生物气候地方主义建筑设计理论与方法研究

闵天怡 / MIN Tianyi

生物气候地方主义建筑设计理论与方法研究

闵天怡 / MIN Tianyi

在对气候与建筑进行关联性思考的基础上，本文系统论述了生物气候主义建筑设计的理论与方法，探讨建立在气候分析与热舒适理论之上、以被动式气候调控策略为主导的生物气候学方法模型，并比对分析中国南京和美国洛杉矶所在的两个气候区的生物气候以及气候控制策略，期望能够在可持续发展的当代议题下，为重新思考低能耗建筑的自主性法则提供知识基础。

生物气候建筑 气候设计 热舒适 被动式控制策略

1 引言

1.1 历史维度

拉尔夫 · 厄斯金（Ralph Erskine）曾经这样表述：“如果没有气候问题，人类也就无需建筑。”气候问题催生了人类建筑的两个基本动机“遮蔽”和“开启”：“遮蔽”提供了居住空间，形成明确的气候边界以抵御和延缓气候的影响；“开启”作为内与外的连接方式，提供生活的入口以及光、风、热等自然能量。马尔库斯 · 维特鲁威 · 波利奥（Marcus Vitruvius Pollio）在《建筑十书》（Ten Books on Architecture）中，就对作为“庇护所”的建筑和决定其之所以生成的气候条件进行了关联性讨论。受之影响，后来的建筑理论阐述中经常出现对此命题的探讨。

工业革命以后，19世纪～20世纪前半叶，学界一直贯穿着对于“原始小屋”的特殊偏爱。约瑟夫 · 里克沃特（Joseph Rykwert）指出，在居所的基本类型、建造起源的理论探索方面，马克-安托万 · 洛吉耶（Marc-Antoine Laugier）、佩罗（Perrault）、威廉 · 钱伯斯（William Chambers）等学者在“居所首先是庇护所”这一观点上是基本一致的。约翰 · 拉斯金（John Raskin）和莫里斯（Morris）也提出根据自然（尤其是气候）的影响而不是以模仿进行建筑创作的重要性。这种对于初始形态的迷恋并非源于建筑考古，而是期望能够基于考古学与人类学的发现，清楚地揭示出自然力和社会、技术之间的耦合关系以及建筑范式，这一形式理论旨在将原始建筑或原生乡土建筑类型的形式意义蜕变为一种当代的设计方法。

1.2 现代危机

1973年的能源问题使世界环境出现了转折性的变化，随后，在减少能耗成为全球共识以及有效使用成为努力方向后，占总能耗40%的建筑业不可避免地成为矛盾的被指向者。1970年代以来，以可持续为核心的建筑理念被一再强调与热议，加之当下不同学科间日益交织渗透，传统建筑学的自主性理论似乎日渐言轻。如何立足于能量议题，重构建筑的自主性能化发展体系具有十分重要的意义。

伊纳吉 · 阿巴罗斯（Inki Abalos）通过对“外部”和“内部”概念的辨析，追溯至两种广义的地域气候（寒冷地区和温暖地区）所产生的基本建筑原型——“温室”和“遮阴棚”，并指出不同气候背景下处理内外环境时两种截然相反的建筑范式——“拒绝”与“接纳”。

在现代建筑的发展过程中，能量议题也包含两个发展方向。以1902年空调诞生为元年，机械环境发展逐渐占据主流，气候的主导地位日渐式微，“隔离与控制”成为建筑回应外部环境的主导策略。作为技术的践行者，理查德 · 巴克敏斯特 · 富勒（Richard Buckminster Fuller）于1960年提出了被肯尼斯 · 弗兰姆普敦（Kenneth Frampton）称为“无情的都市之肺”的设想：以一个直径3.2km的透明穹顶覆盖曼哈顿中心区，使城市中心的运转免受外界环境的“干扰”，从而成为机械控制论的极端构想（图1）。作为拒绝气候的“对抗策略”，这一以“温室”为原型的构想在2010年汉堡“气候胶囊”展览中被重新提及（图2）。在1967年蒙特利尔世博会上，富勒以测地线球顶造就了“美国馆”与世隔绝的内部小气候，为保证其舒适性，在内部使用了大量的通风管和遮阳设施（图3）。基尔 · 莫（Kiel Moe）在《隔离的现代主义》（Insultating Modernism）中批评了保温隔热等所谓的热工手法，并指出专注于隔离系统的构建其实是对气候平衡自然法则的背离。

