2020年第11期（总第48卷第357期）建筑节能
■绿色建筑设计与评价
doi ：10．3969/j．issn．1673-7237．2020．11．016
收稿日期：2019-06-09；修回日期：2020-11-15*基金项目：“十三五”国家重点研发计划资助项目（2016YFC0700201）；
国家自然科学基金资助项目（51878435）
三位地域主义建筑师作品中的气候设计分析
*
高奇枫，黄
琼，张
颀
（天津大学建筑学院，天津300072）
摘要：
人类对建筑与气候关系的认知可以分为三个发展阶段：从早期人类对于本能需求出发的探
索，
到20世纪60年代，气候设计理论体系中建筑适应气候的观点形成，以及当代可持续建筑思想对全球气候问题的再思辨。为了在技术不断更新的当代环境下继续探索气候设计的发
展方向，
需要回溯建筑学本质，关注气候设计的地域属性。通过分析三位活跃于20世纪末至21世纪地域主义建筑师的建筑设计手法和理念，探讨植根地域的建筑气候设计对传统文化、
生活习惯和建筑形式的充分回应，以此促进基于形式空间生成的设计创新。
关键词：
建筑气候设计；地域主义；传统文化；建筑形式
中图分类号：TU2文献标志码：A 文章编号：
1673-7237（2020）11-0080-06Climatic Design Analysis in Three Ｒegionalism Architects'Projects
GAO Qi-feng ，HUANG Qiong ，ZHANG Qi
（School of Architecture ，Tianjin University ，Tianjin 300072，China ）
Abstract ：The perception of the relationship between architecture and climate have roughly gone through three stages．At the beginning ，
the primitive exploration was out of human instinctual needs．Then to the 1960s ，the perspective of climate adaptation in architecture began to form in the climatic design theories．Nowadays ，facing global climate issues ，the topic is discusd again in the contemporary sustainable architecture realm．To explore the future direction of climatic design in the contemporary context ，which is going through constant technology updates ，it is necessary to go back to the esnce of architecture and pay attention to the regional attributes of climatic design．By analyzing the architectural design techniques and concepts of three regionalist architects who are active from the end of the twentieth century to the twenty-first century ，this paper explores the methods they ud in regional climatic architectural design to respon traditional culture ，living habits ，and architectural forms ，and furthermore promotes form and spacial bad architectural design innovati
on．
Keywords ：architectural climatic design ；regionalism ；traditional cultwre ；architectural form
0引言
建筑气候设计以探讨人、气候与建筑三者之间的
