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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(gè)詞是英文sustainable的直譯,這個(gè)詞同時(shí)也有“負(fù)擔(dān)得起”的含義,采用這個(gè)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M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:自然采光

  

  由于公共建筑能耗中的40%被用于人工照明,因此采用一些適當(dāng)?shù)募夹g(shù)將自然光引入窗內(nèi),并使其不受日照角度和云層的影響,柔和地分布在室內(nèi),對于節(jié)約能源和創(chuàng)造健康舒適的室內(nèi)環(huán)境有著重要的意義。

  在不采用日光引入系統(tǒng)的普通房間中,照度隨著與窗口的距離增大而迅速衰減,在增加了不同形式的日光引入系統(tǒng)后,室內(nèi)的自然采光狀態(tài)明顯改善。(見圖13)

  【三】可持續(xù)超高層建筑外立面的應(yīng)用實(shí)例

  以上談到的幾個(gè)針對外立面設(shè)計(jì)的影響因素是綜合作用的。優(yōu)化它們的過程就是最大限度地利用當(dāng)?shù)貧夂蛑械挠欣蛩厝_人工調(diào)節(jié)的能耗。一個(gè)很好的應(yīng)用實(shí)例是我們目前在國內(nèi)越來越常見的雙層幕墻。這種構(gòu)造形式,我們與其將其成為一種新型產(chǎn)品,還不如把它叫做前面幾種影響因素綜合優(yōu)化后的一種結(jié)果。它是在綜合考慮該建筑所處的風(fēng)環(huán)境、光環(huán)境、熱工環(huán)境后,優(yōu)化了各個(gè)立面的保溫、遮陽、通風(fēng)和采光,設(shè)計(jì)出的一種外墻構(gòu)造。所以我們說雙層幕墻不是一種標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品,而是被動(dòng)應(yīng)用氣候條件的一種構(gòu)造形式。

  

  

  這種隨當(dāng)?shù)貧夂騽?dòng)態(tài)變化的墻體,對沖了建筑周圍環(huán)境變化幅度,確保了室內(nèi)相對恒定的舒適環(huán)境。這樣,即使在一些極端的環(huán)境條件下,人工調(diào)節(jié)系統(tǒng)的介入是不可避免的,但無論如何都能夠使能耗最小化。

  除了被動(dòng)地應(yīng)用周圍環(huán)境的雙層幕墻,另外一種可持續(xù)建筑的外立面設(shè)計(jì)的實(shí)例是直接利用空閑外立面生成能源的做法。隨著技術(shù)的進(jìn)步和成本的降低,在立面上設(shè)置主動(dòng)產(chǎn)能的光電池板和光熱轉(zhuǎn)換板來直接利用太陽能直接對建筑提供能量補(bǔ)充或?qū)⑸傻碾娔懿⑷胧姓娋W(wǎng)。

  【四】總結(jié)

  要做好可持續(xù)超高層建筑的外立面設(shè)計(jì),首先要應(yīng)用新技術(shù)開發(fā)經(jīng)濟(jì)高效的節(jié)約能源和生成能源的組件,包括高性能門窗、外遮陽裝置、日光引入裝置、立面組件的綜合控制系統(tǒng)和光電光熱等太陽能組件,使得建筑師和外立面設(shè)計(jì)師在工作時(shí)有充分的選擇。然后針對特定的建筑所處的宏觀和微觀的自然環(huán)境和氣候條件進(jìn)行定量的分析,確定該建筑每一個(gè)立面在各種工況下的環(huán)境變化規(guī)律。之后,充分考慮居住者的舒適性要求,使上述這些節(jié)能組件動(dòng)態(tài)的響應(yīng)周圍環(huán)境的變化,確保恒定舒適的室內(nèi)環(huán)境。也就是,與其強(qiáng)制居住者接受最新的技術(shù)和方法,還不如裁剪和拼接這些技術(shù)和方法去適應(yīng)居住者的需求。

  綜上所述,我們認(rèn)為,可持續(xù)超高層建筑的外立面設(shè)計(jì)必須是節(jié)能和舒適的,再設(shè)計(jì)過程中充分考慮了當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和使用者的需求,具有創(chuàng)意,同時(shí)考慮了初始銅子的經(jīng)濟(jì)性。

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