1、生態建筑實例分析日本愛知世博會政府館 竹材的生態設計日本愛知世博會政府館的生態體驗概述：作為這次世博會的舉辦國，日本對于自己政府展館的修建相當重視，除了給予充足的資金支持外，從建筑室內設計和施工以及展品選擇上都下了很大功夫。由于沒有標準展示單元的限制，展館在建筑設計上可發揮的空間比其他國家展館都大。其建造理念表達了重新連接漸漸疏遠的人類與自然的關系。（愛知世博會長久手主會場的日本館）一、細節設計體現原生材料，生態材料的靈活運用。長久手日本館的外觀猶如一個蠶繭狀的巨大竹籠，這是受蛹、繭和地球大氣層的啟發而設計的。“竹籠”長90米、寬70米、高19米，構架是用竹子做的，外面的屋頂和墻體是紙做的，它
2、可以使陽光變得柔和，保持展館通風、涼爽怡人。竹子經過特殊的煙熏處理，克服了發霉、龜裂、蟲害等弱點，重量輕，再利用性能優異;竹纖維的吸音性能和隔熱性能優越;把竹子編成六股使用，則使整個建筑既美觀大方，又堅韌牢固。“竹籠”材料全部可以再生利用，最后就作為學生教科書的用紙。這里應用了各種各樣的新技術，包括采用最尖端技術的新能源系統、降低空調負荷的竹籠、超親水性光觸媒鈦鋼板流水降溫屋頂、通過植物葉子蒸騰給周圍帶來清涼的綠化墻和可重歸土壤的外墻和磚。長久手會場的日本館是日本政府館的主展館，位于日本展區內鯉魚池的西側，占地面積8029m2建筑基礎面積4147m2,樓面面積5947.05m2。由日本設計株式
3、會社負責建筑施工圖設計，熊谷組建筑公司施工，建筑總造價15億日元（約合人民幣1.17億元）。除利用了大量地原生建材之外，長久手日本館也使用了一些采用高科技技術的新型綠色建材。如內層建筑的北墻采用了一種新型外墻體，它是由聚乙烯酸塑料（Poly Lactic Acid Plastic）、發泡緩沖材和空氣泡（Air-Cap）構成。由于這種外墻體材料均為淀粉和食品廢棄物制成，所以在廢棄之后，經粉碎發酵，在不到4個星期里就會在微生物的作用下還原為原生土壤。同時，內層建筑的屋面采用了一種光觸媒金屬表面涂了一層氧化鈦薄膜，在太陽紫外線的作用下，會產生活性氧，進而分解有機物，在雨水的沖刷之下，達到自己洗凈作用
4、。而這里采用光觸媒金屬板更重要的目的，從而減少夏季的空間負荷。此外，該館的地面采用節能的低溫燒制的鋪地磚。這些鋪地磚經特殊處理后，不僅可以保證展覽會期間有充分的強度，而且在移動室外約2年左右后，會還原成土壤。(日本館的節能鋪地磚)（日本館的新型外墻體）長久日本館是才用了天然材料級新環境技術的實驗型展示館。這個展示館采用以淀粉及食品廢棄物為原料的生物分解性塑料外壁板，利用新能源的電力供應等，是一個考慮環保的技術寶庫。二、“自然地睿智”的生態設計理念。為表現此屆世博會“自然地睿智”這一主題，工程設計總負責人彥本裕認為日本館的設計理念應該是：“在這里（日本館設計），主語是日本，對地球環境的思考是內容
5、“。愛知世博會的日本長久手主題館的建造，它整體“竹繭”的造型以及所運用的“竹尺”給人留下特別的印象：“長久手會場日本政府館用100的新能源供電，采用了光觸媒鋼板房檐以及灌水冷卻效果、通過使用竹欄減少日光照射量，成為一個可以感受到新材料和新環境技術“繭”的形象作為建筑的造型。在這個展館的設計中，主體結構基本為全竹結構，而且竹并不僅僅作為結構而存在，竹材料同時以各異的方式組合而應用于各種場合，如頂棚、屋檐、隔墻等等，這充分展示了利用竹材料多變的方式。長久手日本館把日本的竹文化演繹的十分到位，緊扣展覽會的主題“自然的睿智”，一方面把竹子作為顯自然的載體，另一方面通過獨特的構筑方式展示著設計師們的“睿
