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遮陽(yáng)與建筑一體化設(shè)計(jì)優(yōu)秀案例調(diào)研Sunshadeandpassiveintegration劉莎莎學(xué)號(hào):2015055223韓赟聰學(xué)號(hào):20150552112021/5/91錄目CONTENTS2二、當(dāng)代優(yōu)秀建筑遮陽(yáng)實(shí)例分析1一、建筑遮陽(yáng)的分類3三、現(xiàn)代建筑遮陽(yáng)的發(fā)展趨勢(shì)2021/5/92
建筑遮陽(yáng)的分類11、按照遮陽(yáng)設(shè)施使用時(shí)間分類2、按照產(chǎn)品材料特征分類3、按照系統(tǒng)可調(diào)節(jié)性分類4、按照遮陽(yáng)設(shè)施主體分類5、按照設(shè)置位置分類6、遮陽(yáng)系統(tǒng)歸納2021/5/93
1、按照遮陽(yáng)設(shè)施使用時(shí)間的分類(從左至右)臨時(shí)性遮陽(yáng)、季節(jié)性遮陽(yáng)、永久性遮陽(yáng)
遮陽(yáng)設(shè)施按照其使用時(shí)間可以分為永久性遮陽(yáng)設(shè)施、季節(jié)性遮陽(yáng)設(shè)施和臨時(shí)性遮陽(yáng)設(shè)施。建筑中使用最廣泛的是永久性遮陽(yáng)設(shè)施,是作為一個(gè)建筑元素,存在于在建筑設(shè)計(jì)和建造過(guò)程以及整個(gè)建筑生命周期內(nèi)(例如翻板建筑外遮陽(yáng)設(shè)施)。在嚴(yán)寒地區(qū),建筑立面上的植物遮陽(yáng)在寒冷的冬天隨著植物的枯死而失去作用,這種遮陽(yáng)設(shè)施可稱為季節(jié)性遮陽(yáng)設(shè)施。夏季室外臨時(shí)搭建的各種遮陽(yáng)傘就屬于典型的臨時(shí)性遮陽(yáng)設(shè)施。臨時(shí)性遮陽(yáng)設(shè)施是根據(jù)環(huán)境控制要求搭建的臨時(shí)遮陽(yáng)設(shè)施,使用結(jié)束后馬上予以拆除。2021/5/94
2、按照產(chǎn)品材料特征分類(從左至右)柔性遮陽(yáng)、剛性遮陽(yáng)、剛性遮陽(yáng)
按照產(chǎn)品的材料特性,建筑遮陽(yáng)設(shè)施可以分為剛性遮陽(yáng)設(shè)施和柔性遮陽(yáng)設(shè)施。剛性遮陽(yáng)設(shè)施包括由木材、石材、金屬、陶瓷等硬性材料加工而。成的遮陽(yáng)產(chǎn)品。柔性遮陽(yáng)設(shè)施則包括由各種紡織布料加工而成的遮陽(yáng)產(chǎn)品等。2021/5/95
3、按照系統(tǒng)可調(diào)節(jié)性的分類(從左至右)固定式遮陽(yáng)、活動(dòng)式遮陽(yáng)
按照遮陽(yáng)系統(tǒng)的可調(diào)性,遮陽(yáng)系統(tǒng)可以分為活動(dòng)式遮陽(yáng)系統(tǒng)和固定式遮陽(yáng)系統(tǒng)。固定式遮陽(yáng)系統(tǒng)安裝完成之后,是不能對(duì)其進(jìn)行任何調(diào)節(jié)的,中國(guó)古典建筑中的大屋頂就屬于這一類遮陽(yáng)系統(tǒng)。在安裝完成之后,可以根據(jù)需要對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)的遮陽(yáng)系統(tǒng)成為活動(dòng)式遮陽(yáng)系統(tǒng)。2021/5/96
4、按照遮陽(yáng)設(shè)施主體的分類(從左至右)自然遮陽(yáng)、人工遮陽(yáng)
遮陽(yáng)設(shè)施還可以按其主體分為自然遮陽(yáng)設(shè)施和人工遮陽(yáng)設(shè)施。植物遮陽(yáng)就屬于自然遮陽(yáng)設(shè)施。2021/5/97
5、按照設(shè)置位置的分類(從左至右)內(nèi)遮陽(yáng)設(shè)施、自遮陽(yáng)設(shè)施、外遮陽(yáng)設(shè)施
遮陽(yáng)設(shè)施可以建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的孔洞為參照位置,按照其設(shè)置位置分為內(nèi)遮陽(yáng)設(shè)施、自遮陽(yáng)設(shè)施和外遮陽(yáng)設(shè)施。當(dāng)遮陽(yáng)設(shè)施位于孔洞的內(nèi)側(cè)時(shí)稱為內(nèi)遮陽(yáng)設(shè)施,反之為外遮陽(yáng)設(shè)施。當(dāng)遮陽(yáng)設(shè)施位于窗戶、玻璃幕墻等構(gòu)件的中間時(shí)則稱為自遮陽(yáng)設(shè)施。在玻璃上貼膜、或玻璃上的紋理都屬于自遮陽(yáng)設(shè)施。
