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1立面設計
除考慮植物外,遮陽設計也是建筑節能的一個必不可少的環節。遮陽設施能合理控制太陽光線進入室內,減少建筑空調能耗和人工照明用電,改善室內光環境。采取有效的遮陽措施,降低外窗太陽輻射形成的建筑空調負荷,是實現建筑節能的最有效方法之一。一方面,遮陽通過阻擋陽光直射輻射和漫輻射的熱,控制熱量進入室內,降低室溫、改善室內熱環境,使空調高峰負荷大大削減。另一方面,適量的陽光又使人感到舒適,有利于人體視覺功效的高效發揮和生理機能的正常運行,給人們愉悅的心理感受。本方案初步決定采用活動百葉遮陽。對于所選的技術手段有了初步的定位之后,建筑體塊的推敲對建筑立面的美觀又成了難題??紤]到場地周圍的建筑特點,將建筑形體設計成如圖1所示的體塊。其凸出部分種植爬藤,整個構件采用流線型,除了與周圍建筑相互呼應之外,還為了給人以充滿活力、蓬勃向上的感覺。但此時的建筑有頭重腳輕的感覺。為了使整個建筑看上去穩重,主入口變得突出,人流導向更加明確。我們做了很多種嘗試:對于突出主入口方面,除了用立面綠化構件加強主入口上部的體塊感外,還用挑出的流線型雨棚來增強這種視覺沖擊力;著重分析初始立面方案,并查閱許多成功建筑案例之后得出建筑顯得“輕”的原因:建筑一層閣樓及其以上均設計了出挑的遮陽構件,增加了上層空間視覺體積,而一層只有玻璃幕墻這種透明材料覆蓋在表面,使建筑上下虛實對比過大從而產生了頭重腳輕的錯覺。為此,將建筑的建筑構件延伸至一層,并用連接的方式將百葉遮陽構件與建筑立面有機的結合起來,使建筑渾然一體。
2遮陽設計
通常建筑遮陽的措施有三種:綠化遮陽、位于窗口的建筑構件遮陽和專設遮陽設施。
2.1綠化遮陽遮陽與綠化相結合對于建筑來說,同時滿足了功能和美觀上的要求,在達到遮陽效果的同時,也給建筑增添了幾分綠意和生氣。不過對于中低層建筑來說,它既有效又經濟美觀,對于高層或者超高層來說雖美觀但造價就相對偏高。綠化遮陽的形式比較多,可以在建筑外設置如在窗外一定距離種樹,落葉喬木夏季枝繁葉茂可以遮陽,冬季落葉遍地又不影響取暖,對于夏熱冬暖地區,常青樹木的種植就可以部分季節的長期的使建筑得到一個良好的這樣效果,植物的蒸騰作用可以將建筑周圍的空氣蒸發,帶走地表的熱量,同樣的,近地面的低矮灌木以及草地也能甚至更明顯地達到降低來自建筑物和地面的反射的效果;另外,可以種植一些攀緣類的植物在建筑外墻上,比如山墻,陽臺,窗戶等等,可以起到很好的美化和遮陽效果;最后就是屋頂花園的設置,是常見的一種降溫綠化形式,同時美化了城市上空的景觀。(1)周邊植樹。對于我國來說,在建筑周邊合理距離內種植的樹木多選用形體高大,樹冠肥厚的落葉喬木。這樣的樹木對中低層的建筑提供有效的圍護結構的遮陽效果。但與此同時,建筑的通風效果也不能忽視。例如,高大密集的植物,比如大喬木和大灌木的種植最好避開建筑夏季主導風方向,以免阻擋主導風的速度,甚至有可能影響風的風向。另外還要注意植物對光線的影響,太過密集的植物不適合在離窗口太近的地方種植,以免室內的自然光照收到阻擋和削弱。(2)屋面綠化。屋頂花園近些年比較受追捧,作為第五立面的美化,整體美觀且實用,對于密集的現代城市來說是合理利用資源創造戶外活動場地有效途徑,同時對于建筑的屋頂隔熱效果也是非常顯著的。(3)墻面綠化。墻面作為重要的維護結構,對其進行遮陽和美化具有重要的意義。對墻面綠化不僅是一種有效的遮陽,同時也是立面裝飾的很好選擇。通常綠化植物會選擇爬騰植物,安全且易于生長,如爬山虎、牽牛花等這類比較實用美觀的植物。為了促進其生長還搭架拉繩。
