生態(tài)建筑的技術(shù)策略探討范文

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【摘要】

通過工程實(shí)踐武漢新能源辦公樓加以剖析、延伸，從高層建筑生態(tài)技術(shù)的研究提出了若干相應(yīng)的設(shè)計策略，力求實(shí)現(xiàn)生態(tài)技術(shù)與建筑外在形式的有機(jī)結(jié)合。

【關(guān)鍵詞】

可持續(xù)發(fā)展；高層建筑生態(tài)建筑

近年來，國外應(yīng)用各種新技術(shù)、新材料建造了一大批優(yōu)秀的生態(tài)建筑，國內(nèi)也在設(shè)計建設(shè)一批示范性的節(jié)能建筑、綠色建筑和氣候建筑（它們也被統(tǒng)稱為生態(tài)建筑）。本文研究緣起于2010年武漢新能源研究院辦公樓設(shè)計，武漢新能源研究院由武漢市人民政府與華中科技大學(xué)組建成立于2009年，其主體建筑將作為武漢新能源研究院的辦公場所和新能源產(chǎn)業(yè)的研發(fā)實(shí)驗(yàn)基地，是集科學(xué)研究、研發(fā)實(shí)驗(yàn)、綜合服務(wù)以及新能源技術(shù)與產(chǎn)品應(yīng)用展示等多功能為一體的綜合性建筑物。武漢新能源項(xiàng)目占地面積約9萬平方米，整個辦公樓高95米，地上17層，總建筑面積約75000平方米。在武漢新能源研究院建筑設(shè)計方案中，作為主創(chuàng)建筑師與荷蘭荷隆美集團(tuán)組成聯(lián)合體，與五家境外知名建筑設(shè)計公司競標(biāo)成功中標(biāo)。在整個設(shè)計過程中深切體會到了生態(tài)技術(shù)策略在當(dāng)代高層建筑設(shè)計的實(shí)踐性，根據(jù)設(shè)計經(jīng)歷和近期對文獻(xiàn)閱讀的結(jié)果，本文致力于從技術(shù)問題入手對高層生態(tài)建筑的設(shè)計策略進(jìn)行探討。

1高層建筑生態(tài)設(shè)計的意義

隨著環(huán)境的惡化和不可再生能源的短缺，生態(tài)建筑設(shè)計理念逐漸成為主流，生態(tài)技術(shù)策略的引入將對高層建筑設(shè)計產(chǎn)生深刻的影響。建筑師的目光從各種風(fēng)格流派的表達(dá)當(dāng)中更多轉(zhuǎn)移到生態(tài)策略的設(shè)計上，建立有一套行之有效的生態(tài)技術(shù)策略，為設(shè)計者提供高效、便捷的設(shè)計方法，使我們的建筑成為真正意義上的生態(tài)建筑。使建筑設(shè)計與生態(tài)技術(shù)有機(jī)結(jié)合，將生態(tài)技術(shù)融入到建筑設(shè)計中，形成新的建筑美學(xué)。

2生態(tài)技術(shù)與策略

2.1太陽能、風(fēng)能和地源熱泵的利用太陽能利用主要包括兩大類型，一是被動式太陽能利用，即在建筑中不使用特殊的動力設(shè)備，而是利用太陽的光和熱、風(fēng)等因素調(diào)節(jié)室內(nèi)的環(huán)境。二是主動式太陽能利用，從中又分為太陽熱能應(yīng)用系統(tǒng)和太陽能光電系統(tǒng)。武漢新能源辦公樓以地面以下穩(wěn)定的土壤地?zé)釣槟茉矗缘卦礋岜米鳛榭照{(diào)系統(tǒng)的冷熱源機(jī)組，能夠循環(huán)使用。冬季熱泵系統(tǒng)以大地中的熱量為熱源，對建筑供熱，并使大地的溫度降低，蓄存冷量；夏季熱泵機(jī)組把建筑物中的熱量傳輸給大地，對建筑物降溫，同時在大地中蓄存熱量以供冬季使用。在地源熱泵系統(tǒng)中大地起到了蓄能器的作用，利用深層土壤的恒定溫度作為冷熱源，大大降低了空調(diào)系統(tǒng)的全年能耗。在武漢地區(qū)土壤源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用時，測試得出比常規(guī)的空調(diào)節(jié)能37%，節(jié)省運(yùn)行成本30.2%。

