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生態(tài)建筑和一般意義上的建筑風(fēng)格和流派不同,它具有自己的特殊性。生態(tài)建筑產(chǎn)生的根源和目標(biāo):為了解決由建筑帶來(lái)的資源和環(huán)境問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。結(jié)合本人資源環(huán)境專(zhuān)業(yè),本文對(duì)建筑生態(tài)化技術(shù)進(jìn)行了探討,希望通過(guò)資源循環(huán)再生利用,實(shí)現(xiàn)低能耗、高舒適度的完美結(jié)合,最大限度利用自然資源,盡量減少能源與資源浪費(fèi)。同時(shí)在建筑物的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、新建、改造和使用過(guò)程中,執(zhí)行節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),采用節(jié)能型的材料,強(qiáng)化圍護(hù)結(jié)構(gòu),在保證室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的前提下,減少供熱、制冷、照明、熱水供應(yīng)的能耗,實(shí)現(xiàn)人與自然地和諧相處,建立資源節(jié)約、環(huán)境友好、社會(huì)和諧的現(xiàn)代城市,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。
1.雨水收集系統(tǒng)
雨水作為一種天然的水資源,具有容易收集、處理方法簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),在各國(guó)受到越來(lái)越多的重視。近年來(lái),國(guó)際上對(duì)于城市雨水資源的利用逐漸向雨水蓄滲、緩排和利用的方向發(fā)展,我國(guó)也在不斷學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn),并結(jié)合地域特點(diǎn)探索適宜于本土化的利用模式。
將處理后的雨水作為非常規(guī)水資源在建筑進(jìn)行使用,能夠提高水資源利用,緩解用水壓力。同時(shí),雨水資源的就地利用,能有效減少城市暴雨徑流,緩解城市洪峰,并降低排入到排水系統(tǒng)中的徑流污染物。
建筑雨水收集即利用建筑的屋頂作為集雨面,通過(guò)合理的疏導(dǎo)將雨水收集起來(lái),用于家庭、公共和工業(yè)等方面的雜用水。
例如在某醫(yī)院項(xiàng)目中運(yùn)用的雨水收集系統(tǒng),此案例將雨水收集系統(tǒng)收集的水作為植物灌溉的水源。 正是由于該項(xiàng)目的屋頂由于安裝了太陽(yáng)能集熱裝置,所設(shè)計(jì)的屋頂均為坡屋頂,所以將雨水通過(guò)屋頂傾斜角度,匯聚到建筑的一側(cè),通過(guò)垂直管道的雨水導(dǎo)入預(yù)先設(shè)置在地下的大型蓄水池中,進(jìn)行收集,不僅沒(méi)有影響醫(yī)院原有的設(shè)計(jì)理念,還在預(yù)先的基礎(chǔ)上進(jìn)行了雨水收集的安裝設(shè)置。將收集的雨水通過(guò)水泵提供給醫(yī)院建筑的每個(gè)房間,供衛(wèi)生間,用作沖洗廁所使用。在夏季多雨的季節(jié),雨水充沛,可將剩余的雨水存在蓄水池中,供平時(shí)所用。
蓄水池還連接另外的出水管道,可由開(kāi)關(guān)閥門(mén)控制排水時(shí)間和排水量,管道可由地下通往室外的環(huán)境的植被區(qū)進(jìn)行澆灌。也可將水從地下導(dǎo)入地上,在醫(yī)院環(huán)境中設(shè)置石質(zhì)溝渠,將水導(dǎo)入溝渠中并流向需要灌溉的植被中。這個(gè)方法不僅節(jié)約管道成本,降低維修幾率,還可以營(yíng)造室外的自然環(huán)境,流水潺潺的水渠,使人心曠神怡,感覺(jué)更加自然更具有人性化,更加與人親近,達(dá)到更好的治療和康復(fù)的效果。
另一處為醫(yī)院景觀(guān)環(huán)境中的仿自然水體,與大面積植被相結(jié)合,更具自然氣息。醫(yī)院的雨水收集系統(tǒng)將屋頂?shù)挠晁占皆O(shè)置在地下的大型蓄水池中,蓄水池中有單獨(dú)的管道與景觀(guān)水系連通,在景觀(guān)水系中水資源匱乏的階段,蓄水池向其注入存儲(chǔ)的雨水,由于兩處水體相通相連并且相互流動(dòng),所以雨水可同時(shí)到達(dá)兩處水體,緩解其對(duì)水量需求的壓力,減少水資源的浪費(fèi)。
2.雙層幕墻技術(shù)