2021/5/98
6、遮陽(yáng)系統(tǒng)歸納
這張圖是在綜合研究分析各種分類方式利弊的基礎(chǔ)之上,沒(méi)有拘泥于某一種分類依據(jù),而是參考借鑒多種分類依據(jù)并將其整合于一張圖上而制成的。其目的就是從更宏觀、更全面的角度了解多種多樣的遮陽(yáng)產(chǎn)品。
2021/5/99
當(dāng)代優(yōu)秀建筑遮陽(yáng)實(shí)例分析21、材料運(yùn)用出眾的遮陽(yáng)系統(tǒng)2、與技術(shù)完美結(jié)合的遮陽(yáng)系統(tǒng)3、對(duì)建筑造型起主導(dǎo)作用的遮陽(yáng)系統(tǒng)2021/5/910
1、材料運(yùn)用出眾的遮陽(yáng)系統(tǒng)①高性能玻璃自遮陽(yáng)玻璃上的“樹(shù)林”——烏德勒支大學(xué)圖書館
雖然燒結(jié)玻璃的優(yōu)勢(shì)非常明顯,其簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)也無(wú)需對(duì)它進(jìn)行特別的維護(hù),并且安裝也十分方便。但它的劣勢(shì)也同樣很明顯。其一便是它的不可調(diào)節(jié)性。燒結(jié)玻璃一旦安裝到建筑上之后就無(wú)法對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)以適應(yīng)不同時(shí)間段太陽(yáng)直射光的特點(diǎn)。其二是它還有可能產(chǎn)生眩光的情況。因?yàn)闊Y(jié)玻璃不能夠完全遮蔽直射光,所以進(jìn)入室內(nèi)的漫射光線有可能造成眩光,對(duì)使用者造成不利的影響。為了避免上述不利因素的影響,工程師們開(kāi)始把燒結(jié)玻璃與不同的材料、構(gòu)件組合應(yīng)用于各種不同的復(fù)合窗體中,其中包括添加氣隙、選擇性鍍膜、充入惰性氣體以及隔熱保溫層等。經(jīng)過(guò)這些改造后形成的層壓玻璃可以降低直射自然光獲得量,并在構(gòu)造性玻璃層內(nèi)形成遮陽(yáng)效果。2021/5/911
1、材料運(yùn)用出眾的遮陽(yáng)系統(tǒng)①高性能玻璃自遮陽(yáng)玻璃上的“樹(shù)林”——烏德勒支大學(xué)圖書館該圖書館位于教學(xué)主樓、經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院與學(xué)生宿舍之間的狹窄的中心地帶,整體建筑采用簡(jiǎn)潔的矩形體量,黑色的玻璃與混凝土的表皮,并且在其表面印刷、制作了樹(shù)枝狀的圖案與機(jī)理,主要功能分為兩個(gè)兩部分,一部分為主體的圖書館,另一部分是后部的停車場(chǎng)和自行車庫(kù),之間通過(guò)架空的連廊與主體教學(xué)樓相連。圖書館通過(guò)內(nèi)部靈活多變的空間組織,簡(jiǎn)潔的建筑形體,半透明的、精細(xì)的表皮,與周圍環(huán)境形成無(wú)聲的對(duì)話。
2021/5/912
1、材料運(yùn)用出眾的遮陽(yáng)系統(tǒng)①高性能玻璃自遮陽(yáng)玻璃上的“樹(shù)林”——烏德勒支大學(xué)圖書館
設(shè)計(jì)師的意圖并不是想突顯建筑,而是采用了將規(guī)整、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)暮?jiǎn)單幾何形體插入周圍環(huán)境,自然地融入校園肌理。建筑的形體邊界是經(jīng)過(guò)分析與周圍建筑取得協(xié)調(diào)的前提下獲得的,在東西向上圖書館的外界面與經(jīng)管學(xué)院一致,南北向與主教學(xué)樓、庫(kù)哈斯的教育館尋找對(duì)應(yīng)關(guān)系,使之成為周圍建筑體量上的延續(xù),圖書館與主體教學(xué)樓、停車場(chǎng)之間以架空的連廊相連,與周圍建筑形成有機(jī)的相連。同時(shí)將停車場(chǎng)布置在了建筑的背后,延續(xù)了庫(kù)哈斯關(guān)于校園整體規(guī)劃中這一帶狀區(qū)域的建筑與景觀的完整。建筑的地面一層根據(jù)學(xué)生校園生活的需要,布置了演講廳、商店、咖啡吧,自然由于這些復(fù)合的校園生活功能的參與,使得圖書館拉近了與學(xué)生的距離,有機(jī)的融入到了校園生活中。與周圍環(huán)境的關(guān)系:2021/5/913
1、材料運(yùn)用出眾的遮陽(yáng)系統(tǒng)①高性能玻璃自遮陽(yáng)玻璃上的“樹(shù)林”——烏德勒支大學(xué)圖書館