在机械设备占据主流意识的同时，仍有一批学者坚持研究以气候设计为主导、以自然要素为对象的环境设计方法，即为现代建筑能量议题的另一发展方向。与前者相比，他们更偏重于学科方法的探索与研究，以控制性较强的技术策略为旨意。在1963年，维克多 · 奥戈雅（Victor Olgyay）综合其在普林斯顿大学的研究成果编著《设计结合气候：建筑地方主义的生物气候研究》（Design with Climate:Bioclimatic Approach to Architectural Regionalism），首次提出“生物气候建筑地方主义”设计理论与“生物气候设计法”，通过气候与设计两个概念的结合，强调以自然方式而非机械手段来实现使人体热舒适的小气候。1970年代，美国环境与建筑领域的科技工作者巴鲁克 · 吉沃尼（Baruch Givoni）对奥戈雅“生物气候设计法”进行了补充与改进，提出“气候设计”方法（Givoni法）。而后唐纳德 · 沃特森（Donald Watson）、P. O.范格尔（Povl Ole Fanger）、O. H.柯尼斯伯格（O. H. Koenigsberger）、约翰 · 埃文斯（John Evans）等多名研究者在生物气候设计领域进行了完善。长久以来，众多学者致力于此方向的研究，力图构建一种将气候环境和人体舒适需求多场耦合的全系统设计方法模型，使之能够为建筑师的设计过程提供调节气候环境以使其满足人体热舒适的依据条件，最终形成控制性策略。

图2 2010年汉堡“气候胶囊”展览

图3 蒙特利尔世博会美国馆

2 气候设计

全球大多数气候区的室外气候条件与室内热舒适需求都存在不同程度的偏离，“气候控制”即是试图缩小这种环境差异，使之无限接近热舒适需求的调控手段。换言之，气候控制的完美边界即是室外实际气候条件与室内热舒适期望值之间的差值，通常做法是使其无限接近。控制手段通常是基于低能耗原则，以典型气象资料为依据，针对不同的温度振幅及水蒸汽压力所构成的环境条件，利用热质量效应、气流效应、控制辐射、蒸发冷却等被动式策略形成“气候设计方法”。气候设计的最终目的是创造低能耗甚而零能耗的高效能建筑，在最少资源消耗的情况下实现最高的热工性能，通过被动式方法调节内外气候环境，在人、气候、建筑之间兼顾有效性和合理性（图4）。

图4 气候设计

被动式性能调控方式体现为“静态控制”与“动态控制”两个方面，即通过针对建筑的不变要素（建筑方位、围护界面的热容量及隔热设计等）与可变要素（建筑开启系统）的设计策略进行气候控制。根据热力学的3种传热原理，在建筑内外热量交换的过程中存在4种热交换控制途径：允许外部热量进入内部，拒绝外部热量进入内部，保持稳定内部热源热量，快速排出内部热源热量。上述4种热量传递的控制途径与3种传热方式、一个绝热（蒸发冷凝）过程相组合，构建了建筑气候调控的基本策略。

在生物气候设计法的工作中（图5），提出整体设计目标，环境气候及生物热舒适层面涉及较为专业的技术知识和计算方法，技术策略层面则是基于前面的分析工作做出理性推导和正确选择。其中，推演过程由生物气候设计方法模型——生物气候图完成，根据图表可以得出一个与周围的空气温度、相对湿度、气流速度、平均辐射温度等自然因素相关联的人体舒适区，并将其结果作为确定被动式控制策略的核心依据。

