1、諾曼福斯特一：適宜的室內(nèi)溫度，濕度二：盡可能多的自然采光（減少人工照明能耗。）三：自然通風（減少機械通風能耗）德國法蘭克福德意志商業(yè)銀行總部中庭自然采光。室內(nèi)綠化與中庭采光生態(tài)建筑大師-托馬斯。赫爾佐格的作品 托馬斯赫爾佐格在從事建筑設(shè)計活動中除了運用各種新材料、新構(gòu)件、新系統(tǒng)之外，也一直在研究和開發(fā)更新、更生態(tài)、更合理的材料、構(gòu)件和系統(tǒng)，如：佩托卡波那外墻體系、菲舍爾立面組裝系統(tǒng)、日光柵格系統(tǒng)等。 托馬斯赫爾佐格更關(guān)注的是建筑與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)基礎(chǔ)上自身的節(jié)能程度、技術(shù)的精確性和高效性。通過精心設(shè)計的建筑細部提高資源和能源的利用效率，減少不可再生資源的耗費，來達到對生態(tài)環(huán)境的關(guān)注。托馬斯說：“生
2、態(tài)建筑，并不是簡單的綠化和陽光，其真正的目標是為生態(tài)建筑，并不是簡單的綠化和陽光，其真正的目標是為了節(jié)省資源、能源和保護環(huán)境了節(jié)省資源、能源和保護環(huán)境。”托馬斯赫爾佐格的大量作品所遵循的生態(tài)建筑設(shè)計原理和策略：1 緩沖空間的營造現(xiàn)代建筑物理學研究表明，使用者對于建筑空間的熱舒適性不是一個恒定的指標而是一個區(qū)域，并且這個區(qū)域還由于季節(jié)、服飾、使用者的不同發(fā)生一定偏移。這也就是說，單純使用機械空調(diào)措施并不能滿足使用者舒適度的要求，而且大量消耗能源。營造緩沖空間就是根據(jù)建筑使用功能的區(qū)別，針對不同使用頻率的建筑空間進行不同處理的設(shè)計原理。在赫爾佐格的作品中，常常把輔助空間或不能使用的消極空間作為緩沖
3、空間來保證主要使用空間的舒適度，主要表現(xiàn)為幾種策略：（1）鮮明的空間分區(qū) 赫爾佐格的作品總是把使用頻率較少的輔助空間置于北向，利用保溫良好的材料形成封閉空間。這樣的緩沖空間既可以遮擋北來的寒風侵襲，也由于分時供能而最大現(xiàn)對的節(jié)約了能源。在青年教育中心的平面布局中，經(jīng)常使用的客房空間置于在南向，而輔助的衛(wèi)浴布置在北向，僅在使用時快速升溫即可。使用時再供能使用頻繁，持續(xù)供能根據(jù)空間使用頻率鮮明劃分空間。與衛(wèi)生間節(jié)水方式類似。（2）中庭空間的營造霍次大街住宅中庭一：中庭空間由于溫室效應能在冬季發(fā)揮重要的保溫作用。但常常因夏季過熱需降溫而消耗大量的能源。赫爾佐格策略：利用空間高度以形成足夠的溫差來帶走
4、熱氣流，同時維護結(jié)構(gòu)一定要真正起到遮陽的作用 在霍次大街住宅開發(fā)項目中，在寒冷冬季，中庭 收到太陽輻射而溫度升高，能大幅度的減少臨近住宅 的取暖能耗；而夏季余量能夠透過大廳屋頂上的開口 排出室外，同時涼爽的空氣從底層進入，以保證建筑 能在夜里冷卻下來。中庭空間發(fā)揮了良好的熱緩沖的 作用，從而使住宅空間的熱環(huán)境相對穩(wěn)定，從而節(jié)約 能源供給。中庭空間能量交換圖（3） “溫度洋蔥”的措施 就是按照不同的使用溫度要求，把不同使用空間從內(nèi)向外依 次布置。通過設(shè)置具有梯度的空間，達到最大限度的節(jié)能。 在Pfalz的小別墅項目中，將 需要保持較高溫度的洗澡間置于 建筑最深處，其他空間依次布置，最外層還設(shè)置太
