地域性视角下关中农村绿色建筑部品设计方法研究

乔盼盼　韦娜

摘要：文章聚焦地域性视角下的关中农村建筑部品设计，结合绿色节能技术，提出具有可推广和应用价值的关中农村绿色建筑部品设计方法，通过对关中住宅建筑围护结构现状的实地调研与分析，从关中地方性气候和地域文化的角度提出适合关中农村的绿色建筑部品设计方法，以指导绿色建筑部品设计，从而实现关中农村装配式绿色住宅的建设。

关键词：地域性;关中农村;住宅;建筑部品;设计方法

中图分类号：TU201 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2022）06-00-03

自乡村振兴战略实施以来，关中农村住宅环境的建设实现了阶段性的改善，但是关中农村住宅仍存在围护结构保温性能差、遮阳构件未规范设计、建筑缺乏关中特色等问题。《乡村振兴战略规划（2018—2022年）》中提到生态宜居是建设美丽乡村的关键。《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》明确提出加快推行绿色建造方式，加快装配式建筑的建设，在政策的推动下，装配式住宅、绿色住宅将是未来农村住宅发展的趋势。基于关中地区的地域性气候和地域文化，引入建筑部品概念，选择合适的建筑节能技术，设计具有地域特色的绿色建筑部品成了必然要求。因此研究具有可推广和应用价值的关中农村绿色建筑部品设计方法，兼具理论和现实意义。

1 绿色建筑部品的概念和发展现状

1.1 建筑部品概念及分类

结合《工业化建筑功能部品设计标准》中对建筑部品的分类及定义，建筑部品化是指把整个建筑分成支撑结构、填充结构两大类别，利用现代工业技术在工厂预先制造成具有特定功能的复合建筑产品，如建筑支撑结构（柱、梁）、填充结构（墙、屋面、地板）、支撑结构和填充结构组成的整体模块房间（整体厨卫），运输至施工现场，由两个或者两个以上的部品开展搭积木式的便捷安装工程，并满足建筑某部分功能需求。文章以农村住宅围护部品（围护部品指在工厂预制生产，现场施工安装，构成住宅建筑的墙体、门窗等围护结构）为研究对象，从而探讨绿色建筑部品的设计方法。

1.2 绿色建筑部品的概念和特点

绿色建筑部品指功能良好、资源和能源利用效率高且对环境影响最小的建筑部品。绿色建筑部品的质量应符合或者优于相关国家标准要求，采用绿色建材且尽可能利用可再生资源。要求在建筑部品的生产、使用、废弃过程中产生较少废气或废料，且避免对人体、环境等造成破坏。

1.3 关中农村建筑部品发展现状

随着城镇化的发展，关中农村住宅发生天翻地覆的变化，从夯土墙、木土结构发展到如今的混砖结构自建住宅。关中农村建筑围护结构缺乏保温设计或隔热构造，围护部品传热系数高，热损失量大，使得关中农村冬季取暖和夏日降温的能耗增加，造成不必要的能源消耗。夏季虽有遮阳棚等措施隔热，但设计不够规范。不同于传统的村民自建模式，关中农村新修建的农村住宅实现了有规划的设计和施工，但是存在建设形式上的复制、粘贴，调研村落的新农村建设项目以村落为单位统一修建。采取了如保温墙、双层玻璃等节能技术措施，但存在与其他地区农村住宅风格同质化、缺失关中传统民居建筑特色风格的问题。综上，关中农村住宅存在围护结构保温性能差、部品未规范设计、建筑缺乏关中特色等问题。关中农村建筑部品设计的最终目的是建设符合关中气候条件且具有关中地域特色的农村绿色住宅。

2 绿色建筑部品应采取的设计原则

2.1 标准化原则

建筑部品的标准化应体现在建筑部品的设计、模数、施工等各方面。建筑部品设计的标准化指各个部品能够相互适配使用，整体具有统一化、系列化等特点。将建筑部品化设计，意味着须制定相同的模数标准，各个建筑部品在设计参数和模数方面协调一致。建筑部品的风格、颜色选择应做到标准化。

在整体上，建筑部品设计应遵循标准化的原则，应该符合现行国家标准，包括《工业化建筑功能部品设计标准》《工业化住宅尺寸协调标准》《建筑模数协调标准》等规范性文件中的设计规定，执行建筑部品设计的参数标准，如公差配合、接口技术等。

2.2 可持续发展原则

绿色建筑部品的可持续性设计应满足以下条件：一是绿色建筑部品的设计应重视地域气候、地域文化的影响，可推广性应体现建筑文化的延续[1];二是绿色建筑部品的设计目的是解决农村住宅的节能问题，普及装配式绿色住宅，因此技術上应优先选择低成本的建筑节能技术;三是绿色建筑部品的材料应选择低碳、不产生毒害垃圾等环保材料，或选择具有可回收性的建筑材料;四是针对建筑部品应用所在地的气候及自然资源，尽可能利用可再生资源，选择被动式节能设计策略;五是减少建筑部品部件的建造、安装、使用过程中产生的浪费和污染。

2.3 地域性原则

地域性是指农村住宅因地域分布，存在明显的建筑风格差异。首先，自然气候、地形地貌、温度湿度、光照等自然因素导致建筑功能设计差异化。其次，地域文化、习俗及经济发展等人文因素对农村住宅建设的影响也很大，不同地域的村民具有不同的生活方式和习俗，甚至经济、建造技术乃至审美的发展与变化均导致农村住宅出现地域差异。农村绿色建筑部品的设计应符合地域气候条件要求和体现地域特征。

