书城科普低碳建筑:绿色城市的守望
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第39章 国内外低碳建筑的典范(4)

②供热系统根据当地自然资源条件,充分利用天然气资源,采用以分户燃气壁挂炉为热源的低温热水地板辐射采暖方式。燃气壁挂炉采用全自动电脑比例式控制的采暖、生活热水两用燃气锅炉,可节约能源20%~30%。地板采暖技术主要以辐射方式传播热量,与传统对流采暖方式相比节能10%~30%,而且还可增加3%的室内使用面积。这种采暖方式既符合人体工程学原理,又节约有效空间,供暖时闻、冷热程度可自由控制,避免了热力外网的沿程损失和高温热水的损失,实现了采暖分户控制,从而达到了可观的节能效果。

③太阳能技术结合新疆地区日照时间长、太阳光线强的特点,该工程广泛采用了太阳能庭院灯、太阳能草坪灯和太阳能热水供应技术,从而减少耗电量,达到节能、环保等效果。太阳能庭院灯采用35W单晶硅太阳能电池板,光控定时开关,系统可在—40~—70℃环境下确保工作时间4~6h。如遇连续阴雨天,单晶硅太阳能电池发电系统的供电量虽然有所减少,但系统设计时已按当地连续阴雨天数,将平时多余的电能储存在蓄电池内,这样可确保在阴雨天气连续2~3天内仍有足够的电能可以正常使用。太阳能草坪灯安装在楼间较开阔的绿地上,功率为3~10kW,采用CCFL冷阴极灯管或超亮LED发光元件,灯管寿命在20000h以上,电池板的功率单灯为5~20kW,以保证正常光照。

在建筑与结构体系方面,采用了KP1多孔砖、加气混凝土砌块、超轻陶粒耐水石膏板等新型墙体材料,以取代传统实心黏土砖,这不仅节约了土地资源,还节约了生产实心黏土砖所耗费的其他资源。由于该项目采用系统的节能技术,减小了外墙的厚度,从而提高了室内面积率。该小区采用箱式变电站,取消变电房,从而减少了变电设施用地,也节省了建筑材料等资源。此外,楼内管线集中暗设技术的应用也提高了室内空间利用率。

该项目在积极推广节水器具的基础上,从中水回用、绿化植物的优选及维护等方面,积极挖掘潜力,推广节水技术;同时对小区绿化采用了自动微喷灌技术,既提高灌溉效率,又方便绿化管理,并且达到节能、节水的双重效果。

除此之外,该工程还采用了住宅一次装修和施工成套技术,这也利于节约人力与物质资源。

八、航天服——建筑更新

项目设计获得了2006年Holcim可持续建筑大奖赛亚太赛区铜奖。Holicim评审团认为:该作品为现存城市建筑的重新利用提出了一个有说服力的创新性方案。该方案的特殊贡献在于其可移植性,它可以适用于选定文脉中的多种建筑类型。该方案巧妙地说明了该城市中的社会现状可以通过详细、系统的更新得到提高,而非一味地关注新建筑的建设。因而促进了从社会伦理角度考虑进行的城市更新,这在生态和经济层面都是有益的。选用轻型材料作为建筑表皮可以减少使用和维护过程中的消耗,从而提高了能源利用效率。这些节约措施也因而使得更广泛社会阶层的人可以负担得起这样的住宅,包括最弱势的社会群体。该方案增加了人们对在其中生活的期待,它不仅仅是对建筑外观的改造,更新的技术手段同时也确保了该城市生活品质的提高。该方案为如何恢复城市环境的活力这个与文脉相关的社会问题提供了高效的解决方案,证明了旧建筑的再利用并非城市化和缺乏美学品质的。

使用木结构建造的日本传统建筑是很容易被重新利用和回收的。但自从原子弹爆炸之后,广岛的重建使用了加强混凝土结构。现在,城里已经有许多老建筑,并且将来这些老的、不便于使用的建筑会越来越多。人们将不得不面对这样巨大、沉重、坚硬的材料,这将是一个史无前例的难题。人们必须想办法解决广岛的这些第一代加强混凝土结构建筑的更新问题。