5、陽房作為室內(nèi)外 緩沖空間，以保證室內(nèi)溫度穩(wěn)定。2 采光與遮陽的協(xié)調(diào) 最大限度地利用自然光不僅能夠節(jié)約大量能源，還是使用者生理和心理舒適的基本要求。伴隨著現(xiàn)代大體量建筑的出現(xiàn)，建筑空間往往忽視了對自然光的利用。 但是，由于自然光的使用也容易伴隨著過多的熱量引入。因此，協(xié)調(diào)解決采光和遮陽是赫爾佐格作品的重要課題，其主要表現(xiàn)為兩種策略：北向光線的利用北向光線的利用，采光與遮陽的轉(zhuǎn)換采光與遮陽的轉(zhuǎn)換。 （1）北向光線的利用 北向光線屬于漫射光，且?guī)в械奶枱崃俊Ｆ涑Ｓ檬址ㄊ峭ㄟ^反射作用，較少，因此在赫爾佐格的作品中被大量使用把北向光線均勻引入室內(nèi)。 在漢諾威26號展廳中，為了給高大展覽空間提供質(zhì)量的均
6、勻照明，光線通過大面積北向天窗上的百葉，折射到展館室內(nèi)屋頂上巨大“反射板”而引入更遠的公共區(qū)域， 從而使光線均勻分布。 在林茨的設(shè)計中心項目中，通過在屋頂上的一種塑料格柵，將北面光線反射、折射進入室內(nèi)，而將南側(cè)直射光線過濾，這樣就使展示區(qū)獲得高標準的采光，且不犧牲室內(nèi)熱舒適度，也不增加額外能耗。漢諾威26號展廳林茨的設(shè)計中心折射，反射改變光線線路，特定材料使光線均勻分布 自然通風是在滿足建筑換氣量的同時并不增減額外能耗而是建筑降溫，從而提高室內(nèi)舒適度。相對于現(xiàn)今大量使用的機械通風和制冷來說，自然通風具有方便、清潔的優(yōu)點，但是也具有低效的缺陷。 在赫爾佐格的作品中，一方面最大限度地利用和組織自然
7、通風，另一方面也把機械通風作為必要的補充，進而滿足室內(nèi)舒適度的要求。這里重點分析其組織自然通風的方法。大致可分為：一一般建筑的通風，大廳型空間的通風，高層建筑的通風。般建筑的通風，大廳型空間的通風，高層建筑的通風。3 自然通風的組織 （1）一般建筑的通風 小體量建筑的自然通風往往采取直接利用外窗進行空氣交換的方式。同時，也有利用內(nèi)部空間的得熱不同，即熱壓通風（由于空間內(nèi)不同的溫度而產(chǎn)生了熱空氣向冷空氣處流動的現(xiàn)象）而進行的通風設(shè)計。 在著名的雷根斯堡住宅中，南向的玻璃溫室，在冬季，發(fā)揮白天收集儲存熱量、晚上釋放熱量、阻隔室外寒氣的緩沖空間作用；在夏季，則因下部空氣受熱升溫而向北側(cè)上部出氣口運動
8、的氣流，并把室內(nèi)多余熱帶走。 雷根斯堡住宅冬夏通風分析圖夏季白天(反射遮陽，空氣流通帶走熱量）夏季夜晚（熱壓通風-熱-冷流動）冬季白天（儲蓄熱量）冬季夜晚（釋放白天儲熱） （2）大廳型空間的通風 大體量的建筑空間僅靠熱壓通風效果并不明顯，為了更好的促進自然通風，風壓通風常常與熱壓通風一起發(fā)揮作用。在（氣流從開闊高出通風口處進入狹窄渠道后速度驟然增加的現(xiàn)象）而大空間出風口的上部常設(shè)有阻流式封蓋板，其作用不僅是遮擋保護出風口，還由于其一定距離，且設(shè)計成中間下部凸出的形式，形成文丘里效應極大促進室內(nèi)空氣流出。另外，在進行通風設(shè)計時，由于大廳規(guī)模及使用性質(zhì)不同，進風口的位置也選用了不同的形式（一般進風
9、口在建筑下部）。如漢諾威26號展廳項目中，新風從距離底面4.7m高度吹進，冷空氣緩慢下降后逐漸升溫后再從高起的屋頂排出。氣流緩慢下降后又上升的過程可以最大限度地回收室內(nèi)上升空氣的余熱，還減少了對工作區(qū)使用者的影響，也使大空間內(nèi)氣流盡量均勻。 漢諾威26號大廳通風示意圖文丘里效應（氣流從開闊高出通風口處進入狹窄渠道后速度驟然增加的現(xiàn)象）而極大促進室內(nèi)空氣流出。風壓與熱壓結(jié)合 （3） 高層建筑的通風 由于具有足夠的高度，在貫穿全樓的豎井中很容易形成空氣壓力差，即“煙囪效應”。在OBAG管理大樓設(shè)計中，房間的空氣交換通過立面自然通風，新鮮空氣經(jīng)過室內(nèi)使用后加熱進入豎井排出室外。這種措施高效且不消耗能
