環境和建築組成一個不可分割的有機系統,建築物在這個系統內運營。如何試論大型交通建築生態化設計策略?
摘要:本文透過歸納和總結生態化策略在交通建築中的應用,探討如何充分發揮大型交通建築在城市發展中的推進作用,進而分析實現建築與環境有機結合、協調發展的方法。
關鍵詞:交通建築;生態化策略;客運中心
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
在國民經濟高速發展的同時,建築行業能耗居高不下的弊端日益顯現。我國大量民用建築已經取得了50%的節能效果,而大型交通建築的生態化設計才處於起步階段。如何響應節能減排國策,實現可持續發展,維持經濟高速增長,大型交通建築建築生態化已成爲了能源工作開源節流的首要措施之一。
1概述
1.1基本概念
“生態”一詞源於希臘文Oikos,原意 “住所”,後來衍生成生態學(Ecology)。到20世紀60年代建築師保羅·索勒瑞首先將生態學與建築學結合爲生態建築學,其內涵在不斷擴展和延伸。
整體性是生態思想的基本原則。自然界是一個整體,人類不能獨立於自然界之外,打破自然界自身平衡。作爲一種建築策略,生態化策略是可持續發展觀在建築行業的體現。在生態建築的倡導下,建築業的發展從過去的以改變自然爲手段逐步轉變成與自然和諧發展、保持生態平衡的模式。這標誌着人與自然的關係進入了現代生態文明階段。生態化設計是一個整體模式,透過協調各因素以求達到目標之間的平衡。本身具有層次性,從總體規劃到細部設計,從低層次目標到高層次,隨着設計的深入,各個環節逐步有機結合。
1.2項目概況
鄭州綜合交通樞紐公路客運中心總用地面積約26.66hm2,建設用地面積約11.66hm2。位於鄭東新區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域的交通核,透過鐵路、地鐵、汽車等換乘,將南來北往的旅客安全高效的送達。爲實現建築造型,以及滿足交通建築對於大空間的客觀要求,方案採用大跨度預製鋼結構及聚氨酯保溫複合鋁板外殼爲主的可循環材料,建造起來簡單快捷,多數材料及結構可以預製,使施工週期縮短的同時也降低了工地的污染。本投標方案經專家評審獲得第一名。
2生態化策略
2.1生態化形式
2.1.1順應氣候,優化形態
環境和建築組成一個不可分割的有機系統,建築物在這個系統內運營。我們在設計階段對於環境問題的討論是不可迴避的,如何合理地利用環境,順應氣候,實現節能環保,是我們設計的出發點之一。
鄭州處於我國中部,鄭州地區屬暖溫帶季風氣候,四季分明,7月最熱,平均27.3℃ ;1月最冷,平均0.2℃。夏季主導風向是東南風,冬季西北風。本項目把客運站主體設計成L型,長邊沿用地的東南邊,並把主要立面朝向夏季主導風向。客運站東面的牆體與垂直方向形成一個夾角,讓建築物下部收攏。這個角度的形成使得在夏季炎熱的太陽成89°角的直射下,下層玻璃幕牆也能始終處於屋頂的陰影之下;而在冬季溫和的陽光成45°照射下,能透過玻璃幕牆照入站房。自然光的直接引入節省了白天的照明能耗,同時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方案的特點。深度7m,地下兩層的空間既節省了用地,又有效地在豎向上組織了流線,同時可以利用地下空間有着氣溫比較穩定的特點。實驗結果表明,地下6m深處的氣溫年波動恰好與室外空氣的年波動呈現180o左右的相位差。即在室外氣溫最冷的1月該深度氣溫處於全年最高值,在氣溫最熱的7月該低層氣溫處於全年最低值。由於周邊土壤的良好熱工性能,合理利用這部分自然能源,將大大節省採暖,製冷的費用。
2.1.3地域文化的塑造
