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可持續(xù)超高層建筑的外立面設(shè)計(jì)

來源:德國旭格國際集固Dr. Winfried Heusler  作者:孫德巖  日期:2013-12-18
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  建筑在其建造和運(yùn)營過程中會消耗大量的能源、水和材料,同時(shí)產(chǎn)生大量的廢物。它們的建造位置和建造方式在很大程度上影響著我們周圍的生態(tài)系統(tǒng)。隨著建筑對環(huán)境的影響曰益明顯,“可持續(xù)超高層建筑”作為減少建筑對環(huán)境不利影響的一種嘗試,得到了越來越多的重視!翱沙掷m(xù)超高層建筑”是一種建筑實(shí)踐,試圖以更健康更節(jié)約資源的方式建造、改造、運(yùn)營、維護(hù)和拆除建筑!翱沙掷m(xù)”這個詞是英文sustainable的直譯,這個詞同時(shí)也有“負(fù)擔(dān)得起”的含義,采用這個詞作為這一類建筑的統(tǒng)稱,主要是想表達(dá)以下的意思:在常用的化石能源越來越少,越來越貴的情況下,要使原本舒適的居住環(huán)境在這種趨勢中仍然住得起,我們就需要采取措施改變既有建筑和新建筑的運(yùn)作方式,使其能夠適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蜃兓,盡量減少無謂的能耗。實(shí)際上,我們國內(nèi)的一些具有超前眼光的建筑師和開發(fā)商已經(jīng)在實(shí)踐這種建筑形式。這就是在國內(nèi)稱作的“氣候敏感型建筑”或者 “生態(tài)建筑”。

  影響因素:遮陽

  

  圖9表示的是在同一房間采用不同形式的遮陽裝置時(shí),分析對室內(nèi)溫度和制冷負(fù)荷的影響。這個房間裝有U值為2.0W/(m2K)外窗,外窗的遮陽系數(shù)62%,面南朝向,地面面積21m2。分別裝配以下形式的遮陽裝置:

  2a:外置鋁合金百頁

  2b:外置織物卷簾,高反射率

  2c:外置織物卷簾,挑出

  2d:內(nèi)置遮陽,窗簾

  如圖10所示,最有效率的遮陽形式2a與最不節(jié)能的內(nèi)遮陽形式2d之間的差異非常明顯,最多可以達(dá)到10°C,這種結(jié)果使室內(nèi)的舒適性出現(xiàn)巨大差異。我們知道,空調(diào)設(shè)備的選型是以夏季室內(nèi)最高溫度為依據(jù)的,選擇正確的遮陽形式對降低初始投資和運(yùn)營成本的意義重大。

  

  影響因素:夜間通風(fēng)

  

  在晝夜溫差較大的地區(qū),利用夜間室外較涼的空氣來冷卻建筑主體是一種非常有效的降低制冷負(fù)荷的手段。圖12表示的是在圖11中所示的兩個不同熱惰性的房間內(nèi),在有夜間通風(fēng)和沒有夜間通風(fēng)的條件下,室內(nèi)溫度的變化情況。有夜間通風(fēng)時(shí),工況設(shè)定為在下午5點(diǎn)到早上8點(diǎn)之間通過小幅開啟的外窗每小時(shí)換氣3次。

  通過對比分析圖12中的房間1有夜間通風(fēng)和沒有夜間通風(fēng)的兩條溫度曲線,可以得到以 下結(jié)論,有夜間通風(fēng)時(shí),室內(nèi)溫度能夠降低2到6°C;而針對房間2,有夜間通風(fēng)時(shí)能夠降低3 到4°C。另外,熱惰性較大的房間2的溫度要比熱惰性較小的房間1低4°C左右。似乎熱惰性較 大的房間節(jié)能'效果更明顯,特別是在白天運(yùn)營狀態(tài)下。

  因此,在溫帶和亞熱帶的晝夜溫差較大的地區(qū),最有效的降低通風(fēng)和通調(diào)系統(tǒng)初期投資和運(yùn)營能耗的方法是,設(shè)計(jì)具有較高熱惰性的房間,同時(shí)使外窗具備夜間通風(fēng)功能。但是,如果該地區(qū)室外濕度較大或晝夜溫差不明顯,采取夜間通風(fēng)方式并不足以幫助冷卻建筑主體,反而會破壞室內(nèi)的舒適。

  

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