綠色建筑及材料分析及案列.ppt

1、綠色建筑分析,LOREM IPSUM DOLOR,導(dǎo)讀,談到空氣污染，人們往往只意識(shí)到大環(huán)境中的大氣污染，卻對(duì)居室內(nèi)空氣污染認(rèn)識(shí)不足，其實(shí)，居室內(nèi)的污染對(duì)人體的侵害更為直接。這種小環(huán)境是大環(huán)境的組成部分，它與人們朝夕相伴，與健康息息相關(guān)。 綠色材料的概念是在1988年第一屆國(guó)際材料科學(xué)研究會(huì)上首次提出。1992年國(guó)際學(xué)術(shù)界給綠色材料定義為：在原料采取、產(chǎn)品制造、應(yīng)用過(guò)程和使用以后的再生循環(huán)利用等環(huán)節(jié)中對(duì)地球環(huán)境負(fù)荷最小和對(duì)人類身體健康無(wú)害的材料。,01,Part One,綠色建筑,概念的澄清 綠色建筑的“綠色”，并不是指一般意義的立體綠化、屋頂綠色建筑花園，而是代表一種概念或象征，指建筑對(duì)環(huán)境

2、無(wú)害，能充分利用環(huán)境自然資源，并且在不破壞環(huán)境基本生態(tài)平衡條件下建造的一種建筑，又可稱為可持續(xù)發(fā)展建筑、生態(tài)建筑、回歸大自然建筑、節(jié)能環(huán)保建筑等。,綠色建筑是在建筑的全壽命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材)、保護(hù)環(huán)境和減少污染，為人們提供健康、適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑。 綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)GB 50378-2006,經(jīng)濟(jì)效益,環(huán)境效益,社會(huì)效益,節(jié)能,環(huán)保,適用,綠色建筑三大要素及其三大效益,節(jié)能節(jié)水節(jié)材節(jié)地 室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量智能控制,減少環(huán)境污染 減少二氧化碳排放,“健康” “適用” “ 高效”,02,綠色建材,綠色建材： 1992年，國(guó)際學(xué)術(shù)界明確提出綠色材料

3、的定義：綠色材料是指在原料采取、產(chǎn)品制造、使用或者再循環(huán)以及廢料處理等環(huán)節(jié)中對(duì)地球環(huán)境負(fù)荷為最小和有利于人類健康的材料，亦稱之為“環(huán)境調(diào)和材料”。 建材工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)非常重要的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)。是天然資源和能源資源消耗最高、破壞土地資源最多、對(duì)大氣污染最為嚴(yán)重的行業(yè)之一。 綠色建材又稱生態(tài)建材、環(huán)保建材和健康建材等。綠色建材是指采用清潔生產(chǎn)技術(shù)、少用天然資源和能源、大量使用工業(yè)或城市固態(tài)廢棄物生產(chǎn)的無(wú)毒害、無(wú)污染、無(wú)放射性、有利于環(huán)境保護(hù)和人體健康的建筑材料。,綠色建材的分類 生態(tài)環(huán)境材料分為如下幾種： 1、氣環(huán)境材料-凈化空氣材料 2、水環(huán)境材料-凈化水材料 3、地環(huán)境材料-改良土地、利用廢渣 4

4、、循環(huán)材料-零排放廢氣、廢水和廢渣 5、保健環(huán)境材料 6、空氣凈化建材 7、飲水凈化材料 8、保健抗菌材料 9、健康功能材料,綠色建材與傳統(tǒng)建材相比可歸納以下五個(gè)方面的基本特征： 1、其生產(chǎn)所用原料盡可能少用天然資源，大量使用尾礦、廢渣、垃圾、廢液等廢棄物。 2、采用低能耗制造工藝和無(wú)污染環(huán)境的生產(chǎn)技術(shù)。 3、在產(chǎn)品配制或生產(chǎn)過(guò)程中，不得使用甲醛、鹵化物溶劑或芳香族碳?xì)浠衔?；產(chǎn)品中不得含有汞及其化合物；不得用鉛、鎘、鉻等種金屬及其化合物的顏料和添加劑。 4、產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是以改善生產(chǎn)環(huán)境、提高生活質(zhì)量為宗旨，即產(chǎn)品不僅不損害人體健康，而應(yīng)有益于人體健康，產(chǎn)品具有多功能化，如抗菌、滅菌、防霉、除臭

