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导语:在可持续建筑设计的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
【关键词】可持续建筑;设计工具;应用思想
建筑行业对人们的生活有着重要影响,因此得到了人们更多的重视,本文提出了可持续建筑观点,随着科技的发展,持续建筑由低能量消耗逐渐向了零能量消耗。目前,人们已经在生态建筑和绿色建筑中对可持续发展理念进行了合理应用,目的在于使我国的建筑物的发展能够更加符合我国的社会发展。
一、研究可持续建筑设计工具的重要性
在可持续建筑设计工具的研究上,可以从以下三个方面入手。1、实践意义,从实际角度对问题进行思考,可持续建筑设计工具为我国建筑设计打下了坚实的基础,对建筑中涉及到的内容、应用以及特点进行了有效的处理,并在此基础上提升建筑物的质量。2、学术意义,从理论角度对问题进行分析,我国在可持续建筑的研究已经经历了一段时间,经过这一段时间的发展,我国在可持续建筑设计工具上的研究取得可一定的成绩,但从实际情况来看,还具有一定的局限性,没有一套完善的体系对问题进行研究。3、社会角度,研究可持续设计工具,可以促进建筑行业的建筑中使用的能源的充分利用,从而有效的使建筑行业对环境的负面影响降到最低。
二、可持续建筑设计工具
(一)信息资源
这里说的信息资源指的就是信息资源工具,就是在对建筑策划工具应用的基础上,对建筑行业的历史发展纹路进行探究,从而实现对建筑物未来发展进行探究,对信息进行挖掘的工具。信息资源工具为我国建筑设计的发展提供了巨大帮助。
(二)信息处理
信息处理工具的发展是在建筑设计信息化的基础之上实现的,设计过程中针对计算机技术进行合理应用,从而将设计工作由图纸转向计算机,这不仅可以实现对信息质量的优化,同时也可以大幅度的提高对信息的处理效率。从目前的应用情况来看,无论是应用平台、软件应用,还是环境能源模拟,都获取到了不错的成绩。
(三)性能评价
性能评价工具实质就是对生态建筑或绿色建筑中的生态环境性、节水性、经济性等进行描述,从而使建筑能够充分的体现设计者的理念,同时能够满足建筑使用者的需求。
三、可持续建筑的设计重点和设计方法
(一)设计重点
在可持续建筑物设计过程中,作为设计者应当注意以下内容:1、目标,环境保护和经济发展的主要矛盾体现在环境污染和能源的过渡消耗,因此可持续设计中要大量的使用节能型能源,从而有效地控制生态环境,降低污染。2、部位,可持续建筑设计中应当对建筑结构进行合理的划分,通过多起建筑设计的成功案例不难看出,建筑在设计中的重点内容就是对建筑物的设计和改造。3、内容,建筑中应当对各种可再生的清洁能源进行应用,例如风能、太阳能等,通过合理的措施逐渐的减少在建筑物中对非可再生能源的利用。4、方式,在设计应当以主动方式为辅,被动方式为主,这也是目前可持续建筑设计中减少能源使用量的最常用、最合理的一种方式。
(二)设计方法
1、外窗设计
可持续建筑在外窗的设计上多采用三层或双层玻璃,目的在于减少能源消耗。这种外窗设计在隔热性能上可以达到普通外窗的2-3倍,但在建筑成本上仅比普通外窗的成本高出了不到50%。此外三层或双层玻璃的外窗和具有较好采光性和隔音性能。如果建筑周围的自然环境较好,在设计上可以相对开放,如果环境污染严重,在设计上则应当采取封闭性设计,从而使室内环境受周边的环境污染达到最低。
2、外墙设计
在外墙设计上,利用开口设计,隔音材料、悬空底板等对建筑内部环境进行优化,设计出具有“呼吸功能”的外墙,从而实现对环境的保护,建筑利用外墙开口可以实现室内外的水分和空气的交流,从而实现室内外的湿度和温度的平衡,降低建筑物内受到的环境污染,提高建筑物内空气的清洁度。除此之外,在设计过程中还可以在外墙上添加制冷管道或加热管道,从而促进建筑物内外的空气流动,通过空气导热特点,使室内外的温度达到一个平衡状态,并且将室内的灰尘和有害物质进行清除。通过这种外墙设计,可以利用外墙完成本应该由空调系统完成的工作,这在一定程度上降低了建筑物在能源上的消耗,使建筑物的生态性得到了进一步提高。
3遮阳系统设计
房屋建筑应当具备良好的降温和隔热功能,通常情况的设计方式有以下几种:(1)通过高性能的物体实现制冷和吸热,其中常用的材料主要有:水,白天可以起到吸热功能,而到了夜间又可以释放出大量的热量,水具有良好的储热功能,通过地板、墙体内部安装水循环管道,可以起到排除室内余热的效果,但在采取此种设计方式时,要做好防渗工作。固体施工材料主要包括:生土、高能混凝土等,生土经常会在半地下和地下建筑物的通道中被应用,主要作用是为了对室内的温度进行调节。(2)在设计上采用多层建筑“皮肤”或“外壳”,实现建筑在降温和防晒上的需求。例如,在安装多功能遮阳帘或多层玻璃,在进行这样系统设计时,要对建筑物当地的日照时长,室内对光线的需求,建筑物的朝向等多方面因素进行重点考虑,选用可以进行人工调整的遮阳百叶。多层窗户的设计最少要由两层透明玻璃共同组成,不仅可以减弱光线对建筑物的直射强度,同时也具有良好的隔热和隔音效果。通过多层窗户的应用可以有效的提高建筑物内环境的采光、反光、遮阳等功能。此外建筑物内的遮阳系统也可以安装在天窗、屋顶等处。目前,通风和采光系统已经成为了现代建筑物的设计标准。
4、冬季保温、供热设计
建筑物在冬季的保温和供热设计上可以通过以下几种方法实现:(1)可以使建筑物利用不同角度对太阳光线进行吸收,加大开窗面积从而实现对太阳能的吸收,实现对建筑物内温度的控制。随着对建筑物性能需求的提高,现在建筑物的结构越来越复杂,在功能上的区分也变得更加多样。例如,阳光房、客厅、走廊等,这些建筑物中的空间都具有一定的吸收太阳能的作用。(2)设计出良好的系统,这也是一种在建筑设计中比较常见的一种保温设计,在采用此种方法进行建筑设计时,需要注意控制冷桥以及风动现象的出现。
四、结束语:
可持续建筑设计工具为现代建筑行业的发展提供了新的机遇,同时也使现在建筑行业面临着更大的挑战,也是现代建筑行业在未来的发现方向。在未来发展过程中,建筑行业应当将建筑设计合理的同建筑施工以及生态环境保护结合在一起,从而设计出更适合人们居住的建筑。
【参考文献】
[1]叶推先.科学理念与建筑可持续设计[J].住宅产业,2011,10(3):26-27.
[2]章雯妍.分析和思考可持续建筑设计工具及其应用思想[J].现代装饰(理论),2014,7(15):31-33.