2.2專設遮陽設施(1)窗外部的遮陽方式。過去建筑的遮陽設施都采用固定遮陽,雖有較好的遮陽效果,但是也不可避免地帶來與視野采光、自然通風、自然取暖、多方面需求的之間的沖突。而且也造成部分建筑立面過于死板的狀況?,F多采用活動遮陽來緩和這些矛盾。它可以滿足使用者依據個人喜歡和環境變化來自由控制這些遮陽設施的工作狀況。一般采用的形式多為卷簾式遮陽、頂篷式遮陽、紗幕式遮陽、活動百葉遮陽等。(2)窗內遮陽方式。家家戶戶對裝飾,遮陽,隱私等多方面的需求而在室內窗子處安裝窗簾和卷簾等,這也叫做內遮陽。內遮陽的形式多種多樣,比如窗簾的形式就有很多種:百葉、卷簾、垂直式等等。從材料上來說,內遮陽采用的材料也是豐富多樣的,例如布、金屬、竹子、木止、塑料等等,不同的材質能創造不同的這樣效果和氛圍。內遮陽在滿足功能上的需求的同時也有一些不可避免的弊端。比如溫度的影響,穿過玻璃的太陽福射被遮陽簾吸收,溫度上升,變成一個室內的熱福射源,從而使室內溫度升高,舒適度降低。(3)窗上置式的遮陽方式。中置式遮陽的形式多在高層和公建中使用,因為工藝和造價要求比較茍刻。它的遮陽設施通常設置在雙層玻璃的中間,并與窗框及玻璃組合成為整扇窗戶,整體性較強,多由工廠一體化生產成型。遮陽效果較好,且比較靈活,但應用并不十分廣泛。⑷采用具有遮陽性能的玻璃遮陽方式。遮陽玻璃,顧名思義是利用窗戶安置的玻璃自身的特性來阻斷部分光線和熱轄射進入到室內。玻璃選擇遮陽系數小的對建筑節能的影響很大,熱反射玻璃、低福射玻璃、吸熱玻璃都是比較常見的遮陽性能好的玻璃。它們的遮陽系數較低,遮陽效果好。不過吸熱玻璃和熱反射玻璃因自身的特性而產生不同程度的采光影響,透光性能則相對較好的為低福射玻璃。
2.3本案選擇該設計方案中,遮陽設計采用活動百葉遮陽中的水平外百葉遮陽以及屋面、墻面綠化遮陽。屋面和墻面的綠化遮陽形式不僅可以美化建筑立面而且對建筑保溫和隔熱有極其顯著的效果。而墻面綠化也是本案建筑立面效果的重要設計要素。以手動或機電器件實現活動式遮陽裝置自動控制遮陽效果。它的最大優點在于最有效地利用和限制太陽輻射的目的,按需要控制進入室內的陽光,不需要較高的專業設計水平,但運行維護成本和造價相對較高。同時室外遮陽百葉與建筑融為一體,豐富了建筑的立面造型,而且還有效的解決了建筑內部的私密性和防盜問題。這種遮陽裝置的調節方式亦簡亦難,在每年不同季節進行兩次的調節方式即可保證有效且便捷地達到遮陽和日照效果。在氣溫逐步上升的春末,可以以手動方式伸展打開遮陽裝置;而在高溫期結束的秋末,則收回遮陽裝置并將建筑完全暴露于陽光照射之下,獲得充足的日照,滿足室內需求。該方案遮陽設計中將遮陽百葉放置與建筑窗的外部,通過對其百葉角度的旋轉來改善室內的進光量。冬季可將收起適當面積的百葉,而更多地讓陽光照進室內;在夏季則將百葉均勻鋪開,有效阻止大面積的太陽輻射進入室內,又能滿足均勻合適的日光照度。與內遮陽相比,可以有效阻止太陽輻射入內,而且比較靈活自由地美化建筑的造型,適用于對隔熱和保護要求較高的建筑,整體符合綠色建筑原則的要求??偠灾捎眠@樣形式的遮陽能夠有效降低能耗,節約積累下來可在2~8年內回收投資成本。它的使用時間長而且不需要過多的保養消耗,同時能夠塑造一個綠色、健康、舒適的室內環境。因而本次建筑設計中采用智能遮陽百葉作為遮陽維護的主要要素是具有一定科學性和有效性的。
3屋頂排水、綠化設計
