《可持續(xù)建筑設(shè)計》ppt課件

1、1,可持續(xù)建筑技術(shù),第五章 可持續(xù)建筑設(shè)計,4.1 引言4.2 可持續(xù)建筑設(shè)計原則 4.3 場地設(shè)計 4.4 形式設(shè)計 4.5 被動式設(shè)計 4.6 文化和歷史的可持續(xù) 4.7 美學(xué)與技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,4.1 簡介,4.1.1 氣候?qū)ㄖ挠绊?.1.2 現(xiàn)代建筑運動中與“可持續(xù)發(fā)展”有關(guān)的建筑活動,4.1.1 氣候?qū)ㄖ挠绊?氣候與建筑的關(guān)系 建筑最本質(zhì)的特征在于：它是人與環(huán)境組成的系

2、統(tǒng)的一部分；從人工產(chǎn)品的 意義上，建筑是人對環(huán)境補(bǔ)償?shù)囊环N手段。建筑本體存在的首要目的是為了保證舒適的室內(nèi)環(huán)境并維持其與自然氣候之間的差異。 現(xiàn)代建筑學(xué)將建筑與氣候的關(guān)系歸納為兩個方面：“用”與“防”的結(jié)合 “用”指充分利用當(dāng)?shù)氐淖匀粴夂蛸Y源(能量)。 “防”指利用適當(dāng)?shù)慕ㄖ侄蝸硐魅跬饨鐨夂驅(qū)κ覂?nèi)熱舒適環(huán)境的不利影響。,建筑與氣候的關(guān)聯(lián)內(nèi)容——自然梯度：差異性與多樣性 地球上自然要素分布的非均質(zhì)性明顯地表

3、現(xiàn)為緯度地帶性，即呈現(xiàn)一種近似與緯線平行由南向北漸進(jìn)的梯度變化。自然要素的這種地帶性分布規(guī)律究其根源是由于太陽能分布按緯度發(fā)生變化而造成的，進(jìn)而引起溫度、降水等氣候因素呈緯向延伸，從而使生態(tài)環(huán)境也相應(yīng)的呈帶狀分布。因此，氣候的多樣性歸因于地球公轉(zhuǎn)時地球表面獲得太陽輻射的差異與周期性變化。 建筑的首要意義是遮蔽自然氣候并塑造舒適的氣候，因此，面對不同的氣候就會有不同的應(yīng)對方式，也會導(dǎo)致不同的建筑形態(tài)，所以說氣候的多樣

4、性造就了建筑的多樣性。如在氣候寒冷地區(qū)，太陽入射角低，為了爭取更多的日照，建筑的間距較大；而在濕熱地區(qū)，建筑中日照的要求讓位于遮蔭、通風(fēng)和避雨，建筑間距較近。,歷史的變遷,古代實踐 古人已經(jīng)對建筑如何適應(yīng)氣候做了積極的探索并形成了一些經(jīng)驗性的認(rèn)識。早在公元前1世紀(jì)，維特魯威(Vitruvius)分別在《建筑十書》的“BOOKI”及“BOOKIV”中強(qiáng)調(diào)了在選擇基地與市鎮(zhèn)規(guī)劃時防止南向太陽輻射及避免潮濕的原則，書中還特別指出：

5、“住宅形式應(yīng)適應(yīng)氣候的多樣性；在北方，房屋應(yīng)南向，前面應(yīng)有遮蔽物；在南方，建筑應(yīng)北向，應(yīng)該更開敞”。 現(xiàn)代主義的嘗試 20世紀(jì)初，現(xiàn)代主義建筑大師們同樣表現(xiàn)出了對自然環(huán)境和地域氣候的充分尊重，并使之成為現(xiàn)代主義建筑設(shè)計理念的一個基點。建筑大師賴特倡導(dǎo)的“有機(jī)建筑” 就一貫表現(xiàn)出對自然環(huán)境的尊重，他相信建筑和環(huán)境應(yīng)該相互融合。他為洛杉磯設(shè)計的斯特奇斯住宅(Sturges House)在各個方向立面上的不同進(jìn)深的挑檐都是根據(jù)不

6、同方位的太陽照射陰影計算的結(jié)果。而1928年勒·柯布西耶在北非的伽太基別墅設(shè)計中深入分析當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c，形成了適應(yīng)熱帶高溫氣候、以“brise soleil”——遮陽構(gòu)架和凹入的廊子為代表的設(shè)計語匯，同樣體現(xiàn)出鮮明的地域特征。,斯特奇斯住宅(Sturges House),各種“brise soleil”,歷史的變遷,當(dāng)代傾向 隨著全球生態(tài)運動的興起，建筑界開始全面理性地審視建筑與氣候的關(guān)系。發(fā)端于歐美國家的生態(tài)建筑

7、研究在早期就將重點置于對地域氣候的關(guān)注，形成了名為“生物氣候地方主義”(Bioclimatic Regionalism)的設(shè)計理論。1963年V·奧戈雅完成其專著《設(shè)計結(jié)合氣候：建筑地方主義的生物氣候研究》，標(biāo)志著生物氣候地方主義理論的確立。這本書概括了20世紀(jì)60年代以前的建筑設(shè)計與氣候、地域關(guān)系的各種成果，將滿足“生物氣候地方主義”設(shè)計理論及人體的生物舒適感覺作為建筑設(shè)計的出發(fā)點，從以往一味孤立地強(qiáng)調(diào)創(chuàng)造人工舒適氣候與自然

