1当前的问题——违反气候原则的建筑普遍存在
与传统建筑相比较，我国现代建筑的种类在拓展，规模在增加，复杂程度在提高，在新的建筑类型和空间模式条件下，缺乏对气候适应性理论的深入研究与应用。会展建筑动辄几十万，甚至上百万平米的建筑规模。在传统建筑中，看似便于实现的自然调节内容，在当今不断膨胀的建筑规模和类型面前，似乎变得越来越困难。此外，无论身处何地，均是千城一面，地域建筑所应具有的特殊性没有丝毫体现。高层办公建筑大多是玻璃幕墙、中央空调。缺少自然调节机制，室内环境的调节过多地依赖人工调节（空调设备），使建筑的自然调节、自我适应机能几乎丧失殆尽（图2）。建筑气候适应性的缺失造成以下三个方面的负面影响。
1.1建筑与技术问题
对于建筑本体而言，适应机制的丧失直接反映在建筑空间、形体及技术运用上。设计方法与气候适应性的原则相违背，将室内环境完全置于空调的控制之下，导致自然调节机制完全丧失。
1.2建筑节能问题
对于环境而言，建筑气候适应性的丧失导致建筑人工空调使用时间的延长，能耗的居高不下，造成极大的环境负荷。
1.3建筑健康问题
对于人而言，建筑气候适应性的丧失导致内外缺少交互，直接影响建筑环境质量的安全性、舒适性和健康性。考虑到此类建筑往往为高层或大跨度的大型公建，生命周期很长，因此带来的影响将是长期的且难以逆转的。建设得越多，带来的能耗问题就越严重，对于健康的不利影响越大。
2建筑气候适应性的研究内涵
我国幅员辽阔，地跨热带、亚热带、温带、寒带等多个气候带，气候差异大，立足于不同的地域气候，建筑的建造模式与方法也应具有明显的区别。建筑的气候适应性在不同气候条件下的表现迥然不同，应该深入探索不同建筑空间类型的气候适应性方法，通过建筑的气候适应性深入研究——建构正确的规避与调节机制，如此建筑才能适应自然气候，才能达到建筑与气候的协同统一、达到节能与减少环境负荷、并创造健康的人居环境（图3），才能最终实现人居环境的可持续发展。这是实现完整意义上绿色建筑的基础，是绿色建筑亟待解决的基础性课题。
2.1基于气候适应性的建筑与技术的整合
两种适应机制的作用机理及其相互关系直接决定建筑空间、形态及其技术体系的整合方式。在一般观念中，绿色建筑一定是通过各种高科技实现的，其实不然，绿色建筑并非高科技的滥用和技术的堆砌，而是应该根据适应机制的调节目标而进行选择相应的绿色建筑技术，应注重通过被动节能技术的应用加强建筑的自我调节。原则上应以被动技术为主，主动技术为辅。①基于规避机制的建筑模式及技术体系：当自然环境不适宜时，利用规避机制创造封闭的空间环境，并主动技术补偿创造相对宜人环境。主动技术是工业革命后出现的各种环境控制技术和建筑设备工程技术的统称，它们以消耗能源为代价，广泛存在于各种现代建筑中。②基于调节机制的建筑模式及技术体系：当自然环境优良时，需要充分发挥调节机制的作用。这需要调整其形体、空间、界面同被动技术（自然通风、采光等）的结合，为自然能源适宜地流向运动环境作好铺垫，最大程度利用自然能源实现环境自然更新（图4）。被动技术，是指以非机械电气设备干预手段实现建筑能耗降低的节能技术，比如通过对建筑朝向的合理布置、遮阳的设置、自然通风、自然采光的建筑设计等。被动技术强调建筑与自然环境的共存，强调建筑的气候适应性。③建筑的实时应变性——两种适应机制的转换：根据室外气候的变化，两种机制的适时转换需要相应实时应变技术支撑。一年之中不同季节，这两种适应机制应该交替发挥作用。