图5 气候设计的工作方法

3 热舒适理论

3.1 生物感觉表征

热舒适（Thermal Comfort）是受环境气候、身体活动情况、生理、心理等多种变量影响的基于主观感受的复杂概念。在形成具体的理论方法以前，研究者与建筑师是基于气候的经典理论、气候常识以及模型试验的结果（包括个人对气候、材料、建筑形式与舒适性等的综合体验）进行设计的。1923年F. C.霍顿（F. C. Houghton）等人确立了有效温度指标，并将热感觉定义为“舒适”或“不舒适”，人体热舒适的研究由此真正展开。1950年代，热舒适感觉替代了传统的“中性条件”，成为环境工程师共同追求的积极目标。1960年代，美国堪萨斯州立大学、丹麦哥本哈根大学相继建立了人体热感觉专用实验室。1970年代，范格尔确定了热感觉的6个影响因素，进而提出热平衡与热舒适方程。生物学家米歇尔 · 卡巴纳克（Michel Cabanac）在关于局部温度刺激的实验中，将感觉的差异性作为行为性温度调节的驱动力，但在具体应用中，能够表述为“舒适”的条件范围十分狭窄（图6），因而研究者们一直努力尝试在热环境的评价需求下逐步建立评价的量化指标。

图6 热感觉的适应性

3.2 热指标：ET（有效温度）与HSI（热应力指标）

1923～1925年，霍顿、C. P.亚格罗（C. P. Yaglou）及威廉 ·米勒（William Miller）等人在ASHRAE（American Society of Heating,Refrigerating and Air-Conditioning Engineers，美国采暖、 制冷与空调工程师学会）实验室的研究中提出了“等线舒适”（Lines of Equal Comfort）概念，认为影响热舒适的3个环境变量即空气温度、相对湿度及气流速度，在3者任意组合得出相同的温度时，人体产生的热感觉相同。在此基础之上研究者们提出了ET①（Effective Temperature，有效温度）。ET是应用最为广泛的热指标之一，在生物气候建筑的研究中，被柯尼斯伯格等人作为判断湿热地区气候环境舒适程度的标准，后来被用于马霍尼（Mahoney）生物气候法，作为界定舒适条件的主要气候参数（图7）。

图7 ET（有效温度）诺模图

1955年，贝尔丁（Belding）和哈奇（Hatch）计算给定的热环境中作用于人体的外部热应力，据此提出了HSI（Heat Stress Index，热应力指标）。HSI将环境对人体产生的热应力的各项作用因素分别定量考虑，这一点具有非凡的理论意义，并且为吉沃尼气候法舒适要求的评价奠定了基础（图8）。

3.3 热舒适方程与PMV-PPD评价模型

1970年，范格尔在人工气候实验室的研究基础上，提出了范格尔热舒适六要素②，进而在人工气候实验结果的回归分析中得出人体热平衡方程和舒适条件方程，并将二者联立，组建了著名的范格尔热舒适方程。为使其能够直接应用于任何给定环境变量的组合所产生的热感觉评价，范格尔同时建立了划定为7个标度的“表征人体热反应评价指标”（Predicted Mean Vote，PMV）和“预测不满意百分比指标”（Predicted Percentage of Dissatisfied，PPD），以概率分析方法给出两者的定量关系，创建了PMV-PPD评价体系。

范格尔热舒适方程为业内普遍接受并被当作目前最全面、可靠的界定，由此衍生了一系列的国家、地方标准。同时PMV-PPD热舒适模型也是最早的人体体温调节数学模型，为生物气候设计方法应用于不同气候条件奠定了理论基础。尽管后来的一些学者在此基础上提出了改进意见，但均未脱离其框架要素③。

3.4 热感觉标度与ASHRAE热舒适范围

美国采暖、制冷与空调工程师学会的ASHRAE55－94标准和国际标准组织ISO7730将热舒适定义为“人体对环境感觉满意的一种主观感觉”。

贝德福德（Bedford）于1936年提出的7点舒适标度被人工气候实验室及现场调查所普遍采用，其与ASHRAE的7点标度是目前应用最广泛的两种标度。范格尔的标准同样分为7级，但为了方便读取，中点标数为0，两端分别为+3和-3。F. H.罗勒斯（F. H. Rohles）与R.G.内文斯（R. G. Nevins）的热感觉指标（TSENS）分为10级，除冷端增加1级、热端增加2级外，其余内容与范格尔的标准相对应（表1）。

