基于地质公园博物馆建筑设计研究

基于地质公园博物馆建筑设计研究以秦岭终南山世界地质公园博物馆为例,西安建筑科技大学建筑学11级硕士孙潇1102841224,1绪论,1.1研究的背景和意义1.1.1研究背景当前能源短缺已成为全球化的问题。能源短缺不仅引发经济问题，同时能源的过度消耗带来生态环境的毁灭性破坏，严重影响了社会效益、经济效益和环境效益。随着可持续发展思想的深入人心，世界各国开始关注能源问题，并出台了相应的政策来解决能源危机。1）多重驱动下的建筑领域可持续发展在意识引导与政策约束的大背景下，尽管目前已经提出了多种相关理论体系和准则，可持续建筑在全球的实践并不尽如人意。其中，从设计的角度，有一个重要的原因就是建筑设计与技术支撑的脱节，其中可持续建筑“设计策略”作为重要的设计辅助与技术支撑，其目前存在的问题亟待研究及解决。2）当前存在的问题,1.1.2研究意义及创新点1）学术意义本文通过研究设计工具之间的关系及其与可持续目标的关系及建筑师对设计工具的需求，对可持续建筑设计工具的进一步更新及发展具有指导作用，具有一定学术意义。2）实用意义设计工具作为可持续建筑设计工作的有力支撑，对其的内容、应用方法及特点等信息的梳理，让建筑设计人员可以在设计实践过程中更好的实现可持续建筑目标。,3）创新点温带季风气候和山地地形具有特殊的气候条件，如何结合规划布局进行特定气候条件下的地质博物馆建筑节能设计，鲜有论文提及，本文在此研究方面填补了一定的理论空白。同时在建筑节能设计中，被动式技术达到节能效果，实现环境效益与经济效益的双赢，这种观点在以前的论文中有人提出过，本文将这一观点运用到地质博物馆建筑节能设计实践中，进一步深入。,1.2研究内容本文以温带季风气候和山地地形的气候特征为背景，结合地质博物馆的建筑规划布局、建筑单体设计、建筑节能设计等，提出该地域野外环境下的地质博物馆建筑节能的设计方法与措施。同时进行进行实例分析，就相关建筑节能案例进行剖析，最终以秦岭终南山世界地质公园博物馆为实例对建筑节能设计方法进行实践与检验。1.3研究框架（见下一页）,2我国地质公园博物馆设计的建筑特征与能耗特点调研分析,2.1地质博物馆的的定义地质公园博物馆目前尚无以文件形式确认的明确定义，中国国家地质公园建设工作指南对地质公园博物馆的定义表述如下：“国家地质公园博物馆是利用图片、文字、模型、实物影视及信息系统等多媒体形式，向游客全面介绍地质公园的资源、地质及其景观、自然和社会环境以及地质发展历史，向游客进行科学知识宣传和环境意识的教育，并提供各种旅游信息的场所。”通过分析地质公园博物馆实例中建筑与地质遗迹的关系，笔者认为：“地质公园博物馆是建立在地质遗迹之上或地质遗迹保护区范围内的以保护地质遗迹、发掘地质遗迹、研究地质遗迹和展示地质遗迹为主要任务的专业性博物馆。”,2.2地质公园博物馆的分类地质公园博物馆的分类同样应该根据研究的内容进行灵活的掌握，因此地质公园博物馆类型依据不同的角度有各种不同的划分方式。1）按建馆地点划分相对于城市博物馆，位于远离城市的地质公园内的地质公园博物馆属于野外博物馆。2）按藏品的内容和性质划分地质公园博物馆以展示地质公园的资源、地质及其景观、自然和社会环境以及地质发展历史为主要内容，依据国内的博物馆分类，地质公园博物馆归属于自然科学类博物馆，而且是属于地质类的专门性自然博物馆。本文研究对象为以展示地质公园的资源、地质及其景观为内容的野外地质博物馆。3）按建筑的规划划分目前国内综合或专业博物馆的规模按建筑面积大体分为三类：大型馆建筑面积10000m2；中型馆建筑面积400010000m2；小型馆建筑面积10000m2。,2.3地质公园博物馆所依托的因素2.3.1自然环境因素自然环境因素包括气候条件、地形地貌、地质遗迹、和地方材料等自然条件。2.3.2文化环境因素文化环境因素包括乡土建筑的形式与空间、乡土建筑的细部装饰符号2.3.3技术环境因素技术环境因素主要指与乡土建筑相配套的地方技术。,3可持续设计的原则,3.1可持续发展的基本理论3.1.1可持续发展理论的由来1980年国际自然保护联盟受联合国环境与开发署委托，在世界野生生物基金会的支持和协助下，制定了世界自然保护大纲。文件中第一次提出了“可持续发展”的概念及其实现的前景和途径。会议文件中还给出了“可持续发展”的概念，即：“改善人类生活质量，同时不要超过支持发展的生态系统的负荷能力。”