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1、法兰克福商业银行大厦法兰克福商业银行大厦具有空中花园和自然通风外墙的摩具有空中花园和自然通风外墙的摩天楼天楼 姓名：刘国有 班级：岩土10-01 学号：311007020415法兰克福商业银行大厦背景情况法兰克福商业银行大厦背景情况诺曼福斯特及其事务所设计的法兰克福商业银行大厦诺曼福斯特及其事务所设计的法兰克福商业银行大厦, 被称作被称作为为“ 一个带有空中花园的活力激发器一个带有空中花园的活力激发器, “ 一个巨大的广告柱一个巨大的广告柱“ 一座经济一座经济塔楼塔楼, 和和唯一真正的摩天楼唯一真正的摩天楼, 。对这座商业银行大厦的各种评价表。对这座商业银行大厦的各种评价表明了德国人对高层建筑
2、所持有的双重矛盾的情感明了德国人对高层建筑所持有的双重矛盾的情感 高层建筑因消耗大量高层建筑因消耗大量能源能源, 经常遭到批评经常遭到批评, 同时它又成了超越城市统一性、显示经济利益实同时它又成了超越城市统一性、显示经济利益实力的象征。这座塔楼之所以引发如此多的议论力的象征。这座塔楼之所以引发如此多的议论, 是因为它在环境问题上是因为它在环境问题上将各种可靠的技术完整地统一在一幢高层建筑中将各种可靠的技术完整地统一在一幢高层建筑中, 并再次证明既有益于并再次证明既有益于工作人员的身心健康工作人员的身心健康, 又有益于城市的生态环境。又有益于城市的生态环境。商业银行总部商业银行总部, 是世纪年代
3、早期是世纪年代早期德国重要城市法兰克福特定的德国重要城市法兰克福特定的政治、经济状况下的产物。那政治、经济状况下的产物。那时时, 该城市由社会民主党联盟和该城市由社会民主党联盟和“ 绿色保护组织绿色保护组织, 统治统治, 他们反他们反对在城市历史文化中心进行大对在城市历史文化中心进行大规模开发规模开发, 但屈服于来自银行方但屈服于来自银行方面的压力面的压力, 官方允许在历史文化官方允许在历史文化中心罗曼和火车总站之间中心罗曼和火车总站之间, 开发开发以高层建筑为特征的金融区以高层建筑为特征的金融区, 并并配有方便的公共交通设施配有方便的公共交通设施 当建当建造起来的摩天楼使银行能够将造起来的摩
4、天楼使银行能够将其经营、管理集中到具有象征其经营、管理集中到具有象征性的建筑物中作为交换性的建筑物中作为交换, 银行很银行很快满足了城市一系列需求快满足了城市一系列需求, 使高使高层建筑在城市景观中更容易被层建筑在城市景观中更容易被人们接受人们接受。法兰克福商业银行大厦背景情况法兰克福商业银行大厦背景情况建筑施工中的通风采光及建筑设备的分析 建筑使用者们通过调节开口大小来控制空气在办公室中建筑使用者们通过调节开口大小来控制空气在办公室中的流动。但是的流动。但是,如果室内变得太多风、太热或太冷如果室内变得太多风、太热或太冷, 建筑管理建筑管理系统将会关闭空气进入建筑物个别区段的流程。不同的区段系
5、统将会关闭空气进入建筑物个别区段的流程。不同的区段合起来被称为合起来被称为村落组团村落组团。藉由分别回应每个村庄团的气候。藉由分别回应每个村庄团的气候状况状况, BMS 工作得如同一个微调系统。每个花园都有一个将工作得如同一个微调系统。每个花园都有一个将适当的数据传送到适当的数据传送到BMS 的气象台监视器的气象台监视器, 它使得系统能够主它使得系统能够主动与塔楼高度各处的天气式样的变化相配合。举例来说动与塔楼高度各处的天气式样的变化相配合。举例来说, 空空气可能是相对静止的。除非在极少数的严寒或酷暑天气中气可能是相对静止的。除非在极少数的严寒或酷暑天气中,整整栋大楼全部采用自然通风和温度调节
6、栋大楼全部采用自然通风和温度调节,将运行能耗降到最低将运行能耗降到最低,同时也最大程度的减少了空气调节设备对大气的污染。建筑同时也最大程度的减少了空气调节设备对大气的污染。建筑管理中控系统管理中控系统(BMS Control)在法兰克福商业银行总部大厦在法兰克福商业银行总部大厦中得到了应用中得到了应用,但这次福斯特并非追求将高新技术设备充分暴但这次福斯特并非追求将高新技术设备充分暴露露,而是利用它们来创造更节能而是利用它们来创造更节能,更舒适的建筑空间。大厦的更舒适的建筑空间。大厦的室内感光感温系统全部采用自动化室内感光感温系统全部采用自动化,具体到每个办公室均由一具体到每个办公室均由一个中心
