高技生态建筑的建筑形式解析

编辑:杭州建筑设计公司      发布时间:2018-05-25

  在建筑思潮不断涌现的今天,高技派的生态建筑作为一种建筑潮流,其理论并非建立在深奥的哲学思想之上,也不涉及复杂的数学模型理论。高技生态建筑更多的是关注生态自然环境的保护和能源的节省,以及人在建筑中的生理健康。作为生态建筑的一种存在方式,高技生态建筑的发展会得到各界人士的肯定。严格来说,高技生态建筑不仅仅是一种设计潮流,在其设计中所积极应用的生态学理论,以及其所蕴涵的生态、可持续思想,更多的是一种社会思想,是人类社会进化和发展到一定阶段,人类对自身地位的一种反思,是社会文明进步的体现。生态建筑其核心是如何使建筑成为环境系统和生命系统之间的纽带,使建筑尽可能多地发挥出有利于生态建设的效益,尽可能少地出现反生态的副效应。在日常生活中我们可以通过节约能源,使用可再生资源及创造贴近自然的空间环境达到生态建筑的目的,使我们和自然环境和谐相处。

  在生态建筑的建筑表现上,建筑师通常分析建筑的独特地域性,在特定的环境气候条件下,如何做到降低建筑对自然生态的破坏,营建室内健康生态的环境。为了达到这种设计目的,他们尝试采用多种手法的技术手段,创新形式的节点处理。因此为了达到技术手段的可行性,建筑的形式在很大程度上是附属物。如果单纯从高技生态建筑的形式特征入手进行分析,难免舍本求末。既然高技生态建筑的创作核心是技术,那么从技术入手,我们显然更容易透过建筑形式的现象把握生态建筑的本质。

  一、典型高技生态建筑实例分析

  对于大多数高技生态建筑,建筑师常常采用多种生态技术来解决技术问题。然而往往只有一种生态技术的作用和目的能在建筑的形态上得以体现。举个例子英国卡廷斯的BRE未来办公室,虽采用了几种不同的生态技术手段,但是体现在建筑形式上的是通过人们最直观的感受的――视觉能观察到的建筑顶部通风塔,这也是该建筑上主要应用的生态技术。通过这个例子,我们可以学到生态建筑的典型形象是该建筑生态技术手段的体现。通过分析该建筑的技术运用及其生态设计的本质,对我们的生态建筑的建筑形式设计产生指导作用。

  我们在分析高技生态建筑的形式特征的时候,应按照“物理元素→形式符号→技术手段”的分析过程。我们可以将高技生态建筑的建筑特征分类为温度适应性、风适应性、光适应性三大类型。但是也不是绝对的,对于建筑而言声音的技术处理手段多用于室内,在建筑的外在形式上不易形成鲜明的建筑特征,故不将其归为此类,通过有效地分类使我们可以更好地分析高技生态建筑的建筑型式。同时,还会有不少高技生态建筑,没有被划分在三大类里,它们通常是通过多种技术手段来达到生态节能的目的。这样的建筑其外在的建筑形式也存在多种特征,因而我们无法简单地将其归分为何种物理元素。我们将这类高技生态建筑归为综合类型。

  二、温度适应性生态建筑

  塞维利亚博览会英国馆(British Pavilion,Sevilla Spanish,1992,Nicholas Grimshaw&Partners)

  1992年世界博览会的主题就是“人与自然的和谐关系”,当时很多展馆的设计者趋向于采用这个主题应用到他们的建筑设计中。尼古拉斯・格雷姆肖的英国馆是其中之一,这座建筑本身是一次实现降低建筑能耗的有益尝试,在参展的全部一百多座展览建筑中,它因能源消耗最低而受到嘉奖。

  在欧洲塞维利亚是最热的城市之一,夏季的最高温度通常在四十多摄氏度,而昼夜温差竟然可以高达二十摄氏度以上。且因内陆性气候原因,夏季降雨量极少。这样使得建筑设计师不得不考虑的问题是所处环境的气候条件因素。如此恶劣的环境中,如何能够不使用消耗能源的机械设备来达到缓解不舒适的气候条件。格雷姆肖认为通过避免采用机械设备实现节能,我们可以严谨地使用高技术来实现节能的目的。证明了高技术建筑也可以是绿色的环保的。