关键词:建筑设计;可持续发展;理念;方法
Abstract: Sustainable development is an ecosystem environment and natural resources point of view on human long-term development strategy and mode. This paper discussed the importance of sustainable development of the architectural design, history, design ideas and methods.Key words: architectural design; sustainable development; philosophy; method
中图分类号:TU2 文献标识码: A 文章编号:
一、引言
可持续建筑是指在建造、运营和拆除的全寿命期间,对环境的负面影响最小,经济和社会效益最佳的建筑,它是可持续发展不可分割的一个组成部分。可持续建筑应当立足于综合环境效益的提高,提供给人们一个经济、舒适,具有环感与文化感的场所。
可持续建筑的核心内容主要是节能、节地、节水、节材与生态环境保护等方面。从这个意义上讲,绿色建筑、生态建筑、可持续建筑的基本内涵是相通的,具有某种一致性,是具有中国特色的可持续建筑理念。
二、当前在我国实现建筑设计可持续发展的重要性
建筑的可持续主要包括三个方面:能源可持续、环境可持续、生态可持续,而其中能源可持续是最为突出的,它包括了能源节约,能源替代和能源回收三个内容。在我国,人均资源匮乏,改革开放以来,我国正经历着前所未有的大发展时期,大量的城镇和基础设施建设对可持续发展的冲击已日益严重,这主要体现在以下两个方面:
1、建筑业消耗了大量的自然资源,如水、能源、土地和原材料。在建筑材料的应用上,目前我国大多数的建筑都在使用粘土砖、石材、混凝土等高能耗的建筑材料,这些建材在生产加工、制作安装的过程中会消耗大量的资源,并且产生大量的废渣、废气、废水,从而对环境造成极大的污染。
2、大规模的城镇和基础设施建设本身也对原有地理环境产生破坏,它占用了大量的耕地、林地、水域等,区域原有的生存环境和生态平衡受到冲击,地貌地质条件产生变化,生存条件趋于恶化。
建筑耗能在我国社会耗能中所占比重越来越大。早在2001年我国建筑年消耗已达到3.76亿吨标准煤,占总消耗的27.6%,现在建筑耗能已占到全社会耗能的三分之一(不包括生产建筑过程中的耗能)。另外,我国目前在能源回收方面存在着较大的不足,这其中尤为突出的是水资源和生产生活垃圾中有效能源的回收再利用。当前严峻的现实让我们重新思索社会发展的可持续性,也认识到在规划和建筑领域实现设计可持续发展的重要性。
三、可持续建筑理论的历史
我国古人创立和信仰的人与自然和谐共生关系的理论,与今天我们所讲的可持续发展理论不谋而合。受我国传统文化和地域气候的影响,传统建筑中有许多可持续的建筑手法可以借鉴。其中最典型的理论就是中国风水学,其实质是:地理学、气象学、生态学、规划学和建筑学的一种综合的自然学说,其核心内容是天地人合一。这种理念贯穿在中国传统建筑活动的各个过程,包括:规划选址、建筑单体、园林小品、室内外装修设计和施工营造等,我国现存的大量古城池古建筑中就有许多可持续建筑的典范。
在西方,许多著名建筑师都非常注重生态。例如:赖特将建筑视为有生命的有机体,他所遵循的将建筑与环境溶为一体的设计原则,体现了深层生态学的设计原则。由于设计过程是一个动态变化的过程,所以赖特认为没有一座建筑是“已经完成了的设计”,建筑始终持续地影响着周围的环境、使用者的生活,也就是说可持续建筑必须是同所在的场所、建筑材料以及使用者的生活有机地溶为一体。代表作流水别墅就是他最好的例证。
四、建筑可持续发展的设计理念和方法
可持续建筑主张在设计时统筹考虑以下几个方面:与自然环境共生、建筑节能及环境技术的应用、循环再生型的建筑、舒适健康的室内环境、融入历史与地域的人文环境等。这些概念正逐步得到建设主管部门、开发商、消费者、建筑师的认可。目前在建筑设计领域,绿色建筑、生态建筑等概念就是可持续建筑设计的实践。
(一)、设计理念
1、建筑外部环境的可持续发展。建筑本身应与环境协调,适应地方生态而又不破坏地方生态。包括:⑴建筑应与地形地貌相结合,达到建筑与环境共生,减少对环境的破坏;⑵注重新材料、新工艺、新技术的应用,采用更有利于环境的加工技术和设备;⑶注重建筑节能,推广使用高效绝热节能材料,提高建筑热环境性能;⑷充分利用气候资源,如大部分的照明,采暖可以由太阳光提供,制冷由流动空气产生等,避免大量使用人工照明和机械空调导致能源紧张、大气污染;⑸节约用水,可在建筑内设置废水处理设施和净化循环系统,使生活污水多次利用,用于景观水体、绿化浇灌、清洗冲厕等;⑹通过绿化建筑来净化空气、减少噪音、维护生态平衡,可利用屋面、墙面、窗台、阳台等处种植花草,使建筑群成为城市立体绿化园林的主体;⑺树立建筑材料循环使用的意识,在最大范围内使用可再生的地方性建筑材料,争取重新利用旧的建筑材料和构件。
2、内部功能的可持续发展设计。建筑内部功能设计应是一个可持续发展的动态设计过程,是通过建筑的可变性,使其达到较长时间的适应性,充分发挥实体材料的寿命。包括以下几个方面:⑴强调整体设计的意识,即重全局、轻细节的设计思路;⑵结构方面采用新技术,如大跨度预应力叠合楼板、无梁楼板等,以求以少的承重体系支撑起最大的空间,为其可变性提供前提条件。如日本1997年建成的新神户公寓,结构方面框架用了反梁法与架空地板,天花板处不露梁,便于隔墙的移动,设计者列出了多达31种的隔墙布置方案供住户选择,充分体现了它的可变性设计思路;⑶建筑体形应力求简洁,减小建筑体量,门窗位置应尽可能满足多种室内布置的需求,为内部的改进创造条件;⑷管道井、楼梯、卫生间等不可变部分可作为一单元集中布置,以求加大可变部分的面积和灵活度,适应建筑的发展。
(二)、设计方法
可持续建筑是可持续发展理念在建筑行业的实践结果。目前世界上已建成了许多各式各样的可持续建筑,设计师根据他们的经验提出了一些设计方法。针对大量运用了可持续发展概念设计的案例的分析,以下这些设计方法经常被运用。
1、充分利用自然条件和自然资源。
2、加强建筑护结构的保温隔热性能:⑴采用新型环保墙体材料,放弃消耗大量资源的粘土砖而改用更环保更节能的墙体材料;⑵采用外墙保温隔热系统,利用各种保温材料对外墙作内外保温处理,如保温砂浆、保温板等;⑶采用屋面保温隔热系统,利用挤塑板作屋面保温材料,利用架空层、架空板作隔热层;⑷使用高性能玻璃和门窗材料,包括中空玻璃、热反射玻璃、各种新型环保门窗材料等。
3、室内外空间设计充分利用自然采光、通风,通过设计手段使建筑物获得良好的采光和通风条件。在总体规划上,注重考虑区域的风环境、光环境;在室内设计上,注重对流、穿堂风的运用,做全明设计,强调适宜的窗地比;注重窗户的透光率和通风面积。
4、采用热回收技术:建筑物中有可能回收的热量有排风热量、内区热量、冷凝器排出的热量等。合理有效地回收这部分热量不仅能降低空调系统本身的能耗,还能减少对室外环境的污染。
5、使用建筑遮阳:在夏热地区,遮阳对降低建筑能耗,提高室内居住舒适性有显著的效果,建筑遮阳的种类主要有:窗口遮阳、屋面遮阳、墙面遮阳、绿化遮阳等形式。
6、充分利用太阳能,特别是在日照时间较长的地区。应用范围包括太阳能发电、太阳能电池、太阳能热水器、太阳能空调、太阳能照明、暖房等。
7、推行灵活多变的空间设计:在城市及建筑设计中,推行合理的多功能组合,防止片面地强调单一的功能分区,创造灵活多变的室内空间,将建设所需的资源降至最小,以减少不必要的资源浪费。
8、使用环保型建筑材料:采用低能耗的制造工艺和无污染的生产技术;产品在消耗能源的同时具有可循环和回收利用价值。