ASHRAE认为，热舒适的满意程度与环境因素、个体因素等多种变量有关，所以ASHRAE55－2004标准考虑了所有环境变量而非单一定量值（如ET），采用温湿图表定义冬夏两季80%人数满意的热舒适区（图9）。

3.5 不对称性

此前对于舒适的讨论都建立在人体是均匀、对称地受热或受冷的假定基础之上，然而现实环境却并非如此。事实上，由于环境中的辐射源、局部气流以及不同的冷、热表面（家具、地板等），外部环境是不均匀的。

对于单侧辐射，A.P.盖奇（A. P. Gagge）等人指出：在低至10℃的环境中，借助局部辐射加热器，同样能够达到可接受的条件。例如人们于火炉前烤火，局部皮肤受热也会使其感到舒适。F. A.克任柯（F. A. Chrenko）根据对顶棚散热片的研究，建议头部附近的辐射温度不可超过平均辐射温度2℃。布贾内 · W.奥利森（Bjarne W.Olesen）等人提出在静风条件下不对称辐射的限值。同时，局部气流所造成的室内环境不对称也会带来同一人群的冷感差异，即局部调节策略的引入同样会带来全局效果。

4 生物气候学方法模型

建筑学范畴内的“生物气候学”（Bioclimatology）研究主要着眼于气候与人的关系，探讨人应如何适应气候变化规律，满足自身对生存环境的需求。“生物气候设计法”（Bioclimatic Design Method），从简单定性到复杂定量地分析了建筑各要素与建筑热环境、热舒适性之间的关系，是一种由人体热舒适的角度分析地区内温度、湿度、风和太阳辐射等气候要素的变化特征，从而给出具体建筑设计技术策略的系统分析方法。

生物气候模型可反映地区内全年度的气候条件，分析年度温度、日照、风向、降水、湿度的数据，据此指导具体条件下如何达到或更加接近热舒适范畴。模型反映了地区内建筑基础性的气候需求，温度需求定义出建筑形态，日照需求定义了最佳的朝向、位置与向阳面的开启，通风需求定义了开启的大小与位置，过热地区需要采用减少辐射措施与遮阳装置，昼夜温差大的地区需采用蓄热性强的围护结构材料，同时要进行整体绝热。因而，只有深刻理解气候要素和生物需求并充分获取自然能量，建筑才可能达到或接近气候平衡，再通过人工设备对不足之处作适当补充。

图8 HSI（热应力指标）

图9 ASHRAE热舒适区与传统热舒适区比较

表1 4种热感觉标度

4.1 生物气候图

生物气候图以温湿图表（Psychrometric Chart，图10）为绘制工具，用以确定空气的状态和4个基本参数（空气温度、含湿量、大气压力和水蒸汽分压力）之间的关系，其边界代表了环境要素的极端情况。空气温度（AT）、相对湿度（RH）、空气流动（AV）和平均辐射温度（MRT）的某些特定组合能够形成大多数人认可的热舒适，反映在温湿图表上就是舒适区域（Comfort Zone）。舒适区域的左侧适用于冬季，右侧适用于夏季，而一年中能够出现在舒适区域内的气候状态十分少见，可以借助一定的调节策略对舒适区域进行相应的补偿，使控制边界发生变化，从而使舒适性区域产生移动（图11）。若向上移动潜热增加，应变方式是除湿策略；向下移动潜热减少，应变方式是加湿策略；向左移动显热减少，应变方式是加热策略；向右移动显热增加，应变方式是冷却策略（图12）。在气候设计过程中，可借此直观地了解建筑室内外的气候状况以及相较舒适区的偏离程度。

