論大型交通建筑生態(tài)化設(shè)計(jì)策略
環(huán)境和建筑組成一個(gè)不可分割的有機(jī)系統(tǒng),建筑物在這個(gè)系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)營。如何試論大型交通建筑生態(tài)化設(shè)計(jì)策略?
摘要:本文通過歸納和總結(jié)生態(tài)化策略在交通建筑中的應(yīng)用,探討如何充分發(fā)揮大型交通建筑在城市發(fā)展中的推進(jìn)作用,進(jìn)而分析實(shí)現(xiàn)建筑與環(huán)境有機(jī)結(jié)合、協(xié)調(diào)發(fā)展的方法。
關(guān)鍵詞:交通建筑;生態(tài)化策略;客運(yùn)中心
Abstract: This article induces and summarizes the ecological strategies applicatied in the transportation construction,discusses how to exert the promotional effect of large-scale transportation construction in urban development and then analyses the methods of achieving the coordinated development of architecture and environment.
Keywords:transportation building;ecological strategies;passenger transportation
在國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時(shí),建筑行業(yè)能耗居高不下的弊端日益顯現(xiàn)。我國大量民用建筑已經(jīng)取得了50%的節(jié)能效果,而大型交通建筑的生態(tài)化設(shè)計(jì)才處于起步階段。如何響應(yīng)節(jié)能減排國策,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,維持經(jīng)濟(jì)高速增長,大型交通建筑建筑生態(tài)化已成為了能源工作開源節(jié)流的首要措施之一。
1概述
1.1基本概念
“生態(tài)”一詞源于希臘文Oikos,原意 “住所”,后來衍生成生態(tài)學(xué)(Ecology)。到20世紀(jì)60年代建筑師保羅·索勒瑞首先將生態(tài)學(xué)與建筑學(xué)結(jié)合為生態(tài)建筑學(xué),其內(nèi)涵在不斷擴(kuò)展和延伸。
整體性是生態(tài)思想的基本原則。自然界是一個(gè)整體,人類不能獨(dú)立于自然界之外,打破自然界自身平衡。作為一種建筑策略,生態(tài)化策略是可持續(xù)發(fā)展觀在建筑行業(yè)的體現(xiàn)。在生態(tài)建筑的倡導(dǎo)下,建筑業(yè)的發(fā)展從過去的以改變自然為手段逐步轉(zhuǎn)變成與自然和諧發(fā)展、保持生態(tài)平衡的模式。這標(biāo)志著人與自然的關(guān)系進(jìn)入了現(xiàn)代生態(tài)文明階段。生態(tài)化設(shè)計(jì)是一個(gè)整體模式,通過協(xié)調(diào)各因素以求達(dá)到目標(biāo)之間的平衡。本身具有層次性,從總體規(guī)劃到細(xì)部設(shè)計(jì),從低層次目標(biāo)到高層次,隨著設(shè)計(jì)的深入,各個(gè)環(huán)節(jié)逐步有機(jī)結(jié)合。
1.2項(xiàng)目概況
鄭州綜合交通樞紐公路客運(yùn)中心總用地面積約26.66hm2,建設(shè)用地面積約11.66hm2。位于鄭東新區(qū)綜合交通樞紐東廣場東北角,國道107輔道以東,七里河路以南。緊靠鄭州市新火車站,自然形成輻射周邊區(qū)域的交通核,通過鐵路、地鐵、汽車等換乘,將南來北往的旅客安全高效的送達(dá)。為實(shí)現(xiàn)建筑造型,以及滿足交通建筑對于大空間的客觀要求,方案采用大跨度預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)及聚氨酯保溫復(fù)合鋁板外殼為主的可循環(huán)材料,建造起來簡單快捷,多數(shù)材料及結(jié)構(gòu)可以預(yù)制,使施工周期縮短的同時(shí)也降低了工地的污染。本投標(biāo)方案經(jīng)專家評審獲得第一名。