在建筑外部看似規(guī)整和簡(jiǎn)單的體量襯托下,靈活多變的內(nèi)部空間則越發(fā)地發(fā)現(xiàn)出了其變化的戲劇性。閱讀空間與儲(chǔ)藏空間是圖書館內(nèi)部的兩大組成部分。每一個(gè)閱讀與儲(chǔ)藏部分交叉布置,圖書館所需要的巨大的藏書、陳列、閱讀空間被拆分成了若干個(gè)小的部分,如同云朵一般,漂浮在主體的大空間周圍。進(jìn)入正門開(kāi)始,經(jīng)過(guò)90度的轉(zhuǎn)折,由一個(gè)寬大的樓梯引導(dǎo)至二層的大的圖書館的主體共享空間。這個(gè)巨大的主體空間凈空高度為33m,以它為中心,組織了周圍的多個(gè)功能部分。各個(gè)部分清晰的交叉、組合布置在立體空間的不同的高度,通過(guò)中央大廳的大樓梯和電梯,可以直接到達(dá)每一個(gè)功能空間。靈活多變的內(nèi)部空間:2021/5/914
1、材料運(yùn)用出眾的遮陽(yáng)系統(tǒng)①高性能玻璃自遮陽(yáng)玻璃上的“樹(shù)林”——烏德勒支大學(xué)圖書館
在圖書館的表皮設(shè)計(jì)當(dāng)中,威爾·阿列茨將表皮的物理、生態(tài)的要求與獨(dú)特的基地特色相結(jié)合,黑色的混凝土與黑色的印刷玻璃將建筑包裹。在整體建筑完整的立方體體量之中,實(shí)體的混凝土表面與虛透的玻璃也以矩形的形式相互交錯(cuò)、并列的組合。樹(shù)枝紋理的表皮:2021/5/915
1、材料運(yùn)用出眾的遮陽(yáng)系統(tǒng)①高性能玻璃自遮陽(yáng)玻璃上的“樹(shù)林”——烏德勒支大學(xué)圖書館
這種平面化的型式,具有其自身的邏輯性,因?yàn)槠鋵?duì)應(yīng)的部分,正是圖書館內(nèi)部的儲(chǔ)藏空間與閱讀空間這兩個(gè)相對(duì)實(shí)與虛的功能空間。表皮不僅僅是裝飾的表面,更多地反映了內(nèi)部的空間關(guān)系與組織關(guān)系,體現(xiàn)出存在和理性,表明了存在的真實(shí)狀態(tài),使得建筑具有了室內(nèi)室外化的視覺(jué)透視效果。樹(shù)枝紋理的表皮:2021/5/916
1、材料運(yùn)用出眾的遮陽(yáng)系統(tǒng)①高性能玻璃自遮陽(yáng)玻璃上的“樹(shù)林”——烏德勒支大學(xué)圖書館“在我的Masstricht的辦公室的外面,有一些大樹(shù),他們投下的樹(shù)蔭灑落在我們的玻璃上”。于是,圖書館黑色的混凝土與玻璃表面被賦予柳樹(shù)枝干的圖案紋理,在雷姆·庫(kù)哈斯關(guān)于校園整體的規(guī)劃中,從他所設(shè)計(jì)的教育館到圖書館之間有一條植物景觀帶,這種處理正好與原有的規(guī)劃相契合。這樣的表面機(jī)理,使得原本堅(jiān)硬的混凝土表面變得柔軟,在視覺(jué)與觸覺(jué)上面增加了層次。雙層玻璃的表皮處理,表現(xiàn)出獨(dú)特的美學(xué)魅力。透明的玻璃幕墻,在帶來(lái)視覺(jué)通透的可視效果的同時(shí),也為建筑帶來(lái)了大量的空調(diào)能耗。樹(shù)枝紋理的表皮:2021/5/917
1、材料運(yùn)用出眾的遮陽(yáng)系統(tǒng)①高性能玻璃自遮陽(yáng)玻璃上的“樹(shù)林”——烏德勒支大學(xué)圖書館
阿雷茲在透明的玻璃外面,又增加了一層可開(kāi)啟的印刷玻璃表面。
在光線強(qiáng)烈時(shí),外部的這個(gè)可旋轉(zhuǎn)的窗扇關(guān)閉,在內(nèi)層的透明玻璃外面增加了保護(hù),減少進(jìn)入室內(nèi)的耀眼的光線和熱輻射;
在光線較暗時(shí),外部窗扇旋轉(zhuǎn)90度角開(kāi)啟,透過(guò)內(nèi)部玻璃,人的視線直接看到窗外的景色,遮擋消失了。而且,在外部的窗扇旋轉(zhuǎn)、打開(kāi)時(shí),使得建筑平整的表面,呈現(xiàn)出了有節(jié)奏與韻律的變化,科技的美學(xué)意義也在其中顯現(xiàn)出來(lái)。這種透明與不透明的材料的結(jié)合使用,在夜晚與白天的兩種不同的時(shí)空狀態(tài)下,建筑體現(xiàn)出柔軟與堅(jiān)硬兩種對(duì)立的表情。樹(shù)枝紋理的表皮:2021/5/918
1、材料運(yùn)用出眾的遮陽(yáng)系統(tǒng)①高性能玻璃自遮陽(yáng)玻璃上的“樹(shù)林”——烏德勒支大學(xué)圖書館
強(qiáng)烈的色彩對(duì)比,是烏德勒支大學(xué)圖書館的另一個(gè)顯著的個(gè)性魅力。主體的內(nèi)外墻面都使用了黑色,地面、桌面使用了白色,主要的服務(wù)臺(tái)和電梯間使用了明亮的紅色。黑色魅力:2021/5/919
1、材料運(yùn)用出眾的遮陽(yáng)系統(tǒng)①高性能玻璃自遮陽(yáng)玻璃上的“樹(shù)林”——烏德勒支大學(xué)圖書館
