建筑表皮生態(tài)化分層設(shè)計(jì)原則及策略

時(shí)間:2022-06-25 10:33:23

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建筑表皮生態(tài)化分層設(shè)計(jì)原則及策略

摘要:文中從生態(tài)理念入手,通過對(duì)多層建筑表皮進(jìn)行分層研究,了解其各個(gè)構(gòu)件與材料的性能,做出科學(xué)合理的生態(tài)分層設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞:建筑表皮;生態(tài)化;分層設(shè)計(jì)

1建筑表皮生態(tài)化分層設(shè)計(jì)的原則

1.1實(shí)現(xiàn)建筑表皮功能的最優(yōu)化

對(duì)于建筑表皮而言,其功能的實(shí)現(xiàn)需要依托表皮各層構(gòu)件系統(tǒng)的共同作用,然而這種共同作用并不是簡(jiǎn)單的相加,當(dāng)這些構(gòu)件系統(tǒng)共同作用于建筑表皮時(shí),會(huì)形成既獨(dú)立又統(tǒng)一的關(guān)系。這就要求設(shè)計(jì)者能夠充分發(fā)揮各層構(gòu)件系統(tǒng)的不同功能,使其能夠有機(jī)復(fù)合。如果處理不好,各個(gè)系統(tǒng)之間會(huì)產(chǎn)生矛盾,進(jìn)而難以達(dá)到相對(duì)理想的效果。基于上述的考慮,設(shè)計(jì)者在進(jìn)行建筑表皮分層設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)當(dāng)遵循功能最優(yōu)化的原則,對(duì)各個(gè)構(gòu)件功能做出科學(xué)合理的協(xié)調(diào),使其實(shí)現(xiàn)綜合性能的提升。

1.2符合建造邏輯

建筑表皮生態(tài)化分層設(shè)計(jì)與建造既要符合力學(xué)邏輯,也要符合表達(dá)邏輯。在特定的建筑結(jié)構(gòu)之中,理清并理解基本關(guān)系,并在此基礎(chǔ)之上有效確定科學(xué)有效的解決辦法,即為符合力學(xué)邏輯,這就要求設(shè)計(jì)者不僅要遵循力學(xué)原理,有效利用材料本身的特性,同時(shí)還要保證建筑建造的可行性與高效性。表達(dá)邏輯可以理解為形式表達(dá)的真實(shí)性,即將建筑的結(jié)構(gòu)要素、材料特性、力學(xué)特征等真實(shí)地表現(xiàn)出來。需要注意的是,表達(dá)邏輯還需要結(jié)合實(shí)際情況,綜合考慮時(shí)間、地點(diǎn)、地方特色等要素,形成一種動(dòng)態(tài)的設(shè)計(jì)理念。

2建筑表皮生態(tài)化分層的設(shè)計(jì)策略

2.1建筑表皮的功能分類

(1)保溫隔熱功能:近年來,生態(tài)環(huán)保理念逐漸深入人心,保溫隔熱功能能夠減少夏季的熱量傳入與冬季的能量損失,使建筑表皮能夠儲(chǔ)能與節(jié)能。(2)通風(fēng)功能:建筑表皮在自然通風(fēng)中發(fā)揮了十分重要的作用,一方面通過合理設(shè)計(jì)能夠提升建筑被動(dòng)制冷效果,達(dá)到降低能耗、減少污染的目的;另一方面將自然空氣與室內(nèi)空氣聯(lián)通,對(duì)用戶的生理與心理健康都有很大益處。(3)采光遮光功能:建筑表皮采光功能的實(shí)現(xiàn)要求其具有一定的透明性,一方面滿足使用者對(duì)于自然光的需求,節(jié)能環(huán)保,另一方面還能有效改善室內(nèi)衛(wèi)生環(huán)境,而建筑表皮的遮光功能具體體現(xiàn)為:一是遮擋直射陽光;二是反眩光。(4)隔音功能:當(dāng)前噪聲污染成為城市的主要污染之一,建筑表皮的隔音功能是設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)過程中需要著重考慮的一點(diǎn)。(5)防火防水功能:建筑表皮能否防火防水,直接關(guān)系到使用者的人身安全,同時(shí)也在一定程度上影響著建筑的室內(nèi)環(huán)境。