5、、隔熱、阻燃、防火、調(diào)溫、調(diào)濕、消磁、防射線、抗靜電等。 5、產(chǎn)品可循環(huán)或回收再利用，無(wú)污染環(huán)境的廢棄物。,綠色建材的基本特征,03,案例-諾曼福斯特,諾曼福斯特,一：適宜的室內(nèi)溫度，濕度 二：盡可能多的自然采光（減少人工照明能耗。） 三：自然通風(fēng)（減少機(jī)械通風(fēng)能耗）,德國(guó)法蘭克福德意志商業(yè)銀行總部,中庭自然采光。,室內(nèi)綠化與中庭采光,生態(tài)建筑大師-托馬斯。赫爾佐格的作品,托馬斯赫爾佐格在從事建筑設(shè)計(jì)活動(dòng)中除了運(yùn)用各種新材料、新構(gòu)件、新系統(tǒng)之外，也一直在研究和開(kāi)發(fā)更新、更生態(tài)、更合理的材料、構(gòu)件和系統(tǒng)，如：佩托卡波那外墻體系、菲舍爾立面組裝系統(tǒng)、日光柵格系統(tǒng)等。 托馬斯赫爾佐格更關(guān)注的是建筑與

6、周圍環(huán)境協(xié)調(diào)基礎(chǔ)上自身的節(jié)能程度、技術(shù)的精確性和高效性。通過(guò)精心設(shè)計(jì)的建筑細(xì)部提高資源和能源的利用效率，減少不可再生資源的耗費(fèi)，來(lái)達(dá)到對(duì)生態(tài)環(huán)境的關(guān)注。托馬斯說(shuō)：“生態(tài)建筑，并不是簡(jiǎn)單的綠化和陽(yáng)光，其真正的目標(biāo)是為了節(jié)省資源、能源和保護(hù)環(huán)境?！?托馬斯赫爾佐格的大量作品所遵循的生態(tài)建筑設(shè)計(jì)原理和策略：,1 緩沖空間的營(yíng)造,現(xiàn)代建筑物理學(xué)研究表明，使用者對(duì)于建筑空間的熱舒適性不是一個(gè)恒定的指標(biāo)而是一個(gè)區(qū)域，并且這個(gè)區(qū)域還由于季節(jié)、服飾、使用者的不同發(fā)生一定偏移。這也就是說(shuō)，單純使用機(jī)械空調(diào)措施并不能滿足使用者舒適度的要求，而且大量消耗能源。營(yíng)造緩沖空間就是根據(jù)建筑使用功能的區(qū)別，針對(duì)不同使用頻率

7、的建筑空間進(jìn)行不同處理的設(shè)計(jì)原理。在赫爾佐格的作品中，常常把輔助空間或不能使用的消極空間作為緩沖空間來(lái)保證主要使用空間的舒適度，主要表現(xiàn)為幾種策略：,（1）鮮明的空間分區(qū),赫爾佐格的作品總是把使用頻率較少的輔助空間置于北向，利用保溫良好的材料形成封閉空間。這樣的緩沖空間既可以遮擋北來(lái)的寒風(fēng)侵襲，也由于分時(shí)供能而最大現(xiàn)對(duì)的節(jié)約了能源。在青年教育中心的平面布局中，經(jīng)常使用的客房空間置于在南向，而輔助的衛(wèi)浴布置在北向，僅在使用時(shí)快速升溫即可。,使用時(shí)再供能,使用頻繁，持續(xù)供能,根據(jù)空間使用頻率鮮明劃分空間。與衛(wèi)生間節(jié)水方式類似。,（2）中庭空間的營(yíng)造,霍次大街住宅中庭,一：中庭空間由于溫室效應(yīng)能在冬

8、季發(fā)揮重要的保溫作用。 但常常因夏季過(guò)熱需降溫而消耗大量的能源。 赫爾佐格策略： 利用空間高度以形成足夠的溫差來(lái)帶走熱氣流，同時(shí)維護(hù) 結(jié)構(gòu)一定要真正起到遮陽(yáng)的作用,在霍次大街住宅開(kāi)發(fā)項(xiàng)目中，在寒冷冬季，中庭 收到太陽(yáng)輻射而溫度升高，能大幅度的減少臨近住宅 的取暖能耗；而夏季余量能夠透過(guò)大廳屋頂上的開(kāi)口 排出室外，同時(shí)涼爽的空氣從底層進(jìn)入，以保證建筑 能在夜里冷卻下來(lái)。中庭空間發(fā)揮了良好的熱緩沖的 作用，從而使住宅空間的熱環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定，從而節(jié)約 能源供給。,中庭空間能量交換圖,（3） “溫度洋蔥”的措施,就是按照不同的使用溫度要求，把不同使用空間從內(nèi)向外依 次布置。通過(guò)設(shè)置具有梯度的空間，達(dá)到最