通过对一些案例的分析,我们发现对于不同类型的绿色建筑,设计时考虑的侧重点是不一样的。例如:对于办公建筑,由于使用时间主要集中在白天,可以通过利用自然采光来达到节能的目的,因此在办公空间中更多地设计自然采光是首选的方案,在办公建筑中空调耗能所占比重最大,最大限度地利用自然通风可以取得显著的节能效果;对于居住建筑,在充分考虑自然采光通风时,应做好护结构的保温隔热措施,因居住建筑具有用水量大的特点,所以在缺水地区,应做好废水回用措施,目前废水回用技术是成熟和有效的,世界上越来越多的居住建筑采用了中水系统。
五、结语
关键词:可持续性、十项全能、能量平衡
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
可持续发展作为一种全新的发展模式和发展战略的概念,已经为世人普遍承认,成为全球性的命题。由于建筑业本身所固有的能源消耗的性质, 它将在实现可持续发展的道路中扮演重要的角色。
1 可持续建筑设计的必要性
建筑在建造过程和使用过程中消耗了大量的能源、资源,对整个社会的可持续发展带来了极大的压力。研究表明,发展中国家建筑消耗的原材料超过总量的50%,能耗则占总量的40-50%,同时还产生了大量的废弃物。中国的建筑资源消耗与能耗也已接近上述比例,同时剧增的建筑量也造成侵占土地、破坏生态环境的现象。另外, 伴随着各类建设还产生大量环境污染, 对于建筑业本身对环境产生的负面效应, 而这些负面效应通过合理的设计手法完全可以减少对环境的影响。建筑作为社会可持续发展的重要组成部分,应该得到全社会的重视,也应该做出应有的贡献。
2 美国能源部太阳能十项全能竞赛的简介
国际太阳能十项全能竞赛(Solar Decathlon,SD)是由美国能源部发起并主办的,以全球高校为参赛单位的借助世界顶尖研发、设计团队的技术与创意,将太阳能、节能与建筑设计以一体化的新方式紧密结合,设计、建造并运行一座功能完善、舒适、宜居、具有可持续性的太阳能住宅。
竞赛期间,太阳能住宅的所有运行能量完全由太阳能设备供给。通过十个单项评比确定最终排名,“十项全能”分别包括:建筑、工程、市场性、公众交流、家用电器、热水、照明、能量平衡、出行等方面来进行建筑的综合测评。
3 2011年“SD竞赛”冠军作品―马里兰大学的“水舍”分析
2011年美国太阳能十项全能冠军作品――“水舍”,在设计中提出了解决水和能源短缺的方法。这座房子展示了已建成的环境如何通过管理雨水现场、过滤污水中的污染物以及减少水的使用来保持“水舍”的使用及运行的。光伏太阳能热阵列、效力的围护结构和机械系统的效率使“水舍”比标准的房屋更少的消耗化石燃料。
3.1 可持续的形体与空间策略
“水舍”的平面由三个模块拼装组成。北侧模块为厨房和起居空间;南侧模块为卧室和办公空间,并结合了技术功能配有机械装置室;南北两个模块之间用三分之一的长度的第三个模块连接,连接部分作为卫生间和过道;房间四周用外廊连接,从每个房间都可以轻易到达外廊。空间上来说,该房子设计成沿着中心水轴分开的两个“流”模块,中间通过三分之一的模块连接着,连接部分分割出了浴室并且显示了室内用水和外部的湿地轴之间的连接处。
外观的设计突出的是水流的路径。“水舍”的展开蝴蝶形式的屋顶轮廓线,显示了从每个单元模块上落下的雨水,流向并收集到了房屋核心的水轴里。
3.2 可持续的结构策略
整个“水舍”都是由木材构成,因为要在美国时代广场上建造,对地基的深度有要求,所以整个建筑都是用特殊专用的木制点状基础支撑。“水舍”的结构采用复合木框架结构,节点位置用钢板铆接。整个建筑都是由拼装而成,每个模块都是事先组装好后,再通过轨道摆放到指定位置。
全建造过程都是靠组装,保证了建筑基本的可持续性,可以移动到不同国家、不同城市。建造用的木材本身就是可循环的材料,房屋废弃之后的木材也可回收。建筑的外墙靠结构木框架来支撑。墙体构造从外到内分别是:外部木工完成面、粗木工、隔热板、流体膜空气屏障、工程木材产品、喷涂隔热、石膏板。结构木框架就位于喷涂隔热层中。
3.3 可持续的太阳能策略
“水舍”北侧模块的南倾的屋顶上布置了连排的9.2千瓦光伏的太阳能板,最大程度的接受太阳能,所吸收的太阳能为“水舍”提供全部能源。所有的太阳能都输送到住宅南墙面的主控制面板上,南北两屋又分别设有南北子面板,分别提供给住宅的南北两个模块的硬件和软件设备用电。全部用能都来自光伏发电板,大大减少了化石燃料的使用。为了更好地利用太阳能,“水舍”背面有60个拆卸的玻璃管组成的太阳能加热板为使用者日常用水加热。
3.4 可持续的碳循环策略
位于平面两个模块之间的湿地系统可以说是整个“水舍”的特色所在。这个住宅设计强调多样化的联系和循环。蝶式屋顶帮助引导雨水流入建造在入口两侧的湿地过滤系统。洗衣机或淋浴等用后的污水通过湿地系统的过滤,七天里,过滤系统里的微生物转化成营养成分,废水被再用于灌溉食用花园或用于其他非食用水。
南侧模块的屋顶布置了植被绿化,对于减缓雨水径流、提高室内能源效率有显著作用。
完整的碳循环系统也包括在厨房外部种植的可食用花园,花园里种植的蔬菜在竞赛期间可作为食物供给,生活排放的粪便作为花园肥料。住宅污水及排放物的百分百回收利用保证了“水舍”自身的能量平衡。
3.5 可持续的室内设计策略
“水舍”不仅功能与技术系统上具有可持续的特征,室内空间的设计及家具摆设也是极具简约与实用性。
私密性的起居空间具有两个功能,一定程度上取决于静心设计的可转换式家具。工作台在晚上可以转换成床,几个桌子尺寸恰当地一个叠一个,也可以根据工作家所需大小重新安排。一种家具,可以通过不同的组合来获得多种家具的功能,节约家具成本同时又满足了人们的使用需求。
3.6 主动式的综合系统
“水舍”的特点是有一个综合系统,可以使房屋在各种气候条件下都保持舒适。拥有一个工程系统,可以利用太阳能阵列产生出的多余的能量。机械装置室里还设有空气能量回收装置,起到送风排风作用的同时,可以回收排放风的能量,储存起来,用于再次供给建筑使用。拥有一个家庭自动化系统,用来监控和调节温度、湿度、照明和其他参数,通过对环境最小的影响来提供最大的功能。
4 SD竞赛方案带给我们的启示
SD竞赛集中体现了零能耗太阳能住宅建筑未来发展所面对的社会、经济、环境方面的挑战,并提出了创造性的应对方案。此项竞赛不但在建筑界和太阳能技术领域,而且在提高公共意识、促进太阳能技术市场化,以及推广太阳能住宅成果方面起到了良好的作用。
4.1注重建筑设计本身的可持续性
被动式设计是建筑节能设计中首要考虑的途径,如何通过恰当的平面组织与空间布局来获得基本的保温与隔热需求,一直是建筑设计中不可忽视的问题。
4.2注重建筑材料及建造过程的可持续性
可持续建筑注重与建材相关的每一个环节, 如取材、生产加工、分配、维护及至拆除或废物处理等与能源和环境密切相关的因素。如使用绿色的建材产品;对材料的再循环和再利用;减少生产材料的污染过程;以建材为基础,减少房屋系统的能源消耗等。
4.3注重建筑使用过程中的能量平衡
建筑使用过程中会有很多能量的消耗,也会有能量的排放。尽可能利用建筑物当地的环境特色与相关的自然因素,利用可再生能源,如太阳能、生物能、地质能等,确保能量来源的无污染性。同时生活排放物也是能量的载体,要用适宜的手段将排放出的能量回收再利用,使建筑真正做到自身能量平衡。
4.4 注重使用者的舒适度
人的舒适度一直是建筑设计的三大基本要素之一,任何被动式和主动式的节能技术都应是在满足人们生活舒适的前提下所采取的策略。
5 结语
随着现代生活的快速发展,可持续建筑已不单单是设计一个高效保温的平面外形、几种特殊的外墙保温结构、几块太阳能集热板的含义了。从太阳能十项全能竞赛就可以看出,世界各国团队正采用传统设计方法结合先进的技术专利,注重整个建筑生命周期的可持续性,为人们提供更舒适的生活环境。这也将是我们今后需要共同努力的目标。
参考文献
[1] 吴向阳.绿色建筑设计的两种方式[J].建筑学报,2007,9:11-14.