1987年受联合国委托，以挪威前首相布伦特兰夫人为首的WECD的成员们把经过4年研究和充分论证的报告我们共同的未来(OurCommonFuture)提交联合国大会，正式提出了“可持续发展”的概念和模式。,3可持续设计的原则,3.1.2可持续发展概念解析可持续发展现在已经成为一个包含生态、社会、经济、技术和文化等多方面内涵的概念。一是从自然属性方面解释可持续发展。二是从社会属性解释可持续发展。三是从经济属性方面解释可持续发展。四是从科学技术性方面解释可持续发展。,3.2可持续发展在地质博物馆设计中的引入绿色建筑通过对建筑内外空间中各种要素的准确分析和有效布置，使物质、能源在建筑生态系统中循环使用，从而获得一种高效、低耗、无废、无污、生态平衡的建筑环境。作为一个系统工程，绿色建筑除了提供健康、舒适的建筑环境外，还需要实现低耗能、环保、与自然形成有机整体的目标。目前，我国公共建筑普遍存在高能耗、高资本、低能效、差功效的现象，将绿色建筑综合评价第的整体思想运用于大型公共建筑的绿色度评价这种现实工作中，寻找到了一条恰当的途径与合适的方法将绿色建筑理论具体化、形象化。本文即是希望用一定的指标来衡量地质博物馆建筑所达到的绿色程度，通过建立这样的一套评价指标体系，以可持续发展理论为基础，运用绿色建筑的评价方法，指导检验大型公共建筑绿色实践的同时，为大型公共建筑市场提供制约和规范，推进大型公共建筑绿色化的发展。,3.3地质博物馆面向可持续发展的风险与机会分析3.3.1建筑行业在可持续发展中面临的风险A.政策法律约束(1)国际体系标准约束(2)国内法律制度约束B.社会责任和监督(1)可持续发展信息披露制度在生产力空前提高、全球环境问题円益突出、利益相关者作用凸显、公民社会监督加强的背景下，作为现代社会的经济推动力量，企业在取得经济效益的同时，也应承担社会责任，维护和改善生态环境，这种全面的责任观体现了企业的可持续发展理念。(2)公众监督意识的提高C.市场需求的改变D.企业竞争力的改变E.企业短期成本提高,4地质博物馆绿色建筑设计的影响因素和实践意义,4.1绿色建筑设计理念4.1.1绿色建筑设计的概念所谓绿色建筑设计，是指在人与自然和谐发展的前提下，结合建筑物的实际情况和需求，统筹考虑建筑物节能、节水、节材、保护环境、满足建筑功能之间的辩证关系；体现经济效益、社会效益和环境效益的统一。4.1.2绿色建筑设计理念包括以下几个方面：1)节约能源：2)节约资源：3)回归自然：4)舒适和健康的生活环境：,4.1.3绿色建筑设计原则1)重视整体设计绿色建筑还强调整体设计思想，结合气候、文化、经济等诸多因素进行综合分析，不能着重局部忽视整体，因小失大。2)因地制宜绿色建筑强调要因地制宜，不能照搬盲从，任何一个区域规划、城市建设或者单体建筑项目，都必须建立在对特定地方条件的分析和评价的基础上，3)生态性原则所谓的生态性原则，就是指建构绿色建筑人文理念要以现代生态科学为前提，所提出的人文理念必须体现尊重自然、尊重生态规律和维护我国生态系统动态平衡的客观要求。4)创造健康舒适的室内环境及健康、舒适的生活环境在绿色建筑设计中强调舒适不是以牺牲建筑生态性为前提，而是在环保节能的基础上强调人的主观舒适度，5)全寿命周期原则即关注建筑整个生命周期，它包括绿色建筑工程项目的构思，策划到废弃或再生利用止的全过程。,4.1.4绿色建筑设计过程绿色建筑设计需要从建筑的可行性研究报告开始就考虑到建筑在整个生命基于绿色建筑理念的夏热冬冷地区小型公共建筑节能设计实践周期中的表现，在提供良好的室内空气质量和环境的基础上，不是仅仅考虑节省初投资，还要考虑节约运行与维护费用，合理规划建筑物的布局，采用适宜的节能技术方案；即绿色建筑关心的是建筑物“全生命周期”的经济效益、社会效益和环境效益。,4.2地质博物馆可持续设计策略分析4.2.1地质公园博物馆选址和场地总平面绿色建筑规划设计是通过对建筑物规划和建筑物布局的优化，充分利用地形、地貌和太阳能等自然条件，形成有利于节能和太阳能应用的建筑微气候环境，同时有利于改善建筑物房间内的热舒适度。绿色建筑的选址比较苛刻，为保证绿色建筑节能的要求，绿色建筑在设计初始阶段就应该充分规划，综合考虑社会文化、地形、长远规划、道路、环境等多种因素，权衡各要素关系，通过多方分析优化，,4.2.2建筑物围护结构热工性能设计绿色建筑的设计中，建筑物围护结构的热工性能是首要基础。