9、大限度的節(jié)能。 在Pfalz的小別墅項(xiàng)目中，將 需要保持較高溫度的洗澡間置于 建筑最深處，其他空間依次布置，最外層還設(shè)置太陽(yáng)房作為室內(nèi)外 緩沖空間，以保證室內(nèi)溫度穩(wěn)定。,（1）北向光線的利用,北向光線屬于漫射光，且?guī)в械奶?yáng)熱量。其常用手法是通過(guò)反射作用，較少，因此在赫爾佐格的作品中被大量使用把北向光線均勻引入室內(nèi)。 在漢諾威26號(hào)展廳中，為了給高大展覽空間提供質(zhì)量的均勻照明，光線通過(guò)大面積北向天窗上的百葉，折射到展館室內(nèi)屋頂上巨大“反射板”而引入更遠(yuǎn)的公共區(qū)域， 從而使光線均勻分布。 在林茨的設(shè)計(jì)中心項(xiàng)目中，通過(guò)在屋頂上的一種塑料格柵，將北面光線反射、折射進(jìn)入室內(nèi)，而將南側(cè)直射光線過(guò)濾，這樣

10、就使展示區(qū)獲得高標(biāo)準(zhǔn)的采光，且不犧牲室內(nèi)熱舒適度，也不增加額外能耗。,漢諾威26號(hào)展廳,林茨的設(shè)計(jì)中心,折射，反射改變光線線路，特定材料使光線均勻分布,自然通風(fēng)是在滿足建筑換氣量的同時(shí)并不增減額外能耗而是建筑降溫，從而提高室內(nèi)舒適度。相對(duì)于現(xiàn)今大量使用的機(jī)械通風(fēng)和制冷來(lái)說(shuō)，自然通風(fēng)具有方便、清潔的優(yōu)點(diǎn)，但是也具有低效的缺陷。 在赫爾佐格的作品中，一方面最大限度地利用和組織自然通風(fēng)，另一方面也把機(jī)械通風(fēng)作為必要的補(bǔ)充，進(jìn)而滿足室內(nèi)舒適度的要求。這里重點(diǎn)分析其組織自然通風(fēng)的方法。大致可分為：一般建筑的通風(fēng)，大廳型空間的通風(fēng)，高層建筑的通風(fēng)。,3 自然通風(fēng)的組織,（1）一般建筑的通風(fēng) 小體量建筑的自

11、然通風(fēng)往往采取直接利用外窗進(jìn)行空氣交換的方式。同時(shí)，也有利用內(nèi)部空間的得熱不同，即熱壓通風(fēng)（由于空間內(nèi)不同的溫度而產(chǎn)生了熱空氣向冷空氣處流動(dòng)的現(xiàn)象）而進(jìn)行的通風(fēng)設(shè)計(jì)。 在著名的雷根斯堡住宅中，南向的玻璃溫室，在冬季，發(fā)揮白天收集儲(chǔ)存熱量、晚上釋放熱量、阻隔室外寒氣的緩沖空間作用；在夏季，則因下部空氣受熱升溫而向北側(cè)上部出氣口運(yùn)動(dòng)的氣流，并把室內(nèi)多余熱帶走。,雷根斯堡住宅冬夏通風(fēng)分析圖,夏季白天(反射遮陽(yáng)，空氣流通帶走熱量）,夏季夜晚（熱壓通風(fēng)-熱-冷流動(dòng)）,冬季白天（儲(chǔ)蓄熱量）,冬季夜晚（釋放白天儲(chǔ)熱）,（2）大廳型空間的通風(fēng) 大體量的建筑空間僅靠熱壓通風(fēng)效果并不明顯，為了更好的促進(jìn)自然通風(fēng)，

12、風(fēng)壓通風(fēng)常常與熱壓通風(fēng)一起發(fā)揮作用。在（氣流從開(kāi)闊高出通風(fēng)口處進(jìn)入狹窄渠道后速度驟然增加的現(xiàn)象）而大空間出風(fēng)口的上部常設(shè)有阻流式封蓋板，其作用不僅是遮擋保護(hù)出風(fēng)口，還由于其一定距離，且設(shè)計(jì)成中間下部凸出的形式，形成文丘里效應(yīng)極大促進(jìn)室內(nèi)空氣流出。另外，在進(jìn)行通風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)，由于大廳規(guī)模及使用性質(zhì)不同，進(jìn)風(fēng)口的位置也選用了不同的形式（一般進(jìn)風(fēng)口在建筑下部）。如漢諾威26號(hào)展廳項(xiàng)目中，新風(fēng)從距離底面4.7m高度吹進(jìn)，冷空氣緩慢下降后逐漸升溫后再?gòu)母咂鸬奈蓓斉懦?。氣流緩慢下降后又上升的過(guò)程可以最大限度地回收室內(nèi)上升空氣的余熱，還減少了對(duì)工作區(qū)使用者的影響，也使大空間內(nèi)氣流盡量均勻。,漢諾威26號(hào)大 廳通