关键词:生态建筑;可持续发展;建筑设计
中图分类号:TU2文献标识码: A
引言
继上世纪80年代世界范围内能源危机之后,世界范围内对环境保护、生态家园建设等理念的倡导与呼声日益高涨。保护环境、改善环境的要求并非仅限于自然环境,同样包括我们的建筑环境,引发了诸多建筑设计师对环境、生态、社会及建筑的整体思考,进而促进了“生态建筑学”概念的诞生。所谓生态建筑是指,以可持续发展的眼光看待建筑与环境的关系,充分考虑某地自然环境特点,综合利用现代科学原理及技术手段,对建筑及其周围一切相关因素进行整体分析与设计,使建筑与周围环境形成一个系统的有机整体。在此系统内,具备有良好的气候及环境条件,为人们工作及居住提供良好氛围,同时在环境、人及建筑之间形成一个良性循环系统。
一、生态建筑
建筑业的根本目的就是改变自然环境,为大家建造能满足生活和精神生活需要的人工环境。构建生态建筑是确保大家的生活的根本,为我国建筑业的可持续发展的一个方向。生态建筑建设便是由源头上掌控建筑对环境引起的污染,便是根上排除建筑污染问题。
生态建筑为天、地、人相互融洽的建筑,关键是搞好人和自然、进步与保护、建筑与环境的关系,着落点为生态平衡;生态建筑和经典建筑比较,生态建筑在设计上拥有下面几个显著的特点:
系统理念和整体观念强,十分关注对设计位置的地方性、区域性理解,关注地方场所的文化特色;提高实用技术的公众意识,根据建筑性能需要,选用简单科学的技术。
能源运用的快速与无污染,构建建筑材料蕴能量与重复利用的意识,在最大区域内应用能循环利用的地方性建筑原料,防止应用高度能耗、毁坏环境以及具有放射性的建筑原料,最好再次运用老的建筑材料、构件。
含有循环再生性,对地方的气候状况,选用被动式能源方法,尽最大可能地运用能循环利用的能源提高建筑空间应用的灵活性,有助于降低建筑体量,把建设所需要的资源到达最少。环境适应性非常好,降低建筑期间对环境的破坏,防止毁坏环境、资源浪费和建材浪费。
二、当前我国实现可持续发展的生态建筑设计的重要性
建筑的可持续主要包括3个方面:能源可持续、环境可持续、生态可持续,而其中能源可持续是最为突出的,它包括了能源节约,能源替代和能源回收3个内容。在我国,人均资源匮乏,改革开放以来,我国正经历着前所未有的大发展时期,大量的城镇和基础设施建设对可持续发展的冲击已日益严重,这主要体现在以下2个方面:
1、建筑业消耗了大量的自然资源,如水、能源、土地和原材料
在建筑材料的应用上,目前我国大多数的建筑都在使用粘土砖、石材、混凝土等高能耗的建筑材料,这些建材在生产加工、制作安装的过程中会消耗大量的资源,并且产生大量的废渣、废气、废水,从而对环境造成极大的污染。
2、大规模的城镇和基础设施建设本身也对原有地理环境产生破坏
它占用了大量的耕地、林地、水域等,区域原有的生存环境和生态平衡受到冲击,地貌地质条件产生变化,生存条件趋于恶化。建筑耗能在我国社会耗能中所占比重越来越大。早在2001年我国建筑年消耗已达到3.76亿t标准煤,占总消耗的27.6%,现在建筑耗能已占到全社会耗能的1/3(不包括生产建筑过程中的耗能)。另外,我国目前在能源回收方面存在着较大的不足,这其中尤为突出的是水资源和生产生活垃圾中有效能源的回收再利用。
三、可持续的生态建筑理论的发展历史
我国古人创立和信仰的人与自然和谐共生关系的理论,与今天我们所讲的可持续发展理论不谋而合。受我国传统文化和地域气候的影响,传统建筑中有许多可持续的建筑手法可以借鉴。其中最典型的理论就是中国风水学,其实质是:地理学、气象学、生态学、规划学和建筑学的一种综合的自然学说,其核心内容是天地人合一。
这种理念贯穿在中国传统建筑活动的各个过程,包括:规划选址、建筑单体、园林小品、室内外装修设计和施工营造等,我国现存的大量古城池古建筑中就有许多可持续建筑的典范。
在西方,许多著名建筑师都非常注重生态。例如:赖特将建筑视为有生命的有机体,他所遵循的将建筑与环境溶为一体的设计原则,体现了深层生态学的设计原则。由于设计过程是一个动态变化的过程,所以赖特认为没有一座建筑是“已经完成了的设计”,建筑始终持续地影响着周围的环境、使用者的生活,也就是说可持续建筑必须是同所在的场所、建筑材料以及使用者的生活有机地溶为一体。代表作流水别墅就是他最好的例证。
四、生态的建筑设计的原则
了解了关于生态建筑的一些基本知识,下面谈谈生态建筑设计的基本原则。对生态建筑的理解与衡量标准是会随着时间变化而不断发展的,但其基本的原则基于建筑在人类与自然界之间的中介地位,主要体现在4个方面:对自然生态环境的保护,尽量减少对生物圈的破坏;对使用者的关心;对于沟通人类与自然环境创造条件;面向未来发展的足够弹性。
传统的建筑设计往注重建筑的位置、功能、形态,而忽略他们与设计元素、能源、资源、使用过程中的能耗、废弃物的回收利用等关系。生态的建筑设计是在适当的时间、适当的条件下利用适当的技术,发展保护环境、节约资源的物质空间。根据各地不同的地形、地貌和生态环境系统,考虑节能节水、方便美观、适用等因素,为人们提供良好的生活环境。营造良好的建筑生态系统,将建筑设计成为和谐、良性循环的人工生态系统。生态的建筑设计体现在建筑规划与设计、设备技术设计、施工安装等阶段,不同的阶段各有侧重,而建筑规划与设计阶段是构造建筑系统活动的第一步,是将生态的观点融入建筑系统的关键。
关键词:建筑、可持续性、绿色、生态、安全、智能。
中图分类号: TU2 文献标识码: A 文章编号:
2005年03月28日首届国际智能与绿色建筑技术研讨会在北京召开,各国代表于29日发表了《北京宣言》,对21世纪智能与绿色建筑发展的背景、指导纲领和主要任务取得共识。 《宣言》认为, 世纪之交,国际社会普遍对全球环境保护和发展更为关注,致力于推进可持续发展,以“绿色”思想为指导,将各种先进适用技术应用于建筑物,促进资源节约与环境保护。 《宣言》提出,建筑的发展应服务于各类不同的民族和社会群体,尤其应当把服务处于贫穷和落后状态的民族和社会群体当作重任。我们要基于对自然和环境的尊重,植根历史传统,探索未来,推进绿色适宜技术发展和使用,增强人类绿色价值观和促进绿色生活方式。 《宣言》认为,今后的主要任务是推进思想交流,加强人才培养,完善制度建设,节约与合理利用资源,促进技术发展,重视产品研发,加强传统保护,优化人居建设。 与会代表呼吁:我们拥有同一个地球,我们只有一个地球,尊重她、爱护她、珍惜她是全人类的共同责任。全球建筑界理当肩负起发展智能与绿色建筑的历史使命。
《北京宣言》成为建筑发展的纲领性文件,将建筑的可持续性方面的要求由探索阶段推进到实施阶段。把可持续性建筑的设计由研究阶段推进到大面积实践阶段。把建筑师由可持续的设计尝试和实验者变成了不可推卸的历史使命的承担者。
一、 可持续性建筑的概念与范畴
可持续性建筑的概念在建筑理论发展的不同时期有人们着不同的认识。
最先提出“可持续性”(Sustainability)概念的是挪威首相Gro Brundtland,她在1987年把可持续性表述为“为后代留下充足的资源,使他们能享有同我们类似的生活质量”。上个世纪八十年代后期,世界环境与发展委员会则将“可持续性发展”(Sustainable Development)表达为“发展满足当代人的需要,又不影响后代人满足他们自身需要的能力”。我国国家计委、国家科委在关于进一步推动实施《中国21世纪议程》的意见中,将可持续性发展定义为:“可持续性发展就是既要考虑当前发展的需要,又要考虑未来发展的需要,不以牺牲后代人的利益为代价来满足当代人利益的发展;可持续性发展就是人口、经济、社会、资源和环境的协调发展,既要达到发展经济的目的,又要保护人类赖以生存的自然资源和环境,使我们的子孙后代能够永续发展和安居乐业。”
随着科学技术、建筑材料的发展,人们在面对自然环境的恶化以及资源的消耗殆尽的问题上针对建筑的发展方向提出了更为深远的要求。
“可持续性建筑”(Sustainable Construction)是Charles•Kibert 博士1993年提出的,他第一次将可持续性的概念引入建筑,并表达了他本人对建筑发展的看法与思考,但并未给可持续性建筑下定义。
当前可持续性建筑应是指在建筑的规划、设计、建设、使用以及废弃后处理等方面要有着利于人类生活与自然环境可持续发展的特性。
这里的建筑不是单指房子,而是指整个建筑体系。把建筑作为自然界中的一份子放入自然界的发展中去看待。它体现了人类将自己的定位由改变自然的主宰者转变成融入自然,成为自然中的一员。
所以可持续性建筑在当前应有比以往更深广的范畴,在建筑的各个层面都需要用发展的眼光去看待它的可持续性。
在上世纪中叶就有许多建筑师开始在可持续性建筑方面做出探索,由于关注到工业的大发展使得自然环境恶化的现象,所以注重于生态建筑的研究。
进入本世纪由于人类生产力的快速发展使得对原材料的需求日益增加,资源快速消耗殆尽,众多建筑师又在绿色建筑,节约建筑方面做了大量的研究和实践。
在科技日益发展的现代,建筑师们又提出高科技智能建筑的发展方向。
有建筑以来建筑的安全性就是建筑必不可少的研究课题,在今天安全建筑被赋予更高标准的定义。
生态建筑、绿色建筑、智能建筑、安全建筑都属于可持续行建筑的范畴。
生态建筑 :英文名称为ecological building ,是指基于生态学原理规划、建设和管理的群体和单体建筑及其周边的环境体系。其设计、建造、维护与管理必须以强化内外生态服务功能为宗旨,达到经济、自然和人文三大生态目标,实现生态健康的净化、绿化、美化、活化、文化五化需求。
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活动在一个超级建筑中,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。
这体现了人类对生态的关注与需求,征服自然地愿望转变为与自然和谐共生的愿望。只有实现这一愿望人类才可以在地球可持续的生存发展。