10、源。但是應注意避免交叉污染并做好防火措施。最常見的煙囪效應是火爐、鍋爐運作時，產(chǎn)生的熱空氣隨著煙囪向上升，在煙囪的頂部離開。因為煙囪中的熱空氣散溢而造成的氣流(Draft)，將戶外的空氣抽入填補，令火爐的火更猛烈。 煙囪效應亦可以是逆向的。當戶內(nèi)的溫度較戶外為低(例如夏天使用空調(diào)時)，氣流可以在煙囪內(nèi)向下流動，將戶外空氣從煙囪抽入室內(nèi)。 4. 應變界面的構(gòu)造 有學者評價赫爾佐格的建筑作品“發(fā)揮主要作用的不是結(jié)構(gòu)，而是動態(tài)而變化的表皮，它與特定場所發(fā)生聯(lián)系，對變換的環(huán)境做出回應。”我們認為，在赫爾佐格的作品中，不僅僅是表皮發(fā)揮了構(gòu)造良好的室內(nèi)舒適環(huán)境，而是由內(nèi)向外的各個界面共同構(gòu)建了一個與自然相
11、協(xié)調(diào)的生態(tài)環(huán)境。建筑界面阻斷光線和熱量的交流、隔絕聲音、存在的目的是分隔不同的空間質(zhì)地，遮蔽雨水等，同時，界面還作為不同空間質(zhì)地的中介物，有將若干空間質(zhì)地在不同空間之間轉(zhuǎn)移傳遞的作用，如采光、通風、采聲等。 建筑界面的效應（1）建筑的外界面 在他的作品中，建筑外界面表現(xiàn)為一種選擇透過的“膜效應膜效應”特征。v 一種是根據(jù)北極熊皮膚 的特征而發(fā)明的TWD外墻板外墻板 材材。這是一種半透明的黑色 板材上有透光保溫材料的構(gòu) 件，其特征是大量吸收太陽 輻射熱并存儲后緩慢釋放到 室內(nèi)空間。在雙戶住宅和青 年教育中心客房等項目具有 使用。雙戶住宅（應用TWD外墻板材）v 另一種是“雙層立面雙層立面”構(gòu)造（
12、Double Skin）, 即兩層立面，中間形成空腔的形式。這種界面形 式具有保溫、隔熱、通風、隔聲、遮陽等綜合的 生態(tài)效應。雙層立面中間空腔作為環(huán)繞主要空間 的走廊，外層界面內(nèi)側(cè)的遮陽百葉避免過多太陽 輻射，上下貫通的連續(xù)外層界面的腔體內(nèi)，由于 “煙囪效應” 形成良好的自然通風系統(tǒng)，中間空氣 間層能有效保持主要空間熱穩(wěn)定而大量節(jié)省能源。 在夏天，雙層立面頂部的帶形天窗可以開啟，使 空氣可以從屋頂上方排出；在冬季，廢空氣被抽 至雙層立面之間，再由地面管道引導至熱回收設(shè) 備中。自然通風系統(tǒng)保證了空氣循環(huán)，減少了機 械通風的運行。另外，由屋頂太陽能光電池供電 的風扇強化了通風作用。可見，“雙層立面
13、”可用 于不同規(guī)模的建筑中，都能發(fā)揮良好的生態(tài)效應。德國貿(mào)易博覽會有限公司大樓（雙層立面）（2）建筑的內(nèi)界面 一般來說，內(nèi)界面主要包括 內(nèi)部 直界面和水平界面 因此，垂直界面的設(shè)計上 也相當靈活。在巴伐利亞的工 作室設(shè)計中，室內(nèi)空間的分隔 是可移動的膠合板墻，根據(jù)使 用的需要進行自由推拉，從而 最大限度滿足空間使用靈活性。巴伐利亞的工作室另外，在室內(nèi)水平界面不僅作為承重構(gòu)件，還作為散熱 或制冷設(shè)備發(fā)揮作用。這種措施實際上與傳統(tǒng)的火坑或火地的設(shè)計如出一轍，其優(yōu)勢是采用了大面積，小溫差的熱影響方式能夠在最少耗能情況下營造最佳的舒適空間。 水平界面被加熱或制冷來影響室內(nèi)熱環(huán)境德國貿(mào)易博覽會有限公司大樓， 建筑工業(yè)養(yǎng)老基金會擴建等項目中使用過此方式。競賽中可以考慮的的對綠化建筑有利的基本問題：一：最大化使用綠地。（屋頂花園和節(jié)地）二：建筑對風能的利用考慮，氣流與熱量的考慮。如中庭氣流，立面洞口氣流。三：對光能利用的考慮和日照考慮。
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