生态建筑

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1、生态与建筑,背景篇 技术篇 案例篇,背景篇,生态 生态建筑 生态建筑历程,生态,生态一词，现在通常指生物的生活状态。指生物在一定的自然环境下生存和发展的状态，也指生物的生理特性和生活习性。生态（Eco-）一词源于古希腊字，意思是指家（house）或者我们的环境。 简单的说，生态就是指一切生物的生存状态，以及它们之间和它与环境之间环环相扣的关系。,生态建筑,为什么要提生态建筑？ 有关研究数据表明，整个世界当代建筑消耗的能源占总消耗的50，占用48的耕地（这一比例在中国可能更高）；同时成为最主要的污染源；直到70年代早期出现了石油危机，使西方经济突然陷入一种外来冲击中，绿色建筑的概念才被逐渐提出、

2、确认并得到发展。进入21世纪，传统的建筑设计方法已不能适应现代社会发展的需要，建筑师需要以对生态环境负责任的态度和更加人性化的设计来满足人类社会可持续性发展的需要。,生态建筑：所谓生态建筑，就是将建筑看成一个生态系统，本质就是能将数量巨大的人口整合居住在一个超级建筑中，通过组织（设计）建筑内外空间中的各种物态因素，使物质、能源在建筑生态系统内部有秩序地循环转换，获得一种高效、低耗、无废、无污、生态平衡的建筑环境，例如星球大战中的死星，黑客帝国里的“锡安”和蚁哥正传里的蚁丘。,建筑的生态原始阶段(Original Ecological Phase),生态建筑历程,建筑的生态初级阶段(Primar

3、y Ecological Phase),生产技术水平低下,只能说是原始的生态建筑,穴居、巢穴(对环境的改造破坏；但能源消耗少、舒适度不足、健康条件差),科学技术进步 建设能力提高 认知水平提高,营造出了各地不同民族不同地域特色的建筑,顺应自然 减少灾害,影响自然环境的强度不大，破坏力小，生态圈的负反馈作用也小，属于初级生态建筑,生态建筑历程,建筑的生态衰退阶段(Recessionary Ecological Phase),建筑的生态觉醒和萌芽阶段(Awakening&Budding Ecological Phase),工业革命,混泥土 钢 玻璃 电灯 汽车 空调 ,增强人的控制力 人定胜天,能

4、源危机 温室效应 臭氧层破坏 干旱洪水,1987蒙特利尔协议书 1997京都议定书 2009哥本哈根联合国气候会议 社会生态意识提高 各种生态策略应运而生 ,技术篇,设计手段： 总平面及建筑平面布局手段 自然通风设计 自然采光设计 遮阳设计 表面绿化设计 技术材料手段： 维护结构节能手段 结构构造细节 利用太阳能 利用地热 利用蓄冷,设计手段： 总平面及建筑平面布局手段：,总平面布局:,合理选址：综合考虑自身建筑与周边自然环境及已建成建筑之间的关系，利用有利地形，改善不利环境，在优化建筑周边小气候的同时，建立起后防护体系，形成适宜的地区微气候,合理的建筑形态：其中重点注意办公建筑体形系数，即建

5、筑物与室外大气接触外表面积与外表面积所包围的建筑体积之比。体形系数越小，能耗越低,合理间距,优化建筑位置及朝向,合理组织自然通风,设计手段： 总平面及建筑平面布局手段：,建筑平面布局:,开窗位置：,服务核位置：为减少建筑平面中交通走廊所占的比例，服务核可以起到“遮阳与挡风”的作用。将其布置于建筑的东、西两端，可遮挡日晒，能节省空调负荷20。在寒冷和温和地区，服务核还可以做挡风的屏障，因此将服务核布置在周边有以下优点,热带：避免直接日晒 寒带：面向有利接受日照的方向,无需防火压力管道，降低初始费用和运营费 使用者有良好视线景观，从而增强其场所感 能使楼电梯间获得自然通风 能使楼电梯间获得自然采光