关系为主，
侧重于在建筑设计中充分考虑气候要素，因地制宜地利用气候条件，减少建筑能耗并满足室内
人体舒适度要求，
实现可持续的设计。自古以来，人类已经具备依据气候条件选址建造的朴素思想。
20世纪50年代工业革命之前，建筑气候设计思想主要来源于人类亲近自然的本能愿望，
带有浪漫主义色彩。到工业革命后，关注点转为环境污染、能源消耗
等议题。20世纪60年代，
以廉价的石油作为能源的空调设备在美国高度普及，
大鲸
提高了室内温度的可控性，
此后十余年内气候设计发展迟滞，直到1973年开始的三次石油危机打破了人类无限使用资源的美梦。21世纪以来，世界性资源短缺和全球气候恶化等问题日益严峻，
成为全球热议的焦点，掀起新一轮人类对建筑和气候关系的再思辨。
1建筑气候设计发展历程概述
从19世纪末到20世纪初的现代主义早期阶段，
在第一批现代主义建筑大师的理论和实践中显示出
8
从功能主义和理性主义出发的气候设计：赖特（Frank
Lloyd Wright ，1867－1959）的“有机建筑”理论提倡将作品和当地环境融为一体。柯布西耶（Le Corbusier ，
1887－1965）于1926年提出的“新建筑五点”中，“屋顶花园”
和“底层架空”也是为了获得更好的通风和绿化。他在印度这片试验田中创造了现代精神和地域主义结合的伞状屋顶（见图1）和立面遮阳语汇，
成为印度现代建筑的重要特征。而路易·康（Louis Kahn ，1901－1974）则在平面的“服务空间”与“被服务空
间”中加上深深的长廊，保护“被服务空间”免受暑热（见图2）
。
图1柯布西耶创造的“伞状”遮阳屋顶（迦太基别墅剖面）［1］
Fig.1“umbrella ”sun-shading roof designed by Le Corbusier
（Section of Villa Carthage
）
图2路易·康在服务于被服务空间之间设置的走廊具有隔热作用
（达卡议会群和印度管理中心）［2］
Fig.2Corridors between rved and rvice spaces designed by Louis Kahn block the heat from outside （Dhaka International Conference
Center ＆Indian Institute of Management ）
20世纪60年代，建筑气候设计理论体系开始建
立。维克多·奥格雅（Victor Olgyay ，
1910－1970）等人编著的半夜总是醒
《设计结合气候》（Design with Climate ）是建筑气候设计系统理论的开山之作［3］
。书中正式提出了
“生物气候设计法”（Bio-climatic Design ），并首次使用了气象信息作为设计的前期决定性因素。1969年吉沃尼（Baruch Givoni ）出版《人·气候·建筑》（L ’homme ，I ’architecture et le climat ），他的研究基于气候要素与生理因素之间的关系，
更关注气候要素、
生理要素、建筑材料性能要素之间的相互作用及其对建筑能耗的影响［4］。
自20世纪末，气候变暖成为全球议题。建筑行
业产生的碳排放量占比全球碳排放近40%［5］
。在气
候变化的背景下，
人类对建筑和气候的思辨关系逐渐发生改变。首先，随着科学技术的飞速发展，建筑设计开始提倡多学科知识、"挣钱项目"
技术人员、工作流程的整顿和协调的整合设计（Integrated Design ）理念
［6，7］
。其次跨学科研究的盛行促进了气候设计的多方面思考，例如从生态学角度考虑建筑可持续性的生态设计
（EcologicalDesign ）在满足居住舒适度的基础上，还致力于避免或降低建筑全生命周期中的碳排放造成的气候变暖
［8］
。
并且，在世界范围内涌现出一系列致力
于改善和阻止全球气候变暖的作品。这些作品的尺
度大到城市设计，
小到装置艺术，体现出建筑师对气候问题的重视，
以及希望通过建筑设计减缓全球变暖的意图。但在任何时代背景下，
对建筑和气候的理解都因气候本身的地域属性与地域主义紧密结合。并且从地域出发的建筑气候设计往往能从建筑空间出
发适应气候条件，
以建筑学本质回应气候相关问题。所以气候设计与地域性的关系始终是不可忽视的基
本点。
2三位地域主义建筑师
在20世纪70年代到21世纪中叶，一批身处热
带、
亚热带的新地域主义建筑师在建筑气候设计方面进行了实践探索。他们在地域建筑中汲取经验，用低技术手段实现植根地域的气候设计。印度建筑师查