4.2 生物气候模型

在进行地区内气候条件评价时，生物气候模型（表2）综合了典型气象年365天（共计8763h）地面逐时温度与相对湿度的气象数据，以等分的状态显示出地区内的一般气候特点。通常以每10天的参数数据形成连续封闭的曲线，通过曲线的分布情况判断对应的气候控制策略；每月的24h数据形成的封闭曲线常以间歇的螺旋形式上升至7月，然后下降回归至1月。所以，将生物气候模型转译为时间刻度表，可以直接读取一年内任意一天的气候要素资料，也可清晰呈现地区内气候参数间的相对比重。

得益于计算机技术的发展，以奥戈雅和吉沃尼的图表为基础，发展了如MATLAB、Ecotect等计算软件。生物气候建筑设计日趋数字化与高技化，对设计的影响与参与权重也明显增加。同时，生物气候建筑逐渐向全方位性能建筑转变，从空间调节转向性能调节，从对气候与人体舒适区域的关注转向对人与建筑长久、系统的生态性的重视（图13）。

图10 温湿图表

图11 温湿图表中的舒适与非舒适区域

图12 空气温湿度变化分析

4.2.1 Ologay方法

奥戈雅最早提出了气候设计的概念与方法，不同于ET、PMV等热舒适指标，该生物气候模型更关注人体主观热感觉，且为便于判断只设一个指标值，表示了4个环境变量（干球温度、相对湿度、空气流速、太阳辐射）和热舒适度的关系，用以判断外部气候要素对人体热舒适的影响程度。

将气候因子综合于一张图表便于直接转译为设计要素，通过调整朝向、开启的位置和尺寸，采用遮阳设施等具体措施，对外部不利环境给予一定的补偿，通过前文提到的4种热交换方式可以达到控制目的（图14）。

Ologay方法是气候条件、人体舒适和设计策略建立联系的最早尝试，基于热舒适的气候设计方法对大批的欧美学者与建筑师产生了深刻影响。但此方法以外部气候状况而非建筑内部的预期条件作为生物需求的判定基础，忽略了内外气候条件的差别，主要适用于二者差别不大且更依赖通风的湿热地区。

表2 生物气候设计方法模型比对分析

图13 生物气候设计法的历时性发展

图14 奥戈雅生物气候图

4.2.2 Givoni方法

吉沃尼发展了奥戈雅的生物气候设计法，并且将舒适性通风、蒸发降温、主动及被动式太阳能等调节方式的适用范围表示在同一温湿图中，构成了“建筑气候设计分析图”（图15）。

图15 吉沃尼生物气候图

在吉沃尼建筑气候设计分析图中，舒适性通风区域表示通风策略可达到的舒适范围，高性能保温材料区域表示无通风情况下凭借调节室内温度可获得舒适条件的范围，蒸发降温区域表示适宜采用蒸发散热达到舒适要求的范围。

舒适性通风上限的设定条件是室内平均辐射温度、水蒸汽压力与室外环境相同，此条件倾向于热阻较低的建筑外围护材料。当环境条件超出太阳能采暖、蒸发降温等被动式策略能够调节的范围时，需采用空调设备等机械调节手段。吉沃尼建筑气候设计分析图表建立了气候要素和可供选择的适宜策略的关联，读取方便清晰、便于应用，是现今工作方法的原型。

4.2.3 其他方法

1983年，沃特森在吉沃尼的工作基础上做出改进，针对吉沃尼气候调节方法的模糊边界进行明确详细的说明，同时对不同的温度振幅和水蒸汽压力组成的环境状况补充了大量的机械调控措施，将设备调控的主动式方法和建筑自身调节的被动式策略结合起来，绘制在一张图表内以便设计者进行比较和决策，最后针对采暖需要提出了更多的设计建议。沃特森气候分析图由17个区组成，每一个区代表一种类别的气候控制方法，相对完善且比Givoni法更加详细。

伦敦建筑协会的柯尼斯伯格等人在研究热带地区建筑时，提出了基于另一思路的Mahoney列表生物气候法。以ET为根据，引入马霍尼表格分析气候特征，使系统的气候分析投影至每个设计阶段，并从中获取可以初步制定建筑空间形态、布局、朝向等的设计参数。