7、调控系统控制个中心调控系统控制,室内的光照室内的光照,温度温度,通风等均通过自动感通风等均通过自动感应器得到相应的调整应器得到相应的调整,以确保办公空间适当的光照和空气质量以确保办公空间适当的光照和空气质量,上述种种自然通风上述种种自然通风,采光方法采光方法,以及智能控制技术等在法兰克以及智能控制技术等在法兰克福商业银行总部大厦中的综合应用福商业银行总部大厦中的综合应用,使得该建筑自然通风量达使得该建筑自然通风量达60%,这在高层建筑中是非常难得的这在高层建筑中是非常难得的,大厦也成为欧洲最节能大厦也成为欧洲最节能的高层建筑之一。的高层建筑之一。 该设计方案还提出了一种办公空间法兰克福银行是一
8、座高层生态建筑。建该设计方案还提出了一种办公空间法兰克福银行是一座高层生态建筑。建筑外皮双层设计手法同样增加了该高层建筑的绿色性筑外皮双层设计手法同样增加了该高层建筑的绿色性,外层是固定的单层玻璃外层是固定的单层玻璃,而内层是可调节的双层中空玻璃而内层是可调节的双层中空玻璃,两层之间是两层之间是165毫米厚的中空部分毫米厚的中空部分,室外的新鲜室外的新鲜空气可进入到此空间空气可进入到此空间,当内层可调节玻璃窗打开时当内层可调节玻璃窗打开时,室内不新鲜的空气也进入到室内不新鲜的空气也进入到这一中空部分这一中空部分,完成空气交换。在中空部分还附设了可通过室内调节角度的百页完成空气交换。在中空部分还
9、附设了可通过室内调节角度的百页窗帘窗帘,炎热季节通过它可以阻挡阳光的直射炎热季节通过它可以阻挡阳光的直射,寒冷季节又可以反射更多的阳光到寒冷季节又可以反射更多的阳光到室内。室内。 中庭被细分为每十二层一段中庭被细分为每十二层一段, 每一段包括三个四层楼高的空中花园每一段包括三个四层楼高的空中花园,它它们绕塔楼成们绕塔楼成120度转角。这个空中花园度转角。这个空中花园, 好像给塔楼外墙增加了一层好像给塔楼外墙增加了一层“皮肤皮肤”,同同时促进了日光和新鲜的空气通过三面的花园到达具有建筑整个高度的中庭以获时促进了日光和新鲜的空气通过三面的花园到达具有建筑整个高度的中庭以获得自然通风效果。风洞分析预
10、知这个系统将会造成中庭如外面的空间一样得自然通风效果。风洞分析预知这个系统将会造成中庭如外面的空间一样,伴随伴随着高频率的空气改变。着高频率的空气改变。L;j0x此外此外,法兰克福商业银行中心大楼采用了经过陶瓷法兰克福商业银行中心大楼采用了经过陶瓷化耐火处理的钢材化耐火处理的钢材,而不是钢筋混凝土。如果遇上大的火灾而不是钢筋混凝土。如果遇上大的火灾,至少可以坚持至少可以坚持2小时小时不会坍塌不会坍塌,有足够的时间营救与撤离的新观点。三角形把平面分成三个部分有足够的时间营救与撤离的新观点。三角形把平面分成三个部分, 各各部分既有适宜管理的尺度又有足够的进深使周围的专用办公室能面对一个随意部分既有
11、适宜管理的尺度又有足够的进深使周围的专用办公室能面对一个随意的内部空间的内部空间, 提供一种没有严格等级划分提供一种没有严格等级划分, 能促进相互交流的办公氛围。花园将能促进相互交流的办公氛围。花园将提供日常的交往场所。在此能看到其它楼层上的人提供日常的交往场所。在此能看到其它楼层上的人, 这种设计方法旨在消除人这种设计方法旨在消除人们之问的隔心理。图福斯特事务所的工程负责人乌韦尼恩斯坦特认为方案完美、们之问的隔心理。图福斯特事务所的工程负责人乌韦尼恩斯坦特认为方案完美、新颖的构思是其中标的主要原因。新颖的构思是其中标的主要原因。极具浪漫情调并富有吸引力的花园和大厅设计极具浪漫情调并富有吸引力