8、氣候抗衡，轉(zhuǎn)向追求人工氣候與自然氣候的和諧共生，將建筑對氣候的利用置于一個宏觀的時空背景下來考慮，使之進(jìn)入了一個更高的層次和嶄新的階段。生物氣候地方主義設(shè)計理論注重研究建筑形態(tài)與地域氣候以及人體生物感覺之間的關(guān)系，認(rèn)為建筑設(shè)計應(yīng)該遵循：氣候－生物(舒適)－技術(shù)－建筑的過程。,有機(jī)建筑 有機(jī)建筑非常重視環(huán)境。賴特說：“我努力使住宅具有一種協(xié)調(diào)的感覺(a sense of unity)，一種結(jié)合的感覺，使之成為環(huán)境的一部分。如果成功

9、（建筑師的努力），那么這所住宅除了在它的所在地點之外，不能設(shè)想放在任何別的地方，它是那個環(huán)境的一個優(yōu)美部分，它給環(huán)境增加光彩，而不是損害它”，“有機(jī)建筑應(yīng)該是自然的建筑。自然界是有機(jī)的。建筑師應(yīng)該從自然中得到啟示。房屋應(yīng)當(dāng)像植物一樣，是地面上的一個基本的、和諧的要素，從屬于環(huán)境，從地里長出來迎著太陽?！?有機(jī)建筑還強(qiáng)調(diào)整體概念。 賴特認(rèn)為，建筑必須同所在的場所、建筑材料以及使用者的生活有機(jī)地融為一體?！坝袡C(jī)建筑是一種由內(nèi)而外

10、的建筑，它的目標(biāo)是整體性”，“有機(jī)表示內(nèi)在的一一哲學(xué)意義上的整體性。在這里，總體屬于局部，局部屬于整體；在這里，材料和目標(biāo)的本質(zhì)，整個活動的本質(zhì)都像必然的事務(wù)一樣，一清二楚”?！坝袡C(jī)建筑應(yīng)是對任務(wù)和地點性質(zhì)、材料的性質(zhì)和所服務(wù)的人都真實的建筑”。,4.1.2現(xiàn)代建筑運動中與“可持續(xù)發(fā)展”有關(guān)的建筑活動,流水別墅,少費多用建筑 富勒在1922年提出“少費多用”概念(Ephemeralization)，并在1938年出版的《通向月

11、球的9個環(huán)節(jié)》中加以系統(tǒng)地闡述。少費多用建筑的構(gòu)想有著以下的影響： 第一，對減少資源的耗費具有重要的意義，促使人們在設(shè)計中尋求利用高效率的技術(shù)替代傳統(tǒng)的技術(shù)。第二，減少對周圍管網(wǎng)的依賴，可以減少建造過程中對生態(tài)環(huán)境的破壞，為后來的“自維持住宅”研究提供了一個基本的出發(fā)點，即實現(xiàn)住宅所需的能量和物質(zhì)材料的自給自足。,自維持住宅兩個設(shè)計目標(biāo)(1)利用自然生態(tài)系統(tǒng)中直接源自太陽的可再生初級能源(如太陽能、風(fēng)能等)和一些二級能源(如

12、沼氣等)以及住宅自身產(chǎn)生的廢棄物質(zhì)的再利用來維護(hù)建筑運作階段所需要的能量和物質(zhì)材料。(2)利用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)——這些技術(shù)的特點是降低了技術(shù)層次，利于使用者個人進(jìn)行維護(hù)，包括主動式和被動式太陽能系統(tǒng)的利用、廢物處理(如沼氣技術(shù))、能量儲藏技術(shù)等。自維持住宅在設(shè)計研究中所側(cè)重的很多技術(shù)事實上仍然是高層次技術(shù)，同時以一種不屑的態(tài)度看待所謂的“前工業(yè)化技術(shù)”，這正是由于其本身的定義所造成的。因為不采用高層次技術(shù)，將難以達(dá)到自維持住宅所要求的“完

13、全自我維持”這一設(shè)計目標(biāo)。,自維持住宅,project - narra bakulla autonomous houseproject team - tone wheelerbuilder - julian barlow structural engineer - o'hearn consulting landscape architect - sue barnsley designlandscaper - robyn

14、barlow,結(jié)合氣候的建筑 1963年，V．奧戈亞(Olgyay)所著的《設(shè)計結(jié)合氣候：建筑地方主義的生物氣候研究》一書概括了60年代以來建筑設(shè)計與氣候、地域關(guān)系的各種成果，提出了“生物氣候地方主義”的設(shè)計理論和方法，將滿足人類的生物舒適感作為設(shè)計的出發(fā)點，注重研究氣候、地域和人類生物感覺之間的關(guān)系。埃及的哈桑·法希(H·Fathy) 為了說明氣候?qū)Ω鞣N傳統(tǒng)建筑形式的影響，從建筑影響微氣候的七個方面分別對傳統(tǒng)建

15、筑的設(shè)計策略進(jìn)行了評價。這七個方面分別是：建筑的形態(tài)，建筑定位，空間的設(shè)計，建筑材料，建筑外表面材料機(jī)理，材料顏色以及開敞空間的設(shè)計。法希認(rèn)為：通常而言，與一些現(xiàn)代技術(shù)手段相比，這些設(shè)計策略往往能夠同人體的生物舒適要求相協(xié)調(diào)，同生態(tài)環(huán)境保持和諧。,,新陳代謝建筑 在1960年的東京國際設(shè)計會議上，受丹下健三的影響，黑川紀(jì)章與菊竹清訓(xùn)，川添登等人提出了“新陳代謝”理論，隨后大高正人，槙文彥等也參加了這一運動。 (1)對機(jī)器時代