冬季、夏季的严寒与酷热需要启动规避机制；而春、秋两季则需运用调节机制，促进室内环境的更新；同时也适用于一天中不同时段，根据一天中的不同气候条件进行两种模式的转换；而这两种模式又因不同气候区划、地域的不同气候条件而又有不同比例的运用。因此，建筑是否能够积极应对气候，处理好规避、适应两种机制的关系也是绿色建筑需要解决的最为核心的问题之一。正确处理建筑气候适应性——建筑与气候的关系问题是绿色建筑的基础性课题。依据气候特征，适应机制的转换效率越高，建筑气候适应性越强。而这取决于设计的优劣，被动式节能技术手段的适应性调节，而非高科技的滥用、更不是技术的堆砌。
2.2基于气候适应性的建筑节能——实现环境目标
面对能源紧缺，建筑节能诚然十分迫切，但过于单纯强调改善保温隔热等问题，就会以偏概全。绿色建筑强调与自然环境和谐相处，通过遵循气候适应性原则，即强调建筑在不同季节与环境的互动，利用建筑自身的自然调节，来实现人居环境的控制，并形成有效循环，来达到节能的目的。建筑节能包含了两方面的内容。一方面，通过“规避”机制的运用，加强建筑的保温、隔热来实现节能，也就是强化建筑界面的热稳定性，减少建筑内部的能耗损失，从而实现建筑节能；另一方面，是通过“适应”机制的运用，提高建筑设计的方法，提高建筑的气候适应性，顺应建筑所在的气候环境，强化其自然调节的能力，减少对人工空调的依赖，以此来实现节能。前者是立足于在人工调节时减少损失，后者是减少人工调节的使用时间，从节能的角度来理解，对于人工环境的依赖程度越高，则能耗越高；反之建筑的自然调节能力越高，则能耗越低。两者对于降低建筑整体能耗而言同样重要，相辅相成，不可相互替代。但从当前的实际现状来看，显然前者在绿色建筑的实施中，得到更多强调和贯彻；而后者则往往被忽视。如果将这两种节能方式进行形象的比喻的话，前者这种构造、材料节能是节能中的“硬件”；而后者，是建筑节能中的“软件”，是融合在建筑的空间形体之中的。而恰恰这一点是被忽视的。如果只强调前者而忽视后者，就会导致只控制了能耗损失，而没有减少能耗的使用时间。这种节能是片面的，很难从整体上达到降低建筑能耗的目的。因此，我们所应该强调的节能不能仅是建筑材料节能，同时应思考如何减少对空调的依赖，在建筑设计时对节能整体层面上进行把握。
2.3基于气候适应性的人居环境健康——实现人居目标
人的健康不仅源于自身机体，同时健康的人居环境也同样重要。采用空调等机械设备进行通风换气不仅消耗大量能源，同时封闭式的空调环境易形成尘埃、病菌的积聚，造成室内空气的污染和疾病的传播，危害人的健康。长期使用人工照明，亦会导致室内卫生条件下降，同时对人的生理也产生不良影响。自然通风、采光技术是一种以利用可再生、自然清洁的被动能源为特征的技术方式，是一种既可节能又能为环境创造舒适条件的技术手段，亦可满足人们对于自然互动的需求。立足于不同区域的气候条件，我们应该根据室内环境的各项健康标准，塑造建筑健康环境时应注重建筑设计、自然能源、被动技术的有机整合。通过建筑设计方法的调整，实现以被动技术为主、主动技术为辅的环境调节机制，以强化对有利自然能源的有效利用，规避不利气候的影响，从而使室内环境满足健康的热环境、空气质量环境、光环境的要求。
3亚热带气候适应性大空间建筑的创作实践
下面结合两个亚热带气候条件下的体育馆作品设计进一步阐述基于建筑气候适应性原则的应用。亚热带气候的主要特征是高温、高湿。自然通风、遮阳、隔热和适度的自然采光建筑技术是要解决的主要问题，而其中如何实现有效的自然通风可明显改善室内的人体舒适度。
3.1广州大学城广东药学院体育馆——建筑形式与亚热带气候环境的融合