6、智”單獨的每一片竹尺，十分自然平常，而被組合在這樣的一個巨型結中，便展現出竹材料的特殊意義。根據他的設計，展館由內外兩層組成（被稱之為二重膜）。外層是一個巨大的、像蟬繭一樣的竹籠子是地球表面的大氣層，用以進行環境調整的裝置。因為世博會主要橫跨名古屋的炎熱夏季（5月中旬到9月），竹籠可以幫助建筑物內層的通風遮陽。竹籠最長處93.5m，最寬處73.5m，高19.47m，共用了日本九州及關東地區產的真竹2萬3千根，是目前世界上最大的竹建筑。所用的這些竹子都經過特殊加工，克服了易裂易腐的弱點。竹籠子的制作類似編大竹筐，分為骨（構造層）、筋（連接層）、皮（表層）三個部分。竹子與竹子之間連接不用金屬，而是
7、依靠自身相互纏繞，或用強度大且經過防腐處理過的麻繩綁在一起。(日本館南立面及縱斷面Double Cover)（日本館平面及細部剖面）展館的內層是一個雙坡屋面、屋頂部高低錯開的二層木結構建筑。其南側外墻采用了一種與竹子同屬一科的植物Kokumazaza來綠化，由于植物葉子表面的蒸發作用，不僅起到了冷卻建筑外墻的效果，而且降低了建筑整體周圍的溫度。在與無綠化外墻的比較試驗顯示，有無此綠化的氣溫竟相差7。（日本館的竹籠子）三、傳統民居做法的融合為讓參觀者親身感知如何利用現代科技或古老的睿智，來幫助人類與自然和諧共存，體現減少環境負荷與可持續發展，長久手日本館使用了大量有革新技術的自然建材。如內層建筑
8、的屋頂上覆蓋了竹片作的瓦。這種竹瓦是借鑒日本大分縣玖珠丁地區一些民居房屋的做法。 （日本館的竹瓦利用）此外，還有用竹纖維為基本原料，外加30%的聚酯纖維制成的吸音隔熱材料。它被廣泛使用在填充墻、頂棚和空調送風管的隔熱材料上。同時，為了減少金屬連接物，竹子還被加工成直徑18mm，長1530mm的連接材料（一種筒狀物，可以承受1.2t的剪力）。配合黏結劑，可作為材料與材料之間連接的暗榫使用。為了保護山林，必要的間伐是不可少的。而間伐材由于是木材短、直徑小且木節多等缺點，很少被作為建材使用，但這次卻把它制成束柱、組合柱、編成材以及箱型梁用在構架上。(傳統的編竹樣式的應用)束柱是把9根間伐材（中間一根
9、直徑170mm，周圍8根直徑100mm）用竹制的暗榫連接在一起，做成斷面像花一樣的柱子。而組合柱是用4根束柱組合在一起，構成了一個高18m的框體柱子。 （日本館的束柱） （日本館的暗榫） （日本館的組合柱）此外，這些間伐材也可以被黏接集合成一種叫做編成材的大斷面柱子（300mmx300mm）。箱型梁是把斷面為105mmx105mm的間伐材組裝成梯子形狀，兩側用12mm厚的木板夾住，形成的一種高強度的輕質箱型梁。這些創新設計不僅為使用間伐材提供了一個有效利用的方法，并為室內創造了一個特殊的裝飾效果。 （日本館的箱型梁）結語：竹材的本身是一種具有極強生態意義的材料。但僅僅在設計中使用生態材料并不是生態設計的全部。愛知世博會長久手日本館在構思的過程中選取竹作為生態構筑材料并不是偶然的。愛知縣所處的大分市(Oita）是日本盛產竹子的地方，在當地有制造竹建筑，加工產品的傳統；竹材料本身具有不可回避的耐久性問題在博覽會建筑中好被取長補短了，因為竹子的生長迅速并且也極易腐蝕，但博覽會建并沒有對材料的永久性提出很高要求，而且正是由于這樣的因素使其用在用過就拆的博覽會建筑上，更能體現生態材料的意義。 經濟的高速發展，我們面臨著越來越嚴重的環境危機和能源危機。探索一種人類與自然和諧相處的可持續發展模式，探索“自然的睿智”是每個建筑人必然的發展方向。
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