13、風(fēng)示意圖,文丘里效應(yīng)（氣流從開(kāi)闊高出通風(fēng)口處進(jìn)入狹窄渠道后速度驟然增加的現(xiàn)象）而極大促進(jìn)室內(nèi)空氣流出。,風(fēng)壓與熱壓結(jié)合,4. 應(yīng)變界面的構(gòu)造,有學(xué)者評(píng)價(jià)赫爾佐格的建筑作品“發(fā)揮主要作用的不是結(jié)構(gòu)，而是動(dòng)態(tài)而變化的表皮，它與特定場(chǎng)所發(fā)生聯(lián)系，對(duì)變換的環(huán)境做出回應(yīng)?！蔽覀冋J(rèn)為，在赫爾佐格的作品中，不僅僅是表皮發(fā)揮了構(gòu)造良好的室內(nèi)舒適環(huán)境，而是由內(nèi)向外的各個(gè)界面共同構(gòu)建了一個(gè)與自然相協(xié)調(diào)的生態(tài)環(huán)境。建筑界面阻斷光線和熱量的交流、隔絕聲音、存在的目的是分隔不同的空間質(zhì)地，遮蔽雨水等，同時(shí)，界面還作為不同空間質(zhì)地的中介物，有將若干空間質(zhì)地在不同空間之間轉(zhuǎn)移傳遞的作用，如采光、通風(fēng)、采聲等。,建筑界面的效

14、應(yīng),（1）建筑的外界面,在他的作品中，建筑外界面表現(xiàn)為一種選擇透過(guò)的“膜效應(yīng)”特征。,一種是根據(jù)北極熊皮膚 的特征而發(fā)明的TWD外墻板 材。這是一種半透明的黑色 板材上有透光保溫材料的構(gòu) 件，其特征是大量吸收太陽(yáng) 輻射熱并存儲(chǔ)后緩慢釋放到 室內(nèi)空間。在雙戶住宅和青 年教育中心客房等項(xiàng)目具有 使用。,雙戶住宅（應(yīng)用TWD外墻板材）,另一種是“雙層立面”構(gòu)造（Double Skin）, 即兩層立面，中間形成空腔的形式。這種界面形 式具有保溫、隔熱、通風(fēng)、隔聲、遮陽(yáng)等綜合的 生態(tài)效應(yīng)。雙層立面中間空腔作為環(huán)繞主要空間 的走廊，外層界面內(nèi)側(cè)的遮陽(yáng)百葉避免過(guò)多太陽(yáng) 輻射，上下貫通的連續(xù)外層界面的腔體內(nèi)，

15、由于 “煙囪效應(yīng)” 形成良好的自然通風(fēng)系統(tǒng)，中間空氣 間層能有效保持主要空間熱穩(wěn)定而大量節(jié)省能源。 在夏天，雙層立面頂部的帶形天窗可以開(kāi)啟，使 空氣可以從屋頂上方排出；在冬季，廢空氣被抽 至雙層立面之間，再由地面管道引導(dǎo)至熱回收設(shè) 備中。自然通風(fēng)系統(tǒng)保證了空氣循環(huán)，減少了機(jī) 械通風(fēng)的運(yùn)行。另外，由屋頂太陽(yáng)能光電池供電 的風(fēng)扇強(qiáng)化了通風(fēng)作用?？梢?jiàn)，“雙層立面”可用 于不同規(guī)模的建筑中，都能發(fā)揮良好的生態(tài)效應(yīng)。,德國(guó)貿(mào)易博覽會(huì)有限公司大樓（雙層立面）,（2）建筑的內(nèi)界面,一般來(lái)說(shuō)，內(nèi)界面主要包括 內(nèi)部 直界面和水平界面 因此，垂直界面的設(shè)計(jì)上 也相當(dāng)靈活。在巴伐利亞的工 作室設(shè)計(jì)中，室內(nèi)空間的分隔