广州大学城广东药学院体育馆全面采用了适宜亚热带气候条件下的自然采光、自然通风、遮阳、隔热等被动技术（图5）。在自然通风方面采用了多种新颖的建筑设计手法以提高大空间的自然通风效能。具体来讲，体育馆的屋顶形态突破传统，采用了非对称的布局，呈南低北高逐级跌落的形态，从而有效增加建筑的南向进风面积，强化正负风压区的对比，加强室内的自然通风（图6~7）。在进出风口的选择上，首先是利用南向叠级桁架形成错落的屋顶，布置竖向天窗，形成屋顶进风口，可用机械控制开启，将风引入室内；南立面的进风口为楼座下的通风百叶窗，可将东南风引入室内；同时东西立面的遮阳板分别向南旋转30°形成风翼形构造，构成侧向进风口（图6）。这种多角度、全方位的进出风口设计，有效强化了体育馆室内的自然通风。在采光方面，则利用跌级状天窗作自然采光，直射的光线照射在桁架上悬挂的折射板上，在室内形成漫射光，改善室内的光环境。体育馆东西立面的竖向遮阳板分别向南旋转30°，竖向遮阳板也扩大了遮阳面积，配合彩釉玻璃可遮挡掉东西向的大部分日光，同时可将适度光线折射到馆内，形成漫射光，加强了体育馆自然照明（图8）。适应性设计同时也表现在训练馆屋顶的景观设计上。屋顶平台上设置了大面积植被绿化，层次丰富。这种设计不仅使体育馆与周边环境融为一体，而且茂密的绿化更能为体育馆形成一层绿色隔热膜，通过夏天连续三天与附近金属屋面大空间的对比实地测量，发现覆土屋面的训练馆能够有效控制室内温度的波动，缓解室外温度升高对馆内的影响，降低能耗（图9~10）。
3.2重庆理工大学体育馆——建筑随气候的实时应变性
重庆理工大学体育馆的设计则较好地诠释了“建筑应随室外气候环境的不断变化而具有实时应变性”的理念。重庆理工大学体育馆的设计随山就势，游泳池、训练馆、体育馆由低到高随山势而上。设计中利用山城地势和早晚温差，采用深远的屋檐将山地风引入馆内，东西立面上通过设置智能化机械通风遮阳板，根据室外风环境决定开闭，达到了室内空间环境与外部气候最大限度地交互作用，实现了夏季不用空调完全自然调节的目标，适宜的运动环境和节能效果得到学校师生的好评。由此可见，在适宜的气候条件下，体育馆可以采用非完全封闭的方法，通过机械控制的百叶、遮阳板，实现建筑的实时性应变，最大限度地实现对气候的适应性。该体育馆成为经济、节能、健康的山地体育馆设计的例证（图11~13）。结语绿色建筑的探索是长期的过程，同社会的工业化、信息化水平密切相关。从片面到全面，不可能一蹴而就；它是一个综合的概念，是人居环境可持续建设的发展目标；是一个逐渐实现、有序更新的过程。绿色建筑需要深厚的应用基础技术的支撑，因此绿色建筑应该是具有“深度”技术含量的建筑。而当前绿色建筑应用基础领域研究的缺失，使绿色建筑依然停留在浅层。同航天、探海工程相比较，若要实现绿色建筑质的飞跃，绿色建筑需要建筑与技术的进一步深度融合。绿色建筑不能单纯强调某一方面，以偏概全，如此只能导致整体效能的下降，因此应该确立绿色建筑整体观。绿色建筑是在气候适应性的基础上的建筑技术、节能与健康的三者统一，分别代表着基于地域气候的建筑技术的正确选择与运用；环境目标的实现；人居环境目标的三方面统一，应该作为整体目标来思考。绿色建筑应该顺应气候、利用气候而非改变气候，在自然面前应秉持着更谦逊的态度，才能建构“天人合一”和谐的、可持续发展的人居环境。唯有坚持绿色建筑内涵的全面性、整体性，才能实现其可持续的目标。
作者：李晋 单位：华南理工大学建筑学院亚热带建筑科学国家重点实验室副教授