16、的挑戰(zhàn)，強(qiáng)調(diào)生命和生命形式。(2)復(fù)蘇現(xiàn)代建筑中被丟失或忽略的要素，如歷史傳統(tǒng)、地方風(fēng)格和場所性質(zhì)。(3)不僅強(qiáng)調(diào)整體性而且強(qiáng)調(diào)部分、子系統(tǒng)和亞文化的存在與自主。(4)文化的地域性和識別性未必是可見的。這展示了有可能通過最先進(jìn)的當(dāng)代技術(shù)和材料表現(xiàn)地域的識別性。,,(5)新陳代謝建筑的暫時性。佛教的“無?！庇^念表示的動態(tài)平衡代替了西方審美思想的普遍性和永恒性。(6)將建筑和城市看作在時間和空間上都是開放的系統(tǒng)，就像有生命的組織一樣

17、。(7)歷時性。過去、現(xiàn)在和將來的共生；共時性。不同文化的共生。(8)神圣領(lǐng)域，中間領(lǐng)域，模糊性和不定性這些都是生命的特點。(9)作為信息時代的新陳代謝建筑。隱形的信息技術(shù)、生命科學(xué)和生物工程學(xué)提供了建筑的表現(xiàn)形式。(10)重視關(guān)系勝過重視實體本身。,黑川紀(jì)章　東京銀座　中銀艙體大樓Kisho Kurokawa Tokyo Nakagin Capsule Tower 此為黑川紀(jì)章1970-1972年間的設(shè)計作品，規(guī)模不大，基地

18、面積只有四百平方米多一點，地下一層，地上分別為11層和13層，總建築面積亦為三百平方米多一點，這棟建築是日本「新陳代謝論」(Metabolism)的具體展現(xiàn),高技術(shù)建筑 高技術(shù)建筑的代表人物有諾曼·福斯特(N．Foster)、理查德·羅杰斯(R．Rogers)及倫佐·皮亞諾(R．Piano)等。 高技術(shù)建筑具有兩個特點：一，利用計算機(jī)和信息技術(shù)的發(fā)展使固定的建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)成為相對于氣候可以自我調(diào)整

19、的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，成為建筑的皮膚，可以進(jìn)行呼吸，控制建筑系統(tǒng)與外界生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境能量和物質(zhì)的交換，增強(qiáng)建筑適應(yīng)持續(xù)發(fā)展變化的外部生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境的能力，并達(dá)到節(jié)能的目的；二，關(guān)注建筑的靈活性和持久性。,,香港匯豐銀行大廈,建于一九八六年，英國著名高技派建師諾曼·福斯特的代表作。,設(shè)計者為 Renzo Piano、Richard Rogers 與 Gianfranco Franchini,喬治·蓬皮杜國家藝術(shù)文化中心,法蘭克福商業(yè)

20、銀行,建筑師：福斯特竣工時間：1997年建筑面積：130000m2,建筑標(biāo)準(zhǔn)層平面,建筑首層平面及總圖,冬季,夏季,生土建筑 本世紀(jì)70年代興起的生土建筑研究的內(nèi)容和特點是利用覆土來改善建筑的熱工性能，以達(dá)到節(jié)約能源的目的。生土建筑具有諸多優(yōu)點：節(jié)能節(jié)地；微氣候較穩(wěn)定；防震防塵，防風(fēng)防暴，隔聲好；可減輕或防止放射性污染及大氣污染的侵入；潔凈；安靜；有利于人體新陳代謝的平衡(人體生理測驗證實)；較安全(歹徒人戶途徑少)；維修面少

21、；有利于生態(tài)平衡及保護(hù)原有自然風(fēng)景。,,傳統(tǒng)生土建筑,現(xiàn)代覆土建筑——臺灣228紀(jì)念館,4.2 可持續(xù)建筑設(shè)計準(zhǔn)則,4.2.1可持續(xù)建筑設(shè)計的目標(biāo)與原則 4.2.2居住建筑和辦公建筑的設(shè)計方針,4.2.1可持續(xù)建筑設(shè)計的目標(biāo)與原則,? 能源利用原則 (1)提高能源效率 . (2)盡可能使用可再生的能源 ?資源保護(hù)原則 (1)水資源 (2)土地 (3)空氣(4)陽光 (5)動植物,?廢棄物處理原則 (1)盡可能減

22、少廢棄物的產(chǎn)生，用全壽命周期的方法協(xié)同組織建筑構(gòu)件。(2)廢棄物的處理不應(yīng)對環(huán)境產(chǎn)生再次污染。(3)對不同種類的廢棄物進(jìn)行回收，形成再生資源系統(tǒng)。 ?建筑材料使用原則 (1)建立材料的壽命周期的概念。(2)使用耐久性強(qiáng)的材料。(3)提倡使用地域的自然材料以及當(dāng)?shù)亟ㄖ破贰?4)提倡使用經(jīng)過無害化加工處理的材料。(5)使用易于分別回收再利用的材料。,,?災(zāi)害預(yù)防原則 (1)選址和基地環(huán)境分析應(yīng)考慮可能的自然災(zāi)害，如洪水

23、、臺風(fēng)、海嘯等，并考慮相應(yīng)的對策。(2)高安全性的防火系統(tǒng)。(3)防震、耐震構(gòu)造的應(yīng)用。?文脈原則 (1)保護(hù)城市歷史敏感地段的景觀及建筑。(2)繼承和發(fā)展傳統(tǒng)街區(qū)、民居，并運用現(xiàn)代技術(shù)使之保持與環(huán)境相協(xié)調(diào)。(3)尊重地方文化，繼承和發(fā)展地方傳統(tǒng)的施工技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)。(4)與城市機(jī)理相融合。(5)對風(fēng)景、地景、水景的繼承，并積極建造城市新景觀。(6)通過規(guī)劃設(shè)計為居民生活提供交往的可能，并激發(fā)城市及社區(qū)生活的活力。,,

