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绿色可持续建筑:从樊笼中重返自然

发布于:2024-11-01 09:47:01 来自:建筑设计/建筑方案设计

来源:匠山行记

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作者:匠山

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绿色可持续建筑      
     

     
五柳先生在归园田居里写道:“少无适俗韵,性本爱丘山。”      

     
人类向往自然,崇尚自然, 绿色设计与可持续发展 是国家“双碳”背景下建筑界高质量发展的关键,作为初入建筑界的思考者,我们不禁发起提问:      

     
绿色建筑所遵循的设计理念有哪些,怎样很好的 将绿色建筑的设计原理与建筑师诗意的空间理想结合 对于诸多可持续建筑类型,譬如 被动式超低能耗建筑、碳中和建筑、低碳建筑、零碳建筑等,它们有哪些异同呢?      
     
     


01
被动房展馆: 被动式超低能耗建筑

超低能耗建筑   在保证室内舒适度的前提下,最大限度地降低建筑热损失,降低建筑制冷采暖能耗。

五大构成要素: 高保温性能围护结构、高保温性能门窗、无热桥设计、高气密性、高效率的新风热回收系统。

▲展馆全貌


龙湖桑达尔被动房展馆   位于一处闲置绿地之上,内有一处被杨树包围的水塘, 初到现场,印象最深的就是早春婆娑的树影。故设计之初,便希望展厅能成为 隐于环境 的建筑。

  被动房展馆鸟瞰图

将建筑北侧压低到景观土坡里,与场地改造后的微地形连为一体, 让北立面干脆的消失,实现北侧 覆土保温和减少外墙散热


南侧则利用 全玻璃幕墙 在冬季最大可能的搜集太阳的辐射热,夏季再借助 联动百叶 防热。


▲南侧   入口立面

为了避免因装饰而产生的构造 冷桥 ,建筑不额外添加装饰表皮,只借助建筑的形体来表达设计。   (冷桥   指在建筑物外围护结构与外界进行热量传导时,由于围护结构中的某些部位的传热系数明显大于其他部位   ,使得热量集中地从这些部位快速传递,从而增大了建筑物的空调、采暖负荷及能耗)

入口大厅

建筑整体南高北低,既提供了合理分区的前提,也 减小了整个展厅的体积 ,高空间是展厅,低空间是服务和设备间。

顶部的南向天窗为室内带入随时间变幻的光影,白天引入阳光,夜间通风散热,成为昼夜平衡的 调蓄口

顶部南向天窗

新风系统也借助了室内空间形态, 由北侧走廊和中庭台阶侧面等低处送新风,联动百叶防热在使用过程中逐渐升温,往上空走,最终从室内南侧最高处回风,利用基本的热压原理,形成 室内风环境 的组织。

▲建筑通风策略

联动百叶窗

▲入口遮阳系统  

该建筑设计不仅遵循了欧洲被动房的一套 评价标准 ,对建筑的采暖及制冷有着严苛的 能耗要求 ,还形成了 整体思维下可持续建筑 的设计表达。




02
休斯顿捐赠总部: 碳中和建筑

建筑 和以建筑为主要碳排放的区域逐步实现低碳、近零碳、零碳排放,碳中和建筑是绿色建筑发展的重要方向,其设计除采用超低能耗建筑设计策略之外,还要关注建筑 全生命周期的碳排放量 ,进行降碳设计。

▲南向远观

休斯顿捐赠总部   即是相关领域很好的典范。   负责人Kevin Daly将建筑的上层结构比作橡树林的庞大树冠,面对休斯顿严苛的 气候条件 ,建筑为人们提供了 舒适的建成环境 ,这也是可持续建筑重要的设计策略之一。  

  建筑上层结构局部  

丰富的 室外露台空间 则最大限度地利用了自然采光,同时也减少了建筑对于热量的吸收。
 

室外露台空间

建筑团队使用 混合钢和交叉层压木材(CLT) 方法建造总部。CLT(交叉层积材)是一种新的质量木材,这种材料不仅能够满足所需的强度,同时作为一种 可再生资源 ,减少了建筑的 碳足迹 ,与CLT结合使用的钢框架则提供了稳定性和灵活性。

CLT 结构大厅
 
本项目中采用的 可持续设计策略 包括:地热井系统、高效的雨幕幕墙和遮阳篷等,与典型的办公楼相比,该项目的 碳消耗 将减少33%,有望在2030年实现 碳中和 光伏系统 产生的能量将覆盖并平衡建筑所需能源需求,进而实现 “净零” 目标。



03  
重庆零碳展厅:零碳建筑

零碳建筑与区域可通过引入绿色电力交易和碳排放权交易等 碳抵消 方式实现。

中冶赛迪积极响应国家碳达峰碳中和政策,以设计采购施工总承包(EPC)模式高效建成 重庆 首个零碳展厅

零碳小屋


该小屋是一座真正的 “零碳建筑” ,遵循三可实现、三零原则,在重庆尚属首创。

三个可实现:实现 零碳目标 、亲身体会和示范。
三零:实现 零能耗、零废水排放、零废气排放
三维:减少 建筑能耗、废水和废品 的解决方案。
四个系统:由 可再生能源、节约、水和材料回收系统 组成