12、的花园和大厅设计, 使每个人都能感觉到愉快和舒使每个人都能感觉到愉快和舒适适, 这一设计思想与降低成本、压缩投资等始终贯穿于整个设计过程这一设计思想与降低成本、压缩投资等始终贯穿于整个设计过程。建筑材料及应用的分析 作为建筑构造的组成部分为建筑构造的组成部分, 个高个高的花园沿塔楼盘旋而上的花园沿塔楼盘旋而上。花园外侧面为可开启的双层玻璃窗花园外侧面为可开启的双层玻璃窗, 而花园面对前厅完全敞开。而花园面对前厅完全敞开。花园根花园根据方位种植各种植物和花草据方位种植各种植物和花草, 南面南面的花园是地的花园是地中海风情柑桔树、橄榄中海风情柑桔树、橄榄树、解香草、欧薄荷树、解香草、欧薄荷, 西面
13、的花园西面的花园是北美洲风情草坪、枫树、石楠是北美洲风情草坪、枫树、石楠。位于东面的花园则是亚洲风情竹、位于东面的花园则是亚洲风情竹、木兰、绣球。图结合花园和大厅以木兰、绣球。图结合花园和大厅以及灵活多变及灵活多变 没有柱子的办公空间没有柱子的办公空间, 工程师奥唯阿兰比设计出一种独特工程师奥唯阿兰比设计出一种独特的结构体系。因为银行方面根据采的结构体系。因为银行方面根据采用办公室常规设计的要求用办公室常规设计的要求, 提出了提出了办公部分环绕公共部分设计的要求办公部分环绕公共部分设计的要求, 所以所以, 调整后的平面处理要比当初调整后的平面处理要比当初的方案设计容易得多的方案设计容易得多,
14、仍然保留了仍然保留了公共空间的设想用于秘书、文件管公共空间的设想用于秘书、文件管理及会议理及会议, 而空间有所缩小玻璃分而空间有所缩小玻璃分隔的办公室给中间的公共空间提供隔的办公室给中间的公共空间提供了光线和景观了光线和景观。自然化人工环境的生态技术自然化人工环境的生态技术 法兰克福银行的结构设计属于巨型结构法兰克福银行的结构设计属于巨型结构,也叫做超级框架结构也叫做超级框架结构,有意有意识的通过处理给人以超常的尺度感。从而营造出宏伟识的通过处理给人以超常的尺度感。从而营造出宏伟,挺拔的建筑形挺拔的建筑形式。建筑结构使用巨型空间桁架、巨型柱以及它们与子结构之间的式。建筑结构使用巨型空间桁架、巨
15、型柱以及它们与子结构之间的有机组合在建筑空间形象上充分表现了有机组合在建筑空间形象上充分表现了“力力”在结构中的传递。平面在结构中的传递。平面为三角形为三角形, 三角形的曲线形边使空间率达到最大三角形的曲线形边使空间率达到最大值值,也就是说三角形也就是说三角形略微外鼓获得了更多的室内面积。由于内部略微外鼓获得了更多的室内面积。由于内部空间从水平力的负担中空间从水平力的负担中解放出来解放出来,只对垂直荷载进行处理就可以了只对垂直荷载进行处理就可以了,所以空间使用率提高。所以空间使用率提高。通过八层楼高的钢框架为通过八层楼高的钢框架为“巨型梁巨型梁”连接而围成的巨型筒体系。具有连接而围成的巨型筒体
16、系。具有极好的整体效应和抗推刚度极好的整体效应和抗推刚度,其中其中“巨型梁巨型梁”产生了巨大的产生了巨大的“螺旋箍螺旋箍”效效应。选择三角形形状也是为了克服已存在的应。选择三角形形状也是为了克服已存在的 Commerzbank 塔楼的塔楼的位置限制。该大楼具有位置限制。该大楼具有“生态之塔生态之塔”的美称。的美称。49层高的塔楼采用弧线层高的塔楼采用弧线围成的三角形平面围成的三角形平面,三个核构成的三个巨型柱布置在三个角上三个核构成的三个巨型柱布置在三个角上,巨型巨型柱之间架设空腹拱梁柱之间架设空腹拱梁,形成三条无柱办公空间形成三条无柱办公空间,其间围合出的三角形其间围合出的三角形中庭。中庭。
17、 结构分析 法兰克福商业银行大厦结构分析 该大楼具有该大楼具有“生态之塔生态之塔”、“带带有空中花园能量搅拌器有空中花园能量搅拌器”的美称。的美称。49层高的塔楼采用弧线围成的三角层高的塔楼采用弧线围成的三角形平面，三个核（由电梯间和卫生形平面，三个核（由电梯间和卫生间组成）构成的三个巨型柱布置在间组成）构成的三个巨型柱布置在三个角上，巨型柱之间架设空腹拱三个角上，巨型柱之间架设空腹拱梁，形成三条无柱办公空间，其间梁，形成三条无柱办公空间，其间围合出的三角形中庭，如同一个大围合出的三角形中庭，如同一个大烟囱。为了发挥其烟囱效应，组织烟囱。为了发挥其烟囱效应，组织好办公空间的自然通风，经风洞试好