6、 在建筑的整个动力系统出现故障时更安全 具有遮阳和挡风的作用,设计手段： 自然通风手段：,水平通风：,竖向通风：也就是烟囱效应,风压作用下的自然通风：,热压作用下的自然通风：,设计手段： 自然采光手段：,争取自然采光的朝向：,侧窗设计要点：,还有屋顶采光，避免直射光，炫光等,一般窗户面积最好是室内面积20,设计手段： 遮阳手段：通常外遮阳比内遮阳有效，一般南向以水平遮阳为宜，东西向以垂直结合水平为宜，活动比固定更有效，浅色比深色有效。,设计手段： 表面绿化：,屋顶绿化 垂直绿化 空间绿化,表面绿化能对室内空间和建筑外墙起遮阳作用，同时减少外部的热反射和眩光进入室内 植物的蒸发作用使其成为建筑外

7、表面有效的冷却装置，并改善建筑外表的微气候 种植在室内环境中的植物还能吸收室内产生的二氧化碳、释放氧气、同时清除甲醛、苯和空气中的细菌等有害物质，形成健康的室内环境,材料技术手段： 维护结构节能手段：,实体墙面节能措施：复合墙体节能,外窗节能措施：从减少渗透量，减少传热量，减少太阳辐射能,屋面节能措施：传统保温隔热式、倒置式、传统架空隔热式、浅色坡屋面、绿化式、蓄水式、,材料技术手段： 维护结构节能手段：,玻璃幕墙节能：,外部缓冲空间节能措施：,玻璃幕墙节能构造体系 外遮阳构造 高性能玻璃,外维护缓冲空间的原理是，无论是屋面或墙面，在外界空间与主体之间增加一个灰空间，作为缓冲空间,结构构造细节

8、节能手段：,建筑冷桥的处理 优化结构构件尺寸 将技术上的某项功能措施整合为建筑的细部形象,材料技术手段：,材料技术手段：,利用太阳能节能手段：,利用地热能节能手段：,利用蓄冷节能手段：,案例篇,热压通风（浮力通风）,1891年,1840年,英国莱切斯特 蒙特福德大学机械馆 （1989-1993 ）,风压通风,伦佐皮亚诺 Tjibaou文化中心（1997） 利用风压进行自然通风,新卡里多尼亚是位于澳大利亚东侧的南太平洋岛国，属热带草原性气候，炎热潮湿，常年多风。利用自然通风来降温、除湿。,“生态之塔” 法兰克福商业银行大厦,概况,诺曼福斯特爵士于1994年担纲设计，并于1997年竣工； 大厦共5

9、3层 高（包括楼顶的天线）共300米。 是世界上第一座超高层生态建筑，也是全球最高的生态建筑，同时还是目前欧洲最高的一栋超高层办公楼。,建筑结构：该建筑平面为边长60米的等边三角形，在三角形各顶点设置起结构作用的三个独立框筒（巨型柱），通过八层楼高的钢框架“巨型梁”连接，具有极好的整体效应和抗推刚度，巨型梁产生了巨大的“螺旋箍”效应。,将结构及服务设施置于三个角，为中间留出无柱的自由空间。建筑每层平面两边为办公，一边为空中花园，且都能享受自然通风采光。,空间策略：,52层建筑划分为4个组，每组包括12层的单元“办公村”，每个”办公村”各带有1个四层高的空中花园，作为建筑的“肺”，为建筑内部提供

10、自然换气。,空间策略：,外层采用固定单层玻璃，内层是可调节的双层low-e中空玻璃，两层间可供气体交换的中空部分还设有可挡夏日阳光直射的百页。,双层皮结构：,主要空间围合成的通高大烟囱所形成的风拔效应，结合空中花园带动建筑各层内空气流动，保证建筑内良好的空气质量。,外,花园,内,通风：,空中花园,以往的高楼：封闭、呆板、压抑 法兰克福商业银行大厦： 采光、通风、景观： 内庭里，多个离地高度不同的空中花园 在其周围环绕，无论走到哪里，距离大 片绿色植物的间隔都不会超出几个层面。 中庭共享空间，在呆板的写字楼里创出 一个自然化的植物群落，为写字间赋予 了新的意义。顶部独特的透天采光设计， 使楼内有

