建筑生態(tài)化技術(shù)淺談

孟雪

【摘 要】生態(tài)建筑和一般意義上的建筑風(fēng)格和流派不同，它具有自己的特殊性。生態(tài)建筑產(chǎn)生的根源和目標(biāo)：為了解決由建筑帶來的資源和環(huán)境問題，實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。在參考大量生態(tài)建筑建設(shè)項(xiàng)目后，通過學(xué)習(xí)、研究，提出可行的建筑生態(tài)化技術(shù)措施到實(shí)際的工程項(xiàng)目里，既非常有效地保護(hù)了當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境和節(jié)省了自然資源，又對提高經(jīng)濟(jì)效益非常有意義。

【關(guān)鍵詞】生態(tài)建筑；雨水收集系統(tǒng)；雙層幕墻；采光增效遮陽板

生態(tài)建筑和一般意義上的建筑風(fēng)格和流派不同，它具有自己的特殊性。生態(tài)建筑產(chǎn)生的根源和目標(biāo)：為了解決由建筑帶來的資源和環(huán)境問題，實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。結(jié)合本人資源環(huán)境專業(yè)，本文對建筑生態(tài)化技術(shù)進(jìn)行了探討，希望通過資源循環(huán)再生利用，實(shí)現(xiàn)低能耗、高舒適度的完美結(jié)合，最大限度利用自然資源，盡量減少能源與資源浪費(fèi)。同時在建筑物的規(guī)劃、設(shè)計、新建、改造和使用過程中，執(zhí)行節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，采用節(jié)能型的材料，強(qiáng)化圍護(hù)結(jié)構(gòu)，在保證室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量的前提下，減少供熱、制冷、照明、熱水供應(yīng)的能耗，實(shí)現(xiàn)人與自然地和諧相處，建立資源節(jié)約、環(huán)境友好、社會和諧的現(xiàn)代城市，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展。

1.雨水收集系統(tǒng)

雨水作為一種天然的水資源，具有容易收集、處理方法簡單等優(yōu)點(diǎn)，在各國受到越來越多的重視。近年來，國際上對于城市雨水資源的利用逐漸向雨水蓄滲、緩排和利用的方向發(fā)展，我國也在不斷學(xué)習(xí)國外先進(jìn)技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合地域特點(diǎn)探索適宜于本土化的利用模式。

將處理后的雨水作為非常規(guī)水資源在建筑進(jìn)行使用，能夠提高水資源利用，緩解用水壓力。同時，雨水資源的就地利用，能有效減少城市暴雨徑流，緩解城市洪峰，并降低排入到排水系統(tǒng)中的徑流污染物。

建筑雨水收集即利用建筑的屋頂作為集雨面，通過合理的疏導(dǎo)將雨水收集起來，用于家庭、公共和工業(yè)等方面的雜用水。

例如在某醫(yī)院項(xiàng)目中運(yùn)用的雨水收集系統(tǒng)，此案例將雨水收集系統(tǒng)收集的水作為植物灌溉的水源。 正是由于該項(xiàng)目的屋頂由于安裝了太陽能集熱裝置，所設(shè)計的屋頂均為坡屋頂，所以將雨水通過屋頂傾斜角度，匯聚到建筑的一側(cè)，通過垂直管道的雨水導(dǎo)入預(yù)先設(shè)置在地下的大型蓄水池中，進(jìn)行收集，不僅沒有影響醫(yī)院原有的設(shè)計理念，還在預(yù)先的基礎(chǔ)上進(jìn)行了雨水收集的安裝設(shè)置。將收集的雨水通過水泵提供給醫(yī)院建筑的每個房間，供衛(wèi)生間，用作沖洗廁所使用。在夏季多雨的季節(jié)，雨水充沛，可將剩余的雨水存在蓄水池中，供平時所用。

蓄水池還連接另外的出水管道，可由開關(guān)閥門控制排水時間和排水量，管道可由地下通往室外的環(huán)境的植被區(qū)進(jìn)行澆灌。也可將水從地下導(dǎo)入地上，在醫(yī)院環(huán)境中設(shè)置石質(zhì)溝渠，將水導(dǎo)入溝渠中并流向需要灌溉的植被中。這個方法不僅節(jié)約管道成本，降低維修幾率，還可以營造室外的自然環(huán)境，流水潺潺的水渠，使人心曠神怡，感覺更加自然更具有人性化，更加與人親近，達(dá)到更好的治療和康復(fù)的效果。

另一處為醫(yī)院景觀環(huán)境中的仿自然水體，與大面積植被相結(jié)合，更具自然氣息。醫(yī)院的雨水收集系統(tǒng)將屋頂?shù)挠晁占皆O(shè)置在地下的大型蓄水池中，蓄水池中有單獨(dú)的管道與景觀水系連通，在景觀水系中水資源匱乏的階段，蓄水池向其注入存儲的雨水，由于兩處水體相通相連并且相互流動，所以雨水可同時到達(dá)兩處水體，緩解其對水量需求的壓力，減少水資源的浪費(fèi)。

2.雙層幕墻技術(shù)