18、办公空间的自然通风，经风洞试验后，在三条办公空间中分别设置验后，在三条办公空间中分别设置了多个空中花园。这些空中花园分了多个空中花园。这些空中花园分布在三个方向、不同标高上，成为布在三个方向、不同标高上，成为“烟囱烟囱”的进、出风口，有效地组织的进、出风口，有效地组织了办公空间自然通风。据测算，该了办公空间自然通风。据测算，该楼的自然通风量可达楼的自然通风量可达60。三角形。三角形平面又能最大限度地接纳阳光，创平面又能最大限度地接纳阳光，创造良好的视野，同时又可减少对北造良好的视野，同时又可减少对北邻建筑的遮挡。邻建筑的遮挡。法兰克福银行结构分析法兰克福银行结构分析该塔楼因其办公空间的处理而成
19、为生态建筑。在一幢高层建筑里,完全采用开启的窗户通风会使机械系统失去平衡, 甚至一个微小的开口都能吸入空气, 使表面形成一个大旋涡。为了能够达到自然通风, 福斯特事务所设计了一个随气候变化调节的双层立面, 它包括一个固定的外层高压吸热的单层玻璃, 中间通气层和一个可开启的双层玻璃窗。当办公室取暖时, 使用者能够关闭内层窗控制外面的冷空气, 在冬天也可以控制获取一些太阳的热量。建筑施工中的通风采光及建筑设备的分析 该建筑与其它高层建筑主要的不同点在于该建筑与其它高层建筑主要的不同点在于 其低能耗的空调系统其低能耗的空调系统, 不仅如此不仅如此, 而且允许用户而且允许用户 最大限度地控制环境最大限
20、度地控制环境, 整个建筑的控制系统非整个建筑的控制系统非常复杂常复杂, 它不断地分析周围的条件。门旁边的开它不断地分析周围的条件。门旁边的开关控制灯关控制灯, 操纵着内层立面墙板及玻璃窗的开操纵着内层立面墙板及玻璃窗的开启启, 指示灯显示可开启的立面墙板是否可以打指示灯显示可开启的立面墙板是否可以打开。该系统能自动调节幕墙窗以及新鲜空气和开。该系统能自动调节幕墙窗以及新鲜空气和天花板供水通过传感器天花板供水通过传感器, 它可以将未使用空间它可以将未使用空间的系统关闭。塔楼花园的环境状况也在建筑控的系统关闭。塔楼花园的环境状况也在建筑控制系统的监控之下制系统的监控之下, 根据设置在建筑中的气象根
21、据设置在建筑中的气象站提供的信息站提供的信息, 该系统控制着花园立面墙板以该系统控制着花园立面墙板以限制温度变化幅度和通风同时限制温度变化幅度和通风同时, 楼板下的供暖楼板下的供暖系统在冬季也能调节花园的温度。另外系统在冬季也能调节花园的温度。另外, 该建筑该建筑环保措施还包括盆洗室只供给冷水环保措施还包括盆洗室只供给冷水, 厕所冲刷厕所冲刷用冷却塔的废水防火梯贴面使用花岗岩切割用冷却塔的废水防火梯贴面使用花岗岩切割下的边角下的边角, 既经济实惠既经济实惠, 又美观大方。又美观大方。对法兰克福商业银行大厦的感受 生态环境设计生态环境设计,就是以人为本就是以人为本,创创造出一个既接近自然又符合健
22、康要造出一个既接近自然又符合健康要求求,并且舒适的人类生活与工作的空并且舒适的人类生活与工作的空间。福斯特的空间生态设计表现在间。福斯特的空间生态设计表现在了法兰克福商业银行开放空间的组了法兰克福商业银行开放空间的组织与设计能最大限度地通风与自然织与设计能最大限度地通风与自然采光。良好的建筑形态并未使造型采光。良好的建筑形态并未使造型凌驾于空间之上凌驾于空间之上,而是充分考虑到了而是充分考虑到了实用性和舒适性实用性和舒适性,处理好了空间关系。处理好了空间关系。 法兰克福商业银行已成为法兰克福商业银行已成为“高技高技派派”、生态建筑和可持续性建筑的、生态建筑和可持续性建筑的代表。它将绿色生态体系移植到了代表。它将绿色生态体系移植到了建筑内部建筑内部,借助其自然景观价值成功借助其自然景观价值成功软化了建筑的技术硬味软化了建筑的技术硬味,在视觉上与在视觉上与周围环境取得和谐周围环境取得和谐,达到共生。同时达到共生。同时协同机械调控系统协同机械调控系统,使建筑内部有良使建筑内部有良好的室内气候条件和较强的生物气好的室内气候条件和较强的生物气候调节能力候调节能力,创造出田园般的舒适环创造出田园般的舒适环境。这座超高层集中式办公建筑中境。这座超高层集中式办公建筑中的自然景观的自然景观,使城市高密度的生活方使城市高密度的生活方式与自然生态环境相融合式与自然生态环境相融合