維爾?阿雷茲在設(shè)計(jì)的初始,就開(kāi)始考慮建筑的顏色和材質(zhì)。他研究了傳統(tǒng)的圖書館建筑,其真正的內(nèi)涵是提供一個(gè)讓人們沉思、冥想的場(chǎng)所,大多數(shù)都采用了黑色的木材。這樣的一種色調(diào)有助于人們集中精神,關(guān)注于思考的內(nèi)容。然而現(xiàn)代的建筑又需要更加良好的、舒適的建筑環(huán)境。黑色魅力:2021/5/920
1、材料運(yùn)用出眾的遮陽(yáng)系統(tǒng)①高性能玻璃自遮陽(yáng)玻璃上的“樹(shù)林”——烏德勒支大學(xué)圖書館
作為一個(gè)解決的辦法,在建筑內(nèi)部,將地面與桌面處理為白色。當(dāng)人們低頭讀書時(shí),地面和桌面的色彩可以有助于反射室外和室內(nèi)的照明,同時(shí)也能反射到直射光線不容易達(dá)到的地方;利用相對(duì)簡(jiǎn)單的光源營(yíng)造了豐富的光照效果;白色從周圍黑色的環(huán)境中輕易的脫離出來(lái),與黑色共同作用,使閱讀的人集中與書本。黑色魅力:2021/5/921
1、材料運(yùn)用出眾的遮陽(yáng)系統(tǒng)①高性能玻璃自遮陽(yáng)玻璃上的“樹(shù)林”——烏德勒支大學(xué)圖書館
在大廳一層顯著位置的總服務(wù)臺(tái)、各層的小的服務(wù)臺(tái)、休息區(qū)的座椅、電梯間在使用了明亮的紅色以后,突顯了不同功能的空間位置,便于使用,在整體嚴(yán)謹(jǐn)、沉悶的環(huán)境色彩中注入了生動(dòng)的活力,讀書之余,交流之時(shí),為使用者調(diào)節(jié)了疲勞的心情。黑色魅力:2021/5/922
位于波恩的德國(guó)議會(huì)大廈新樓是由貝尼施及其合伙人事務(wù)所設(shè)計(jì)的,在建筑室內(nèi)外都使用了大量的層壓玻璃。為了滿足在室內(nèi)形成一個(gè)具有向心力的空間焦點(diǎn)的需要,在會(huì)議大廳的頂部設(shè)計(jì)了一個(gè)大尺度的天窗來(lái)為建筑提供自然光照明。這個(gè)天窗由室內(nèi)外兩層構(gòu)成。在建筑物屋頂,一系列的百葉窗把太陽(yáng)光反射和漫射到下面的議會(huì)大廳內(nèi)部。而在天窗的下表面設(shè)置了一層厚重的金屬窗格,這個(gè)金屬窗格主要起著遮蔽從天窗射下來(lái)的直射光線以及漫射自然光的作用。同時(shí)它們又可以把通風(fēng)出口、電燈、滅火噴淋頭以及其他設(shè)備管線等納入其中。在會(huì)議大廳的四周同樣使用了與屋頂百葉窗結(jié)構(gòu)類似的構(gòu)造形式,中間配有可以控制太陽(yáng)光獲得量的遮陽(yáng)百葉。白天會(huì)議大廳被柔和的漫射光線包裹著,照明效果非常宜人?!把┌住钡奶旃狻聡?guó)議會(huì)大廈新樓2021/5/923在悉尼極光地帶的設(shè)計(jì)中,玻璃是建筑造型得以實(shí)現(xiàn)的重要元素。這個(gè)辦公與住宅的綜合體,有著曲線的形體,輕盈透明的玻璃幕墻。看起來(lái)像是一個(gè)漂浮在地面上并直上云霄的通天體,并在云端漸漸消逝,十分漂亮。在這里,倫佐?皮亞諾探索了玻璃的多種做法。窗戶,也可以稱之為景觀玻璃板,是兩層高透明度而低輻射的玻璃。由于玻璃含鐵量低所以不含一點(diǎn)綠色,并在它們的邊緣、拱肩等處被熔結(jié)為白色。豎框和窗側(cè)壁等被隱藏在這些白色的玻璃后面。不同的熔結(jié)圖案形式可以允許的透光量有所不同,并被嚴(yán)格控制在20%~80%之間,展開(kāi)了多樣的層次。玻璃在變化的曲線形式和光的作用下,呈現(xiàn)出多樣的光學(xué)效果。從不同的角度進(jìn)行觀察,都會(huì)出現(xiàn)意想不到的圖景。當(dāng)窗戶反射的光稍強(qiáng)些的時(shí)候,便呈現(xiàn)了浮在周圍熔結(jié)玻璃上面的效果,反之熔結(jié)的玻璃又會(huì)突出于之上。塔樓周邊的玻璃伸出了建筑邊緣,看上去好像漸漸消逝了一樣,從而達(dá)到了倫佐?皮亞諾所期望的飄逸效果。漂浮著的通天體——極光地帶2021/5/924
“生態(tài)館”是一個(gè)技術(shù)含量不高,對(duì)環(huán)境零影響的“綠墻”?!吧鷳B(tài)館”的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單,是模塊化的:由骨架和覆蓋骨架的一層植物構(gòu)成。在炎熱的夏天,烈日的暴曬當(dāng)中“生態(tài)館”能夠給人們提供一個(gè)庇護(hù)所,植物表面的蒸發(fā)會(huì)保持展館內(nèi)的溫度顯著低于周邊環(huán)境。
植物“外衣”——美國(guó)“生態(tài)館”②植物遮陽(yáng)
建筑物使用的都是日常生活中常見(jiàn)的材料,如重型包裝帶和處理過(guò)的木材,作為骨架的框架結(jié)構(gòu)采用回收的牛奶箱等。由于展館的拱形結(jié)構(gòu)非常便于組裝和拆卸。在夏季結(jié)束后,其模塊會(huì)分配給紐約地區(qū)的一些家庭,公共場(chǎng)所,社區(qū)花園使用。相對(duì)于“生態(tài)館”的簡(jiǎn)潔明快,Semiahmoo圖書館的綠化處理方式就比較特殊?!吧鷳B(tài)館”采用了單一的植物,結(jié)合結(jié)構(gòu)肌理,呈現(xiàn)出一種幾何的美。Semiahmoo圖書館生態(tài)館2021/5/925
