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设计灵感丨绿色可持续建筑:从樊笼中重返自然
发布时间：2024-03-03 20:13:41 浏览量：210次
转自：匠山行记
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绿色可持续建筑
五柳先生在归园田居里写道：“少无适俗韵，性本爱丘山。”
人类向往自然，崇尚自然，绿色设计与可持续发展是国家“双碳”背景下建筑界高质量发展的关键，作为初入建筑界的思考者，我们不禁发起提问:
绿色建筑所遵循的设计理念有哪些，怎样很好的将绿色建筑的设计原理与建筑师诗意的空间理想结合。对于诸多可持续建筑类型，譬如被动式超低能耗建筑、碳中和建筑、低碳建筑、零碳建筑等，它们有哪些异同呢?
01
被动房展馆：被动式超低能耗建筑
超低能耗建筑在保证室内舒适度的前提下,最大限度地降低建筑热损失,降低建筑制冷采暖能耗。
其五大构成要素：高保温性能围护结构、高保温性能门窗、无热桥设计、高气密性、高效率的新风热回收系统。
▲展馆全貌
龙湖桑达尔被动房展馆位于一处闲置绿地之上，内有一处被杨树包围的水塘，初到现场，印象最深的就是早春婆娑的树影。故设计之初，便希望展厅能成为隐于环境的建筑。
▲被动房展馆鸟瞰图
将建筑北侧压低到景观土坡里，与场地改造后的微地形连为一体， 让北立面干脆的消失，实现北侧覆土保温和减少外墙散热。
南侧则利用全玻璃幕墙在冬季最大可能的搜集太阳的辐射热，夏季再借助联动百叶防热。
▲南侧入口立面
为了避免因装饰而产生的构造冷桥，建筑不额外添加装饰表皮，只借助建筑的形体来表达设计。（冷桥指在建筑物外围护结构与外界进行热量传导时，由于围护结构中的某些部位的传热系数明显大于其他部位，使得热量集中地从这些部位快速传递，从而增大了建筑物的空调、采暖负荷及能耗）
▲入口大厅
建筑整体南高北低，既提供了合理分区的前提，也减小了整个展厅的体积，高空间是展厅，低空间是服务和设备间。
顶部的南向天窗为室内带入随时间变幻的光影，白天引入阳光，夜间通风散热，成为昼夜平衡的调蓄口。
▲顶部南向天窗
新风系统也借助了室内空间形态， 由北侧走廊和中庭台阶侧面等低处送新风，联动百叶防热在使用过程中逐渐升温，往上空走，最终从室内南侧最高处回风，利用基本的热压原理，形成室内风环境的组织。
▲建筑通风策略
▲联动百叶窗
▲入口遮阳系统
该建筑设计不仅遵循了欧洲被动房的一套评价标准，对建筑的采暖及制冷有着严苛的能耗要求，还形成了整体思维下可持续建筑的设计表达。
02
休斯顿捐赠总部：碳中和建筑
建筑和以建筑为主要碳排放的区域逐步实现低碳、近零碳、零碳排放，碳中和建筑是绿色建筑发展的重要方向，其设计除采用超低能耗建筑设计策略之外，还要关注建筑全生命周期的碳排放量，进行降碳设计。
▲南向远观
休斯顿捐赠总部即是相关领域很好的典范。负责人Kevin Daly将建筑的上层结构比作橡树林的庞大树冠，面对休斯顿严苛的气候条件，建筑为人们提供了舒适的建成环境，这也是可持续建筑重要的设计策略之一。
▲建筑上层结构局部
丰富的室外露台空间则最大限度地利用了自然采光，同时也减少了建筑对于热量的吸收。
▲室外露台空间
建筑团队使用混合钢和交叉层压木材(CLT)方法建造总部。CLT（交叉层积材）是一种新的质量木材，这种材料不仅能够满足所需的强度，同时作为一种可再生资源，减少了建筑的碳足迹，与CLT结合使用的钢框架则提供了稳定性和灵活性。
▲CLT结构大厅
本项目中采用的可持续设计策略包括：地热井系统、高效的雨幕幕墙和遮阳篷等，与典型的办公楼相比，该项目的碳消耗将减少33%，有望在2030年实现碳中和。光伏系统产生的能量将覆盖并平衡建筑所需能源需求，进而实现“净零”目标。
03
重庆零碳展厅：零碳建筑
零碳建筑与区域可通过引入绿色电力交易和碳排放权交易等碳抵消方式实现。
中冶赛迪积极响应国家碳达峰碳中和政策，以设计采购施工总承包（EPC）模式高效建成重庆首个零碳展厅。
▲零碳小屋
该小屋是一座真正的“零碳建筑”，遵循三可实现、三零原则，在重庆尚属首创。
三个可实现：实现零碳目标、亲身体会和示范。
三零：实现零能耗、零废水排放、零废气排放。
三维：减少建筑能耗、废水和废品的解决方案。
四个系统：由可再生能源、节约、水和材料回收系统组成
▲建筑所在周边环境
技术一："光伏+储能+充电桩"一体化的多元互补能源发电微电网系统。
▲能源发电微电网系统
技术二：智能光导纤维式太阳光导入器, 集高科技透镜集光、太阳跟踪、光导传送、安全照明于一体。
▲智能光导系统
技术三：高效节能围护材料，零碳小屋应用了热致调光玻璃、气凝胶保温、零碳集成墙体、聚氨酯节能被动门窗、三层中空LOW-E玻璃等多项创新科技材料技术产品，围护结构节能提升47.15%。
