建筑表皮生態(tài)化分層設計原則及策略

時間:2022-06-25 10:33:23

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建筑表皮生態(tài)化分層設計原則及策略

摘要:文中從生態(tài)理念入手,通過對多層建筑表皮進行分層研究,了解其各個構件與材料的性能,做出科學合理的生態(tài)分層設計。

關鍵詞:建筑表皮;生態(tài)化;分層設計

1建筑表皮生態(tài)化分層設計的原則

1.1實現(xiàn)建筑表皮功能的最優(yōu)化

對于建筑表皮而言,其功能的實現(xiàn)需要依托表皮各層構件系統(tǒng)的共同作用,然而這種共同作用并不是簡單的相加,當這些構件系統(tǒng)共同作用于建筑表皮時,會形成既獨立又統(tǒng)一的關系。這就要求設計者能夠充分發(fā)揮各層構件系統(tǒng)的不同功能,使其能夠有機復合。如果處理不好,各個系統(tǒng)之間會產(chǎn)生矛盾,進而難以達到相對理想的效果?;谏鲜龅目紤],設計者在進行建筑表皮分層設計時,應當遵循功能最優(yōu)化的原則,對各個構件功能做出科學合理的協(xié)調,使其實現(xiàn)綜合性能的提升。

1.2符合建造邏輯

建筑表皮生態(tài)化分層設計與建造既要符合力學邏輯,也要符合表達邏輯。在特定的建筑結構之中,理清并理解基本關系,并在此基礎之上有效確定科學有效的解決辦法,即為符合力學邏輯,這就要求設計者不僅要遵循力學原理,有效利用材料本身的特性,同時還要保證建筑建造的可行性與高效性。表達邏輯可以理解為形式表達的真實性,即將建筑的結構要素、材料特性、力學特征等真實地表現(xiàn)出來。需要注意的是,表達邏輯還需要結合實際情況,綜合考慮時間、地點、地方特色等要素,形成一種動態(tài)的設計理念。

2建筑表皮生態(tài)化分層的設計策略

2.1建筑表皮的功能分類

(1)保溫隔熱功能:近年來,生態(tài)環(huán)保理念逐漸深入人心,保溫隔熱功能能夠減少夏季的熱量傳入與冬季的能量損失,使建筑表皮能夠儲能與節(jié)能。(2)通風功能:建筑表皮在自然通風中發(fā)揮了十分重要的作用,一方面通過合理設計能夠提升建筑被動制冷效果,達到降低能耗、減少污染的目的;另一方面將自然空氣與室內空氣聯(lián)通,對用戶的生理與心理健康都有很大益處。(3)采光遮光功能:建筑表皮采光功能的實現(xiàn)要求其具有一定的透明性,一方面滿足使用者對于自然光的需求,節(jié)能環(huán)保,另一方面還能有效改善室內衛(wèi)生環(huán)境,而建筑表皮的遮光功能具體體現(xiàn)為:一是遮擋直射陽光;二是反眩光。(4)隔音功能:當前噪聲污染成為城市的主要污染之一,建筑表皮的隔音功能是設計者在設計過程中需要著重考慮的一點。(5)防火防水功能:建筑表皮能否防火防水,直接關系到使用者的人身安全,同時也在一定程度上影響著建筑的室內環(huán)境。

2.2建筑表皮構件系統(tǒng)設計

(1)保溫隔熱構件系統(tǒng):要想實現(xiàn)建筑表皮的保溫隔熱功能,就必須將內部需求和外部情況有機結合起來,并在此基礎之上對構件系統(tǒng)的總阻熱進行調控,這就要求所選用的材料能夠盡量減少通過傳導、對流和輻射產(chǎn)生的熱量損失。在實際設計中,一般選用導熱系數(shù)相對較小、放射性低的材料。除此之外,日光輻射也有可能對建筑表皮的保溫效果產(chǎn)生一定影響,基于這一方面的考慮,可采用透明或者半透明的絕緣組合體,這樣冬季就能夠利用太陽輻射向室內供給一部分熱量。一般情況下,多層表皮的保溫隔熱系統(tǒng)可以分為三層:內層界面、空氣間層與外層界面。內層界面主要起到保溫隔熱作用,其余兩層則是輔助作用。建筑表皮構件可以細分為單層構造與復合構造,單層構造就是以單層材料形成保溫隔熱界面,結構相對簡單;而復合構造則是由多種材料組合而成,其主要存在兩種建造方式,分別為三明治建造方式與箱式建造方式。(2)通風構件系統(tǒng):通風構件系統(tǒng)需要從機械通風與自然通風兩個方面入手。目前,大多數(shù)的辦公建筑采用的結構為封閉圍護結構,這種結構采用機械采暖、通風以及空調系統(tǒng)。其優(yōu)勢是能夠對熱環(huán)境進行有效維持,缺點是能源消耗較大。通常情況下,雙層表皮外墻采用室內空氣氣幕這種通風模式,在這一模式之下,機械通風系統(tǒng)會對室內的空氣進行驅動使其先進入到空氣間層,并在其中逐漸升溫并上升,然后再由間層中的小型風扇繼續(xù)驅動,促使其回流到暖通系統(tǒng)中,這樣一來就可以對熱量進行回收。對于自然通風而言,主要存在兩種實現(xiàn)方式,分別為利用風壓實現(xiàn)通風和利用熱壓實現(xiàn)通風。利用風壓即對建筑物內外的風壓差進行利用,由此實現(xiàn)空氣流動;利用熱壓則是讓熱空氣從上部風口排出,讓室外的冷空氣從建筑底部吸入,從而實現(xiàn)通風。一般情況下,通風構件系統(tǒng)作用方式可以分為三種,分別為盒形窗戶通風方式、通風井與盒形窗戶組合通風方式以及走廊式通風方式。(3)采光遮光構件系統(tǒng):直接利用自然光會產(chǎn)生眩光現(xiàn)象,且照射區(qū)域相對局限,因此現(xiàn)階段主要是以間接采光為主,分為光學系統(tǒng)與光線折射系統(tǒng)兩種。在這其中,光線折射系統(tǒng)依據(jù)工作方式的不同又存在兩種實現(xiàn)方式,分別為依據(jù)構件形狀與表面反射性予以實現(xiàn),以及依靠材料本身予以實現(xiàn)。遮光構件系統(tǒng)的設計要考慮到適應性,如果采用固定式遮陽方式,則需要綜合考慮建筑立面、建筑造型處理以及窗過梁的設置,并利用鋼筋混凝土使其成為永久性構件。而可調節(jié)系統(tǒng)則是使用者依據(jù)實際情況進行調節(jié)與控制,具有靈活性的特點。(4)其它構件系統(tǒng):隔音構件系統(tǒng)與其它構件系統(tǒng)一般都是依托于其它界面系統(tǒng),在設計的過程中,隔音、防水防火等功能應當貫穿始終,并在此基礎上科學選取材料。

3結束語

本文主要針對建筑表皮生態(tài)化分層設計核心思路進行研究與分析,首先對建筑表皮生態(tài)化分層設計的目標與原則進行闡述,并在此基礎之上從建筑表皮的功能分類與建筑表皮構件系統(tǒng)設計兩個方面分析了建筑表皮生態(tài)化分層的設計策略。

參考文獻

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[3]張琳琳.基于生態(tài)導向下的舊工業(yè)建筑改造中的復合表皮設計研究[D].西安:西安建筑科技大學,2018.

作者:王小紅 單位:甘肅中凱建筑規(guī)劃設計有限責任公司