绿色建筑:是指在建筑的全寿命周期内,最大限度的节约资源(节能、节地、节水、节材),保护环境和减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。(摘自《绿色建筑评价标准》GB50378)
这里的“绿色”是使用了这一词的引申义。并不指绿的颜色或绿色植物,其意义更为广泛。绿色建筑主要是宗旨就是打造节约和无污染的建筑。要达到这一目标就要研究各个方面实现节约的技术和手段、对可再生能源的运用、使用洁净的能源。
这体现了人类对过度使用资源,以至资源消耗殆尽的警觉和危机感。一方面开发新的可再生能源,另一方面尽可能的节约各种传统资源的使用。竭泽而渔的做法等于是在剥夺子孙后代的生存权利。要可持续发展,对资源的保护和合理利用是必要的条件
智能建筑:指通过将建筑物的结构、设备、服务和管理根据用户的需求进行最优化组合,从而为用户提供一个高效、舒适、便利的人性化建筑环境。智能建筑是集现代科学技术之大成的产物。其技术基础主要由现代建筑技术、现代电脑技术现代通讯技术和现代控制技术所组成。
随着科技日新月异的发展,一些高科技将被更广泛的运用在建筑领域,随着社会的进步,智能建筑是必然的发展方向。建筑师们早一步提出这一观点并力主有计划的大力发展,体现了建筑师们对可持续性建筑的发展方向的前瞻。
安全建筑:是指对生活在其中的人有一定的保护措施,使其对自然或人为产生的危险有一定的可抗拒性,并且不对周边的人或生态环境造成危害的建筑。
由于建筑技术的发展,建筑被建的越来越高,越来越大,其中容纳的人越来越多。所以安全性也有比以往更高的要求,多年来建筑师们一直致力于打造更安全的建筑,在建筑的耐久、抗震、防火、抗风甚至抗恐怖袭击等方面都有了长足的进步。安全是实现可持续发展的前提条件。
生态性、绿色性、智能性、安全性,是可持续性建筑的主要特性也是设计可持续性建筑时要考虑的主要因素,即可持续性建筑的设计四要素。
【关键词】持续设计;建筑设计;BIM
一、建筑设计中的BIM
BIM(建筑信息化模型,也称建筑数字模型),技术是一种应用于工程设计建造管理的数据化工具,通过参数模型整合各种项目的相关信息,在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递,使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对,为设计团队以及包括建筑运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础,在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。
2003年我国制造业引起数字化PLM(产品全生命周期解决方案),后来随着建筑业的发展,PLM扩大的概念范围,演变成BIM概念。特别是在工程中,能够实现项目实体和功能要素的数字化信息模型。这种方法能够在项目策划、运行和维护的过程中进行共享和传递,使工程设计人员对各种建筑信息做出正确的理解和高效应对,还能提高在设计过程中的工作效率,减少管理风险。
二、BIM的主要特点:
1. 可视化
BIM提供了可视化的思路,让人们将以往的线条式的构件形成一种三维的立体实物图形展示在人们的面前;BIM提到的可视化是一种能够同构件之间形成互动性和反馈性的可视,在BIM建筑信息模型中,由于整个过程都是可视化的,所以,可视化的结果不仅可以用来效果图的展示及报表的生成,更重要的是,项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。
2.模拟性
模拟性并不是只能模拟设计出的建筑物模型,还可以模拟不能够在真实世界中进行操作的事物。在设计阶段,BIM可以对设计上需要进行模拟的一些东西进行模拟实验;在招投标和施工阶段可以进行4D模拟,从而来确定合理的施工方案来指导施工。同时还可以进行5D模拟,从而来实现成本控制;后期运营阶段可以模拟日常紧急情况的处理方式的模拟。
3.协调性
这是建筑业中的重点内容,不管是施工单位还是业主及设计单位,无不在做着协调及相配合的工作。BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调,生成协调数据,提供出来。当然BIM的协调作用也并不是只能解决各专业间的碰撞问题,它还可以解决例如:电梯井布置与其他设计布置及净空要求之协调,防火分区与其他设计布置之协调等。
4.优化性
项目整个设计、施工、运营的过程就是一个不断优化的过程,当然优化和BIM也不存在实质性的必然联系,但在BIM的基础上可以做更好的优化。基于BIM的优化可以做下面的工作:
(1)项目方案优化:把项目设计和投资回报分析结合起来,设计变化对投资回报的影响可以实时计算出来;这样业主对设计方案的选择就不会主要停留在对形状的评价上,而更多的可以使得业主知道哪种项目设计方案更有利于自身的需求。
(2)特殊项目的设计优化:建筑物中看到异型设计,这些内容看起来占整个建筑的比例不大,但是占投资和工作量的比例和前者相比却往往要大得多,而且通常也是施工难度比较大和施工问题比较多的地方,对这些内容的设计施工方案进行优化,可以带来显著的工期和造价改进。
5.可出图性
BIM并不是为了出大家日常多见的建筑设计院所出的建筑设计图纸,及一些构件加工的图纸。而是通过对建筑物进行了可视化展示、协调、模拟、优化以后,可以帮助业主出如下图纸:
(l)综合管线图;
(2)综合结构留洞图;
(3)碰撞检查侦错报告和建议改进方案。
三、BIM在可持续设计中的作用
1、BIM环境的可持续设计
在建筑市场竞争激烈的今天,建筑开发商和业主更多关注的是设计带来的经济效益,而很少在乎环境效益。建筑设计很难在前期进行可持续设计评估,传统的物理模式和工程图根据CAD或对象CAD解决方案中的图形评估建筑性能,需要大量人员干预和解释说明,增加人力、物力。
但是BIM有专业的技术支持,拥有Autodesk Revit参数化建筑建模器,对设计方案的照明、安全、布局、声学、色彩、能耗等进行评估。Autodesk Revit能够用一个包含关联信息的综合数据库来表示建筑,全面掌握整个项目设计的能耗和生命周期成本计算,可以在标准设计流程中以副产品的形式生产可用于可持续设计、分析和认证的信息。这种评估方式能够优化和简化评估过程,降低设计成本,还能保证建设设计的环保性。
2、BIM的三维空间设计
传统建筑设计是要通过三维建模软件来完成方案的3D模型,然而在详细施工图设计和后期效果图设计又要通过平面方式来绘制图纸。加上建筑模拟分析软件和建模软件众多,各种软件接口不一,在需要不同的模型的时候需要重新输入大量数据重新建模。这种繁复性给设计师们带来了很多重复性工作,导致工作效率降低。
BIM储存了大量的2D、3D建模的CAD绘图信息、包括3D中各对象的各项属性和信息、设施的物理性和功能性等,并且提供了一个能够持久识别的网络外的文本和数据储存、传输方式。BIM包含了几何、物理、拓扑的信息,信息直接反映了建筑在三维空间中的形状包括各组件的物理信息等,这种模型能够将一个建筑项目设计整个生命周期内的所有信息都容纳在内,为项目设计的各个阶段提供设计模型和性能分析,并且形成一个独立的建筑模型。
3、环境质量分析
室内环境质量是建筑设计的一个重要方面,也是可持续设计的一个重要领域。室内环境质量设计时大多没有详细的数据进行参考,而是依靠自己的经验和感觉进行设计。但是室内环境条件非常复杂,在依靠经验进行概念设计后,还是需要进行精细化设计。BIM改变了单纯依靠经验这一传统的设计方法,使建筑师能够根据空间、材料、不同居住人群的生理、心理需求进行仔细分析和研究。
4、实现不同专业之间的协同设计
协同设计主要集中在设计的沟通交流手段和设计流程的组织管理形式。建筑在设计过程中,通常由多项工程相互穿插、互相结合。而BIM可以从结构、建筑、水电等各项专业工程的CAD系统中获取相关信息和参数,获得新的图形结构,使各工种之间的数据得到可视化共享。而且不需要重复录入数据,能够避免数据冗余、歧义和错误。
5、可持续建筑护结果设计分析
BIM能够帮助设计师对每一特定部分建筑门窗得失热量、室内维护结构热传递量等进行分析。利用BIM可以对开窗比例、开窗位置进行分析,还可以帮助建筑师对比多种建筑体量布局差别,发现室内各种自然采光、通风对环境的影响。同时也能分析空气调节、被动式太阳能采暖等内在的各种空气装置对于室内环境的的影响。
6、碰撞检测
传统设计流程中,管线综合处理方式是企业建筑或者机电专业的设计人员进行带头,对各个专业的图纸进行观察分析。但是二位图纸信息不全,加上人工操作误差,会在施工中有很多未发现的碰撞。BIM则能够进行建模进行三维观看,开拓了新的道路。
四、结语
可持续化设计能够跨越时间和空间的过度,从局部到整体进行统一组织化设计。BIM作为一种设计理念和设计方式,在建筑中,它涉及到了规划设计的整个生命周期,从工作效率、设计经费上不断优化。同时还强调了环境资源的可贵性,从节能减排、可利用资源的循环、环境保护等方面出发,充分实现生态的可持续性。
参考文献:
关键词:建筑设计;设计思维;设计方法
Abstract: The architectural creation not rigidly stick to a single design, there should be good combination of practical innovation in the design. To deal with the relationship between architecture and the natural ecological environment good, in order to achieve a true sense of the emotional and rational perfect combination of construction.
