊作者，研究方向：鄉村民居與鄉村人居環境。

基金項目：本論文為科技部創新方法工作專項“創新方法推廣的長效機制及服務模式研究”成果，項目編號：2019IM010200