2.4 动态适应性原则

动态适应性原则主要包括以下两个方面。第一，建筑部品要动态适应环境，适应不同的季节和气候，如为了改善夏季通风，建筑部品的组合会使住宅的开放空间尽可能开放;而在冬季，住宅的开放空间应尽可能封闭以保温。建筑部品的应用能够满足住宅的基本生活需求，具有经济适用性。此外，零件的结构或功能本身是可操作的，这意味着在某些情况下，设计必须适合当地的建筑技术、部品运输条件和物质条件，可操作性将决定技术是否具有推广潜力[2]。同时，关中地区的建筑部品设计研究应着重关注关中农村建筑的地域性研究，使建筑部品适于关中农村使用且能体现关中地区的建筑文化。

3 地域性视角下关中农村绿色建筑部品设计方法

首先以关中地区的气温、湿度、日照辐射、自然资源等约束条件确定绿色建筑部品的功能需求，并依据这些需求确定合适的绿色节能技术。在初步确定建筑部品的结构、尺寸参数等后，提取关中农村传统民居的建筑特征和建筑文化符号，运用在建筑部品的设计中。基于地域性气候和地域性文化的关中农村绿色建筑部品的设计流程见图1。

3.1 建筑部品功能需求分析和技术选择

在设计初步阶段，要分析该地区建筑部品的设计影响因素，从而确定绿色建筑部品设计流程间的逻辑关系。

绿色建筑部品的直接需求是降低农村建筑能耗。而关中民居的气候环境直接决定该地区的建筑部品需要具有的基础功能。关中地区属于暖温带大陆性季风气候，冬冷夏热。关中农村生态宜居住宅需要做到保温、隔热等。

在冬季，为了达到保温的作用，建筑物的建筑外围结构需要减少热量的反射，以增加对热量的吸收，减少室内热量的损失。在夏季，为了满足隔热的设计要求，建筑物的建筑外围结构需要减少热量的吸收，从而降低建筑物外围的温度，以免产生热传递到室内空气中。通过合理选择材料、优化设计等措施可以实现建筑部品的节能效果。关中农村建筑部品功能需求及实现技术见表1。

3.2 建筑部品的基本结构、尺寸参数的确定

在确定建筑部品的功能需求和可实现的技术选择之后，根据农村绿色建筑部品设计指导性规范文件中的要求，选择合适的尺寸参数、结构等。建筑空间的尺度是由人的行为方式决定的，而进行部品设计的目的是提升生活舒适性，因此关中地区原有经典住宅的建筑尺寸参数具有实际参考意义。对关中农村的典型住宅进行实地调研，测量出关中建筑部品可参考的尺寸标准。

3.3 地域文化及建筑文化符号提取

与符号学中符号的分类一样，地域性建筑文化符号也分为图像性符号、指示性符号和象征性符号[3]。图像符号指的是在可视或内容级别，符号形状与目标对象（图像标识）之间存在类似图像的关系[4]。关中地区最能体现建筑地域文化的是建筑外表面的雕刻纹饰，大多属于图像符号，无论是简单的几何图形还是具象图案表示，这些图像符号非常丰富多彩。一般是用特定的植物、动物形象或者特定人物场景图等作为装饰图案装饰建筑外表面。这些装饰图案一般雕刻在屋顶、墙面上，以表达人们对美好生活的向往[5]。

除了具象性的雕刻纹饰，几何符号在关中住宅的建筑装饰中也应用广泛，如木结构门楣、窗框、窗棂中常使用的万字纹、井字纹、团花纹、云纹等。为了加强门窗等绿色建筑部品后期的推广，结合地域性文化设计，通过抽象或简化的方式提取关中住宅建筑表面雕刻纹饰和门窗装饰几何图案的建筑文化符号，结合绿色建筑部品设计加以应用。

4 结语

在装配式建筑和绿色建筑快速发展的时代，工业化建筑部品体系逐渐完善，绿色建筑部品的设计促进农村绿色住宅的建设，将建筑部品与绿色节能技术结合，融合地域性设计，从而实现生态宜居农村住宅设计，实现美丽乡村建设。

参考文献：

[1] 王科奇.建筑倫理价值观的扩展：批判的环境伦理观[J].华中建筑，2007（1）：134-136.

[2] 唐玮.建筑体系与住宅功能的可适应性研究[J].安徽建筑，2005，12（5）：32-34.

[3] 马雪梅，刘虹.新民村聚落景观设计中锡伯族文化符号的提取及应用[J].建筑与文化，2015（9）：130-131.

[4] 刘虹.地域文化视角下沈阳市新民村景观规划设计研究[D].沈阳：沈阳建筑大学，2016.

[5] 孙克.关中地区传统民居建筑符号及其应用研究[D].西安：长安大学，2018.

作者简介：乔盼盼（1996—），女，陕西西安人，硕士在读，研究方向：建筑部品与绿色节能技术应用。

韦娜（1980—），女，陕西西安人，博士，副教授，系本文通讯作者，研究方向：乡村民居与乡村人居环境。

基金项目：本论文为科技部创新方法工作专项“创新方法推广的长效机制及服务模式研究”成果，项目编号：2019IM010200