Key words: architectural design; design thinking; design method
中图分类号:TU2 文献标识码:A文章编号:
作为一名建筑设计师,要使工程设计项目真正变为建筑物,是会让人感到激动和欣慰的,建筑师的自豪感也因此而生。建筑设计应该多思考多观察融入新的科技和设计理念,社会环境、经济、政治、人文以及美学各方面的因素都是建筑师们在做作品前充分考虑的,依据建筑设计方面的各项原理及表现手法,从而对作品进行全面的系统的分析和运用,比较优秀的建筑设计作品是需要满足现阶段人们的使用要求,并能与现实生活社会坏境相融合。
一、建筑设计创造性思维
建筑创作不能拘泥与单一的设计,在设计中善于结合实际的创新。坚持一人为本,协调与环境,实现建筑业的健康发展。建筑创作的创造性思维需要坚持以人为本的思想。建筑设计师在建筑创作过程中,应对建筑接受者价值观念,生活方式,审美理念及价值取向做一个预想。使建筑更能满足人们的需要。建筑只有尊重自然,反应建筑特点和地域文化。体现城市的人脉,我们的城市才会越来越美。
二、设计的技术方法创新
(1)外墙设计
在外墙上主要是要构建“可呼吸外墙”,其主要是通过架空地板、吸音材料、风扇、过滤材料等来构建,这样就通过可以墙上的孔洞来使室内外的空气和水分进行交换,这样既有利于调节温度和湿度,也有利于过滤灰尘和噪音。此外,还可以使室外空气通过加热或者制冷管道进入室内,这样就能达到室外与室内空气热交换的目的,这样空气从屋顶通气孔排出,同时也会带走多余的水分、杂质和有害物。这种自然被动的空调方式一般是人工可控的。其优点是,在创造健康自然高质量的室内空气的同时,还能节约能源、减少污
染和浪费。
(2 )外窗设计
一般来说,外窗一般采用双层或者三层的玻璃窗。其最大的特点就是节约能源。通过与普通单层窗的比较,其隔热性能高高2-3 倍,费用仅仅只多 15-50%。此外,还有众多的优点,如隔音效果提高、采光好、视野开阔等。如果在建筑周围外环境质量较差的情况下,则要认真考虑外窗是采用密闭还是可开启的形式。如果采用可开启的方式,则容易导致室内受外界干扰的概率大大增加,例如空气污染、湿气、灰尘、噪音等,同时也会造成热冷流失情况的出现,降低隔热效果,带来安全隐患。
(3) 遮阳系统设计
遮阳系统主要是向阳的外立面或者采光屋顶上,具有可控性、可调节的特点,以达到不同时间、根据不同需要遮挡、反射和引光入室的目的。在具体的操作中,通过新玻璃技术与室内外遮阳系统的有机结合,就可以综合获得环境适应性、自然光控制以及热舒适性了。
通过不同的组合方式,百叶窗可以与各种不同的照明和采暖要求相适应。通常就百叶窗的位置来说,水平百叶窗常用于遮阳中庭或者屋顶咖啡厅;可调节性百叶窗通常安在屋顶下部与天窗之间。在实践中,百叶窗的位置和尺寸可以进行不断的调节,但必须与各种自然光条件、立面朝向和活动相适应,以此来满足不同的需求,并且它会始终保持着某种一致,巧妙地将各个部分连接为一个统一的整体。众所周知,简洁的百叶窗遮阳系统具有传统窗体无法比拟的优势,如与场地之间的关联性、灵活性及透明性等。在这里,因为加入了遮阳和窗体技术,建筑设计手段得到拓宽,包括一座中庭(带有一个优雅的玻璃楼梯间)和丰富的室内窗体形式,来获得侧窗和天窗射入的自然光。
四、由简至繁,由繁至简的设计手法
“极少”并不是不经过设计,而是在建筑设计过程中对繁琐内容进行科学合理的取舍。我们说建筑设计的前提是设计形成的建筑首先要满足使用功能,在此前提下,通过建筑思想的指引,运用相关的建筑设计方法,可以完成具有某种倾向的建筑作品;相反,面对具有某种倾向的建筑作品,分析其设计方法,也可以总结出一定的设计思想来。不论正反两方面看建筑设计,建筑的实用、思想、手法是贯穿建筑设计始终的。我们知道建筑设计的方法很多,也并不能统一出一种或几种固定的设计手法。正因如此,我们才有了多种设计流派和多样的建筑设计。
(1)平面功能(流线)法
建筑平面设计是解决绝大部分建筑功能的一个重要环节。在对建筑物的功能分析时就会对所构想的建筑设计进行具体的分析。我们所要研究的是怎样通过使用流线的分析,设计出合理的建筑功能来。比如我们对公共建筑进行设计的时候,常常要从使用人员的使用流线之间的关系、密集人群的安全设计、个体私密性等问题进行平面功能的组合;应该提供一个开放、安全、稳定、有亲和力的公共空间。而这些处理在大多数情况下建筑师在分析平面功能关系时必须全面考虑。平面功能(流线)法是目前建筑设计人员大量采用的一种设计方法,其主
要概念是,先分析用地关系,通过了解建筑物的使用性质,从功能出发进行平面功能的合理组合,同时考虑建筑的空间设计等环节。
(2)构图法
现代建筑的基本体量、空间或其它要素,都可以归纳为简单的几何形体,如矩形、正方形等。建筑设计通过构图要素来分析几何形体之间的关系,从中分析出形体之间的比例、尺度、对比、主从、韵律、均衡、重点等形式美的规律。使用构图法进行建筑设计的一个前提是
:建筑师是怎样对其所设计的建筑进行定位的。关于探讨几何关系与构图也并不是到现在才有的,早在希腊和罗马时期,研究几何关系就已经相当深入了。
(3)计算机应用于建筑设计
用计算机进行三维空间建模是非常费时且十分艰苦的工作,但是一旦平面成为立体,剖面图、透视图、立面图、漫游和动画都将以指数般的速度快速完成,计算机提供了比传统手绘技巧所能达到的效果更清晰、更容易理解的三维空间关系。计算机技术将19世纪三维投影空间所用的无形透视中枢变得内在化并且更加“自然”,由此形成一种强有力的简化与控制工具。而在这种技术中,基于数字空间之中的短暂图像将把人们带进至今仍无法想像的概念领域。这种流动性和凝滞性之间的交界目前已被明确地划定,一旦实现了这种流动性,就能转换成可建造的建筑,将转瞬即逝的图式转化为现实建筑。计算机对于设计过程的贡献不仅在于它以非常高效的方式来掌控信息,有助于在设计合作中实现信息的共享.而且可以帮助设计师将灵感闪念的设计视觉化.以便在设计过程中与其他团体进行交流。建筑师既可以通过综合使用各种计算机软件,将复杂的设计项目清晰、细致而生动地展现出来,也可以通过建构一种三维建筑构成要素系统,展示一个简单设计概念的发展过程〕另外,计算机动画和漫游还可以帮助建筑师更好地了解自己设计中的结构层次,并能使一个设计理念在最终做成向业主展示表现图时,可以真实得像业已建成的建筑。这种意识在虚拟空间中得以强化,在虚拟空间中,实体能被更清晰地定义和描述,观众可以更彻底地沉浸于其中〔。因此在向客户展示设计时,数字影像与传统的渲染图相比具有更大的优势。人们在潜意识中认定电子图像是最先进的,因此数字图像已被业主们视为“实景照片”并理所当然地接受。计算机技术在使业主消除了顾虑的同时也解放了建筑师的想像力。
五、结束语
