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1、寒地气候条件下城市建设初探王小树摘要 建筑是反映城市建设和发展最主要和最直接的要素，不同地区城市的气候条件，建筑应具有其独特的地域特征及建筑形式。文章从分析气候因素在环境要素中的重要性及寒地城市气候特征对城市建设的影响出发，通过探讨世界发达国家寒地城市建设的具体措施和发展，由此对我国寒地城市建设提出了相关思考。关健词：寒地城市；气候特征；生态建筑；城市建设Discuss of the Winter City Construction Under the Climatic Change influenceWang Xiao-shuAbstract：The building is the fore
2、most and direct element in city construction process. It should be have its special region characteristic and building form because of the dissimilarity climatic condition. The article analysis the climatic factor is importance in environmental factor and the climatic features of winter city have so
3、me influence in city construction. Through discussing the Concrete measure and development trend of winter city construction in developed countries worldwide, and proposes relative perspective for winter city construction in our country.Key words: Winter city; climate features; Ecosystem building; c
4、ity construction1 建筑与气候的关系建筑是时代产物，是社会、经济、文化、科技的综合反映，基于不同地区、城市的气候条件、地形地貌、民族风情和历史文化等因素的影响，建筑具有其独特的地域特征和建筑形态。在这种诸多因素的综合作用下，建筑成为地质、气候、水文、建筑物理学等多学科大量信息的集结体，成为反映城市建设和发展最主要和最直接的要素。在众多的建筑环境中，气候条件在形成城市形态、城市景观、建筑布局、人文特色等方面起着主导作用。而建设具有开放特征、节能高效、利于环境保护和人类健康的生存空间是生态建筑学的观点，这就更要求我们用全新的更高的视觉来审视建筑与环境的关系，更深一层次的挖掘建筑与气
5、候之间存在的关系。正如 G勃罗德彭特（ GeoffreyBroadbent）所言“所有建筑终项须完成此项目的在人的需要与特定地理气候之间达成协调”1。2 寒地城市气候特征及影响寒地城市(winter city)是根据城市所在地域的冬季气候特征所定义的一个比较笼统的概念，指因冬季漫长、气候严酷而给城市生活带来不利影响的城市 2。在世界范围内，主要分布于北半球北纬 45以北，如加拿大、美国、冰岛、瑞士、日本、俄罗斯联盟、中国以及中亚的伊朗、阿富汗等国家，每年至少 2 个月的时间平均气温在 0或 0以下 3，并伴有降雪、昼短夜长现象。中国是寒地城市最多的一个国家。按照我国的建筑气候区划，寒地城市约占