2.2屋頂綠化屋頂綠化能夠與地面綠化和墻體綠化一樣調(diào)節(jié)微氣候，當(dāng)太陽照射到屋頂時，由于覆蓋植被的存在，建筑物得熱大大減少。武漢新能源辦公樓實(shí)驗(yàn)室裙房屋頂采用屋頂綠化技術(shù)，不僅極大地提高了屋頂?shù)谋匦阅埽夜?jié)約了空調(diào)用電量，同時又是員工工作之余親近自然的場所。同時屋頂綠化對防水和荷載的要求比普通屋面高，需要在設(shè)計中作特別的處理。

2.3自然通風(fēng)及采光自然通風(fēng)較之于其它相對昂貴、復(fù)雜的生態(tài)技術(shù)，是一項(xiàng)比較成熟而廉價、樸樹的技術(shù)措施，在武漢新能源辦公樓的設(shè)計中，通過合理的建筑設(shè)計、自然通風(fēng)在不消耗不可再生能源的情況下降低室內(nèi)溫度、帶走潮濕砌體，達(dá)到人體熱舒適度，并提供新鮮、清潔的自然空氣。縮短全年空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行時間，節(jié)省能耗21%。合理的自然光利用方法是建筑無光環(huán)境和熱環(huán)境整體質(zhì)量的主要內(nèi)容，爭取區(qū)分天然采光建筑的技術(shù)，并在設(shè)計時綜合考慮，以創(chuàng)造一個統(tǒng)一、完整的天然采光系統(tǒng)，武漢新能源辦公樓內(nèi)部空間設(shè)置中庭，自然采光可以從中庭頂部的天窗直接照射到室內(nèi)，中庭側(cè)壁形成漫射光，使得整個中庭猶如一個明亮的光庭，光庭周邊的走廊和各使用空間的照度大大提高。

2.4外圍護(hù)材料選擇通常外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能控制都是通過增加圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料的熱阻、降低傳熱系數(shù)來改善其熱工性能。，高層建筑往往采用大面積的玻璃幕墻，熱損失是個較為突出的問題。為了充足的采光需求和良好的景觀視野，形成良好的外立面形式，在高層建筑中，外窗和幕墻占房間總耗熱的30%左右。武漢新能源辦公樓外立面主要由玻璃和鋁板幕墻構(gòu)成，辦公樓層的外立面設(shè)計采用用高絕緣隔熱玻璃面板，立面在人的視線高度使用一塊高能透明陽光反射玻璃，辦公人員可以打開高透明的陽光反射玻璃來獲得自然通風(fēng)，減少能耗增加空間的舒適度。

2.5遮陽系統(tǒng)遮陽系統(tǒng)包括兩種類型外遮陽和內(nèi)遮陽。對于外遮陽來說，百葉在窗戶外側(cè)，把主要的太陽輻射熱被擋在了室外；而對于內(nèi)遮陽來說，雖然可以起到這樣的效果，然而大部分的太陽輻射熱已經(jīng)進(jìn)入室內(nèi)，所以，在隔熱性能方面，常采用外遮陽的立面形式具有優(yōu)勢。武漢新能源辦公樓實(shí)驗(yàn)室裙房的外立面采用了統(tǒng)一模數(shù)的外立面金屬這樣系統(tǒng)，在與內(nèi)層門窗對應(yīng)的位置，遮陽構(gòu)件雖然阻擋了太陽直射光的照射，降低了由于輻射而造成的建筑熱量的吸收，然而遮陽構(gòu)件對太陽光線的反射作用產(chǎn)生的漫射光對建筑來說卻是有利的，為了在遮陽和日光控制之間取得平衡，設(shè)計出一種獨(dú)特的遮陽形式，體現(xiàn)了一種不斷進(jìn)化的形體美。

3結(jié)語

生態(tài)技術(shù)策略包括太陽能風(fēng)能、屋頂綠化、地源熱泵、自然采光通風(fēng)、等技術(shù)策略，應(yīng)用于高層建筑設(shè)計之中、通過改善窗戶及玻璃幕墻熱工性能、選擇有效的遮陽系統(tǒng)等策略來實(shí)現(xiàn)生態(tài)化。武漢新能源項(xiàng)目在立足于生態(tài)設(shè)計的新能源利用，融合先進(jìn)的生態(tài)建筑技術(shù)，并通過空間與形象的表達(dá)，賦予建筑物豐富的生態(tài)信息，項(xiàng)目目前已完成施工，項(xiàng)目定位于其主體建筑獲得中國綠色建筑評估體系《綠色建筑評價標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50378-2006）三星獎。

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作者：王天暉 單位：華東建筑設(shè)計研究院有限公司