11、充足的阳光。新风系统不断送 进新鲜空气，工作环境保持温、湿度适 宜，空气清新，使整个中庭的效果更加 贴近自然，也使写字楼内的环境更加活 泼。这种设计所倡导的是人性化的文明,其他措施,天花板中的水冷系统，使建筑降温,对流散热器，为建筑供暖,主动式的智能管理控制，提高能源的使用效率,梅纳拉商厦,杨经文设计，1992年竣工，位于马来西亚 大厦共16层 是杨经文在马来西亚一系列的生态摩天楼中最出名的一个。,建筑特点：,低能耗：内部外部的设计都表现出生态考虑，对建筑结构、空间布局和形象设计的影响。,适应马来西亚热带潮湿环境气候：建筑在内部外部采用双气候的处理手法。,功能布局,建筑功能布局办公空间被置于楼

12、的正中，这样的设计保证良好的自然采光，同时都带有阳台，并设有落地玻璃推拉门以调节自然通风量。电梯厅、楼梯间和卫生间设置在东向均有自然通风和采光。 在内部，封闭的房间被布置在中央核心位置，这确保了良好的自然采光，以及便于观察位于外围的工作站。建筑的圆形平面意味着没有黑暗的角落。,38,双气候处理,建筑物在内部和外部采取了双气候的处理手法，使之成为适应热带气候环境的低耗能建筑，展示了作为复杂的气候“过滤器”的写字楼建筑在设计、研究和发展方向上的风采。,建筑形式,植物和露台系统,朝向和太阳轨迹,围护结构和遮阳系统,构造细部使浅绿色的玻璃成为通风滤过器，从而使室内不至于完全被封闭 每层 办公室都设有外

13、阳台和通高的推拉玻璃门以便控制自然通风的程度 所有楼 电梯和卫生间都是自然采光和通风,建筑形式,空中花园从一个三层高的植物绿化护堤开始，沿建筑表面螺旋上升。 (平面中每三层凹进一次，设置空中花园，直至建筑屋顶） 绿化种植为建筑提供阴影和富氧环境空间,植物和露台系统,曲面玻璃墙在南北两面为建筑调整日辐射得热量。,朝向和太阳轨迹,中庭 使凉空气能通过建筑的过度空间 被围和的房间形成一个核心桶，通过交流空间的设置消除了黑暗空间,围护结构和遮阳系统,屋顶露台由钢和铝的支架结构所覆盖，它同时为屋顶游泳池及顶层体育馆的曲屋顶（远期有安装太阳能电池的可能性）提供遮阳 和自然采光,其他措施,曲线形屋顶结合太阳

14、能光电系统在造型上突出建筑。,玻璃幕墙仅在南北两面使用，减少建筑对太阳热的吸收。,一系列自动系统用来减少设备和空调机械的能源消耗。,东京天然气公司总部办公楼,Nikken Sekkei设计，并于1996年竣工； 建筑规模5600。 设计和建造表现了对提高能源使用效率的追求和公司保护环境的努力。,建筑特点：,流线体型,通风塔,生态核（中庭）,自然采光通风,流线体型：,屋顶中庭流线型的形式配以光电遮阳板并采用透明玻璃引入充足自然光线，营造良好的办公氛围，避免全封闭办公室给人带来的闭塞感。,生态核（中庭）,中庭用巨大曲线形木梁为结构，覆以低散射玻璃作为外墙，省去太阳热控制系统。巨大的呼吸空间“建筑之肺”起到调节温度，减少室外气温波动的影响。但大面积玻璃不可避免带来眩光，室内温度升高等问题。,通风塔,办公室的通风通过中庭的拔风来进行，中庭从外部吸收新鲜空气，然后将室内已变热的空气从上部开口排到室外，并通过屋顶设有的3座通风塔强化通风效果。,自然采光通风,建筑主要依靠自然采光，在外墙满足其他要求的情况下，多采用巨大窗户，配合以光电装置，自动化管理，使得建筑既充满柔和阳光，又可看到周围开阔自然景色。,其他措施,热量回收利用技术,巨大玻璃窗的细部结构,与普通办公建筑的能耗对比,谢谢观赏,Make Presentation much more fun,