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生態建筑和一般意義上的建筑風格和流派不同,它具有自己的特殊性。生態建筑產生的根源和目標:為了解決由建筑帶來的資源和環境問題,實現建筑行業的可持續發展。結合本人資源環境專業,本文對建筑生態化技術進行了探討,希望通過資源循環再生利用,實現低能耗、高舒適度的完美結合,最大限度利用自然資源,盡量減少能源與資源浪費。同時在建筑物的規劃、設計、新建、改造和使用過程中,執行節能標準,采用節能型的材料,強化圍護結構,在保證室內熱環境質量的前提下,減少供熱、制冷、照明、熱水供應的能耗,實現人與自然地和諧相處,建立資源節約、環境友好、社會和諧的現代城市,實現經濟社會可持續發展。
1.雨水收集系統
雨水作為一種天然的水資源,具有容易收集、處理方法簡單等優點,在各國受到越來越多的重視。近年來,國際上對于城市雨水資源的利用逐漸向雨水蓄滲、緩排和利用的方向發展,我國也在不斷學習國外先進技術和管理經驗,并結合地域特點探索適宜于本土化的利用模式。
將處理后的雨水作為非常規水資源在建筑進行使用,能夠提高水資源利用,緩解用水壓力。同時,雨水資源的就地利用,能有效減少城市暴雨徑流,緩解城市洪峰,并降低排入到排水系統中的徑流污染物。
建筑雨水收集即利用建筑的屋頂作為集雨面,通過合理的疏導將雨水收集起來,用于家庭、公共和工業等方面的雜用水。
例如在某醫院項目中運用的雨水收集系統,此案例將雨水收集系統收集的水作為植物灌溉的水源。 正是由于該項目的屋頂由于安裝了太陽能集熱裝置,所設計的屋頂均為坡屋頂,所以將雨水通過屋頂傾斜角度,匯聚到建筑的一側,通過垂直管道的雨水導入預先設置在地下的大型蓄水池中,進行收集,不僅沒有影響醫院原有的設計理念,還在預先的基礎上進行了雨水收集的安裝設置。將收集的雨水通過水泵提供給醫院建筑的每個房間,供衛生間,用作沖洗廁所使用。在夏季多雨的季節,雨水充沛,可將剩余的雨水存在蓄水池中,供平時所用。
蓄水池還連接另外的出水管道,可由開關閥門控制排水時間和排水量,管道可由地下通往室外的環境的植被區進行澆灌。也可將水從地下導入地上,在醫院環境中設置石質溝渠,將水導入溝渠中并流向需要灌溉的植被中。這個方法不僅節約管道成本,降低維修幾率,還可以營造室外的自然環境,流水潺潺的水渠,使人心曠神怡,感覺更加自然更具有人性化,更加與人親近,達到更好的治療和康復的效果。
另一處為醫院景觀環境中的仿自然水體,與大面積植被相結合,更具自然氣息。醫院的雨水收集系統將屋頂的雨水收集到設置在地下的大型蓄水池中,蓄水池中有單獨的管道與景觀水系連通,在景觀水系中水資源匱乏的階段,蓄水池向其注入存儲的雨水,由于兩處水體相通相連并且相互流動,所以雨水可同時到達兩處水體,緩解其對水量需求的壓力,減少水資源的浪費。
2.雙層幕墻技術
雙層通道幕墻是雙層結構的新型幕墻,外層幕墻通常采用點支式玻璃幕墻、明框玻璃幕墻或隱框玻璃幕墻,或鋁合金門窗,為更加幕墻的通透性,也有內外層幕墻都采用點支式玻璃幕墻結構的。在內外層幕墻之間,有一個寬度通常為幾百毫米的通道,在通道的上下部位分別有出氣口和進氣口,空氣可從下部的進氣口進入通道,從上部的出氣口排出通道,形成空氣在通道內自下而上的流動,同時將通道內的熱量帶出通道,所以雙層通道幕墻也成為熱通道幕墻。
1918年在美國舊金山出現了第一個雙層結構的幕墻,主要是為了改善建筑的熱血環境和聲學環境,20世紀20年代開始在德國采用雙層幕墻。由于建筑成本成倍地增加,加之此時的雙層幕墻的功能尚不顯著,因此在此后的一段時間,雙層幕墻應用的比較少,技術進步也很緩慢。現代化雙層幕墻技術的開發始于20世紀80年代,由于全球化能源危機,迫使人們希望玻璃幕墻不僅僅滿足建筑學要求,同時也能降低建筑能耗,現代化雙層幕墻剛好能滿足人們的這一要求,特別是在德國,將雙層玻璃幕墻技術發展的極為完善。
結合東北嚴寒地區的特殊氣候特點、經濟水平與技術現狀,探索智能雙層幕墻系統的“低技”集成技術,降低建設、運營、維護成本,提升綜合效益,從而推進東北地區與嚴寒地區氣候特征相適宜的建筑外圍護體系新材料、新技術的應用拓展。智能幕墻“低技”集成技術依托了傳統智能雙層幕墻系統的核心理念,依靠內外雙層表皮圍合空氣緩沖腔,設置智能控制的通風口,調節空氣在緩沖腔內的流動,達到通風、降溫、隔熱等節能效果。創新研發重點體現在幕墻內外表皮系統設計上,強調了靈活運用“低技”的材料與技術,適當減少在嚴寒氣候條件下易損耗的構件系統,整合多種建筑圍護體系的優點,集成為具有寒地特色的雙層幕墻系統。
3.采光增效遮陽板技術
需要遮陽的建筑通常也需要減少由電力照明產生的內部熱量。然而,遮陽設施不僅阻斷了窗戶的天空視野,而且也減少了室內采光水平。例如,當一個7.3m進深的房間,其外部有1.8m的水平懸挑板時,窗戶附近的照度會下降30%,而后墻附近則會下降22%。其他研究預測,與建筑表面成45°角的外部豎向擋板會將照度減少50%。然而將水平遮陽板精確打孔或做成百葉格柵。在保持同樣的遮陽效果下,還會有將光線反射到室內空間的功能。窗戶也能通過百葉的良好設計“看到”更多的天穹,遮陽便增加了室內天然采光。
為了利用天然光的反射,百葉顏色應該是淺色的,用百葉遮陽板將大部分擴散光反射到室內空間。因為從遮陽板反射的光線是一個潛在的眩光源,遮陽設施應被仔細地安放在居住著的視野范圍之外,在選擇遮陽設施的材料和飾面時,用那些反射光線但不反射熱量的材料飾面時很重要的。例如白色噴漆,只反射光線但不反射熱量,磨光的金屬既反射光線又反射熱量。顏色的反射率可以在上面色彩反射率中找到。設計者應該避免使用可作為太陽輻射的反射體的材料和飾面。
在向陽的立面上,不透明的遮陽設施其背面會顯得陰暗,例如在水平遮陽的底部。這種背光的黑暗面與背光照射的表面形成對比,會引起眩光。因此遮陽設施的背光一側的顏色應該非常淺。有孔的遮陽板,允許少量光線穿過遮陽板表面而照亮其下表面,并且同時仍能阻擋大部分太陽輻射。
百葉的角度發生改變,可以靈活的對陽光角度進行控制,冬季可以反射低角度的陽光,使陽光進入到北側房間里。夏季可以直接將太陽輻射反射到建筑外圍。