埃文斯（Evans）认为，基于空气温度和相对湿度的Ologay法和Givoni法均侧重于稳定的气候环境，而在周期温度波动较大的气候区，温度波动与舒适感觉的关系应成为气候设计中的重要议题。据此，埃文斯以平均温度振幅值替代湿度，并将其纳入气候分析，用于描述一个典型日的变化范畴，提出针对被动式建筑的温度波动与人体热舒适关系的“热舒适三角方法”。

5 基于建筑被动式气候控制区的设计策略比对分析

5.1 中国南京地区气候控制策略分析

南京地区位于北纬32º8′，东经118º8′，属于北亚热带湿润季风气候区，雨量充沛，冬冷夏热，四季分明。年均温度15.4℃，1月平均温度2.25℃，7月平均温度28.8℃，气温的平均年较差26.6℃。

根据南京地区生物气候焓湿图可以了解到自然年中每个月的相对舒适时间比，以及通过被动式太阳能采暖、自然通风、热质量效应、热质量效应结合夜间通风、蒸发冷却降温等被动式气候调节策略能够增补的时间比（图16）。

图16 南京地区生物气候焓湿图及被动式气候控制区

结果表明，南京地区全年无需任何调节措施的舒适时间比为8.2%，共30天，主要集中在5月、9月和10月；采用被动式太阳能采暖调节策略的全年整体性效用最为明显，可以增加42.5%的舒适时间；夏季热、湿共存，引导自然通风是有效对策，6～9月通过加强自然通风可以使全年的舒适时间比增加26.3%（尤其在6月和9月，可以使90%以上的天数达到热舒适度）；9月通过增加建筑围护结构的材料蓄热性能或者采用蒸发冷却降温措施可以增补6.3%；建筑的蓄热性能结合夜间通风策略，可增补16.6%的时间比。因此，通过被动式调节策略全年共计可增补250天舒适天数，为全年时间比的68.2%（表3）。

图17 洛杉矶地区生物气候焓湿图及被动式气候控制区

5.2 美国洛杉矶地区气候控制策略分析

洛杉矶位于美国南加州的西南部，北纬34º05′，西经118º22′，属于地中海气候带，常年干燥少雨，冬雨为主，日间炎热、昼夜温差大，年平均温度23.1℃，平均最低温度13.2℃。

根据美国国家气象数据中心的气象数据进行生物气候模型及焓湿图分析，可获取设计控制策略的气候调节范围（图17）。

利用热质量效应结合夜间通风策略的全年整体性效用突出，调节范围覆盖12个月，全年热舒适性能可提升47.9%；而只利用自然通风仅在7～9月作用明显，可增补3.3%时间比；由于加州日照充足，利用被动式太阳能采暖在全年整体获益方面作用最为显著，可提升全年性能约61.6%，结合实际需求后，1～4月份与11、12月份的增补率接近100%；在当地温和的气候条件下利用直接蒸发冷却降温策略收效甚微，结合间接蒸发冷却策略后主要作用于7～9月，8月份可提升近31%，全年热舒适时间比增补3.6%（表4）。

6 结语

不论是将建筑看作富有神话色彩的庇护所，还是一种能对之进行科学分析的“热障”（Thermal Barriers），用以回应气候时它们并无两样，人们对于此二者的探索也从未间断。可以肯定的是，在人类身处的连续空间与时间的系统之中，气候以一个运动着的能量与质量系统，构建了人与建筑的特殊环境；建筑则以消耗或转变能量流与质量流的方式，从外部气候中划定一种具体环境，在两种环境之间是能量的不断流动。通过知识体系的构建，生物气候设计法以自然要素为能量来源，合理安排建筑要素，实现了建筑性能“空间调节”的最大化。