曼谷居住面積在不斷增加,而居住區(qū)的綠化面積卻增長(zhǎng)緩慢。本案例中建筑綠色的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中容納了銷售辦事處畫廊,是一個(gè)展示新城市生活的地方。很好的表現(xiàn)了建筑與生態(tài)的緊密結(jié)合,在緊張的城市生活中增添了一份安逸的場(chǎng)所。曼谷垂直生態(tài)畫廊②植物遮陽(yáng)2021/5/926
在曼谷垂直生態(tài)畫廊的遮陽(yáng)設(shè)計(jì)中建筑師選擇了一種植物綠化和木質(zhì)格柵相結(jié)合的方式,橫豎斜放不一,錯(cuò)落有致,黃綠搭配協(xié)調(diào),給人以視覺(jué)上的滿足感,體現(xiàn)出了畫廊的純粹、清雅的藝術(shù)環(huán)境。曼谷垂直生態(tài)畫廊②植物遮陽(yáng)2021/5/927
綠色的板條箱墻體模塊由不銹鋼制成,施工簡(jiǎn)便,成本較低廉。
懸掛的花盆和滴灌系統(tǒng)安裝在氈制品的后面。該系統(tǒng)價(jià)格便宜,安裝方便。考慮到項(xiàng)目所在的位置,建筑師選擇了本土植物--東京矮生植物。這種植物在地上隨處可見(jiàn),可以很好地抵御曼谷極端的環(huán)境條件。植物的紋理也柔化了建筑的剛性,在曼谷復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)中脫穎而出。曼谷垂直生態(tài)畫廊②植物遮陽(yáng)2021/5/928
設(shè)計(jì)師創(chuàng)造了一種數(shù)字化的動(dòng)態(tài)植物篩光系統(tǒng),它使用藍(lán)藻作為有機(jī)材料,裝進(jìn)廢棄的玻璃瓶,制成了藍(lán)藻玻璃瓶壘起的一道“生態(tài)呼吸遮陽(yáng)墻”。設(shè)計(jì)師利用數(shù)字化軟件設(shè)定了整個(gè)系統(tǒng)的整體配置、透光度和呼吸潛能的空間輻射梯度。藍(lán)藻在通過(guò)吸收二氧化碳和產(chǎn)生氧氣的光合作用過(guò)程中能夠根據(jù)自身數(shù)量的變化而形成動(dòng)態(tài)遮陽(yáng)。陽(yáng)光越強(qiáng)烈,藍(lán)藻的光合作用強(qiáng)度就越強(qiáng),其產(chǎn)氧量也就越大,個(gè)體數(shù)量的增加使得阻光性也隨之增加;當(dāng)日照不強(qiáng)烈時(shí),藍(lán)藻個(gè)體數(shù)量會(huì)隨著產(chǎn)氧量的下降而下降,其透光性就能得到更好的發(fā)揮。
海藻遮陽(yáng)
藍(lán)藻是一種原始的單細(xì)胞生物,夏季常在一些營(yíng)養(yǎng)豐富的水體中大量繁殖,并在水面形成“綠潮”,引起水質(zhì)惡化,嚴(yán)重時(shí)耗盡水中氧氣而造成魚(yú)類的死亡。而2006年威尼斯雙年展上展出的STEM裝置則把藍(lán)藻變成了一種可靠的生物遮陽(yáng)系統(tǒng)。③生物智能遮陽(yáng)系統(tǒng)2021/5/929
遮陽(yáng)系統(tǒng)最大的亮點(diǎn)為專門為這個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)并使用的,由高強(qiáng)度材料制作而成的光纖復(fù)合材料。這種材料不僅擁有良好的遮陽(yáng)效果,同時(shí)還擁有非常優(yōu)雅的外觀。青翠的遮陽(yáng)百葉像輕薄的綠色紗簾巧妙地改變著射入建筑內(nèi)部的光。材料的結(jié)構(gòu)包括復(fù)合材料面板(俗稱玻璃纖維),它不僅具有很高的強(qiáng)度,并且還可以做得非常薄。另外,這種復(fù)合材料還可以直接粘在玻璃上,而不需要使用任何笨重的框架來(lái)固定,也不需要考慮玻璃和框架之間會(huì)出現(xiàn)的摩擦。在這個(gè)復(fù)合系統(tǒng)中,復(fù)合材料面板既可以像普通遮陽(yáng)百葉一樣沿著每個(gè)葉片上的豎向軸線轉(zhuǎn)動(dòng),也可以根據(jù)需要把垂直的百葉全部拉到框架的一側(cè),或者完全拉開(kāi),從而達(dá)到調(diào)節(jié)室內(nèi)光線的目的,就像落地窗簾,調(diào)節(jié)起來(lái)非常方便快捷。
遮陽(yáng)“窗簾”——比克勒體育與休閑中心④新材料在建筑遮陽(yáng)上的應(yīng)用比克勒體育與休閑中心