尔斯·柯里亚（Charles Correa ，
1930－2015）、埃及建筑师哈桑·法赛（Hassan Fathy ，1900－1989），
以及斯里兰卡建筑师杰弗里·巴瓦（Jeoffery Bawa ，1919－2003）是其中的代表人物。他们是经济落后地区的先
行者，
在接受了现代主义建筑教育后重回故土，进行植根地域的低技术建筑实践。查尔斯·柯里亚年轻时在美国密歇根大学和麻省理工学院学习建筑设计
和城市规划，
深受柯布西耶等现代主义先驱的影响。他曾在演讲中发布了“形式追随气候”
（Form follows-climate ）的宣言［9］，成为现代主义建筑广为人知的宣言之一。其建筑设计理念和构造手法极大地影响了
热带地区乃至全球的建筑师。哈桑·法赛毕业于开罗大学工艺学院，
受到巴黎美术学院体系的建筑训练。他在埃及进行过长期的民居调研和人文走访，并从第一手资料中学习，
提倡使用地域材料和地域建筑形式来适应埃及的炎热气候。哈桑·法赛更秉持“穷人建筑”
（Architecture for the poor ）的理念［10］，力图建造低造价住房，适应埃及的低收入群体经济状况。斯
里兰卡建筑师巴瓦38岁时求学于英国建筑联盟学院，
正式转行成为建筑师。他早期受到欧美地区现代主义影响，
尝试在斯里兰卡使用延展的平屋顶、白色墙体等建筑形式。之后受到斯里兰卡传统建筑的启
发，
对热带的现代主义建筑语汇进行适应性调整，走1
8
出了一条契合本土文脉和气候的地域主义建筑设计之路。
3地域气候设计理念和策略解析
三位建筑师所在国家均位于热带地区，地域传统建筑中均体现出对防热的关注。但在不同的气候条件和文化背景等因素的影响下，具体建筑策略各有不同。印度和斯里兰卡分别属于热带季风和热带海洋气候，年降雨量较大。民居中常用庭院加强通风以降温除湿，也常见以延展的坡屋顶遮蔽廊下空间的做法。而埃及除尼罗河三角洲和北部沿海地区外，均为热带沙漠气候，干燥少雨，白天会出现极度高温，所以墙体不宜过度开敞，故采用小窗通风。此外，三个国家均有两千年以上的悠久历史，具有滋生精神文化和民俗文化的深厚土壤。文化因素，尤其是长期以来基于自然条件而形成的民俗生活习惯，对建筑策略也造成了不可忽视的影响。例如印度建筑中常见受到佛教影响的曼陀罗中心对称图示，埃及民居中夜间纳凉用的屋顶平台均是文化民俗在建筑形式中的体现。地域主义建筑师们植根地域传统，在对现代主义的普遍原则和概念进行批判性借鉴的基础上，在一系列建筑形式操作和构造做法中体现出对气候的认知和回应。本文以庭院空间和屋顶形式为例，分析三位建筑师在本土的建筑气候设计实践。
3.1庭院空间
印度作为世界四大文明古国之一，浓厚的文化和宗教氛围赋予了庭院丰富的符号意义。在柯里亚的建筑空间中，适应气候并不是庭院的唯一目的———它是夏季重要的室外活动空间，也是曼陀罗的中心，是天地之间的宇宙轴线，也是漫游路径的节点。柯里亚称这些庭院为“开敞空间”（open-to-sky space）［11］，象征着一种连接天地的“宇宙轴线”。下沉庭院对气候的适应性毋庸置疑，追溯其根源，中心下沉庭院或沿袭自印度传统建筑———莫卧儿时期印度帝王修建的德里红堡。红堡由多组四方形建筑组团组成，每个组团包括四周的凉亭和中间下沉的庭院空间。白天气温升高，太阳辐射强，室外体感温度过热，王室成员主要在凉亭内活动；但在清晨，因夜间墙壁存蓄的热量回传室内，加之空气湿度大，导致室内空间闷热潮湿。此时王室会在中央庭院上空遮蔽一层天鹅绒织物，趁太阳还没有烤热庭院的空气，享受夜间晚风留下的清凉（见图3）。在柯里亚发表的文章“The Blessing of the Sky”［12］中，他写道“在穷人狭小的住宅里，屋顶露台和庭院就是另一间房，在他们的日常生活中有多种功能：做饭、闲谈、晚间休息等。对于富人而言，草坪和别墅同样重要。所以对于一切印度传统居住区而言，开放空间都是生活中必要的部分。”（原文为：To the poor in their cramped dwellings，the roof terrace and the courtyard reprent an additional room，ud in many different ways during the cour of a day：for cooking，for talking to friends，for sleeping at night，and so forth．And for the rich，at the other end of the income spectrum，the lawn is as precious as the bungalow itlf．
