基于可持续发展理念的公共建筑生态技术创新途径研究.doc

基于可持续发展理念的公共建筑生态技术创新途径研究 贾微 （银川市规划建筑设计研究院有限公司，宁夏银川750001） 【摘要】随着技术的发展，人们对建筑的舒适性要求越来越高，技术的发展也使得人类对室内环境的控制手段越来越多，公共建筑使用的人数众多，其使用的舒适性直接影响其附近人群的健康水平。现代建筑的发展带来的“空调病”、“都市风”等不利影响逐渐被人们了解，以使用的舒适功能开始成为公共建筑设计创新的重要组成。 关键词可持续发展；公共建筑；生态技术；概念设计；绿色空间；彩光技术；自然通风 引言 公共建筑设计的技术创新是公共建筑设计创新的本源动力，建筑结构的更新、生态技术要求和新老材料的开发，促使建筑师不断的进行建筑技术设计的创新。这些新结构、新技术和新材料的开发应用，在根本上解决的公共建筑设计中所面临的功能和形式问题。因此，技术创新可以实现公共建筑设计创新，并且是实现创新根本途径。 1生态自然的绿色空间 公共建筑尤其是大型公共建筑的建造过程以及使用过程都会产生较多的有害物质，同时公共建筑也是能源消耗的重点区域之一。随着后工业时代的到来，人们对公共建筑的室内生态环境提出了越来越高的要求，建筑内部空间的生态化就是其中最突出的特征之一。 凯文罗奇、诺曼福斯特在他们的一些设计作品中，恰当的引入室内绿化，将其作为改善建筑微气候环境的有效生态要素。建筑周围的绿化在夏季可以有效降低地表温度，可以吸收二氧化碳而提高空气中的氧气量，保证室内空气质量等等，因此充分利用绿化这一因素，是他们探索生态建筑设计创新的途径之一。 凯文罗奇设计的福特基金会大楼，是世界上第一个带有现代大型中庭建筑，因其首次在由玻璃顶覆盖的、巨大的室内中庭空间中种植大量绿化而获得AIA25-YearAward奖。室内中庭是地段内一小片城市绿地的延续，将绿化引入到室内，公众可以在这里停留或穿过室内中庭，办公部分围绕中庭以L形布局，中庭是办公部分与街道隔开，减少了交通噪声；楼梯间在平面上与中庭为45斜角，它们与东、南面高达十层的玻璃墙使得更多的阳光被引入中庭，阳光充足，适宜植物生长；落入中庭的楼梯间和柱子中包有落水管，可将屋顶的雨积水导下，用来浇灌建筑中庭内的植物。由此看出，凯文罗奇通过精心设计，建立起建筑、人与自然之间的融合关系，中庭内种植了多种植物，创造出一个洒满阳光、接近自然的生态空间而创新。 普通的高层建筑除了顶层和底层外，一般各层平面基本相同，室内采用人工机械进行调节。根据统计，建筑中能源的消耗占人类总能源消耗的三分之一，而且随着建筑高度的增加，这种消耗还在加剧。竖向绿化作为软质景观引入室内，在建筑中形成多层次、多方位的绿化系统，是高层公共建筑室内环境创新的一项重要手段。同时它为公共建筑尤其是大型高层公共建筑的节能减排提供了可能。建筑师通过建筑平面的错落组合，在建筑内部创造了多层次的生态系统，形成了即节能又宜人的室内小气候。 2精巧多样的采光技术 光的引入是建筑基本的物理功能之一，早在原始社会，人类就知道要在墙壁之上开凿大小不一的洞口来控制光线的进入。随着人类的技术不断发展，人们不满足与单纯使用窗户来采集和控制光线，尤其是在人流密集，能耗较大的公共建筑，单纯的窗口结合传统电灯采光不但不符合现代人的需求，而且不利于节约能源。新型的公共建筑设计在采光技术上进行改革，应既利用自然光线，节约能源，又不能完全受自然光线的限制，要对自然光线进行控制和调节，从而实现公共建筑设计的采光创新。 