比克勒體育與休閑中心是SHL建筑事務(wù)所與丹麥一位著名圖形藝術(shù)家共同設(shè)計(jì)完成的,其立面遮陽(yáng)系統(tǒng)是一個(gè)創(chuàng)新的立面設(shè)計(jì)解決方案。2021/5/930遮陽(yáng)作用其實(shí)只是這個(gè)特殊的雕塑的一個(gè)功能,它還具有其他的有趣的功能。如同它的名字里所講的,這些“葉片”就像云一樣隨著時(shí)間的變化改變其透明度。工作人員事先把周邊地區(qū)的天氣數(shù)據(jù)輸入到控制器的數(shù)據(jù)庫(kù)中,控制器可以根據(jù)這些氣象信息對(duì)每一個(gè)“葉片”發(fā)出指令,從而使得它們每隔20秒改變一次透明度。通過(guò)無(wú)數(shù)個(gè)“葉片”從暗到明的變化來(lái)模擬某一個(gè)地區(qū)此刻的天氣情況。舉個(gè)例子,假設(shè)某地區(qū)現(xiàn)在是晴天,則大部分的“葉片”都會(huì)提高透明度。如果是陰天,“葉片”的透明度就會(huì)降低。通過(guò)不斷變化的“葉片”,機(jī)場(chǎng)走廊空間呈現(xiàn)出一種夢(mèng)幻般的視覺(jué)效果,給人們以美好的視覺(jué)享受。動(dòng)態(tài)雕塑eCLOUD——圣何塞國(guó)際機(jī)場(chǎng)
007年美國(guó)圣何塞國(guó)際機(jī)場(chǎng)迎來(lái)了一個(gè)叫“eCLOUD”的動(dòng)態(tài)雕塑作品,置于22門和23門之間的天窗下面。這個(gè)特殊的雕塑由一片片白色的矩形“葉片”組成,它們由可以實(shí)時(shí)改變透明度的聚碳酸酯瓷磚制成。這些“葉片”遮蔽通過(guò)天窗打下來(lái)的太陽(yáng)直射光,并把它們轉(zhuǎn)化為柔和的漫射光,即防止眩暈的發(fā)生。eCLOUD2021/5/931本章中介紹的遮陽(yáng)材料,從高性能玻璃、植物、微生物再到全新的合成材料,其發(fā)展變化已經(jīng)足以改變傳統(tǒng)遮陽(yáng)的功能和形式。新的高性能材料不斷被開(kāi)發(fā)出來(lái),原有的舊材料也經(jīng)過(guò)改良擁有了以前所不具備的性能。通過(guò)幾個(gè)案例的分析作者發(fā)現(xiàn)這些材料的使用帶來(lái)的改變可以歸納成以下兩點(diǎn)。1)對(duì)遮陽(yáng)材料靈活的使用使得遮陽(yáng)系統(tǒng)的表現(xiàn)力大大增強(qiáng),甚至已經(jīng)成為建筑立面上最重要的表現(xiàn)要素。
2)適當(dāng)?shù)牟牧线x擇不僅提高了遮陽(yáng)系統(tǒng)的遮陽(yáng)效果,還減少了能耗,提高了效率。
⑤總結(jié)2021/5/932
2、與技術(shù)完美結(jié)合的遮陽(yáng)系統(tǒng)
遮陽(yáng)構(gòu)件是建筑中一個(gè)非常重要的功能構(gòu)件,它的作用就是為人們創(chuàng)造良好的室內(nèi)環(huán)境和節(jié)省能耗。在經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化高度發(fā)達(dá)的今天,想要滿足人們?cè)谶@方面不斷提高的要求,依靠傳統(tǒng)的方法是不可能實(shí)現(xiàn)的。建筑師需要基于精確計(jì)算的模擬結(jié)果來(lái)輔助遮陽(yáng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),而這離不開(kāi)科學(xué)技術(shù)的強(qiáng)大支持。
本節(jié)將重點(diǎn)分析研究遮陽(yáng)系統(tǒng)與科學(xué)技術(shù)完美結(jié)合的案例,它們都找到了一種或幾種最適合本項(xiàng)目的技術(shù)達(dá)到了預(yù)期的目的。
2021/5/933①智能遮陽(yáng)系統(tǒng)
與一般觀眾廳不同,改建后的柏林國(guó)會(huì)大廈中央的議會(huì)大廳上部建有一個(gè)直徑40米、高23米的玻璃穹頂,頂下則是由360塊鏡面玻璃構(gòu)成的倒錐體。穹頂是這座建筑最為有趣的地方,它主要有兩個(gè)重要作用:一是通過(guò)遮陽(yáng)板為建筑提供遮陽(yáng),二是通過(guò)吸收太陽(yáng)輻射熱量,加強(qiáng)煙囪效應(yīng),提高自然通風(fēng)效率。穹頂內(nèi)設(shè)有一個(gè)可以根據(jù)日照方向自動(dòng)調(diào)整其方位的遮陽(yáng)板,遮陽(yáng)板的主要作用是避免眩光和防止熱輻射。隨著時(shí)間的變化沿著導(dǎo)軌緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)的遮陽(yáng)板和倒錐形鏡面反射體都有極強(qiáng)的雕塑感,其中倒錐體通常被人們稱為“鏡面噴泉”或“光雕”。