Thus in traditional villages and towns all over India，such open-to-sky spaces are an esntial element in the lives of the people．
免疫病
）
图3印度王室在红堡的下沉庭院上方利用天鹅绒留住夜间的清凉Fig.3Indian royal family u the velvet above the sunken courtyard of
theＲed Fort to keep it cool at dawn
由这种“室外起居室”为功能的庭院发展而来，柯里亚早期作品圣雄甘地纪念馆（Gandhi Ashram）、巴哈汶博物馆（Bharat Bahavan）和贾瓦哈·卡拉·肯德拉博物馆（Jawahar Kala Kendra）同德里红宫中的建筑组团一样，均呈现出一种室内空间围绕中心庭院布置的结构（见图4）。同时，柯里亚钟情的“曼陀罗”图示和“漫游路径”也依托于中心下沉庭院空间和其他空间的平面关系而体现。
在斯里兰卡（锡兰）民居中，湿热气候催生出一种“庭院—室内—庭院”的间隔性节奏，保证了室内通风和凉爽。巴瓦明显察觉了这种节奏对斯里兰卡建筑的重要性———低矮的住宅空间和宽敞的庭院错落排布，形成了凉爽的穿堂风，带走湿热的空气（见图5）。在调节气候的同时，庭院也是巴瓦住宅作品中路径体验的点睛之笔，其中最为精彩的是他历时38年为自己建设的住宅项目———33街自宅。对时间和资金的灵活掌控使室内和庭院的关系更多变，低矮而宽阔的庭院不仅促进了通风，也配合自由分布的室内空间，形成了室内外空间交替出现的观游路径（见图4）。
28
图4
三位建筑师作品中的庭院排布分析
Fig.4Courtyard management analysis in three architects ’
works
图5巴瓦作品中的“庭院———室内———庭院”的间隔节奏［13］
Fig.5The interval rhythm of “courtyard-interior space-courtyard ”in
Bawa ’s design
而在干热气候的埃及，白天几乎没有云层遮挡，防热是建筑的首要需求，因此墙体和屋顶的隔热性能至关重要。虽然埃及土砖价格低廉、
隔热性好，但是因为土砖蓄热时间长，
夜晚热量从土砖重新传回空气，
室内温度变得比室外更高。经过长期的乡土调研，
哈桑·法赛发现埃及人在六千年的历史中已经形成了一套应对策略：居民们白天在厚墙保护的室内安居，
傍晚在庭院活动，夜间则登上屋顶露台休息，形成了颇有规律的生活时间序列。在哈桑的代表作新古尔纳村（New Gourna ）中，
这种生活时间序列成为一种契机。居住建筑中延续了
“室内—庭院—屋顶平台”的空间序列，
在建筑中反映了这种生活习惯（见图4）。在平面上，
可以看到这种序列的水平向分布：在靠近整个住宅外墙或街道一侧布置庭院，
作为住宅内外的过渡性空间。庭院之内是平屋顶构造的室内空间，
屋顶之上经常围绕着若干黏土砖圆拱，提示着住宅内部的公共区域（见图6）
。
图6哈桑法赛设计的住宅中的“室内—庭院—屋顶平台”序列
Fig.6The “interior space-courtyard-rooftop ”quence in Hassan Fathy ’s
residential architecture design
3.2屋顶形式
良好的通风对于印度居住建筑十分必要，但印度
人口密集，
住宅常无法对向开窗通风。柯里亚受到海得拉巴（巴基斯坦城市）民居屋顶的启发，
于1962年，在艾哈曼达巴德建造了“管式住宅”
（Tube hou ）（见图7），
成为了低技术建筑气候设计的典范。“管式住宅”
屋顶留有一个通风口，利用增加高、低开口的距离增加热压通风，
在户内垂直方向上形成空气流动，带走热量。这种手法的优点是，
即使在室外无风的条件下，室内也会因烟囱效应而产生一定的空气流动，且不受建
筑朝向的影响，
灰色大衣搭配
因此很适合印度拥挤的居住条件
。图7
管式住宅［14］
Fig.7Tube hou
原本试图在斯里兰卡使用平屋顶设计的巴瓦发
现，
传统建筑中四面伸展、铺设瓦片的坡屋顶如同一把
“伞”，更能适应多雨的气候。这种屋顶形式的运用可以追溯到10世纪建造的波隆纳鲁瓦（Polonnaruwa ）遗址中兰卡提拉卡佛殿中
［13］