建筑所在周边环境


技术一:"光伏+储能+充电桩"一体化的多元互补 能源发电 微电网系统。  

  能源发电微电网系统

技术二: 智能光导 纤维式太阳光导入器, 集高科技透镜集光、太阳跟踪、光导传送、安全照明于一体。

  智能光导系统

技术三:高效节能 围护材料 ,零碳小屋应用了热致调光玻璃、气凝胶保温、零碳集成墙体、聚氨酯节能被动门窗、三层中空LOW-E玻璃等多项创新科技材料技术产品,围护结构节能提升47.15%。

墙身大样图


雨水收集系统


零碳小屋一方面配备环境温湿度、空气质量、颗粒物浓度、室内照度的 传感器 ,另一方面配备建筑能耗、发电检测传感器等形成零碳小屋 数据中心  


通透的展厅


零碳展厅在运行中通过外部及自身可再生能源供电,由于它的能源消耗被自身生产的可再生能源所 抵消 ,成为一种高能效建筑。  




04  
Dream Office: 装配式绿色建筑

装配式   与可持续建筑发展 相辅相成 ,全过程装配式实践,是实现建筑低碳愿景的高效方式。

华阳国际东莞 产业园研发楼 Dream Office,是一场从创作引领的装配式建筑实验。

装配式建筑形体


  建筑通过L形退台手法,将地面 自然空间 一直延伸到空中楼层。  

形体变化概念图

建筑所在周边环境

在立面形态上,以古代活字印刷术为概念进行 模块化设计

  立面模块化设计

Dream Office整体装配率超76%,属国家AA级装配式建筑。

  装配及建筑系统

项目从方案之初,即以岭南气候特征为引导进行设计,建筑底部四面架空,置入双阳光中庭,并于其端部设置室外楼梯,使建筑整体 开敞通透,风场流畅

考虑到垂直通风,设计通过在中庭屋面增加电动百叶天窗,在 烟囱效应 带来的正负风压作用下,风自外而内贯穿建筑,散热降温,改善建筑环境的微气候。

光伏发电系统



光照与通风分析


深窗框   的立面形态有效遮挡太阳光直射,隔音隔热,根据太阳辐射分析数据,在此遮阳体系下,建筑太阳辐射减少约36%,大幅度改善室内热环境,降低空调耗能。


装配式深窗框立面


项目结合 被动式、主动式低碳技术 ,引入 光导管照明系统 雨水储蓄回收利用 系统、 分布式太阳能 利用 系统、多联机 空调错峰运行 系统,并内置 数字化 运维平台,实现对设备运行情况的 全方位管理 ,赋予可持续发展的生命力。




05  
火星生活舱:自循环概念性建筑

火星生活舱   是OPEN建筑事务所受邀参展由日本设计师原研哉发起的“CHINA HOUSE VISION探索家——未来生活大展”,与合作企业小米共同开启了一场关于 未来居住方式 的实验。

火星生活舱


美国作家亨利·大卫·梭罗在著作《瓦尔登湖》中写道:"我步入深林,去追求生活的意义,去直面生命的本质,看看是否能够学到生活要教给我的东西,以免到了临终之时才发现自己枉度此生。" 我们希望我们的可持续建筑真正实现 与自然共生。

火星生活舱

实验被设置于“人类移居火星”这样一种极限的情境之下,如果我们找到了在火星上 可持续生活的方式 ,我们在 地球 上的生活也注定会因此改变。

  箱体与球体

舱体最大限度实现资源的 回收循环 ,在家电产品之间建立起物理连接,实现能源、水、空气的循环利用。

火星生活舱需要最大化地 减少重量和体积 将物理空间归至极简, 除了采用 轻型材料 ,它还可以像旅行箱一般收纳 折叠

  舱体收纳折叠

其作为一个 自循环、零污染、能够灵活迁徙 的极小住宅,除了火星,它也可以去到地球上的任何地方,不管是城市的夹缝,还是大自然的广阔天地,成为年轻人追随自由、仰望星空的理想之家。

理想之家




结语

“久在樊笼里,复得返自然。

建筑师应以 气候特征 为引导进行建筑方案设计,在设计前应充分了解当地的气象条件、自然资源、生活居住习惯, 借鉴 本地传统 建筑被动式措施,根据不同地区的特点进行建筑 面总体布局、朝向、体形系数、开窗形式、采光遮阳、 建筑热惰性、室内空间布局 的适应性设计。

建筑的 可持续性 不仅仅表现为建筑体本身的可持续,更促进着经济、社会和生态环境的可持续。   可持续建筑为人们提供自然舒适的建成环境,未来也将会实现   建筑与自然和谐共生   的美好愿景。
编辑     魏琳玥
责编     刘泓璟

这个家伙什么也没有留下。。。

建筑方案设计

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