关键词:产业区、海门、可持续
中图分类号:F416.9文献标识码:A
项目背景
上海复华高新技术园区海门科技产业基地位于江苏省海门市。该园区由复旦大学复华公司和海门市共建。 该项目总占地500亩,下设科技产业和科技创新两大基地。项目基地处于上海路和长法路交界处,交通便捷。按规划基地以南即将兴建商贸服务区,以西兴建综合产业区,发展潜力巨大。基地以北为保留化工片区,以东紧密链接滨江新城区,地理优势显著。
园区现状主要是依靠叠石桥家纺市场的吸引力来招商,因此产业单一,需要一些新兴的产业来发展园区,给园区以新动力、新能量,进而着力把园区建设成为新兴产业的集贸区、科技创新的先行区、体制创新的示范区。
因此我们设计的工业园区开发模式是——
工业规划设计理念:
1、运用低碳理念进行建筑、景观设计
2、人性化设计
3、地块强度的适度开发
工业项目建设开发理念:
从规划、建设的层次解决问题,在降低风险的同时,提高地块价值。
开发内容建议:
综合招商服务平台 作为园区门户,提供良好的招商服务
商务综合配套 接待中心、展示厅、小型便利型商业,增加使用灵活性
中小企业孵化平台 采用低层及高层两种业态,提供更多服务选择
中试科研 采用低层及高层两种业态,提供更多服务选择
生产基地 采用同样的建筑平面,灵活划分。
通用设备制造、电气及器材设备
医药制造、通讯、计算机、电子设备
中小企业办公地 多个建筑形成组团式布局
生活配套 员工宿舍
这一套模式的中心理念正是可持续发展,而在海门这个项目中规划、建筑、景观三位一体的设计都是围绕着可持续这个理念在贯彻执行的。
可持续发展的规划理念
上海复华高新技术园区海门科技产业基地的规划目标是借鉴上海,超越海门,建立一个国际一流的、人性化的、可持续发展的现代科技产业园区。
结合以往的研究园区设计经验,对国内、国际的成功产业园区进行借鉴,制定了以下的规划目标:
设计具有城市属性的产业基地
创造具有公园环境的园区空间,形成PARK FACTORY
清晰便捷的交通系统
无处不在的交流空间
标志性建筑增强品牌的效应
使用的灵活性
可持续发展性
复旦复华高新技术园区科技产业基地 规划分期及技术指标
整体规划按照“一心两轴三带四片区”的原则,目的在于建成一个个灵活、独立的功能单元,便于之后功能的拓展与分割。该项目借鉴了上海漕河泾开发区的部分理念,在工业区转变为产业区的大背景下,集约化的利用了土地,把容积率做到了1.25。而从开发区的发展历史来看,城市化过程往往是一个从粗放发展走向集约发展的过程。我国开发区现状产业建筑往往为低层,开发区土地利用强度不到0.6。如果按照这种低强度发展模式,我国城市化的持续性难以为继。因此,在建设之初就应确立集约发展的目标,在产业区规划时适当提高其开发的强度并确保实施,以保证将来改造的经济学和适应性。[1]
园区规划在中国传统城市空间结构规划思想中提炼出集成电路板的规划理念。总体格局为棋盘式方格网结构,又结合了电路板的独特造型,具有土地利用率高、网络化程度高、道路可达性好、交通疏解能力强的优点。规划整体布局符合现代科技产业的生产特点,功能布局灵活,便于分期建设与开发。
北面入口处的标志性建筑——招商中心大厦,是整个园区的招商和商务办公中心。而招商广场统领了东西联系的组团景观带将四大产业制造基地、仓储、中小企业办公、中小企业孵化平台和商务办公及配套紧密联系,形成可持续发展的花园式科技产业基地。
在地块的西南端,是标准厂房和综合仓库。作为整个园区的重要组成部分之一,她独特的表皮与整个园区规划的理念电路板相映成趣并凸显了整个园区科技的主题,身在其中,更能体会到科技与人,人与自然的互相交融与贯通。
可持续发展的建筑理念
建筑外形朴实无华,采用低碳、共生的建筑材料和建筑技术,主要采用建筑实墙和竖向通窗的虚实对比,形成简约的建筑风格,既体现了现代工业建筑的科技感又体现工程投资的经济性和建设项目的永续性。标准产房单体单层设计高度为9米,正是为了以后改建成双层或者其他用途的建筑所考虑。在节能措施方面,本项目采用LEED绿色建筑评估体系,在招商中心综合楼建筑的南面及屋顶上空的玻璃,采用的是一种目前最新的高科技玻璃产品——光电玻璃,它位于结构夹层外侧,不影响正常采光,形成光电幕墙。采用光能电池、光电板技术、把太阳能转化为电能供人们利用。本项目空调系统的冷热源和生活用热的热源都将利用绿色可再生能源——土壤热交换器地源热泵,这是一种高效、清洁环保的可再生能源。整个系统包括一个土壤耦合地热交换器,水平安装浅层地沟中,不同管沟的交换器成并联连接,再通过不同的集管进入建筑中与建筑物内的水环路相连接,将地表浅层的地热资源做为冷热源,通过交换器转移到建筑内的采暖空调系统中。而电能在整个过程中只用来抽取热量,因此地源热泵比传统空调系统运行效率高40%左右。同时在给排水方面采用中水回用系统用既可以有效地利用和节约有限的、宝贵的淡水资源,又可以减少污、废水排放量,减少水环境的污染,还可以缓解城市下水道的负荷现象。
场地内建筑的平面布置依据节能及绿色建筑设计原则,基本按南北向布置。南北贯通的中央绿地两侧为园区门户处的招商中心综合楼、中小企业办公楼(共4层)、孵化楼(共5层),和中央绿化带南端的综合楼(共5层)形成了园区核心建筑群;核心区两侧为产业基地、通用厂房、综合仓库、综合楼建筑组群;园区的东侧为相对独立的医药制造园区。职工宿舍区相对独立,设置在园区的西南角,可以避开医药园区的干扰。
可持续发展的景观理念
景观设计的理念是要营造一个PARK FACTORY,我们的设计提供了足够的开放空间,使得园区对用地最大化利用开发的基础上,将总绿化率提高到25%以上,创造开放空间的目的是在于创造“场所”,使复旦复华高科技园区不同于一般的办公生产场所,并为其所有员工提供一个适用充满乐趣的环境。在招商中心办公楼以西的大型中央绿地如同一个多功能场所,既可以临时性地作为职工餐饮中心向外延伸的户外大餐厅,又可以作为可容纳数千人的室外集会场所。草木茂盛环绕建筑的多个花园将员工室内办公及室外环境连接成一体,花园里不仅有水景,篮球场,还有可供员工在户外办公的室外工作空间。在半地下车库基地上堆起的近5米高草坡可让员工享受日光浴。
小结
上海复华高新技术园区海门科技产业基地以海门的科技示范园区为标准,其园区招商及餐饮、生活配套设施完善,高品质的城市空间能提升工作环境质量进而提高工作效率。使用的灵活性将增加整个园区适应进步和发展的潜力,最终做到人与人、人与自然、人与建筑间的和谐发展。
复旦复华高新技术园区,科技以人为本的集成电路板,承载了创新、开放、人本、低碳的开发理念,必将成为国内典范的绿色科技产业园区。
备注:文中所示图片均为项目效果图或分析图,分析图均由作者制作
【关键词】绿色生态;可持续发展;建筑设计
引言