24、室內(nèi)環(huán)境設(shè)計原則 (1)使用對人體無害的材料。(2)對危害人體的有害輻射、電磁波及氣體進(jìn)行有效控制。(3)充足的通風(fēng)、換氣，空氣的除菌、除塵處理。(4)符合人體工學(xué)的設(shè)計。(5)環(huán)境溫度、濕度的控制。(6)優(yōu)良的光線及聲環(huán)境。(7)室內(nèi)外空間的過渡，對自然景觀的享用。,,技術(shù)選用原則 對待技術(shù)選擇這一問題，可持續(xù)建筑設(shè)計主張采用適當(dāng)技術(shù)以達(dá)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境、提高能源、資源利用率、創(chuàng)造舒適的生存環(huán)境的目的。

25、設(shè)計的靈活性 (1)將建筑結(jié)構(gòu)、服務(wù)系統(tǒng)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)和室內(nèi)分隔等設(shè)計成適應(yīng)未來可能發(fā)生的變動。(2)針對不同的設(shè)計問題具體分析靈活性的適用范圍。(3)設(shè)計中留有余地。(4)使用易于拆卸和組裝的材料、設(shè)備，便于回收和再利用。,,居住建筑 ·采用緊湊的結(jié)構(gòu)，以使相鄰的墻壁、地板和屋頂可以最大限度共享；·提高凈空的高度，以增加四周表面的相對面積；·為陽光照射和利用太陽能留出空間；·修建

26、自我遮蔽的分布形式；·利用屋頂空間來調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境；·栽種樹木來遮擋夏季的陽光；·提供高效的保溫層，來節(jié)省能量和提高舒適程度；·安裝低能耗的照明系統(tǒng)；·為用戶提供調(diào)節(jié)個性化環(huán)境的設(shè)施；·為以后提高保溫標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)造機(jī)會；·留出在家中工作的空間；,4.2.2居住建筑和辦公建筑的設(shè)計方針,辦公建筑 ·使用低成本、高效率而又簡單的能源技術(shù)，以方便今后更新?lián)Q代

27、；·盡可能縮小樓面進(jìn)深，以避免使用空調(diào)；·在無法縮小樓面進(jìn)深時，應(yīng)當(dāng)修建可以自然通風(fēng)的天井；·抬升而不是降低頂棚的高度；·使天井與內(nèi)部的中庭交替，以增加自然通風(fēng)：·使南立面和西立面免遭過于強(qiáng)烈的日光照射；·使用鋼筋而不是混凝土結(jié)構(gòu)，以增加靈活性和以后回收利用的機(jī)會：·把百葉窗和遮陽板置于住戶的控制之下：·保溫效果應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于規(guī)定的最低標(biāo)準(zhǔn)；’

28、·建在現(xiàn)有的城市地區(qū)，以充分利用那里的公共交通和其他基礎(chǔ)設(shè)施；,,4.3 場地設(shè)計,4.3.1 場地分析4.3.2 場地設(shè)計的要素 4.3.3場地的發(fā)展,,可持續(xù)場地設(shè)計的目的是通過調(diào)整場地和建筑使設(shè)計和施工策略形成有機(jī)整體，從而使人類獲得更多的舒適和更大的使用效率。合理的場地規(guī)劃具有指導(dǎo)性和戰(zhàn)略性。它用圖解的方式表示出某個場地利用的適當(dāng)模式，同時結(jié)合了可以最大程度地降低場地破壞、建設(shè)成本和建筑資源的建造方法場

29、地規(guī)劃通過評估特定地形，以確定其最合適的用途，然后為與此用途相關(guān)的合適的特定活動標(biāo)明最合適的使用區(qū)域。進(jìn)行這一過程的前提是，任何地形環(huán)境都可以作為地質(zhì)學(xué)、水文學(xué)、地形學(xué)、生態(tài)學(xué)、氣候?qū)W、文化特征和文化系統(tǒng)等一系列學(xué)科，相互聯(lián)系加以分析和研究。一個理想的場地規(guī)劃，在其道路布置、建筑的安排以及相關(guān)用途時，都應(yīng)該利用從大的宏觀環(huán)境中獲得的場地數(shù)據(jù)和信息來發(fā)展，宏觀環(huán)境包括該社區(qū)的已有的歷史和文化模式。,場地技術(shù)數(shù)據(jù) 進(jìn)行場地分析以確定影響建

30、筑設(shè)計的場地特征。包括：形式，形狀，體積，材料，體型系數(shù)，結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，機(jī)械系統(tǒng)，通路和公共設(shè)施，朝向，室內(nèi)標(biāo)高；地理緯度（太陽高度）和微氣候因素；地形和相鄰?fù)恋匦问?；地下水和地表徑流特征；太陽輻射；每年和每日的氣流分布；鄰里開發(fā)和計劃的未來開發(fā)。 分析氣候分區(qū)的具體特征。,4.3.1 場地分析,文化和歷史數(shù)據(jù) 考察可能恢復(fù)的文化資源考察該地區(qū)建筑風(fēng)格，將其溶入建筑設(shè)計力求采用符合文脈的建筑類型.,自然特性 風(fēng)太陽 降雨地貌