16、 是可移動(dòng)的膠合板墻，根據(jù)使 用的需要進(jìn)行自由推拉，從而 最大限度滿足空間使用靈活性。,巴伐利亞的工作室,另外，在室內(nèi)水平界面不僅作為承重構(gòu)件，還作為散熱 或制冷設(shè)備發(fā)揮作用。這種措施實(shí)際上與傳統(tǒng)的火坑或火地的設(shè)計(jì)如出一轍，其優(yōu)勢(shì)是采用了大面積，小溫差的熱影響方式能夠在最少耗能情況下?tīng)I(yíng)造最佳的舒適空間。,水平界面被加熱或制冷來(lái)影響室內(nèi)熱環(huán)境,德國(guó)貿(mào)易博覽會(huì)有限公司大樓， 建筑工業(yè)養(yǎng)老基金會(huì)擴(kuò)建等項(xiàng)目中 使用過(guò)此方式。,競(jìng)賽中可以考慮的的對(duì)綠化建筑有利的基本問(wèn)題： 一：最大化使用綠地。（屋頂花園和節(jié)地） 二：建筑對(duì)風(fēng)能的利用考慮，氣流與熱量的考慮。如中庭氣流，立面洞口氣流。 三：對(duì)光能利用的考慮

17、和日照考慮。,04,案例二清華大學(xué)建筑設(shè)計(jì) 研究院辦公樓,案例簡(jiǎn)介,設(shè)計(jì)樓從1997年開(kāi)始進(jìn)行策劃，按照設(shè)計(jì)意圖可歸納成緩沖層策略，利用自然能源策略，健康無(wú)害策略和整體設(shè)計(jì)策略。 針對(duì)綠色化目標(biāo)，設(shè)計(jì)小組在建筑設(shè)計(jì)和設(shè)備采用了多層次的設(shè)計(jì)策略，在遮陽(yáng)、防曬、隔熱、通風(fēng)、節(jié)電、節(jié)水、利用太陽(yáng)能、樓宇自動(dòng)化、綠化引入室內(nèi)采取大量具體措施。,設(shè)計(jì)介紹,設(shè)計(jì)樓建筑平面基本呈長(zhǎng)方形，設(shè)計(jì)緊湊、完整減少了冬季建筑的熱損失。長(zhǎng)軸為東西方向，樓、電梯間與門庭、會(huì)議室等非主要工作室，布置在建筑的東西兩側(cè)，緩解了東西日照對(duì)主要工作區(qū)域的影響。工作空間劃分為大開(kāi)間開(kāi)敞式設(shè)計(jì)工作室區(qū)域與小開(kāi)間辦公室，其可以根據(jù)不同功

18、能需要加以安排，使工作室的布置具有一定的靈活性。建筑南向是一個(gè)3層高的綠化中庭，不但能為員工提供一個(gè)生機(jī)勃勃的良好景觀與休息活動(dòng)空間，而且可以有效地緩解外部環(huán)境對(duì)辦公空間的影響。,熱緩沖中庭(邊庭),在設(shè)計(jì)中比較明顯的算是在南向的一個(gè)體積較大的綠化中庭。雖然那只是一個(gè)位于建筑南部的邊庭，但是其物理功能內(nèi)涵較之傳統(tǒng)的位于建筑內(nèi)心的中庭要豐富。其基本概念如圖所示：在冬季，該中庭是一個(gè)全封閉的大暖房。在“溫室作用”下，成為大開(kāi)間辦公環(huán)境的熱緩沖層，有效地改善了辦公室熱環(huán)境并節(jié)省供暖的能耗。在過(guò)渡季節(jié)，它是一個(gè)開(kāi)敞空間，室內(nèi)和室外保持良好的空氣流通，有效的改善了工作室的小氣候。,熱緩沖中庭(邊庭),在夏天，中庭南窗的百頁(yè)遮陽(yáng)板系統(tǒng)能有效的遮蔽直射陽(yáng)光，使中庭成為了一個(gè)巨大的涼棚。中庭南側(cè)為全玻璃外墻，上部開(kāi)設(shè)了天窗，從而利用中庭頂部的反射裝飾板，保證開(kāi)敞辦公室的天然光利用。設(shè)計(jì)小組還認(rèn)為中間的“光廊”采用了一部分天空光線，幫助提高設(shè)計(jì)室的天光照度。,防曬墻與架空屋頂,確定采用緩沖層的概念，即在西向設(shè)計(jì)一面大尺度的防曬墻，這面由混凝土制成的防曬墻完全與建筑脫開(kāi)，在夏季與過(guò)渡季節(jié)，可以完全遮擋西曬的直射陽(yáng)