6、全国总面积的 1/7，居住在寒地城市的人口约占全国总人口的 1%。我国东北三省和内蒙古自治区的东北部地区都属于较寒冷的地区 4，黑龙江省可以说是最冷的地区。这种特殊的地理环境及气候条件对城市发展无疑会产生很大的影响。1城市交通寒地冬季降雪路滑，寒风刺骨，人们出行、交往受到限制，冰雪路面导致冬季机动车行驶缓慢，交通运营能力大大降低，使得交通矛盾加剧，也导致城市中心区吸引力下降（见图 1-1） 。2居住环境寒冷的气候条件，使得冬季日照不足，如果建筑内部为了获得充足的日照，就会导致城市用于住宅建设的用地面积大量增加。而我国寒地人口比起地处欧洲及北美洲的寒地城市来说大得多，所以不得不对建筑日照间距进行
7、一定的缩减，这样就严重影响了城市居住环境质量。阳光的摄取量不足，对人们的健康也造成了极大的影响，尤其是老人和儿童。同时阳光溃乏，居民户外运动又较少，也易使人心理压抑、情绪低沉，容易导致诱发各种心理疾病 4。3物质损耗寒冷和降雪导致寒地城市在冬季的物质损耗大大增加。冬季采暖期长，居民住宅以及公共设施要消耗大量的煤炭和电力等能源，昼短夜长的冬季气候特点使得城市冬季消耗大量的照明用电，频繁的降雪导致冬季用于清雪的投资加大，增加了城市的财政负担，由于降雪和结冰导致各种交通事故频繁发生，寒地城市房屋墙体加厚，屋顶需做保温处理，加大了建筑材料的成本等等。4经济发展。马丘比丘宪章中指出：“我们深信人的相互作
8、用与交往是城市存在的基本依据” 。在现代高度发展的经济社会，城市规模和建筑规模越来越大，人们和经济的联系也越来越广泛而复杂，人们进行社会联系、经济联系以及自然联系的中心场所的作用也就日益突出。然而严寒的气候在某种程度上影响了空间环境的塑造，这恰恰为人的交往设置了障碍，对人才吸引力、建设周期、造价、招商引资影响极大，这种恶性循环长期阻碍了城市经济的发展。由此可见，寒地城市冬季恶劣气候条件对城市的建设与发展、创造宜人的城市公共环境多方面提出了严峻的挑战。由于种种原因，我国对寒地城市的研究是非常落后的。因此，了解世界发达国家寒地城市所采用的措施以及发展动向并借鉴其成熟的经验，对于我们就显得十分紧迫和
9、必要。3 国外寒地城市发展动向国外寒地城市的建设与发展经历了从片面到全面，从提倡国际性到注重地方特色，从单一重视外部空间到内外空间的融合，特别是把生态城市(包括生态建筑)建设提到重要的地位。国外寒地城市建设与规划方面积累了较多可贵经验，综合起来，有以下几个方面可以给我们借鉴和启示：3.1 政府重视适应地域规划的制定与实施前苏联政府早在 1985 年就制定了“北疆 2005( North 2005)计划，即 2005年北疆地区关于城市规划、住宅和市政工程的综合科学技术项目，旨在提高约占前苏联国土一半的西伯利亚等北疆地区城镇建设水平，为北方地区城市规划与经济改革提供长期发展战略，使住宅和公共建设协
10、调发展。日本札幌制定远期综合规划、城市规划以及五年建设规划，这些规划都充分体现了结合自身地图 1-1 冬季道路交通域特点，严格控制城区发展规模，保持紧凑的用地布局方式，并且制定针对冬季的特殊计划，如在“抗雪城市建设”中计划建立城市排雪、降雪预报和融雪等系统，减少降雪给城市生产和生活带来的不便；“区域空调计划”利用每天从地铁站排出的大量废热为区域采暖提供廉价的能源；“绿带规划”有效地减弱冬季从西伯利亚吹来的寒风；设立冬季节日，建设札幌艺术公园等也以增加寒地城市冬季的活力，改变城市冬季萧条的面貌为目标。3.2 对居住区和公共空间环境提供有效的气候防护北美和欧洲的一些寒地城市，对居住区和公共空间环境
11、气候防护方面做出了有益的尝试。居住区气候防护方面，英国建筑师拉尔夫厄斯金提出了著名的“风屏蔽”设计对策，这一对策有效地改善了冬季居住生活环境，提高了户外活动的舒适程度。在加拿大、瑞典、芬兰以及英国北部、俄罗斯等许多地区都应用了“风屏蔽”设计对策，我国寒地城市的居住区建设，如哈尔滨、长春等城市的居住小区内，住宅周边式布局方式应用很广。公共空间环境气候防护措施主要应用在城市空间的地下层、地上层和地面层等三个层次上，如加拿大多伦多和蒙特利尔两个城市分别拥有在世界占第一和第二位的地下商业系统，由四通八达的地下人行通道和地下商业街区组成，创造了庞大的不受季节影响的地下公共间环境；加拿大的卡尔加里市以“高