31、 水生生態(tài)系統(tǒng)植被視覺特征,4.3.2 場地設(shè)計的要素,文化背景 考古學(xué) 歷史 本地人的文化生活交通 利用現(xiàn)有的汽車交通網(wǎng)絡(luò)，減少新基礎(chǔ)設(shè)施的需求。 集中公共設(shè)施，人行道和汽車道路。,4.3.3 場地的發(fā)展,建筑和場地的需求 建筑和場地朝向 規(guī)劃場地的空地和植被，充分利用太陽能和地形條件。規(guī)劃建筑的正確朝向，以在主動式和被動式太陽能系統(tǒng)中充分利用太陽能。最大程度減少太陽陰影。,②景觀和自然資源的利用 利用太陽

32、能，空氣流動特點，自然水源以及地形的隔熱性能，進(jìn)行建筑的溫度控制。 利用現(xiàn)有的植被來調(diào)節(jié)天氣條件，為本土的野生動植物提供保護(hù)。 設(shè)計道路，景觀以及配套設(shè)施以使風(fēng)朝向主要建筑，并為其降溫；或使主要建筑避開風(fēng)，以減少熱量損失。,,③公共設(shè)施 調(diào)整微氣候以最大限度地滿足人體舒適，充分利用室外公用設(shè)施如廣場，休憩區(qū)及休息區(qū)。 考慮公用設(shè)施采用可持續(xù)場地材料,,4.4 形式設(shè)計,4.4.1 平面設(shè)計4.4.2 剖面設(shè)計4.4.3

33、空間設(shè)計,平面和體型控制 ①減小體型系數(shù)利于抵御冷熱極端氣候 在惡劣的氣候條件下，小的體型系數(shù)能將暴露于外界氣候中的界面盡可能控制到最少，這無論對于減少冬季失熱還是減少夏季得熱都是有利的。 值得注意的是，建筑的體型系數(shù)與熱工品質(zhì)的關(guān)系非常復(fù)雜，因為有效的體型系數(shù)本身就是一個難以確定的參數(shù)，涉及建筑形態(tài)的許多細(xì)節(jié)。如圖中的三個建筑平面，盡管按照公式計算的建筑體型系數(shù)數(shù)值相等，但因體型轉(zhuǎn)折導(dǎo)致空氣滯留，其熱工品質(zhì)并不相同。

34、,4.4.1 平面設(shè)計,②通過體型平衡得熱與失熱 盡管中國大陸性氣候冬季氣溫很低．但大部分地區(qū)太陽日照輻射還比較強(qiáng)，特別是建筑的某些朝向的外界面在向外散失熱量的同時也接受太陽輻射，包括南向的和東西方向的外界面，其可稱為“受熱界面”。如果從冬季利用太陽能的角度出發(fā)，適當(dāng)調(diào)整受熱界面的品質(zhì)，可以做到受熱外界面吸收的日照輻射熱量大于其向外散失的熱量。這部分“盈余的”熱量能夠補(bǔ)償建筑其他外界面的熱損失。這樣，受熱外界面特別是南向外界面的面

35、積越大，補(bǔ)償給建筑的熱量就越多，對節(jié)能就越有利。因而．此時建筑的體型不是以外界面越少越好來評價，而是應(yīng)以南向外界面足夠大，同時其他方向外界面盡可能少為標(biāo)準(zhǔn)來評價，用建筑南向外界面與外界面總面積之比來進(jìn)行比較，更能說明建筑體型對太陽輻射能的利用情況。當(dāng)然，南向外界面的擴(kuò)大又會導(dǎo)致建筑夏季得熱增加，因此合理的確定南向外界面面積與建筑南向遮陽是做到通過體型平衡得熱與失熱的必要因素。,平面設(shè)計和熱環(huán)境 無論處于何種氣候之下，人對熱舒適的要

36、求都會因空間功能不同而異，這就要求建筑在平面布局上全面地考慮外界氣候資源的分布差異與內(nèi)部空間要求的對應(yīng)關(guān)系，盡可能使非均質(zhì)的并處于動態(tài)變化中的氣候資源始終物盡其用。在中國大部分地區(qū)，建筑的南向空間既可以在冬季獲得良好的日照，又可以在夏季通過某些應(yīng)變措施來實現(xiàn)遮陽，甚至利用夏季日照可以促進(jìn)通風(fēng)降溫(如特隆布墻體、熱通道玻璃幕墻等)，從而實現(xiàn)冬暖夏涼；因而南向的空間比其他朝向的空間常常擁有更好的氣候應(yīng)變優(yōu)勢。,平面合理分區(qū),平面設(shè)計和

37、采光 最大限度地使建筑外圍受到太陽照射 .將服務(wù)區(qū)域布置在建筑中心位置 . 結(jié)合自然采光區(qū)域確定房間進(jìn)深 . 避免將暴露的建筑物西向作為工作區(qū)域 .,剖面與通風(fēng) 營造熱區(qū)域。根據(jù)溫室效應(yīng)，厚墻體和熱通道玻璃墻可以用來創(chuàng)造夏季的熱空間以改善自然通 提高空氣入口和出口之間的高度差。利用以下措施可達(dá)到這一效果。 提高窗戶高度。法式窗戶可促進(jìn)空氣運動，減弱室內(nèi)空氣盆積效應(yīng)。 設(shè)置垂直貫通空

38、間以增強(qiáng)煙囪效應(yīng)，如可以根據(jù)需要開閉的天井。,4.4.2 剖面設(shè)計,剖面與自然采光 邊窗采光設(shè)計 把窗戶或通風(fēng)口設(shè)置于中庭 在兩邊墻上開窗 結(jié)合外部特征增加采光 . 對于觀景和采光要求，使用不同的窗戶 . 使用傾斜天花板來增加窗戶高度 減小窗洞深度或?qū)⑵渥龀尚泵?，以減少窗戶和墻的對比,,頂部采光設(shè)計 根據(jù)層高設(shè)置天窗 設(shè)置天窗以優(yōu)化窗戶設(shè)置 . 使用傾斜天窗 . 在北墻上開天窗 . 使用喇叭形的通風(fēng)口 .