2.2建筑表皮構(gòu)件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

(1)保溫隔熱構(gòu)件系統(tǒng):要想實(shí)現(xiàn)建筑表皮的保溫隔熱功能,就必須將內(nèi)部需求和外部情況有機(jī)結(jié)合起來,并在此基礎(chǔ)之上對(duì)構(gòu)件系統(tǒng)的總阻熱進(jìn)行調(diào)控,這就要求所選用的材料能夠盡量減少通過傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射產(chǎn)生的熱量損失。在實(shí)際設(shè)計(jì)中,一般選用導(dǎo)熱系數(shù)相對(duì)較小、放射性低的材料。除此之外,日光輻射也有可能對(duì)建筑表皮的保溫效果產(chǎn)生一定影響,基于這一方面的考慮,可采用透明或者半透明的絕緣組合體,這樣冬季就能夠利用太陽輻射向室內(nèi)供給一部分熱量。一般情況下,多層表皮的保溫隔熱系統(tǒng)可以分為三層:內(nèi)層界面、空氣間層與外層界面。內(nèi)層界面主要起到保溫隔熱作用,其余兩層則是輔助作用。建筑表皮構(gòu)件可以細(xì)分為單層構(gòu)造與復(fù)合構(gòu)造,單層構(gòu)造就是以單層材料形成保溫隔熱界面,結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單;而復(fù)合構(gòu)造則是由多種材料組合而成,其主要存在兩種建造方式,分別為三明治建造方式與箱式建造方式。(2)通風(fēng)構(gòu)件系統(tǒng):通風(fēng)構(gòu)件系統(tǒng)需要從機(jī)械通風(fēng)與自然通風(fēng)兩個(gè)方面入手。目前,大多數(shù)的辦公建筑采用的結(jié)構(gòu)為封閉圍護(hù)結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)采用機(jī)械采暖、通風(fēng)以及空調(diào)系統(tǒng)。其優(yōu)勢(shì)是能夠?qū)岘h(huán)境進(jìn)行有效維持,缺點(diǎn)是能源消耗較大。通常情況下,雙層表皮外墻采用室內(nèi)空氣氣幕這種通風(fēng)模式,在這一模式之下,機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)會(huì)對(duì)室內(nèi)的空氣進(jìn)行驅(qū)動(dòng)使其先進(jìn)入到空氣間層,并在其中逐漸升溫并上升,然后再由間層中的小型風(fēng)扇繼續(xù)驅(qū)動(dòng),促使其回流到暖通系統(tǒng)中,這樣一來就可以對(duì)熱量進(jìn)行回收。對(duì)于自然通風(fēng)而言,主要存在兩種實(shí)現(xiàn)方式,分別為利用風(fēng)壓實(shí)現(xiàn)通風(fēng)和利用熱壓實(shí)現(xiàn)通風(fēng)。利用風(fēng)壓即對(duì)建筑物內(nèi)外的風(fēng)壓差進(jìn)行利用,由此實(shí)現(xiàn)空氣流動(dòng);利用熱壓則是讓熱空氣從上部風(fēng)口排出,讓室外的冷空氣從建筑底部吸入,從而實(shí)現(xiàn)通風(fēng)。一般情況下,通風(fēng)構(gòu)件系統(tǒng)作用方式可以分為三種,分別為盒形窗戶通風(fēng)方式、通風(fēng)井與盒形窗戶組合通風(fēng)方式以及走廊式通風(fēng)方式。(3)采光遮光構(gòu)件系統(tǒng):直接利用自然光會(huì)產(chǎn)生眩光現(xiàn)象,且照射區(qū)域相對(duì)局限,因此現(xiàn)階段主要是以間接采光為主,分為光學(xué)系統(tǒng)與光線折射系統(tǒng)兩種。在這其中,光線折射系統(tǒng)依據(jù)工作方式的不同又存在兩種實(shí)現(xiàn)方式,分別為依據(jù)構(gòu)件形狀與表面反射性予以實(shí)現(xiàn),以及依靠材料本身予以實(shí)現(xiàn)。遮光構(gòu)件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要考慮到適應(yīng)性,如果采用固定式遮陽方式,則需要綜合考慮建筑立面、建筑造型處理以及窗過梁的設(shè)置,并利用鋼筋混凝土使其成為永久性構(gòu)件。而可調(diào)節(jié)系統(tǒng)則是使用者依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制,具有靈活性的特點(diǎn)。(4)其它構(gòu)件系統(tǒng):隔音構(gòu)件系統(tǒng)與其它構(gòu)件系統(tǒng)一般都是依托于其它界面系統(tǒng),在設(shè)計(jì)的過程中,隔音、防水防火等功能應(yīng)當(dāng)貫穿始終,并在此基礎(chǔ)上科學(xué)選取材料。

3結(jié)束語

本文主要針對(duì)建筑表皮生態(tài)化分層設(shè)計(jì)核心思路進(jìn)行研究與分析,首先對(duì)建筑表皮生態(tài)化分層設(shè)計(jì)的目標(biāo)與原則進(jìn)行闡述,并在此基礎(chǔ)之上從建筑表皮的功能分類與建筑表皮構(gòu)件系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩個(gè)方面分析了建筑表皮生態(tài)化分層的設(shè)計(jì)策略。

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作者:王小紅 單位:甘肅中凱建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司