本项目中的这个已有40年历史的老住宅是典型的日本住宅类型:框架结构、阳台位于南面、走廊位于北面。设计师把这栋楼的改造作为这类住宅更新的原型。

这个项目是针对一个有40年历史的旧居住建筑的更新。原有的建筑被穿上了一层空气外衣,以替代额外的隔热和防水材料。在室内外之间设计师借用了日本传统建筑中的ENGAWA阳台的做法,通过这一方式,人们只用较少的材料和能源就可以自由地控制室内环境,同时延长了结构体系的寿命。

1.项目目标

结构加强:首先,除结构支撑体系之外,所有的加强混凝土都被拆除,以减轻建筑物的自重。因此建筑物用较少的材料就获得了足够的稳定性;第二,整个建筑被覆盖以一层用玻璃和膜构成的很薄的皮肤。这些皮肤能保证旧的结构体系远离日晒雨淋,由此可以延长整个结构的生命周期。

环境控制:在现有的结构和新的外层表皮之间有一个空气缓冲空间。缓冲空间在冬天可以转化为温室,夏天则成为隔热空间。像日本传统居住建筑中的ENGAWA阳台一样,用很少的建筑材料就能够获得舒适的室内环境,而且不需要进行人工采暖。

未来处置策略:传统的建造方式使得建筑容纳了许多不同的建筑材料。因此,在拆除它的时候人们将会花费大量的时间和金钱去拆除每一个隔热材料、防水材料和建筑材料。另一方面,在这一项目中,每一种建筑材料都是相对独立存在的,因此拆除的时候也会相对容易得多。

为社区设计:建筑使用了一层透明的或者半透明的表皮,取代了厚重的墙体。日本传统建筑中的立面就是用纸和木格子建造的。建筑内部和外部的自由交流将会有助于社区居民之间友好关系的增强。

2.量子交换和可移植性

这个更新项目可以作为一个原型使用。这个40年的老建筑具有很多第一代加强混凝土建筑的典型特征:方形平面、同样的住宅单元、加强混凝土框架结构、陈旧脆弱的管道系统、过时的使用方式等。设计师试图从中提取出该类型建筑的普遍特征和问题,用可移植的技术去解决它们。通过这种方式,该项目中所用到的更新技术可以移植到广岛这一时期中建造的其他建筑上。

3.伦理标准和社会公平

近年来,在日本有很多建筑由于设备不够便利,或者设计方案过时,在其结构生命尚未结束时就被推倒重建。而这一项目向人们展示了使用更少的材料和资金将老建筑更新为舒适和便利的居住空间的可能性。

4.生态平衡和节约能源

同建造新的建筑相比,更新项目能够避免巨大的浪费。建筑自重的减轻、结构的防水隔热延长了建筑的生命周期,空气缓冲空间在居住单元中提高了能源效率而避免了使用人工采暖材料。这些都有助于减少建筑材料。

5.经济表现和舒适性

设计师预期这一更新项目的造价仅仅为新建一栋建筑物造价的60%。客户能够在很低金融风险的情况下为本地社区提供优质的、合理的居住空间。

6.文脉回应和美学影响

近年来,对于室内舒适环境和更少能源的需求的增长使得人们对于建筑物外立面强度的要求越来越严格。所以,在日本很多建筑都使用了小窗户和复合建筑材料来建造外墙。设计师在这一建筑中使用了双侧玻璃表皮,它透明的或者半透明的材料提醒着人们用纸和木格子建造的日本传统建筑的立面形式。室内外方便的交流将会提升社区的邻里关系。

7.结构策略

这个表皮结构需要不同于传统外墙体系的特殊功能。

首先,这些结构需要独立于原有的结构体系,而传统的外墙是在同一方向上垂直悬挂于建筑主体结构之上的,但是本项目的表皮结构由于其自重和风力的原因,却不能悬挂于现有的结构体系上。设计师发现三维褶皱的形态能够较好的抵抗弯曲变形,这一形态能够将新结构的荷载直接承载于地面上。第二,这些新的结构体系必须要能够支撑原有的结构体系,因为这些已有40年历史的建筑设计并不符合现有的设计规范。为了解决这个问题,新的钢结构被竖立在混凝土结构的每边,就像哥特式教堂的飞扶壁一样,对其提供支撑。