39、使用高天花板以減少眩光 .,4.4.2剖面設(shè)計 剖面和遮陽遮陽類型,4.4 形式設(shè)計,剖面和遮陽遮陽設(shè)計利用遮蔽物散射直射陽光 . 利用南向窗戶的懸挑或陽篷 . 利用白色的懸挑構(gòu)件反射光線 . 利用垂直的或水平的百葉窗來有效阻擋和散射直射陽光 . 利用東、西向窗戶的鰭狀結(jié)構(gòu) . 利用凹面窗戶來提供遮陽 .,,內(nèi)部空間（功能空間） 內(nèi)部空間的設(shè)計極大地影響著建筑能耗和室內(nèi)環(huán)境。合理的內(nèi)部空間設(shè)計可以改善建筑的得熱

40、量和失熱量以及自然通風(fēng)。其他詳細(xì)介紹參見4.4.1“平面設(shè)計” .,4.4.3 空間設(shè)計,外部空間（室外空間） 在外部空間設(shè)計中，庭院和中庭是改善建筑熱環(huán)境和自然通風(fēng)的最重要因素。本節(jié)將重點放在庭院和中庭的設(shè)計方面。 . 氣候的過渡 可調(diào)節(jié)的熱緩沖帶,,灰色空間（過渡空間） 灰色空間是室內(nèi)外的過渡空間。因此，灰色空間不能被明確定義為室內(nèi)空間或室外空間。由于它的存在使室內(nèi)和室外的界線變的模糊。建筑

41、的灰色空間包括柱廊、走廊、大廳等。這些空間通常位于室外空間和主要的室內(nèi)空間之間。它們可以作為緩沖隔開自然氣候和要求熱舒適的內(nèi)部空間。由于灰色空間的存在，可以改善人體對室外和主要的室內(nèi)空間之間的空氣溫度變化的適應(yīng)性，減少建筑能耗。,,4.5 被動式設(shè)計,4.5.1 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)4.5.2被動式太陽能采暖、制冷和蓄熱4.5.3 自然通風(fēng)4.5.4 自然采光,被動式設(shè)計概念 被動式設(shè)計的目的是盡量減少或者不使用制冷、

42、供熱及采光設(shè)備，并創(chuàng)造高質(zhì)量的室內(nèi)環(huán)境和室外環(huán)境。這一概念的設(shè)計策略強(qiáng)調(diào)的是：依據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛱卣鬟M(jìn)行設(shè)計；遵循建筑環(huán)境控制技術(shù)的基本原則；考慮建筑功能和形式的要求等。被動式設(shè)計將降低建筑能耗。,,諸多益處運行能耗：全年較低的能源帳單投資：以生命周期成本為基礎(chǔ)的增加投資的高經(jīng)濟(jì)回報，相對于未來能源價格的上漲又有很高的經(jīng)濟(jì)獨立性。這些將導(dǎo)致更高的留客率和滿意度，隨之而來的是較高的建筑價值和較低的風(fēng)險。舒適性：更好的熱舒適性，減少對產(chǎn)生

43、噪音的機(jī)械系統(tǒng)的依賴，致密的結(jié)構(gòu)（更大的熱質(zhì)量），陽光充沛的室內(nèi)空間，以及開放的空間布置。工作效率：增加的日照，高質(zhì)量采光系統(tǒng)，減少的眩光可以提高工人的生產(chǎn)效率，減少曠工。,,場地選擇：評估建筑場地的選擇或位置，及其采光效果和景觀因素。制定計劃：建立能源利用模式，確定能源策略的優(yōu)先性（如自然采光和高效照明）；確定基礎(chǔ)條件，進(jìn)行全壽命周期的成本分析；建立能源預(yù)算。概念設(shè)計：考慮方位，建筑形式以及景觀等，最大限度地挖掘場地潛力；對典型

44、的建筑空間進(jìn)行初步分析，涉及到隔熱性能，熱質(zhì)量，窗戶類型和位置；確定可用的自然采光； 確定被動式供熱或制冷負(fù)荷、采光及空調(diào)系統(tǒng)的需求。確定各選擇方案的初期投資效益，并與預(yù)算做對比。設(shè)計發(fā)展：結(jié)束對所有建筑區(qū)域的分析，包括對設(shè)計元素選擇和生命周期成本的分析。,被動式設(shè)計策略,低維護(hù)費用：減少對機(jī)械系統(tǒng)的依賴，從而降低建筑維護(hù)成本。環(huán)保：降低能源利用和對化學(xué)燃料的依賴。 施工文件：模擬整個建筑方案，建立滿足能源效率設(shè)計目的的計劃書。

45、投標(biāo)：利用生命周期成本分析來評估可替換或“相等”的方案。建設(shè)：與承包商溝通，使其知道遵守設(shè)計的重要性并保證其能夠遵守。入?。菏咕幼≌吡私饽茉丛O(shè)計的意圖，并為維修人員提供業(yè)務(wù)手冊。.入住后：有目的的評估性能和居住者行為，與設(shè)計目標(biāo)作比較。,,保溫隔熱：提供適當(dāng)?shù)谋馗魺?，最大限度減小漏風(fēng)。窗戶：傳熱，采光，內(nèi)部空間和外部環(huán)境之間的空氣交換。采光：降低照明和制冷方面的能源利用；創(chuàng)造一個更好的工作環(huán)境，從而提高舒適性和生產(chǎn)效率。熱