  在格雷姆肖的这个设计中,气候条件是决定建筑设计的主要因素,尤其博览会是在夏季举行。对气候和生态的考虑是最根本的出发点。建筑占地36.6m宽、61m长。设计目的就是要为这么大一片区域创造荫凉。如果采用常规意义上的空调手段,将消耗大量的能源。英国馆采用了多种技术手段和不同的建筑元素,并将它们有机地结合起来去应对外在的气候条件。

  水幕墙 桅杆与遮阳幕 风帆型遮阳幕

  三、风适应性高技生态建筑

  英国卡斯廷建筑研究组织(BRE)未来办公室(BRE(Building Research Establishment,Office of the Future,Watford British,1996,Feilden Clegg Architects)

  该建筑座落在沃特福德的郊区。这里属于气候比较温和的南英格兰,噪音稀少空气质量良好。建筑本身是当地建筑研究组织有关建筑环境研究的一个项目。建筑功能是一个尺度适中的办公建筑,能源系统为其精心打造,这一建筑也成为了新一代生态办公建筑的经典之作。

  建筑的南侧开窗,有外部的可活动挑檐来遮蔽太阳直射。使用了反射玻璃,还配置电动卷帘来减少夏季来自太阳的热量吸收。建筑顶层设有手动控制的通风口。层高比较高,约3.66m,利于室内空气的流通。建筑周围栽植有落叶树,在夏季提供遮荫;冬季则改变寒风的流线。卫生间全部使用具有节水功能的洁具。

  表面包裹了太阳能光电板,隐约发亮的五个高耸通风塔耸立于建筑的南立面。可以将吸收的太阳能转化为电能,用来驱动内部的低压系统风扇。这些太阳能光电板可以在用电高峰时期可以提供3KW的额外电能。在气候温和的季节里,建筑可以通过打开窗户进行自然通风。如果需要进一步降低温度,地板下的水将用来冷却室内空气。在寒冷的冬天,建筑内部通过地板下的加热管道以及环绕四周的散热器来采暖。

  通风塔 可调节遮阳板 自然通风分析图 夏季通风示意图

  四、光适应性高技生态建筑

  伦敦市政厅(Greater London Authority,London British,2002,Foster & Partners)

  伦敦市政厅是英国首都最重要新建筑物之一,它的设计力求能够表达国家民主制度的实施过程的公开性,同时也显示了作为一座公共建筑,它在整体上的可持续性和保护环境不受污染的潜能。建筑占地面积约5.25公顷。建筑面积为17,000�。容纳了议会、委员会办公室、市长办公室以及一些公共设施等,可容纳440人办公。其外墙采用的玻璃幕墙具有很强开放性,其传达的理念是强调政府工作的透明度,使伦敦市民们可以明晰的看到建筑内部运作情况。

  建筑的形式是比较独特的,没常规意义上的正面或背面,高约50m,共分10层。其外观形式看上去像变形的球体,这种形变是通过精心计算和实验验证,来达到建筑暴露在阳光直射下的面积为最小。通过这个手法处理可以有效减少夏季太阳热的吸收和冬季内部的热损失,从而获得最优化的能源利用效率。

  球体外形 室内螺旋坡道 经过计算的建筑造型有利于最大程度减少太阳光的直射

  五、小结

  总结来说,高技生态建筑的形式表现仅仅是实现建筑的绿色和可持续目的的一个“附属物”。然而这么一个“地位谦卑”的“附属产品”,却常常赋予高技生态建筑多姿多彩的建筑形式。高技生态建筑表达出来的形式特征,同众多以形式表现为主的当代建筑思潮相比,不具备鲜明的特征和突出的共性。这是由于高技生态建筑和形式表现之间的无必然关联。甚至在形式表现上,只要符合高技生态建筑的可持续与合理化需求,建筑的造型风格可以是极简倾向的,也可以是地域倾向的。

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