3.1屋頂排水通常建筑屋頂排水對屋頂滲漏和建筑立面的保護有著極其重要的意義。通常建筑的平屋頂排水方式分為有組織排水和無組織排水。(1)無組織排水:是指屋面雨水自由地從檐口滴落至室外地面,也稱為自由落。它的優點是構造簡單且造價低、不易漏和堵。然而卻因屋面雨水自由落下而濺濕墻面,久而久之使得墻面變臟且損壞。它通常適用于少雨地區和低層建筑或者是對于對建筑外觀和質量標準不高的低層建筑和一些臨街的建筑。(2)有組織排水:顧名思義,是通過一定的合理安排和鋪設,使得屋頂雨水順著安排而排出。通常又分為有組織分內排水和外排水。有組織排水要求建筑屋面流線簡單,檐溝或天溝保證通暢無阻塞且雨水口負荷適當且布置均勾。它能將屋面雨水有組織地排至室外地面而避免了檐口落下的雨水污染墻面,但是整個實施過程要求工藝較好,如若外理不當則會出現堵塞和漏雨而造成更多麻煩。因此整個工程構造復雜,造價偏高。但是實施得當對于建筑外觀和保養都有較好的效果,因此非常適用于較高的建筑物或者處于降水豐富地區的建筑。整個實施過程要求建筑屋面的流水線最好不會太長,在寬度較小屋面可采用單坡排水;而如12m以上,寬度較大的屋面則適合采用雙坡排水。屋面的每個雨水口應當承擔150~200m2的集水面積,而檐溝或天溝應做0.5%至1%的縱向坡度,這一才能使溝內雨水迅速排至雨水口,檐溝凈寬不應小于200mm,而分水線處最小深度則應大于80mm。同時墊置坡度宜采用石灰爐渣等輕質材料。
3.2有組織排水常用排水方案一般有組織排水方案有兩種:檐溝外排水和女兒墻外排水。檐溝外排水(平屋頂挑檐結構形式)。6.3本案選擇本方案原本意用女兒墻外排水,在屋面與女兒墻的交接處做出一個1%的縱坡,讓屋頂的雨水沿此縱坡直接流向彎管式水落口,再引導流入墻外的水落斗及落水管。此排水方案是一種常用的形式,施工簡便又經濟,整個建筑體型也較為簡潔,但是水管通常顯露于外,影響建筑的整體性。因此。后考慮到建筑外立面的美觀,故改為暗管外排水。兩者之間的排水的施工做法恰恰相反。先在女兒墻的內部挖一檐溝,讓屋面的雨水直流其內,溝內作1%的縱坡,可以將收集的雨水引向水落口。將整個落水管設置在靠近墻角或柱腳的位置。并且為了隱藏落水管和美觀的目的可以在其外部加以裝飾。屋頂綠化的植被選擇佛甲草,以其為種植屋面,是因為該種植植被生命力強,蒸發散熱大且具有良好的耐寒性的優點,同時該種植屋面也屬于輕質種植屋面,不會增加過重的屋面荷載。它不僅能夠滿足實用與裝飾復合性的功能需求,而且還可以起到改善建筑的微氣候、提高周邊空氣的質量和降低周遭環境噪聲等積極的作用。
4各個階段之間的銜接
建筑設計階段每個階段看似分離實則是個統一體。如:在方案設計階段除了每個功能之外還要考慮每個用房所需要的面積、長寬比。建筑的形體、立面在此階段也是要充分考慮的。只能說在每個階段都有這個階段應該為主的一項任務,但其他的因素也必須同時考慮在內。建筑是一個整體,不能只顧全其中的某一部分而是要統籌考慮的。設計的階段性為一個好的建筑設計的誕生創造了很好的條件。而作為設計師的我們在每個階段之間的銜接上需要仔細斟酌,根據不同性質、不同類型的建筑特點確定階段之間的銜接,提高效率。對設計過程中的分析也是必不可少的,它是隨著設計過程展開的,這個設計過程不是一個線形的過程,而是在某一個設計師的靈感指導下完成建筑設計。因為社會經濟文化環境的發展,建筑也出現了許多以前未有的新類型,對建筑設計內容和工作程序都提出了新要求。
5結束語
總之,筆者認為在設計建筑方案時,建筑設計過程中的分析,成了使建筑方案系統化的橋梁。只有在設計中對設計方案不斷分析,通過一定的發現與解決問題,才能使建筑更加完善、具體、系統。
作者:李中南單位:廈門新區建筑設計院有限公司