光导纤维是由光的全反射原理所发展而来，整个系统一般由三部分组成，即聚光部分、传光部分和出光部分。光导纤维最早应用在通讯系统中，近些年来，逐步为建筑采光系统所使用，从而在功能上引发了建筑的创新。 由英国最具创意的天才设计师，托马斯赫斯维克带领的设计团队设计的上海世博会英国馆就采用了光导纤维作为建筑的采光系统，建筑主体为六层，由大约6万只纤细透明的亚克力纤维组成，这些纤维在外观上构成了建筑独特的形态，在功能上更是起到为室内提供照明的作用。白天的时候，每根长达7.5米的“触须”会把室外的阳光通过光纤传入室内，为是内提供照明，6万个光电，不但为室内提供了充足的照度，而且给人以每秒梦幻的感觉。到了晚上，“触须”又将室内的光线传导到室外，使整个场馆在夜色中散发出璀璨迷人的光影。 采光隔板是在建筑的窗户上部安装一个或一组反射装置，使室外的直射阳光经过一次或多次反射再进入室内，从而控制室内空间照度的采光系统。当公共建筑的进深比较浅时，采光隔板可以采用较简单接结构制作，如在窗户上安装一组反射板，遮挡窗外的直射阳光，利用漫反射原理是室内阳光均匀化。如果房间进深比较大，采光隔板就需要使用比较复杂的处理方法。不仅需要在窗口部位安装反射板或棱镜等光线收集装置，而且需要在室内安装传输光线的管道，把光线引入室内。 导光棱镜是利用棱镜的折射作用改变入射光的传播方向，使光线通过折射照射到建筑的深处。一般来说，建筑上的导光棱镜一面是平的，另一面有突起的棱角，这样的设计可以有效地较少室外直射光引起的眩光，使室内获得均匀的照射。 德国国会大厦是柏林标志性的公共建筑之一，这座建筑几经战火，已经残缺不全，而传统的建筑布局也无法容纳新的功能。为改变这一情况，德国政府举办国际竞标，并最终邀请英国建筑师诺曼福斯特主持设计。福斯特将他高技派的手法与传统建筑风格巧妙结合，在保留建筑外墙的前提下将内部全部重新组合，并在缺损的穹顶部位设计了一个全新的裸露全钢结构的玻璃穹顶。这座玻璃穹顶不但在外形上体现着现代建筑美学的风格，而且在功能上又是一项创新。 3节能健康的自然通风 随着“空调病”等现代建筑空气调节系统弊端的显现，减少机械通风，在满足人体需求的同时，最大限度的控制能源消耗，利用自然的能量来为建筑内部通风，是公共建筑设计生态技术创新的一种有效手段，这种手段不但复合环境效益和经营效益，更为建筑内部的人们提供了自然的空气环境，同时也为公共建筑的形态创新提供了丰富的建筑语汇。公共建筑利用自然通风达到室内人体需求的温度主要有以下两种方式： 1）建筑形态辅助通风。建筑的形态辅助通风是指建筑在形态设计上顺应自然作用，通过形态上的变化使气流在遇到建筑立面时能够化解对建筑不利的风向，加强对建筑有力的风向。 2）建筑构件辅助通风。有些公共建筑在建筑的外立面设置有一些附加的构件，这些构件的形状起到了导风和引流的作用。 4结束语 总之，公共建筑设计的技术创新是公共建筑设计创新的本源动力，建筑结构的更新、生态技术要求和新老材料的开发，促使建筑师不断的进行建筑技术设计的创新。这些新结构、新技术和新材料的开发应用，在根本上解决的公共建筑设计中所面临的功能和形式问题。 参考文献 王萱,赵星明.从生态出发的建筑设计观J.山东农业大学学报:自然科学版,2000(04). 白林,胡绍学.建筑计划方法学的探讨建筑设计的科学方法论研究(一)J.世界建筑,2000(08). 陈铭.可持