雙層通道幕墻是雙層結(jié)構(gòu)的新型幕墻，外層幕墻通常采用點(diǎn)支式玻璃幕墻、明框玻璃幕墻或隱框玻璃幕墻，或鋁合金門窗，為更加幕墻的通透性，也有內(nèi)外層幕墻都采用點(diǎn)支式玻璃幕墻結(jié)構(gòu)的。在內(nèi)外層幕墻之間，有一個寬度通常為幾百毫米的通道，在通道的上下部位分別有出氣口和進(jìn)氣口，空氣可從下部的進(jìn)氣口進(jìn)入通道，從上部的出氣口排出通道，形成空氣在通道內(nèi)自下而上的流動，同時將通道內(nèi)的熱量帶出通道，所以雙層通道幕墻也成為熱通道幕墻。

1918年在美國舊金山出現(xiàn)了第一個雙層結(jié)構(gòu)的幕墻，主要是為了改善建筑的熱血環(huán)境和聲學(xué)環(huán)境，20世紀(jì)20年代開始在德國采用雙層幕墻。由于建筑成本成倍地增加，加之此時的雙層幕墻的功能尚不顯著，因此在此后的一段時間，雙層幕墻應(yīng)用的比較少，技術(shù)進(jìn)步也很緩慢?，F(xiàn)代化雙層幕墻技術(shù)的開發(fā)始于20世紀(jì)80年代，由于全球化能源危機(jī)，迫使人們希望玻璃幕墻不僅僅滿足建筑學(xué)要求，同時也能降低建筑能耗，現(xiàn)代化雙層幕墻剛好能滿足人們的這一要求，特別是在德國，將雙層玻璃幕墻技術(shù)發(fā)展的極為完善。

結(jié)合東北嚴(yán)寒地區(qū)的特殊氣候特點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)水平與技術(shù)現(xiàn)狀，探索智能雙層幕墻系統(tǒng)的“低技”集成技術(shù)，降低建設(shè)、運(yùn)營、維護(hù)成本，提升綜合效益，從而推進(jìn)東北地區(qū)與嚴(yán)寒地區(qū)氣候特征相適宜的建筑外圍護(hù)體系新材料、新技術(shù)的應(yīng)用拓展。智能幕墻“低技”集成技術(shù)依托了傳統(tǒng)智能雙層幕墻系統(tǒng)的核心理念，依靠內(nèi)外雙層表皮圍合空氣緩沖腔，設(shè)置智能控制的通風(fēng)口，調(diào)節(jié)空氣在緩沖腔內(nèi)的流動，達(dá)到通風(fēng)、降溫、隔熱等節(jié)能效果。創(chuàng)新研發(fā)重點(diǎn)體現(xiàn)在幕墻內(nèi)外表皮系統(tǒng)設(shè)計上，強(qiáng)調(diào)了靈活運(yùn)用“低技”的材料與技術(shù)，適當(dāng)減少在嚴(yán)寒氣候條件下易損耗的構(gòu)件系統(tǒng)，整合多種建筑圍護(hù)體系的優(yōu)點(diǎn)，集成為具有寒地特色的雙層幕墻系統(tǒng)。

3.采光增效遮陽板技術(shù)

需要遮陽的建筑通常也需要減少由電力照明產(chǎn)生的內(nèi)部熱量。然而，遮陽設(shè)施不僅阻斷了窗戶的天空視野，而且也減少了室內(nèi)采光水平。例如，當(dāng)一個7.3m進(jìn)深的房間，其外部有1.8m的水平懸挑板時，窗戶附近的照度會下降30%，而后墻附近則會下降22%。其他研究預(yù)測，與建筑表面成45°角的外部豎向擋板會將照度減少50%。然而將水平遮陽板精確打孔或做成百葉格柵。在保持同樣的遮陽效果下，還會有將光線反射到室內(nèi)空間的功能。窗戶也能通過百葉的良好設(shè)計“看到”更多的天穹，遮陽便增加了室內(nèi)天然采光。

為了利用天然光的反射，百葉顏色應(yīng)該是淺色的，用百葉遮陽板將大部分?jǐn)U散光反射到室內(nèi)空間。因?yàn)閺恼陉柊宸瓷涞墓饩€是一個潛在的眩光源，遮陽設(shè)施應(yīng)被仔細(xì)地安放在居住著的視野范圍之外，在選擇遮陽設(shè)施的材料和飾面時，用那些反射光線但不反射熱量的材料飾面時很重要的。例如白色噴漆，只反射光線但不反射熱量，磨光的金屬既反射光線又反射熱量。顏色的反射率可以在上面色彩反射率中找到。設(shè)計者應(yīng)該避免使用可作為太陽輻射的反射體的材料和飾面。

在向陽的立面上，不透明的遮陽設(shè)施其背面會顯得陰暗，例如在水平遮陽的底部。這種背光的黑暗面與背光照射的表面形成對比，會引起眩光。因此遮陽設(shè)施的背光一側(cè)的顏色應(yīng)該非常淺。有孔的遮陽板，允許少量光線穿過遮陽板表面而照亮其下表面，并且同時仍能阻擋大部分太陽輻射。

百葉的角度發(fā)生改變，可以靈活的對陽光角度進(jìn)行控制，冬季可以反射低角度的陽光，使陽光進(jìn)入到北側(cè)房間里。夏季可以直接將太陽輻射反射到建筑外圍。