在太陽(yáng)下山之后,穹頂?shù)淖饔脛t會(huì)發(fā)生有趣的變化,議會(huì)大廳內(nèi)部室內(nèi)燈光向室外天空放射,玻璃穹頂便成了一個(gè)透明水晶一般的發(fā)光體,就像一座燈塔,為柏林市增添獨(dú)特的夜景。轉(zhuǎn)動(dòng)的遮陽(yáng)“扇”——德國(guó)柏林國(guó)會(huì)大廈德國(guó)柏林國(guó)會(huì)大廈2021/5/9342021/5/9352021/5/936圓頂內(nèi)還有一面可隨日光照射方向變化而自動(dòng)調(diào)整方位的遮陽(yáng)板,用以避免直射陽(yáng)光的熱度及晃眼的光線對(duì)室內(nèi)的影響。雙層窗設(shè)計(jì),外層是防衛(wèi)性的層壓玻璃,內(nèi)層是隔熱玻璃。側(cè)窗的通風(fēng)既可以自動(dòng)調(diào)節(jié),又可以人工控制。大廈的大部分房間可以獲得自然通風(fēng)和換氣,新鮮空氣的換氣率可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整,每小時(shí)可以達(dá)到1~5次。2021/5/937通風(fēng)管道吸走室內(nèi)熱空氣,并通過(guò)熱量轉(zhuǎn)換器將其中的熱量吸收。2021/5/938采用植物油作為燃料,它發(fā)電高效、清潔,每年排放的二氧化碳僅為440噸,降低了對(duì)環(huán)境的影響。議會(huì)大廈的排風(fēng)系統(tǒng)及穹頂內(nèi)的遮光裝置的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力是由100片裝有光電池的太陽(yáng)能板產(chǎn)生的。太陽(yáng)能板裝在屋頂,可以提供最大輸出約40kW的電力。2021/5/939設(shè)計(jì)的核心部分——屋頂上的那些重復(fù)的組件被倫佐?皮亞諾稱為“葉片”,是因?yàn)樗鼈兊男螤钆c葉片以及洋地黃花的形態(tài)非常相似。而這樣的葉片形狀是根據(jù)電腦對(duì)光線的計(jì)算,模擬各種狀態(tài)對(duì)金屬板的外形進(jìn)行測(cè)試和不斷改進(jìn)得到的,一切都是那樣的精確。通過(guò)葉片形狀的金屬板屋頂過(guò)濾,直射光線會(huì)被遮蔽掉,而柔美的漫射光線和反射光線將進(jìn)入室內(nèi)滿足功能需要。優(yōu)美的光線透過(guò)屋頂充滿于建筑之中,并且隨著時(shí)間的變化而不斷發(fā)生著變化。這里收藏了一萬(wàn)多件曼尼爾收藏的古代和現(xiàn)代的藝術(shù)品,從原始藝術(shù)到當(dāng)代藝術(shù),藝術(shù)品中只有一些會(huì)一直展出,而其余的則會(huì)保存起來(lái)。根據(jù)展覽空間以及儲(chǔ)藏空間等不同的功能對(duì)建筑進(jìn)行劃分,每個(gè)房間對(duì)光線也有著不同的要求。這就需要對(duì)葉片的角度進(jìn)行調(diào)整,以達(dá)到不同的光線效果滿足不同的需求。“葉片”桁架上面覆有玻璃頂板,可以使陽(yáng)光透射進(jìn)來(lái),并有效地進(jìn)行通風(fēng)和采光。屋頂部件柔軟自然的曲線體現(xiàn)出倫佐?皮亞諾對(duì)數(shù)學(xué)模型技術(shù)的熟練應(yīng)用,以及對(duì)光線的創(chuàng)新運(yùn)用,并且再一次地實(shí)踐了他對(duì)輕盈、透明和光線的搖曳等建筑理想的追求。
②高精度遮陽(yáng)構(gòu)件“葉片”遮陽(yáng)——曼尼爾美術(shù)館曼尼爾美術(shù)館2021/5/940美國(guó)能源部辦公大樓是一個(gè)獲得LEED鉑金認(rèn)證的零能耗建筑,其出色的遮陽(yáng)設(shè)施是眾多節(jié)能措施當(dāng)中的一部分。建筑南立面上的窗戶是經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)的高技術(shù)產(chǎn)品,它的窗戶一共由三段組成。最上面的一段設(shè)置了經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)模擬演算設(shè)計(jì)而成的若干條截面形狀為“√”形的遮陽(yáng)片。不論夏季還是冬季,早晨或者下午,太陽(yáng)光照射在精確制作的遮陽(yáng)片上之后都會(huì)反射到房間里的天花板上,為室內(nèi)提供自然照明。窗戶的中段則罩上了一個(gè)倒“U”字形的遮陽(yáng)罩,目的是為了防止太眼光直接照射在人們活動(dòng)的區(qū)域。窗戶的下段則設(shè)置了一個(gè)可開(kāi)啟的窗扇用于自然通風(fēng)。這樣一個(gè)組合系統(tǒng)既可以保證室內(nèi)的照度,又不至于室內(nèi)吸收過(guò)多的太陽(yáng)輻射熱,從而達(dá)到節(jié)省建筑能耗的目的。
