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摘要:關于《簡述城市空間高層建筑的節能設計方法》的建筑工程管理論文資料庫:對城市空間高層建筑的節能設計進行了探討。
關鍵詞:城市空間;高層建筑;節能設計
1建筑設計
1.1充分發揮廣場的作用高層建筑由于其體量的巨大,往往給街道空間一種突然的壓迫感,使人感覺好像從一個大空間突然進入一個小空間,這是由于高層建筑的體量所造成的對比。因此凡是處在街道兩旁體量巨大的高層建筑,在設計時應該對其進行后退處理,并在其退出的用地上設計———廣場空間,這個廣場空間將起到空間的緩沖作用;而且由于高層建筑的建筑面積遠遠超出其用地面積,容納的人員較多,出入口人流密度相對較大,后退出的廣場空間也起到緩解交通壓力的作用;從另外一方面講,廠場空間往往在街道空間以及城市空間中起到非常重要作用,能夠給公眾留下較深的印象,也往往能成為城市的節點,這就是共享空間的好處。有的建筑大師甚至直接設計成下沉式的廣場,如日本建筑大師嘰崎新設計的日本筑波中心的下沉式廣場,獨特的廣場空間造型,以人和環境為設計重點,不僅為公眾提供了一個舒適的安靜的休閑場所,而且使建筑塔樓的形象特征更加突出。這種下沉式的廣場往往更容易給人留下印象,就空間形式而言它是一種非常富有情趣的空間。因此在進行高層建筑設計時廣場和建筑應該作為一體來考慮。
1.2高層建筑主體設計對于一個城市而言,高層建筑往往具有一定的代表性和象征性,可以反映一個城市經濟水平和發展程度,選擇合理的造型就顯得尤為重要。高層建筑由于其結構形式的限制以及使用功能的要求,在造型上往往追隨于建筑的結構形式,而不能有太多的變化,有的高層建筑甚至直接將結構形式外露不加修飾。高層建筑的主體部分是它的塔樓,塔樓的表現形式對高層建筑的造型起著決定性的作用,現今國外和國內的許多高層建筑都有著獨特的外形和明顯的識別性,對一個城市具有一定的代表性,這可以說是高層建筑存在的一個原因。高層建筑主體的下部分裙房雖然對整個城市影響較小,但它對于街道的尺度和人情化空間的創造等方面卻有著重要的影響。建筑的裙樓立面設計一般不同于上部立面,需要進行細致的設計,從而使下部空間豐富多彩而不至于感到蒼白;并要體現人的尺度,因為裙房部分跟公眾視覺接觸較密切,對街道空間感影響也較大。而高層建筑的最上部分屋頂對整個建筑形象起到強化個性的作用,雖然它較少影響到生態環境,但對塑造建筑的標志性、豐富城市天際線具有重要的作用,因此應根據建筑的基座、樓身等因素加以塑造。
1.3巧妙的運用一些處理手法高層建筑的塔樓部分雖然變化的余地不大,但是底層部分卻可以進行一些巧妙的處理來豐富空間形式。一般可以采用底層架空和入口縮進的手法。底層架空的處理手法是現代建筑的特征之一,它可以在高密度的環境中爭取到寶貴的用地,把城市的道路、廣場和建筑有機地結合在一起,形成通透的、公共的開放空間,給市民以小憩之地;同時還可以改善人流、視覺擁擠的狀況,連通幾個主要的公共場所,以增加城市空間的層次。高層建筑臨近城市道路布置時,入口空間凹入建筑下部可以避免主體的被迫后退(用地非常緊張的情況下),爭取基地面積的有效使用,緩解入口處各種矛盾沖突;并有可能在建筑的形體設計、空間組織等方面形成新穎的構思,這種入口后退架開的處理不僅空間層次豐富而且給人的印象也深刻。
1.4優化圍護結構墻體設計
1.4.1外墻是圍護結構的主體部分,高層建筑的圍護結構不同于磚石結構房屋,前者是鋼筋混凝土框架或剪力墻結構承重,因此,圍護結構屬于填充材料,為了減輕荷載,達到保溫、隔熱要求,采用輕質高效保溫材料,目前在寒冷地區常用的墻體做法有:頁巖陶粒混凝土空心砌塊;粘土空心磚與實心磚復合墻體;粘土實心磚或空心磚巖棉夾心復合墻體等。但存在問題較多,節能的效果仍達不到標準的要求。圍護結構的材料布置分外側和內側,在寒冷地區的同一氣候條件下,由于材料層次布置不同所取得的保溫效果也不盡相同,為防止墻體內產生冷凝水,保溫層設在外側更為妥些。