。巴瓦在后期频繁使用
的坡屋顶形式在斯里兰卡的气候条件中一举多得：宽
敞的檐下空间正好为室外走廊提供足够的荫蔽，并使其成为室内外的过渡空间，
避免阳光直射导致室内温度升高。遮阳效果带来的室内外温差进一步促进空气循环流动，
加强通风，带走湿气。并且，相对于现代主义提倡的平屋顶，
坡屋顶也更利于雨季排水。1970年，新政府委托巴瓦的第一个项目拉克尔生产庄园
（Pallakelle Industrial Estate ）（见图8）中，兰卡拉提卡佛殿（Teaching Hall ）的原型被再次演绎—
——屋顶分成3层，
不仅可以满足遮阳、排水的要求，还为这座大3六井潭
8
进深的建筑提供了更好的光线和通风
。
图8帕拉克尔生产庄园［13］
Fig.8Pallakelle Industrial Estate
坡屋顶构造同样被巴瓦使用在大型建筑中。1974年建成的农业研究培训所项目（Agrarian Ｒearch and Training Institute ）的波纹瓦片的坡屋顶
覆盖了更多室外走廊空间，
带来了更顺畅的对流通风。一直延续到巴瓦职业生涯后期的作品新议会大
厦（New Parliament ）（见图9）中。新议会大厦由对称的大小六个体量组成的，
传统的木柱和石柱搭配庄严的铜制坡屋顶，形成了荫蔽的外廊空间，令人再次联想到佛殿的原型
。
图9新议会大厦［13］
Fig.9New Parliament
在干热的埃及，屋顶构造主要致力于加强通风。
极端气候条件往往促进相应的气候设计发展———包括埃及在内的沙漠气候区居住建筑中生成了世界上
最多种的通风构造类型［15］
。想要通风，
在建筑形式上直接对应的问题就是开窗。哈桑·法赛在考察埃及传统建筑时发现高处的顺风方向常有一种木格栅
窗，
向门廊持续传送微风。这种被称作“Masbrabiya ”的木格栅窗可以限制阳光直射、加强通风、保持室内湿度，
同时也是居民隐私的屏障。继而哈桑对不同大小孔洞窗的通风量进行了科学计算，
发现根据空气动力学，
格栅窗阵列的小洞口和周边的气流使得洞口附近的气压降低，
空气流速比普通的大窗更快。因此在新古尔纳村中，
哈桑·法赛多次重复使用了这种木格栅窗（见图10）。另一种埃及常见的屋顶构造形式
“捕风塔”（Wind Catcher ）同样也成为了哈桑作品中具有特色的通风构件。它是一种在高密度居住条件
下从高处捕捉空气流动的方法。在埃及，人们称当地的“捕风塔”为玛卡夫（malkaf ）。玛卡夫上盖有倾斜
的金属百叶风帽，
增加室内由于高度差造成的气压差，
我的家说明文促进空气流动，带走室内多余的热量。在哈桑·法赛的作品新古尔纳村的学校里（见图11）和埃及新巴里（New Bariz ）露天市场中，
哈桑·法赛也运用了相似的构造
。
图10
埃及传统建筑中的“Masbrabiya ”木格栅窗［16］
Fig.10Wood mesh window “Masbrabiya ”in traditional Egyptian buildings
4结语
从三位建筑师的作品中可以看到，以屋顶形式和
庭院排布为代表，
从建筑本体出发的气候设计充分回应了地域传统文化、
生活习惯和建筑形式。从地域传统建筑经验中提炼出的坡屋顶、
管式住宅、捕风塔等屋顶形式在现代建筑中成为调节室内环境舒适度的
关键设计点。庭院空间在调节气候的同时兼具多重语义：查尔斯·柯里亚的中心下沉庭院在调节湿热气
候的同时，
也是印度宗教文化的宇宙观和曼陀罗图示的建筑化表达；巴瓦设计的斯里兰卡住宅中和自然相
融合的间隔性庭院来自于当地民居的启发；哈桑·法赛依据埃及居民的生活时间序列完成了居住建筑的
空间序列排布。在这些设计中，
地区气候要素是促成建筑设计理念形成的原因，
也是建筑空间所回应的环境条件。
反观国内目前的可持续建筑研究和设计，大多热
抽样检验衷于通过数据分析、
可视化和编程软件，探寻用数据生成建筑结果的智能化设计方法。气候条件仅仅作为设计的基本参数，
并未从本质上影响建筑设计的理念和方法。虽然以科学技术分析作为辅助手段是未
来不可避免的发展趋势之一，
但建筑学的核心任务仍是
“空间设计”，因此始终需要坚持以建筑学本体为出发点思考建筑和气候的关系。我国有超过四分之一的国土处于热带、
亚热带气候区，诸多南方地区也面临湿热或干热的气候条件，
与上述案例在地域气候上有相似之处。并且，
我国南方地区人口众多，拥有丰富的地域建筑文化，
留下了例如手巾寮、冷巷等地域建筑回应气候的空间组织方式和构造做法。我国可
以以热带、
亚热带植根地域的气候设计为例，以地域4
8