46、質(zhì)量：儲存冬季的過剩熱量，在夏季，夜間冷卻而日間吸收熱量。這有助于轉(zhuǎn)移供熱和冷卻的高峰至非高峰時間。被動式太陽能采暖：利用適當(dāng)數(shù)量和類型的南向玻璃窗和合理設(shè)計的遮陽裝置，使熱量在冬季進(jìn)入建筑，夏季將其反射。在氣候涼爽的地區(qū)最適用。自然通風(fēng)被動冷卻：通過自然或機(jī)械手段對空氣交換進(jìn)行控制。有助于提高建筑大部分區(qū)域的能源效率。,4.5 被動式關(guān)鍵設(shè)計領(lǐng)域,建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，或稱之為“皮膚”，由包圍空間，將室內(nèi)與室外隔開的結(jié)構(gòu)材料和表面裝飾材

47、料構(gòu)成。這包括墻、窗戶、門、屋頂和地面。圍護(hù)結(jié)構(gòu)必須平衡通風(fēng)和采光的要求，同時提供適宜場地氣候條件的熱濕保護(hù)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計是決定建筑運行時使用的能源數(shù)量的主要因素。同時，不同的圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料的生產(chǎn)和運輸?shù)目偟沫h(huán)境影響和能耗費用的變化也相當(dāng)大。 影響圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的最重要因素之一是氣候。干熱、濕熱、溫和或寒冷氣候?qū)⒂胁煌脑O(shè)計策略。具體的設(shè)計和材料能夠利用特定氣候或為特定氣候提供解決方案。圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計中次重要的因素是建筑

48、物內(nèi)發(fā)生了什么。如果建筑內(nèi)的人體活動和設(shè)備產(chǎn)生大量的熱量，那么熱負(fù)荷主要是內(nèi)部產(chǎn)生的（來自人體和設(shè)備）而不是外部產(chǎn)生的（來自太陽）。這會影響到建筑得熱或失熱的比例。,4.5.1 建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu),被動式太陽能采暖在多種類型的建筑中都成功應(yīng)用，特別是住宅建筑和和小型的商業(yè)、工業(yè)和辦公建筑物。它們受益于被動式太陽能設(shè)計是因為它們是“圍護(hù)結(jié)構(gòu)為主宰”，也就是說，它們的空調(diào)負(fù)荷主要取決于氣候條件和建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的特點，而不是取決于內(nèi)部得熱。被動式太陽

49、能取暖在寒冷季節(jié)有許多晴日的氣候條件下發(fā)揮性能最佳，但在其他氣候下也非常有利。,4.5.2被動式太陽能采暖、制冷和蓄熱,被動式太陽能制冷策略包括減少冷負(fù)荷，遮陽，自然通風(fēng)，輻射冷卻，蒸發(fā)冷卻，除濕及地耦。通過正確的窗玻璃選擇，窗口位置，遮陽技術(shù)以及良好的景觀設(shè)計，被動式設(shè)計策略可以降低制冷需求。不過，不正確的采光策略會產(chǎn)生過量的得熱。制冷負(fù)荷的降低應(yīng)通過正確的太陽能建筑設(shè)計和常規(guī)的建筑設(shè)計加以仔細(xì)處理。熱質(zhì)量和蓄能是被動式太陽能設(shè)

50、計的主要特點。它們能夠為過剩熱量的處理提供一種機(jī)制，從而減少空調(diào)負(fù)荷，需要的時候，儲存的熱量可以緩慢的釋放回建筑內(nèi)。夜間通過建筑的通風(fēng)，也可以冷卻熱質(zhì)量，減少上午的制冷需求。,,應(yīng)用自然通風(fēng)技術(shù)的意義在于兩方面：一是由于被動式冷卻已經(jīng)生效，那么不需要能源消耗，自然通風(fēng)就可以降低室內(nèi)溫度，清除潮濕和污濁的空氣，改善室內(nèi)熱環(huán)境。二是它可以提供新鮮的清潔的天然空氣，這對人體的生理和心理健康都有好處。即使是在熱帶地區(qū)，在一年的特定時間內(nèi)可利用自

51、然氣流通風(fēng)獲得室內(nèi)熱舒適。 特別是在濕度較重的條件下，自然氣流通風(fēng)是獲得熱舒適的非常有效的方法。通過引入自然風(fēng)到室內(nèi)并提高室內(nèi)空氣的速度，自然氣流通風(fēng)能夠增加人體皮膚表面的汗液蒸發(fā)，減少由皮膚潮濕引起的不舒適感覺，并加強(qiáng)人體與環(huán)境空氣之間的對流，降低溫度。在夜間開窗通風(fēng)能夠消除白天在室內(nèi)建筑構(gòu)件及家具上積聚的輻射熱量。,4.5.3 自然通風(fēng),天然采光要求建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)正確設(shè)置門窗，實現(xiàn)透光的同時提供足夠的光線的分布

52、及擴(kuò)散。一個設(shè)計良好的系統(tǒng)能夠避免陽光直射造成的損害視力，造成不適感的過量得熱和過度亮度。為了控制過度的亮度或?qū)Ρ榷?，窗戶往往配置了額外的元素，如遮陽裝置，百葉窗和光架。大多數(shù)情況下，當(dāng)有足夠的天然光線來維持理想的照明水平時，采光系統(tǒng)也應(yīng)包括調(diào)暗或關(guān)閉燈光的控制器。把天然采光系統(tǒng)和人工照明系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合來維持所需的光照，同時盡量節(jié)約照明能源，這也是可取的。,4.5.4 自然采光,Greater London AuthorityArchi