1.4.2高層建筑的圍護墻體不宜采用外側保溫的聚苯乙烯泡沫板(舒樂板、PG板),巖棉板等輕質保溫材料。一幢建筑的壽命少則幾十年,多則上百年,材料的應用與建筑整體的壽命應同步。
對于輕質的外保溫復合墻體,存在以下不足之處:(1)抗震能力差,易松散,件結合不好,整體性能差。(2)不能承受外部裝修貼,如:貼石材,安裝裝飾構件等,與結構構掛荷載。(3)不能承受有振動的鑿、刨的裝修,如:剁斧石面層、予留洞、槽易出現冷橋。(4)墻表面易出現裂紋。除此之外,復合墻體由十框架梁拉、剪力墻的嵌入,墻體內容易造成冷橋,是保溫、隔熱的薄弱環節。據測定,高層建筑所出現的冷橋約占整個熱損失的5%~13%,因此應引起設計者重視,采取有效構造措施盡可能避免產生冷橋。
1.4.3國外普遍推廣采用混凝土空心砌塊用于高層建筑圍護結構保溫,歐、美各國取得不少先進經驗。如:美國研制的TB型保溫隔熱復合砌塊;波蘭的咬合式保溫砌塊,兩塊組合成320厚墻體,在空心砌塊內填入高效保溫材料,墻體傳熱系數K=01209~1100W/m2k;芬蘭研制的一種空心砌塊,空隙之間填入聚胺脂保溫材料,300厚,傳熱系數K=0.25~0.28W/m2k。某些歐美國家50%左右的建筑已應用多種形式的混凝上空心砌塊。由于混凝土空心砌塊保溫效果好,又具有一定強度,避免了輕質復合材料墻體的一些弊端。
1.5影響建筑節能的其他因素
1.5.1高層建筑外圍護墻體耗能量較大,占整個建筑耗能的25%左右。建筑的形體變化是建筑外露面積的主要因素之一,體形系數越大耗能越多,國外的一些高層建筑造成圓塔形,比如美國洛杉磯的奸運飯店、法國戴高樂機場候機樓、紐約第三大街53號辦公樓都是圓型或橢圓形,相同的面積,圓的周長最短,這樣使建筑外露面積較小。因此,基于能量損耗的考慮,高層建筑的形體變化不宜過多、復雜。
1.5.2高層建筑的“風環境”是影響建筑耗能因素之一。在冬季,風力對建筑的熱損失很大,增大冷空氣的滲透量,使室內熱損失加大。由于建筑某些部位處理不當,墻體內部易產生冷凝水。因此,建筑保溫材料的選用,建筑構造的合理性應建立在科學、可靠的基礎上。
2規劃設計
2.1避免高層建筑密集高層建筑的密集雖然對于城市辦公等條件方便有利,卻給城市空間帶來很多壓力,造成城市空間和城市交通的擁擠,甚至是一些始料不及的污染和危害,比如一些高層建筑玻璃幕墻的大面積使用造成以前未出現過的光污染;還有就是形成高壓風帶和風口,這些會造成意想不到的后果。因此在規劃設計中要對區域內的高層建筑密度進行限制,避免高層建筑的集中分布。
2.2高層建筑與城市街道高層建筑一般分布在城市中商業發達的地段,這些地段的街道本身交通荷載就較大,高層建筑將大大增加這些街道的交通壓力,整理提供,如需轉載,請注明出處。分布在這些街道兩側的高層建筑要盡量控制其層數和高度,同時在規劃設汁時要對這些街道進行擴展,加大其通行能力。
2.3控制超高層建筑數量超高層建筑往往以其象征性和代表性而存在,實際上這類建筑既不經濟又不合理,一些已建成的超高層建筑投人使用后表明收益并不樂觀,可以說僅僅是體現城市形象,提高城市知名度。結束語高層建筑已走過百年歷史,從其出現之日起就成為城市的焦點,其形式和風格也不斷的發展變化著,我國的高層建筑雖然相對發達國家起步較晚,但已經取得了很大的成就,像北京、上海、深圳等城市的高層建筑可以說代表了中國高層建筑的發展史,高層建筑設汁與城市空間的融合也正不斷的完善發展。