地域性主要體現在建築與當地社會人文的聯繫,地域文化的塑造對於建築物個性的形成起着至關重要的作用。鄭州綜合交通樞紐公路客運中心是重點工程,也是鄭州市形象的視窗,因此客運中心站房造型設計非常重要。由於已經在建的鄭州新站規模龐大,氣勢宏偉,造型非常陽剛,所以設計師避免了同類型的`對稱建築以剛克剛,採用了富有動感的柔和造型,在承託新火車站重要性的同時,也顯示了自身獨特的簡潔柔和風格,使得整個鄭州交通樞紐從造型上剛柔結合,寓意鄭州經濟和交通發展剛柔並進。
2.2生態化內容
2.2.1可循環材料
傳統大型交通建築爲了營造輕靈通透的效果,傾向於選用大面積玻璃幕牆作爲圍護材料,爲此背上能源消耗帶來沉重的負擔。透過對圍護結構的熱工性能進行對比研究,爲了更加有效地降低建築物熱工損耗,並沒有全部採用玻璃幕牆,而是在較大面積的西側和屋頂部分選擇聚氨酯保溫複合鋁板作爲圍護材料。聚氨酯保溫複合鋁板爲建築物表皮,中間注入阻燃型聚氨酯泡沫複合而成,是公認的最佳環保型隔熱保溫材料。其輕質高強材料特性,不僅讓建築物顯得輕盈、簡潔大方,也使得遠遠伸出的挑檐在結構上更加合理,使建築物獲得良好遮擋西曬的效果。
2.2.2良好的自然採光
沒有任何照明比自然光更加舒適。傳統交通建築爲了獲得勻質舒適空間片面強調陽光,自然風和溫度的不利影響,依賴人工照明和空調等技術手段來營造室內空間,但是這並不符合人體生理健康需求。科學研究表面,室內氣候適度的動態變化能夠減輕人的生理和心理壓力,增加環境舒適度。另一方面,減少對技術手段的依賴,是節約能源,降低能耗的有效途徑。
本項目主體站房除設計了南面的大面積玻璃幕牆和東面牆體的傾角來引入自然採光外,在屋頂適當位置設有采光區,在白天擁有足夠的自然光源以減少照明耗能的同時,也保證候車廳中軸線上的室內花園植物吸收充分的陽光。同時,天窗下面設定半透明膜內遮陽,來折射、散射太陽光,達到良好的照明條件。在經費允許的情況下,設計師建議在頂部採光區安裝透明太陽能發電板(PHOTOVOLTAIQUE),透過這一有效的高科技手段來把無污染的光能轉換成電能,這項技術在歐洲已經得到廣泛應用,在發電的同時也給室內創造出舒適的陰影。
2.2.3良好的室內空氣質量
人們對生活質量要求的提高,也越來越認識到室內空氣品質的重要性。由於合成材料廣泛應用造成了空氣質量的下降,而且節能保溫要求建築物自身的氣密性,使得進一步限制了室內外空氣的流通。客運站站房透過風壓和熱壓的手段來改善自然通風的效果。L型佈局,不僅僅延長了迎風面,而且減少了建築物進深,有利於形成穿堂風。在邊界風作用下,在建築高度2/3處有氣流正面停滯點,氣流從該處向外輻射,該區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計傾角來引導風向,並在合適的高度開啓側窗對氣流引導,使其在室內緩和透過。屋頂的天窗和下沉中庭空間爲中軸的地下空間利用溫差形成煙囪效應,在垂直方向形成氣流的運動,達到室內外空氣交換的目的。
2.2.4綠色宜人的視覺環境
在主體站房中部區域設計一個下沉的中庭空間,種植綠色植物,自然採光和通風改善提高了環境舒適度。同時自然通風技術和地源熱泵(土壤換熱器)也在設計中得到充分應用,不僅大大降低建築物的能耗,引入綠色植物、陽光因素不僅僅改善了室內小氣候,又增強了空間活力和識別性,振奮了旅客的精神。
3結語
面對全球生態危機的現狀,集約設計的生態化交通建築給出了前進的方向。透過對鄭州綜合交通樞紐公路客運中心設計方案中生態手段應用的分析,可以看出生態化交通建築的特徵,即立足於當地的自然環境特點和社會地域情結,因地制宜,科學、高效、合理地加以優化整合,達到系統集約、經濟高效、突出地域化、體現人性化的目的。
參考文獻:
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