2生態(tài)化策略
2.1生態(tài)化形式
2.1.1順應(yīng)氣候,優(yōu)化形態(tài)
環(huán)境和建筑組成一個(gè)不可分割的有機(jī)系統(tǒng),建筑物在這個(gè)系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)營。我們在設(shè)計(jì)階段對于環(huán)境問題的討論是不可回避的,如何合理地利用環(huán)境,順應(yīng)氣候,實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保,是我們設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)之一。
鄭州處于我國中部,鄭州地區(qū)屬暖溫帶季風(fēng)氣候,四季分明,7月最熱,平均27.3℃ ;1月最冷,平均0.2℃。夏季主導(dǎo)風(fēng)向是東南風(fēng),冬季西北風(fēng)。本項(xiàng)目把客運(yùn)站主體設(shè)計(jì)成L型,長邊沿用地的東南邊,并把主要立面朝向夏季主導(dǎo)風(fēng)向。客運(yùn)站東面的墻體與垂直方向形成一個(gè)夾角,讓建筑物下部收攏。這個(gè)角度的形成使得在夏季炎熱的太陽成89°角的直射下,下層玻璃幕墻也能始終處于屋頂?shù)年幱爸?而在冬季溫和的陽光成45°照射下,能透過玻璃幕墻照入站房。自然光的直接引入節(jié)省了白天的照明能耗,同時(shí)有效解決夏季太陽光輻射熱的問題。
2.1.2地下空間的利用
充分利用地下空間也是這個(gè)方案的特點(diǎn)。深度7m,地下兩層的空間既節(jié)省了用地,又有效地在豎向上組織了流線,同時(shí)可以利用地下空間有著氣溫比較穩(wěn)定的特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,地下6m深處的氣溫年波動恰好與室外空氣的年波動呈現(xiàn)180o左右的相位差。即在室外氣溫最冷的1月該深度氣溫處于全年最高值,在氣溫最熱的7月該低層氣溫處于全年最低值。由于周邊土壤的良好熱工性能,合理利用這部分自然能源,將大大節(jié)省采暖,制冷的費(fèi)用。
2.1.3地域文化的塑造
地域性主要體現(xiàn)在建筑與當(dāng)?shù)厣鐣宋牡穆?lián)系,地域文化的塑造對于建筑物個(gè)性的形成起著至關(guān)重要的作用。鄭州綜合交通樞紐公路客運(yùn)中心是重點(diǎn)工程,也是鄭州市形象的窗口,因此客運(yùn)中心站房造型設(shè)計(jì)非常重要。由于已經(jīng)在建的鄭州新站規(guī)模龐大,氣勢宏偉,造型非常陽剛,所以設(shè)計(jì)師避免了同類型的對稱建筑以剛克剛,采用了富有動感的柔和造型,在承托新火車站重要性的同時(shí),也顯示了自身獨(dú)特的簡潔柔和風(fēng)格,使得整個(gè)鄭州交通樞紐從造型上剛?cè)峤Y(jié)合,寓意鄭州經(jīng)濟(jì)和交通發(fā)展剛?cè)岵⑦M(jìn)。
2.2生態(tài)化內(nèi)容
2.2.1可循環(huán)材料
傳統(tǒng)大型交通建筑為了營造輕靈通透的效果,傾向于選用大面積玻璃幕墻作為圍護(hù)材料,為此背上能源消耗帶來沉重的負(fù)擔(dān)。通過對圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能進(jìn)行對比研究,為了更加有效地降低建筑物熱工損耗,并沒有全部采用玻璃幕墻,而是在較大面積的西側(cè)和屋頂部分選擇聚氨酯保溫復(fù)合鋁板作為圍護(hù)材料。聚氨酯保溫復(fù)合鋁板為建筑物表皮,中間注入阻燃型聚氨酯泡沫復(fù)合而成,是公認(rèn)的最佳環(huán)保型隔熱保溫材料。其輕質(zhì)高強(qiáng)材料特性,不僅讓建筑物顯得輕盈、簡潔大方,也使得遠(yuǎn)遠(yuǎn)伸出的挑檐在結(jié)構(gòu)上更加合理,使建筑物獲得良好遮擋西曬的效果。