随着人类生活与自然矛盾的日益突出,地球生态平衡遭到的破坏愈演愈重,资源的日益枯竭、人们居住坏境的日益恶化等等均遭到了巨大的挑战。
一、生态建筑观的含义
随着城乡建设的步伐不断加快,城乡的面貌发生了翻天覆地的变化。在现在的城市建筑中,人们生活的住宅越来越舒适了;学习和工作所使用的写字楼变得越来越宽敞了;同时人们购物的商场也变得越来越豪华了。虽然这些变化给人们带来了很大的舒适和方便,但同时也带来了一系列严重的问题。对于生态建筑的观念,主要是指以下几个方面。
(1)建筑室内的居住环境必须舒适,而且还要健康、无害。
(2)在修建高质量建筑的同时,要注重加强对自然环境的保护。同时,对建筑周围的自然条件要进行充分地利用,使建筑物修建完毕之后,能够对各类资源进行充分的利用,从而使建筑修建过程中所使用的各种能源消耗降至最低。
(3)对于建筑物的朝向要选好正确的方向,对于建筑物的体形和建筑室内的空间布置,要处理妥当,尽量提高人们居住的舒适度。
(4)在建筑修建的过程中,要对绿地尽最大努力地去保护并尽可能多地再去开辟一些绿地,以改善建筑周围的景观,保持建筑与周围生态之间的平衡。
(5)在建筑修建的过程中,要注重建筑修建的工作效率。
二、 生态建筑观在建筑设计中的应用
2.1建筑环境的规划方面
生态建筑必须适应当地的自然地理环境。建筑环境的产生和演变受到各种各样的因素的影响,其中起决定性因素的是自然环境、技术条件、以及社会和文化因素。对从古到今的建筑群进行仔细的观察,我们就会发现所修建的建筑形式必须与当地的环境相适应。当今全球气候之所以会逐渐变暖,与建筑对环境所造成的破坏是分不开的。现在的建筑师要想设计出好的建筑环境,就必须让所设计的建筑与周围的环境能够很好的融合在一起。而要想做到这一点,在进行建筑环境规划时,就必须以生态学原理为指导,协调系统内的各种生态关系,对自然和资源进行有效的保护,以促使人与自然协调发展。由于每一个城市所处的地理环境不同,要想对自然和资源进行有效的保护,就必须因地制宜的进行建筑设计,从而让所设计出来的建筑能够很好地与当地的自然环境和人文环境相融合,以保证当地城市的可持续发展。
2.2建筑形态的设计方面
所谓的建筑形态指的就是建筑的艺术造型。对于一个建筑,人们并不很重视它的外部形态,因为建筑不是用来看的,而是用来使用的。这就使得人们非常注重一个建筑的内涵,所谓的建筑内涵也就是它的内部空间及它的实用性。虽然建筑的形态不能影响建筑内部的居住环境,但事实上,它对周围环境的影响却是非常大的。因为当我们去了解一个建筑的时候,我们首先是靠视觉去认识它的,也就是说我们对建筑的第一印象就是建筑的外部形态。当我们看到的建筑形态不能与周围的环境相融合时,这个建筑给我们的第一印象就会非常之差,这样这个建筑就不会给我们留下太好的印象。而当我们所看到建筑形态与周围的环境相融合时,我们在感官上不仅会获得美感,还能让人们体会到某些深刻的意蕴,起到赏心悦目的效果。因此,作为一名建筑师,对人与自然的关系要进行仔细的研究,只有对建筑与自然的关系有了充分的了解,才能将建筑与自然形态诗意地融合在一起。
2.3我国的资源总量虽然很大,但人均资源占有量却很小
目前,资源不足的问题已日益严重,建筑行业要想保持健康发展的事态,在进行建筑设计时一定要遵循可持续发展的原则。可再生建材的可持续发展是指在实施建筑工程时,尽可能多地去使用一些成本低廉、无害又无污染建筑材料,在不危及后展的情况下满足当代人的需求。随着人类对生存环境认识的不断深化,绿色生态意识已被越来越多的人所接受。因此,在进行建筑的设计和建设时,一定要遵循建筑生态化的原则,即在尽可能节约能源的情况下,多使用一些无污染、可循环的建筑材料。
(1)玻璃材料
要想做好生态化建筑节能,就必须对玻璃材料的保温技术进行充分的运用。随着科学技术的不断发展和进步,在这一领域陆续出现了热反射玻璃、电敏感玻璃、吸热玻璃和低辐射玻璃等。在进行生态建筑的设计时,为了使建筑有更好的保温和采光,可以将多种玻璃进行组合成复合的构造形式来使用。
目前LOW-E玻璃是温热气候降低空调能耗被看好的玻璃,因为他具有良好“遮阳性能”与“采光性能”,他拥有超低的日射透过率0.32,并拥有高达66%的可见光透过率。同时其外观有晶莹剔透的透明度,尤其最能符合空调节能与t望之需求。
(2)太阳能光电材料
太阳能不仅拥有的能量非常之大,更为重要的是这庞大的能源取之不尽、用之不竭。在建筑的设计过程中,利用太阳能这种既无污染又无噪音的能源来为建筑供电和供热,不仅效果非常显著,而且还能减少对不可再生资源的使用。这样就能在资源日趋不足的情况下,保证建筑行业能够更快更好的发展。
2.4建筑技术生态化、节能化
设计生态建筑是指要设计出那种可持续发展的建筑,作为一名建筑师应该清醒地认识到由于能源的短缺和使用能源过程中所造成的环境污染,会严重阻碍人类和环境的可持续发展。因此,在进行建筑设计时,要尽可能减少对不可再生能源的利用,对自然能源进行充分的利用,这样在解决能源短缺问题的时候还能减少对环境的污染,从而让人们获得适宜的居住环境。要想建造出一个好的生态建筑,在进行生态建筑的设计和施工等各个方面就必须能够处处体现出生态化。首先,在进行建筑设计时必须开发出新的技术和新的材料,大力使用可再生能源,从而减少对外来的特殊物质的选用,在适度使用现有地方资源的情况下来满足当地建筑的需要。
在进行生态建筑的建设时,只有做到了建筑空间布局与物质能源消耗上的节约,才能使整个建筑过程中的能源消耗降至最低。
随着科学技术的不断发展,目前建筑的外墙保温技术已日趋成熟,在使建筑具有良好的保温效果的同时,还能大大延长建筑的使用年限。我们把建筑比喻为人类的第三层皮肤,这就足以说明建筑围护结构节能的重要性。而第三皮肤必须消耗空调采暖能源,才能确保舒适效率之工作环境。因此设计师只有掌握建筑围护结构的热工性能,才可收到良好的节能设计。
在节水方面,应该向规模较大的小区推广使用中水系统,从而使废水得到再生利用;在建筑供热方面,应该大力的去开发利用太阳能供热系统;在对建筑进行供冷的时候,对风能和水能等天然的清洁能源要采用现代高新技术来实现转化,从而让这些清洁的能源能够得以利用。
三、结束语
建筑可持续发展有微观和宏观两个层面的意义,从宏观方面研究解决有关建筑产业方面的系统问题,微观方面解决实际的施工问题。“绿色建筑”是一个独立的建筑,也可以是一个完整的规划方案;然而“生态建筑”只有跨过特定的建筑空间环境,更大的规模研究建筑物的系统问题才具有真正的意义,它决定了研究对象应该是一个完整的产业系统,而不是一个建筑单体。绿色生态可持续发展建筑设计,不仅有益于人们的生活质量,而且还有助于社会的长足发展。
参考文献:
[1]郝林.千年中心[J].世界建筑.2004(09)
[2]饶戎.向生态城市发展的北欧绿色住区[J].世界建筑.2004(09)