绿色建筑有了基础，才能在节能上面有保障。如果建筑物本身保温性能不高，耗热量的增加会使得节能环保技术设计容量增加，这不仅造成了资源的浪费，同时也会增加绿色建筑的投资费用，降低绿色建筑全生命周期的经济性。若想高效的利用建筑设计节能技术，首先要降低绿色建筑本身建筑物的耗热量，开展建筑围护结构的设计，从绿色建筑设计的“源头”开始，遵循绿色建筑设计的原则，全生命周期内，最大限度地节约资源、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，打造与自然和谐共生的小型公共建筑。,4.3引用绿色可持续建筑形式与策略于地质公园博物馆设计4.3.1由绿色可持续潮流引发的原生态建筑通过解构固有的建筑形式，回归产生该形式的原点生态环境特征，重新按照现代人的生活习惯和使用要求，采用本地乡土建材，适宜的建造技术，在最小能耗的基础上，建构博物馆功能空间。从本源上强化对地域生态环境的认同。从而实现博物馆建筑可持续发展的目标。印度建筑师柯里亚（CharlesCorrea）所有的作品都特别重视当地的气候条件，提出形式追随气候的设计理论。他的众多作品也向我们传递着这样一种建筑设计理念：宽松的空间环境，对本土普通材料的创新利用，顺应当地的气候条件。关注并实施能源节约。这些理念与当下绿色建筑所推崇的设计方法不谋而合。,4.3.2在建造策略、建造工艺和技术手段上充分尊重民间的智慧中国传统风水观下的建筑选址与建造策略，仍在现实生活中发挥着重要作用。民间的建造工艺和技术手段，在今天看来也依然有极大的实际应用价值。4.3.3采用地方材料强化地域生态环境的特色建筑师通过虚心向民间学习，学会充分利用建筑材质特性因素，使建筑更加紧密地植根于地域环境，形成对地域建筑文化的有效延续，这一做法在当今的博物馆设计中已得到广泛应用。,5绿色可持续设计的案例分析,5.1北京奥运村奥运村将利用清河污水处理厂的二级出水，建设“再生水源热泵系统”提取再生水中温度，为奥运村提供冬季供暖和夏季制冷。景观与水处理花房相结合，在阳光花房中，组成植物及微生物食物链处理生活污水，实现中水利用。,5.2世博会场馆5.2.1中国馆：绿色地标挑战(1)：调节室温应对：自遮阳体系，半室外玻璃廊挑战(2)：减排降耗应对：节能照明系统，制冰技术挑战(3)：循环自洁应对：雨水收集系统，人工湿地技术挑战(4)：节能环保应对：通风性能，太阳能技术,5绿色可持续设计的案例分析,5.2.2世博轴：让阳光倾入地下挑战：循环自洁应对：环状玻璃幕墙5.2.3世博中心：充满智慧的绿色建筑挑战(1)：节水应对：雨水收集系统挑战(2)：节能应对：自然采光、遮阳系统、低温送风系统、冰蓄、冷系统等挑战(3)：环保应对：污染小的建筑材料、先进的幕墙系统,6地质博物馆本土化的绿色可持续设计实践秦岭终南山世界地质公园博物馆,6.1秦岭终南山世界地质公园博物馆的项目背景6.1.1区位翠华山，距西安市区23公里，位于西安市长安区，秦岭山系北麓，主峰终南山海拔2604米，景区总面积32平方公里，又名太乙山、太一山、南山、终南山、翠花山等。陕西翠华山山崩景观国家地质公园为2001年3月国土资源部首批的国家地质公园之一，而且是全国第一批建成揭碑的国家地质公园。,6.2秦岭终南山世界地质公园博物馆建筑节能整体布局秦岭终南山世界地质公园博物馆建筑节能整体布局主要针对建筑的选址、规划布局与空间组合方面来优化总体规划设计。也就是说在最初的方案阶段就以节能设计为导向，以便为后来的单体节能设计中更好地体现生态与环保的理念奠定基础。建筑平面的布局和单体形状的选择，建筑物的进深及其长度，建筑物的层高及其层数，门窗面积大小与数量，建筑材料的选用，以及用地的技术经济性等方面都影响着建筑的节能设计。,6.2.1选址传统的博物馆选址注重经济与交通条件，然而新的地质公园博物馆选址则是在满足规划的选址条件之上，对场地选择进行深入思考。6.2.2现状分析建设场地处于山地上，地形条件较为复杂。场地中有沿冲沟设置的排水明沟，同时高出场地部分的山坡上有较多大块岩石，场地中也有较多崩裂下来的岩石，这些都为平整场地和灾害预防带来困难，是后面设计工作要重点考虑的。6.2.3灾害预防灾害预防是要考虑的重要问题。建设方应委托具有相关资质的单位，对本工程建设