12、+5 m”人行天桥步道系统而闻名，进行了地上空间的开发，该系统是城市交通和开放空间体系的一个重要组成部分，这不仅有效地实现了人车分离，而且还为冬季提供了有效地气候防护；而对地面层的应用主要是通过建设大型的室内公共活动中心来提供冬季气候防护。如巴黎、伦敦和米兰等地建有上方覆盖玻璃顶的拱廊通道(Passage)形式，将室内艺术装饰与室外的阳光、植物等因素相结合，兼有室内外空间的双重特点，为寒地城市市民所接受，北欧、中欧、加拿大和美国的城市中，建立大型室内商业街和室内公共活动中心，成为城市中吸引市民以及旅游者的公共空间 5。3.3 积极塑造冬季寒地城市形象寒地城市冬季气候寒冷，万物萧疏，城市吸引力和
13、活力较差。1970 年国际学术界开始关注“城市色彩”问题，为积极塑造冬季城市形象，开始将其作为塑造城市形象的重要手段。如俄罗斯、芬兰、挪威、丹麦、冰岛等都将城市的色彩设计得极为丰富。同时，一些国家也通过寒地城市夜景观的塑造，来提升寒地城市的认知度和舒适度。另外对冰雪景观资源的开发也成为发展寒地地域特色，提升城市形象和推动城市经济发展的重要手段。如日本札幌以大型的雪雕景观闻名，加拿大渥太华的冬节、美国圣保罗的冬季狂欢节等等。找一个图1-23.4 研发寒地城市建设技术生态建筑的核心问题是生态的建筑技术问题，寒地城市建筑的技术问题是目前世界许多国家研究的重点课题。人们一直在积极研发适宜严寒气候的建设
14、技术，包括节能技术、冰雪处理技术、废物处理和可再生能源的开发利用技术、适应气候变化的建筑应变智能技术等等。在能源应用方面，许多寒地城市都在积极推行有效的节能政策，除了在墙体设计以及建筑材料的运用等方面节能以外，更注重在城市建设的层面倡导节约能源，提高能源利用率。日本札幌每天从地铁站排放大量热量，这些热量主要来自于地铁车厢、灯光和人体散热，他们制定的“区域空调计划” ，就是提倡利用这些低温废热为区域采暖提供廉价的能源。在冬季降雪的处理方面，除了研制和开发先进的清雪设备外，许多寒地城市都建立了完善的融雪系统，如日本青森市的人行道融雪系统，一种是通过管道运送经加热的海水，利用海水的热量；另一种则是利
15、用地热融化人行道和停车场积雪。地处北欧的冰岛首都雷克雅未克则铺设管道利用居民排放的废水余热和地热促进人行道和过街通道的积雪融化，方便居民出行。4 我国寒地城市建设的思考我国寒地城市无论从气候类型条件及自身建设和发展条件方面虽与国外如北欧、北美等国家的寒地城市有所不同，但综合国际寒地城市建设的经验，有几方面值得我们借鉴和思考：4.1 扬长避短，保持寒地城市特色进行科学规划是实现城镇建设特色的根本保证。寒地城市同其他城市一样，有自身的自然条件、社会经济特点和文化历史沿革等情况，抓住寒地城市特色，增强市民对家乡的认同感和自豪感，这一点对于寒地城市建设发展至关重要。如寒地景物有四时变化节气， “春花、
16、夏叶、秋果、冬姿” ，尤其是冬态，凸显植物结构，雪景掩盖植物细节，银装素裹，一派北国风光。这种四季明显的特征，深刻体现了大自然生物的变化，也诠释了人们对生命的理解,不能不说是自然界的一种另类的绿化美。 （见图 1-3） 。另外寒地城市发展中突出气候特点，充分利用冰雪资源，创作城市景观，从城镇建设特色上折射出人的智慧之光。如黑龙江哈尔滨有“冰城”之称，还有特色的哈尔滨的冰雪节、黑龙江吉林的雾淞节等。4.2 尊重气候，充分体现人文关怀充分尊重气候条件，考虑“冬季生态”对城市建设发展的影响，按照季节特点的需要制定相关对策是十分必要的。防寒保暖、争取日照、挡风避雪是寒地建筑设计的基本原则，通过对内部空间的温度分区和巧妙组合创造出自然生态的室内环境和积极活跃的空间，可以为居民提供更丰富的空间形态；充分利用太阳能来调节室内舒适度；采用实体量、几何性、封闭、外张感和独立自足的个体化造型，维护外墙的厚重、封闭，将自然环境转译为文化环境的活动；打造寒地建筑在群体组合、单体造型、色彩、细部、空间等方面的独特形
