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点式高层建筑节能设计的应用策略研究

作者:林少杰 王璞 来源:建材发展导向 论文栏目:建筑工程论文     更新时间:2019-02-11   浏览

林少杰王璞

摘要:高层建筑使城市空间在高度上不断集中,城市功能在垂直方向上的分区和城市交通在立体上的组织,使城市空间高度集约化、立体化和综合化,提高了城市空间的综合利用率。建筑设计需要综合考虑其对城市规划及生态环境的影响,不断修正得出高层建筑空间分布模型和整体目标。

关键词:高层建筑;节能技术;经济型;建筑能耗

1.高层建筑特征

高层建筑最显著的特征是“高”。“高”不仅仅是视觉尺度意义上的“高”,更说明了高层建筑规模大,功能综合性强,体量大,能耗大,人口容量大且交通流线复杂。这些决定了高层建筑对城市规划,社会群体和个人的心理行为等方面产生较大的影响。具体而言,高层具有以下四个方面的基本特征。

1.1效率特征

高层建筑适应了现代城市要求的紧凑性和高速运转效率。最些年来,高层建筑的集群化设计成为人们关注的焦点。高层建筑使得城市空间在高度上不断集中,同时也出现了城市功能在垂直方向上的分区和城市交通在立体上的组织,从而使得城市空间高度集约化、立体化和综合化,提高了城市空间的综合利用率。

1.2功能与空间组合特征

一般高层建筑在竖向空间上通过将功能和尺度都相近相似的单元格不断的重叠,如标准层的客房与办公空间等,从而形成高耸且有韵律的体量感。而在酒店裙房部分的服务用房和商场等面积相差较大的公共空间,一般聚集在底层,形成丰富的空间和尺度变化。竖向层叠和功能聚集是高层建筑功能与空间组合的基本特征。

1.3象征性与识别性

高层建筑作为城市空间的主角,具有较为突出的地标性和可识别性。高层建筑影响城市轮廓、起伏节奏和城市天际线,对城市的艺术形象具有决定作用。它作为城市主要的硬质景观,反映着城市不同区域特征,并影响了城市边缘形态。有代表性的高层建筑既象征了城市科学技术水平和综合经济实力,同时也从反映着城市的美学性质。

1.4环境特征

对于多层建筑,高层建筑的环境反应多为负面特征。和多层建筑相比,高层建筑具有更多的安全隐患。巨大的建筑体量,复杂的结构功能,互相牵制的内部系统,在这样复杂且庞大的系统中,一个小意外都会带来灾难性后果,并且随着“高度”增加,问题发生危险的可能性也在增加,更容易造成伤亡和损失。

高层建筑主要为城市环境带来三方面污染:一是高层建筑施工带来的各种垃圾污染给城市卫生造成极大的压力;二是玻璃幕墙造成的眩光等现象影响交通安全,同时对周围产生辐射形成城市热岛效应;三是高度密集的高层建筑挤占城市绿地,加剧城市热岛效应,也加速了大气污染物等在高空向城市中心区聚集,物理环境和生态环境越来越差。

随着建筑高度的增加,风速对建筑产生更大的影响。尊重气候条件的前提下,建筑避免一些外来因素的影响而增加冷(热)负荷,并通过设计改造以降低建筑对能量的需求。基地周围(外围)的建筑组群不当会造成局部范围内冬季寒流加速,给建筑的围护结构造成较大风压,增加窗和墙的冷风渗透,使室内环境采暖负荷加大。

2.高层设计要点

面对上述特征及其产生的问题,我们需要确定各影响因子的权重,综合考虑高层建筑对城市总体规划的影响,对生态环境的影响,从而不断修正,进而得出高层建筑空间分布模型和整体目标。

2.1形体与能耗

高层建筑对于气候比多层建筑敏感,导致其从规划模式到建筑形式均有很大不同。北方建筑重视日照,为了保证保温节能的效果,要求体形系数小,避免出现冷山墙,一般平面多方正、平直、集中。在平面布局中,寒冷地區的高层建筑为强调保温,主要为南北向,要求标准层平面方正、简洁、集中、体形系数小,多为塔式和短板式标准层,很少有围合式和长板式的标准层。

2.2平面与节能

利用热压的能量(即烟囱效应)组织室内的自然通风也是一项更能发挥建筑设计创意的工作。北方地区应防止片面追求自然通风效果而对建筑保温不利,并应该谨慎对待烟囱效应,防止冷风和寒流对建筑的直接渗透和对建筑保温效果的影响。在自然通风与保温防寒的冲突下,谨慎选择既能自然组织建筑内部通风又能够降低建筑能耗的解决方案。

2.3立面与尺度

比例与尺度概念是高层建筑立面与造型设计的基础。由于高层的特殊性,高层建筑具有双重的视觉尺度特性:一是城市尺度,而是近人尺度。高层建筑存在着连续的各种尺度层级关联。对于高层大体量建筑来讲,玻璃幕墙是一种通过透视、借景、和扩大空间的建筑处理手法,使人很自然地联想到高贵华丽与高技术,又可以消除建筑自身的沉重感。高层建筑立面构成中,明确的线条划分给人以尺度分明的秩序感和强烈的韵律感。

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