53、tect: Foster,,冬季,夏季,Science Park Architect: Kiessler,4.6 文化和歷史的可持續(xù),4.6.1 建筑與文脈4.6.2 建筑文脈的建立,文脈的概念 廣義地理解文脈，是指介于各種建筑元素之間對話的內(nèi)在聯(lián)系，更確切的說，是指在局部與整體之間的對話的內(nèi)在聯(lián)系。引申開來，即指人與建筑的關(guān)系、建筑與其所在城市的關(guān)系、整個城市與其文化背景之間的內(nèi)在關(guān)系。只有

54、對這些復(fù)雜的關(guān)系的本質(zhì)進(jìn)行認(rèn)真的研究之后，一個建筑的復(fù)雜性才能被理解，或者說，一個新的建筑空間的意義才能被引伸出來。對文脈進(jìn)行研究和探討，有助于正確地傳播信息，以促進(jìn)建筑的和城市的可持續(xù)發(fā)展。,4.6.1 建筑與文脈,文脈主義 強(qiáng)調(diào)建筑的文脈，在單體建筑方面，就更加強(qiáng)調(diào)個體建筑是群體的一部分，注重新、老建筑在視覺、心理、環(huán)境上的沿承連續(xù)性。在城市方面，注重城市文脈，即從人文、歷史角度研究群體、研究城市。文脈，也

55、是環(huán)境藝術(shù)的追求目標(biāo)之一，它強(qiáng)調(diào)特定空間范圍內(nèi)的個別環(huán)境因素與環(huán)境整體保持時間與空間的連續(xù)性，即和諧的對話關(guān)系。在人與自然關(guān)系上，提倡人文與自然的協(xié)調(diào)平衡；在人文環(huán)境中力求通過對傳統(tǒng)的揚棄不斷推陳出新。而上升到哲學(xué)高度的文脈，我們稱之為文脈主義(Contextualism)。,,化整為零 間接對應(yīng) 感覺上的模仿 裝飾的運用 強(qiáng)化細(xì)部 社會習(xí)俗和時尚的影響 虛實相生的手法,4.6.2 建筑文脈的建立,4.7 美學(xué)與技術(shù)的有機(jī)結(jié)

56、合,4.7.1建筑技術(shù)在建筑美學(xué)中的發(fā)展4.7.2科學(xué)發(fā)展對建筑美學(xué)思潮的影響 4.7.3多學(xué)科交叉的建筑產(chǎn)業(yè)推動了現(xiàn)代建筑的技術(shù)性與藝術(shù)性一體化,建筑是建筑實體與建筑空間的對立統(tǒng)一，這也是建筑的內(nèi)在矛盾。這一矛盾貫穿于整個建筑發(fā)展的各個歷史階段。建筑的建造就是運用建筑部件組成建筑實體以取得建筑空間的過程。建筑的各種流派，諸如現(xiàn)代主義、晚期現(xiàn)代主義、后現(xiàn)代、解構(gòu)主義都從建筑本體論的角度出發(fā)，基于不斷發(fā)展的建筑技術(shù)，持有不同的觀念

57、和創(chuàng)作傾向。但對未來建筑而言，飛速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)，對開創(chuàng)建筑的新紀(jì)元，促進(jìn)建筑美學(xué)的進(jìn)步有著積極作用。同時，建筑設(shè)計也將超越建筑的本體，涉及建筑與環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展、綠色建筑體系，人的審美價值和生活品位將提升到廣泛領(lǐng)域。建筑技術(shù)發(fā)展與建筑美學(xué)發(fā)展必將產(chǎn)生更加緊密的聯(lián)系。,4.7.1建筑技術(shù)在建筑美學(xué)中的發(fā)展,建筑技術(shù)在建筑美學(xué)中的發(fā)展 建筑技術(shù)的發(fā)展也在不斷的推動著建筑美學(xué)的進(jìn)步，20世紀(jì)以來，主要是以下幾

58、種建筑技術(shù)運動強(qiáng)有力的推動了建筑美學(xué)的發(fā)展。 . 工藝美術(shù)運動 包豪斯密斯高技派,,科學(xué)理論革命及其直接影響的人文思想，是建筑這一人類文明主要標(biāo)志之一的向前推進(jìn)的深層機(jī)制。我們知道，17世紀(jì)以來才出現(xiàn)嚴(yán)格意義上的科學(xué)，此前建筑可概分為四個階段，即愛琴文明、克里特文明以及古埃及、古希伯萊等上古文化時期；古代希臘羅馬時期；中世紀(jì)時期；文藝復(fù)興時期。它們與科技發(fā)展水平有著暗合的關(guān)系。,4.7.2科學(xué)發(fā)展對建筑美學(xué)思潮的影響,隨著科技的

59、進(jìn)一步發(fā)展，人類的可持續(xù)發(fā)展越來越受到重視，也推動著建筑朝向可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)前進(jìn)。建筑也越來越重視替代能源的使用、被動式太陽能技術(shù)、設(shè)備高效用能技術(shù)、健康安全的建筑材料。這一系列技術(shù)的采用，使得建筑美學(xué)也更重視技術(shù)與藝術(shù)的結(jié)合，將建筑的技術(shù)特征暴露在外部，成為建筑外形的一部分。,,多學(xué)科交叉的建筑產(chǎn)業(yè)推動了現(xiàn)代建筑的技術(shù)性與藝術(shù)性一體化發(fā)展。在當(dāng)代，現(xiàn)代建筑在審美上被認(rèn)為是千篇一律的，這其實正是它的風(fēng)格，它與建筑產(chǎn)業(yè)的工業(yè)化密不可分，而