2.2.2良好的自然采光
沒有任何照明比自然光更加舒適。傳統(tǒng)交通建筑為了獲得勻質(zhì)舒適空間片面強(qiáng)調(diào)陽光,自然風(fēng)和溫度的不利影響,依賴人工照明和空調(diào)等技術(shù)手段來營造室內(nèi)空間,但是這并不符合人體生理健康需求�？茖W(xué)研究表面,室內(nèi)氣候適度的動態(tài)變化能夠減輕人的生理和心理壓力,增加環(huán)境舒適度。另一方面,減少對技術(shù)手段的依賴,是節(jié)約能源,降低能耗的有效途徑。
本項(xiàng)目主體站房除設(shè)計(jì)了南面的大面積玻璃幕墻和東面墻體的傾角來引入自然采光外,在屋頂適當(dāng)位置設(shè)有采光區(qū),在白天擁有足夠的自然光源以減少照明耗能的同時(shí),也保證候車廳中軸線上的室內(nèi)花園植物吸收充分的陽光。同時(shí),天窗下面設(shè)置半透明膜內(nèi)遮陽,來折射、散射太陽光,達(dá)到良好的照明條件。在經(jīng)費(fèi)允許的情況下,設(shè)計(jì)師建議在頂部采光區(qū)安裝透明太陽能發(fā)電板(PHOTOVOLTAIQUE),通過這一有效的高科技手段來把無污染的光能轉(zhuǎn)換成電能,這項(xiàng)技術(shù)在歐洲已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,在發(fā)電的同時(shí)也給室內(nèi)創(chuàng)造出舒適的陰影。
2.2.3良好的室內(nèi)空氣質(zhì)量
人們對生活質(zhì)量要求的提高,也越來越認(rèn)識到室內(nèi)空氣品質(zhì)的重要性。由于合成材料廣泛應(yīng)用造成了空氣質(zhì)量的下降,而且節(jié)能保溫要求建筑物自身的氣密性,使得進(jìn)一步限制了室內(nèi)外空氣的流通�？瓦\(yùn)站站房通過風(fēng)壓和熱壓的手段來改善自然通風(fēng)的效果。L型布局,不僅僅延長了迎風(fēng)面,而且減少了建筑物進(jìn)深,有利于形成穿堂風(fēng)。在邊界風(fēng)作用下,在建筑高度2/3處有氣流正面停滯點(diǎn),氣流從該處向外輻射,該區(qū)域動能比同一水平高度氣流大。因此我們在東南立面除了設(shè)計(jì)傾角來引導(dǎo)風(fēng)向,并在合適的高度開啟側(cè)窗對氣流引導(dǎo),使其在室內(nèi)緩和通過。屋頂?shù)奶齑昂拖鲁林型タ臻g為中軸的地下空間利用溫差形成煙囪效應(yīng),在垂直方向形成氣流的運(yùn)動,達(dá)到室內(nèi)外空氣交換的目的。
2.2.4綠色宜人的視覺環(huán)境
在主體站房中部區(qū)域設(shè)計(jì)一個(gè)下沉的中庭空間,種植綠色植物,自然采光和通風(fēng)改善提高了環(huán)境舒適度。同時(shí)自然通風(fēng)技術(shù)和地源熱泵(土壤換熱器)也在設(shè)計(jì)中得到充分應(yīng)用,不僅大大降低建筑物的能耗,引入綠色植物、陽光因素不僅僅改善了室內(nèi)小氣候,又增強(qiáng)了空間活力和識別性,振奮了旅客的精神。
3結(jié)語
面對全球生態(tài)危機(jī)的現(xiàn)狀,集約設(shè)計(jì)的生態(tài)化交通建筑給出了前進(jìn)的方向。通過對鄭州綜合交通樞紐公路客運(yùn)中心設(shè)計(jì)方案中生態(tài)手段應(yīng)用的分析,可以看出生態(tài)化交通建筑的特征,即立足于當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境特點(diǎn)和社會地域情結(jié),因地制宜,科學(xué)、高效、合理地加以優(yōu)化整合,達(dá)到系統(tǒng)集約、經(jīng)濟(jì)高效、突出地域化、體現(xiàn)人性化的目的。
參考文獻(xiàn):
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