生物气候建筑将建筑形式的自主性与能量的流动性联系在一起，站在了现代主义封闭、隔离的建筑形式的对立面，从能量与生物气候学角度出发，使建筑的本体价值与工具价值得以融合。同时重新思考了能量流动、气候应对、生物感知与体验、物理环境与建筑性能之间的交互作用。借助生物气候方法模型的建立，将空间思考转变为能量的流动思考，从而导向一种气候学、热力学语境下的建筑设计语言和∂范式。与现代建筑的“形式追随功能”相呼应，“形式追随能量”致力于实现能量在建筑中的自主平衡，并将之作为可持续的、全球性事业的一部分。

表3 南京地区气候调节策略各月有效时间比

表4 洛杉矶地区气候调节策略各月有效时间比

注释

① 有效温度以单一指标反映出空气温度、相对湿度及气流速度对人体冷、热舒适感觉的综合影响，但并未考虑辐射温度的作用。

② 范格尔热舒适六要素，即两个人体变量：衣服热阻、代谢率（活动量）；4个环境变量：空气温度、相对湿度、平均辐射温度和气流速度，此为首次建立起人体热舒适与环境变量、服装类型和活动状态之间的关系。

③ PMV指标最初实验的1600名受试者均来自美国和欧洲，奥雷西姆斯（Auliciemes）等人在长期实证后发现，人们对于长期生存的气候条件具有更多的适应性和生理习惯性，PMV指标忽略了地域差异，因而更适用于相对稳定的机械调节环境，奥雷西姆斯据此又提出了具有改进意义的适应性热舒适方程。范格尔本人在后来的文献中也指出，对于不同国家地区和气候条件，应分别采纳相应的修正系数，我国所用的修正系数为0.7。我国现有《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50736－2012）规定“采暖与空气调节室内的热舒适性应按照《中等热环境PMV和PPD指数的测定及热舒适条件的规定》（GBT18049－2000），采用预计的平均热感觉指数（PMV）和预计不满意者的百分率（PPD）评价，其值宜为：-1≤PMV≤+1，PPD≤27%。”

[1]ASHRAE Handbook Fundamentals 1994[M]. American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc., 1994.

[2]V. Olgyay. Design with Climate: Bioclimatic Approach to Architectural Regionalism[M]. Princeton: Princeton University Press, 1963.

[3]B. Givoni. Man, Climate and Architecture[M]. 2th ed. London:Applied Science, 1976.

[4]B. Givoni. Climate Consideration in Building and Urban Design[M].New York: John Wiley & Sons, Inc., 1998.

[5]D. Leatherbarrow, M. Mostafavi. Surface Architecture[M].Cambridge: The MIT Press, 2005.

[6]R. Thomas, T. Garnham. The Environments of Architecture:Environmental Design in Context[M]. London: Taylor & Francis Group, 2007.

[7]李麟学. 知识á话语á范式. 能量与热力学建筑的历史图景及当代前沿[J]. 时代建筑, 2015(02).

[8]刘念雄, 秦佑国. 建筑热环境[M]. 2版. 北京：清华大学出版社, 2016.

[9]闵天怡, 张彤. 苏州地区乡土民居“开启”要素的气候适应性浅析[J]. 西部人居环境学刊, 2015(02).

[10]杨柳. 建筑气候学[M]. 北京：中国建筑工业出版社, 2010.

RESEARCH ON BIOCLIMATIC REGIONALISM ARCHITECTURE DESIGN THEORY AND METHOD

Based on the associated thinking of climate and building, this paper systematically discusses the bioclimatic architecture design theory and method. Afterwards, by introducing bioclimatic model which is established on the climate analysis and thermal comfort theory, with the aid of comparative analysis of biological climate and passive climate adjusting strategies between Suzhou and Los Angeles, expecting to provide the knowledge base for rethinking the autonomy rule of low-energy consumption building under the sustainable development issues.

Bioclimatic Architecture, Climatic Design, Thermal Comfort, Passive Controlled Method

国家重点研发计划课题项目（编号：2016YFC0700203）；国家自然科学基金重点项目（编号：51238011）。

闵天怡，博士研究生，东南大学建筑学院

2017-06-29