▲墙身大样图
▲雨水收集系统
零碳小屋一方面配备环境温湿度、空气质量、颗粒物浓度、室内照度的传感器，另一方面配备建筑能耗、发电检测传感器等形成零碳小屋数据中心。
▲通透的展厅
零碳展厅在运行中通过外部及自身可再生能源供电，由于它的能源消耗被自身生产的可再生能源所抵消，成为一种高能效建筑。
04
Dream Office：装配式绿色建筑
装配式与可持续建筑发展相辅相成，全过程装配式实践，是实现建筑低碳愿景的高效方式。
华阳国际东莞产业园研发楼Dream Office，是一场从创作引领的装配式建筑实验。
▲装配式建筑形体
建筑通过L形退台手法，将地面自然空间一直延伸到空中楼层。
▲形体变化概念图
▲建筑所在周边环境
在立面形态上，以古代活字印刷术为概念进行模块化设计。
▲立面模块化设计
Dream Office整体装配率超76%，属国家AA级装配式建筑。
▲装配及建筑系统
项目从方案之初，即以岭南气候特征为引导进行设计，建筑底部四面架空，置入双阳光中庭，并于其端部设置室外楼梯，使建筑整体开敞通透，风场流畅。
考虑到垂直通风，设计通过在中庭屋面增加电动百叶天窗，在烟囱效应带来的正负风压作用下，风自外而内贯穿建筑，散热降温，改善建筑环境的微气候。
▲光伏发电系统
▲光照与通风分析
深窗框的立面形态有效遮挡太阳光直射，隔音隔热，根据太阳辐射分析数据，在此遮阳体系下，建筑太阳辐射减少约36%，大幅度改善室内热环境，降低空调耗能。
▲装配式深窗框立面
项目结合被动式、主动式低碳技术，引入光导管照明系统、雨水储蓄回收利用系统、分布式太阳能利用系统、多联机空调错峰运行系统，并内置数字化运维平台，实现对设备运行情况的全方位管理，赋予可持续发展的生命力。
05
火星生活舱：自循环概念性建筑
火星生活舱是OPEN建筑事务所受邀参展由日本设计师原研哉发起的“CHINA HOUSE VISION探索家——未来生活大展”，与合作企业小米共同开启了一场关于未来居住方式的实验。
▲火星生活舱
美国作家亨利·大卫·梭罗在著作《瓦尔登湖》中写道："我步入深林，去追求生活的意义，去直面生命的本质，看看是否能够学到生活要教给我的东西，以免到了临终之时才发现自己枉度此生。" 我们希望我们的可持续建筑真正实现与自然共生。
▲火星生活舱
实验被设置于“人类移居火星”这样一种极限的情境之下，如果我们找到了在火星上可持续生活的方式，我们在地球上的生活也注定会因此改变。
▲箱体与球体
舱体最大限度实现资源的回收循环，在家电产品之间建立起物理连接，实现能源、水、空气的循环利用。
火星生活舱需要最大化地减少重量和体积，将物理空间归至极简，除了采用轻型材料，它还可以像旅行箱一般收纳折叠。
▲舱体收纳折叠
其作为一个自循环、零污染、能够灵活迁徙的极小住宅，除了火星，它也可以去到地球上的任何地方，不管是城市的夹缝，还是大自然的广阔天地，成为年轻人追随自由、仰望星空的理想之家。
▲理想之家
结语
“久在樊笼里，复得返自然。”
建筑师应以气候特征为引导进行建筑方案设计，在设计前应充分了解当地的气象条件、自然资源、生活居住习惯，借鉴本地传统建筑被动式措施，根据不同地区的特点进行建筑平面总体布局、朝向、体形系数、开窗形式、采光遮阳、 建筑热惰性、室内空间布局的适应性设计。
建筑的可持续性不仅仅表现为建筑体本身的可持续，更促进着经济、社会和生态环境的可持续。可持续建筑为人们提供自然舒适的建成环境，未来也将会实现建筑与自然和谐共生的美好愿景。
资料引述：
1. 卢慧霞,程烜.超低能耗建筑特征综述[J].绿色建筑,2022,14(06):12-14.
2. 侯恩哲.住建部印发《被动式超低能耗绿色建筑技术导则(试行)(居住建筑)》[J].建筑节能,2015,43(12):128.
3.零碳建筑技术标准（征求意见稿）
4.https://www.gooood.cn/mars-case-china-by-open.htm
5.https://www.gooood.cn/houston-endowment-headquarters-by-kevin-daly-architects-productora.htm
6.https://www.gooood.cn/capol-dream-office-china-by-capol.htm
7.https://www.gooood.cn/passive-house-pavilion-of-longfor-sundar-china-by-sup-atelier.htm
8.https://www.gooood.cn/chongqing-beibei-by-cisdi.htm
编辑 魏琳玥
责编 刘泓璟
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