雙層通道幕墻是雙層結(jié)構(gòu)的新型幕墻,外層幕墻通常采用點(diǎn)支式玻璃幕墻、明框玻璃幕墻或隱框玻璃幕墻,或鋁合金門(mén)窗,為更加幕墻的通透性,也有內(nèi)外層幕墻都采用點(diǎn)支式玻璃幕墻結(jié)構(gòu)的。在內(nèi)外層幕墻之間,有一個(gè)寬度通常為幾百毫米的通道,在通道的上下部位分別有出氣口和進(jìn)氣口,空氣可從下部的進(jìn)氣口進(jìn)入通道,從上部的出氣口排出通道,形成空氣在通道內(nèi)自下而上的流動(dòng),同時(shí)將通道內(nèi)的熱量帶出通道,所以雙層通道幕墻也成為熱通道幕墻。
1918年在美國(guó)舊金山出現(xiàn)了第一個(gè)雙層結(jié)構(gòu)的幕墻,主要是為了改善建筑的熱血環(huán)境和聲學(xué)環(huán)境,20世紀(jì)20年代開(kāi)始在德國(guó)采用雙層幕墻。由于建筑成本成倍地增加,加之此時(shí)的雙層幕墻的功能尚不顯著,因此在此后的一段時(shí)間,雙層幕墻應(yīng)用的比較少,技術(shù)進(jìn)步也很緩慢。現(xiàn)代化雙層幕墻技術(shù)的開(kāi)發(fā)始于20世紀(jì)80年代,由于全球化能源危機(jī),迫使人們希望玻璃幕墻不僅僅滿(mǎn)足建筑學(xué)要求,同時(shí)也能降低建筑能耗,現(xiàn)代化雙層幕墻剛好能滿(mǎn)足人們的這一要求,特別是在德國(guó),將雙層玻璃幕墻技術(shù)發(fā)展的極為完善。
結(jié)合東北嚴(yán)寒地區(qū)的特殊氣候特點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)水平與技術(shù)現(xiàn)狀,探索智能雙層幕墻系統(tǒng)的“低技”集成技術(shù),降低建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、維護(hù)成本,提升綜合效益,從而推進(jìn)東北地區(qū)與嚴(yán)寒地區(qū)氣候特征相適宜的建筑外圍護(hù)體系新材料、新技術(shù)的應(yīng)用拓展。智能幕墻“低技”集成技術(shù)依托了傳統(tǒng)智能雙層幕墻系統(tǒng)的核心理念,依靠?jī)?nèi)外雙層表皮圍合空氣緩沖腔,設(shè)置智能控制的通風(fēng)口,調(diào)節(jié)空氣在緩沖腔內(nèi)的流動(dòng),達(dá)到通風(fēng)、降溫、隔熱等節(jié)能效果。創(chuàng)新研發(fā)重點(diǎn)體現(xiàn)在幕墻內(nèi)外表皮系統(tǒng)設(shè)計(jì)上,強(qiáng)調(diào)了靈活運(yùn)用“低技”的材料與技術(shù),適當(dāng)減少在嚴(yán)寒氣候條件下易損耗的構(gòu)件系統(tǒng),整合多種建筑圍護(hù)體系的優(yōu)點(diǎn),集成為具有寒地特色的雙層幕墻系統(tǒng)。
3.采光增效遮陽(yáng)板技術(shù)
需要遮陽(yáng)的建筑通常也需要減少由電力照明產(chǎn)生的內(nèi)部熱量。然而,遮陽(yáng)設(shè)施不僅阻斷了窗戶(hù)的天空視野,而且也減少了室內(nèi)采光水平。例如,當(dāng)一個(gè)7.3m進(jìn)深的房間,其外部有1.8m的水平懸挑板時(shí),窗戶(hù)附近的照度會(huì)下降30%,而后墻附近則會(huì)下降22%。其他研究預(yù)測(cè),與建筑表面成45°角的外部豎向擋板會(huì)將照度減少50%。然而將水平遮陽(yáng)板精確打孔或做成百葉格柵。在保持同樣的遮陽(yáng)效果下,還會(huì)有將光線(xiàn)反射到室內(nèi)空間的功能。窗戶(hù)也能通過(guò)百葉的良好設(shè)計(jì)“看到”更多的天穹,遮陽(yáng)便增加了室內(nèi)天然采光。
為了利用天然光的反射,百葉顏色應(yīng)該是淺色的,用百葉遮陽(yáng)板將大部分?jǐn)U散光反射到室內(nèi)空間。因?yàn)閺恼陉?yáng)板反射的光線(xiàn)是一個(gè)潛在的眩光源,遮陽(yáng)設(shè)施應(yīng)被仔細(xì)地安放在居住著的視野范圍之外,在選擇遮陽(yáng)設(shè)施的材料和飾面時(shí),用那些反射光線(xiàn)但不反射熱量的材料飾面時(shí)很重要的。例如白色噴漆,只反射光線(xiàn)但不反射熱量,磨光的金屬既反射光線(xiàn)又反射熱量。顏色的反射率可以在上面色彩反射率中找到。設(shè)計(jì)者應(yīng)該避免使用可作為太陽(yáng)輻射的反射體的材料和飾面。
在向陽(yáng)的立面上,不透明的遮陽(yáng)設(shè)施其背面會(huì)顯得陰暗,例如在水平遮陽(yáng)的底部。這種背光的黑暗面與背光照射的表面形成對(duì)比,會(huì)引起眩光。因此遮陽(yáng)設(shè)施的背光一側(cè)的顏色應(yīng)該非常淺。有孔的遮陽(yáng)板,允許少量光線(xiàn)穿過(guò)遮陽(yáng)板表面而照亮其下表面,并且同時(shí)仍能阻擋大部分太陽(yáng)輻射。
百葉的角度發(fā)生改變,可以靈活的對(duì)陽(yáng)光角度進(jìn)行控制,冬季可以反射低角度的陽(yáng)光,使陽(yáng)光進(jìn)入到北側(cè)房間里。夏季可以直接將太陽(yáng)輻射反射到建筑外圍。