反光遮陽(yáng)——美國(guó)能源部大樓美國(guó)能源部大樓窗戶
2021/5/941關(guān)于史蒂芬?霍爾設(shè)計(jì)的深圳大梅沙萬(wàn)科中心遮陽(yáng)百葉的誕生有著這樣的傳說(shuō)。剛接到設(shè)計(jì)任務(wù)的霍爾,一邊散步一邊為設(shè)計(jì)方案沒(méi)有突破而苦惱。這時(shí),他發(fā)現(xiàn)地上有一片葉子十分有趣,便把它撿起來(lái)對(duì)著夕陽(yáng)細(xì)細(xì)觀察,葉子豐富的葉脈網(wǎng)絡(luò)立即啟發(fā)了他的靈感,隨后便有了現(xiàn)在遮陽(yáng)板上搖曳的棕櫚葉。深圳萬(wàn)科中心
“躺”著的摩天大樓——深圳萬(wàn)科中心為了獲得最好的自然照明效果,霍爾及其設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)對(duì)遮陽(yáng)片上的孔隙率做了無(wú)數(shù)次試驗(yàn),最后根據(jù)得出的結(jié)論制作出了最適宜的遮陽(yáng)片。在遮陽(yáng)板關(guān)閉的狀態(tài)下,15%的陽(yáng)光透射率可以減少70%的太陽(yáng)輻射得量,并能滿足75%的空間日常辦公工作的采光需要,無(wú)需人工照明。辦公大樓使用的可調(diào)節(jié)式懸掛外遮陽(yáng)系統(tǒng)可以通過(guò)室內(nèi)傳感器,根據(jù)太陽(yáng)高度角的變化以及室內(nèi)的照度需要自動(dòng)調(diào)節(jié)遮陽(yáng)板的開(kāi)啟以及閉合,開(kāi)啟的范圍為從0度至90度。同時(shí),因其通過(guò)精確計(jì)算得到的孔隙率,遮陽(yáng)系統(tǒng)不會(huì)對(duì)窗外的風(fēng)景有任何的干擾,90%的辦公室中的員工可以直接欣賞到戶外的美景。2021/5/942建筑主體立面上的遮陽(yáng)系統(tǒng),按照太陽(yáng)的不同照射角度,整個(gè)建筑的外立面遮陽(yáng)體系分為全玻璃幕墻、水平固定遮陽(yáng)、垂直固定遮陽(yáng)和電動(dòng)遮陽(yáng)四種。遮陽(yáng)百葉按照竹葉的形象設(shè)計(jì)為曲面穿孔鋁板,在保證室內(nèi)光線和溫度的前提條件下,結(jié)合不同幕墻系統(tǒng)豐富著建筑的立面肌理,同時(shí)也給室內(nèi)帶來(lái)不同的陰影效果。2021/5/943自動(dòng)調(diào)節(jié)的創(chuàng)新式外遮陽(yáng)系統(tǒng)能夠降低空調(diào)能耗。當(dāng)陽(yáng)光過(guò)度強(qiáng)烈時(shí),外遮陽(yáng)系統(tǒng)會(huì)根據(jù)太陽(yáng)高度角以及室內(nèi)的照度,在0~90度范圍內(nèi)自動(dòng)調(diào)節(jié)水平遮陽(yáng)板。俯視景觀園林中一方池水的中央是一個(gè)下凹的空間,其中沒(méi)有注水,這是為萬(wàn)科中心地下空間的采光而設(shè)計(jì),萬(wàn)科中心地下約4萬(wàn)平方米建筑。建筑進(jìn)深控制在20米以內(nèi),開(kāi)窗率高達(dá)30%,保證了自然通風(fēng)、采光及形成對(duì)流。2021/5/944深圳地處華南地區(qū),緯度較低,屬南副熱帶季風(fēng)氣候。氣溫較高,日照率較高。全年約80%的白天具備采集太陽(yáng)熱能的條件,太陽(yáng)能利用自然資源優(yōu)越。樓頂設(shè)有2000多平方米的太陽(yáng)能光伏發(fā)電板,總發(fā)電量30萬(wàn)度,并入市政電網(wǎng),為大樓降低14%的總體能耗。采用了節(jié)電、節(jié)水、節(jié)材和可再生能源規(guī)?;玫纫幌盗凶钕冗M(jìn)技術(shù),在外墻百葉系統(tǒng)(鏤空鋁板,角度全方位自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù))、空調(diào)系統(tǒng)(采用蓄冰制冷,雨水、中水作為冷卻水,地板送風(fēng)技術(shù))、室內(nèi)照明系統(tǒng)的節(jié)能方面實(shí)現(xiàn)了較同等面積的普通建筑節(jié)能65%的目標(biāo)2021/5/945位于林茨的博覽會(huì)議中心就是對(duì)“水晶宮”的全新詮釋。為了節(jié)約建筑能耗需要把建筑里面空氣的體積減少到最小,因此整個(gè)會(huì)議展覽大廳的高度被限制在了12米以內(nèi),采用了一種扁平的拱形梁架作為主要結(jié)構(gòu)。為了覆蓋一個(gè)80米×204米的空間,梁架的跨度達(dá)到了76米,并在其上面覆蓋了一層玻璃作為屋面維護(hù)結(jié)構(gòu)。會(huì)議展覽大廳必須最大限度地利用自然采光,同時(shí)還應(yīng)該避免太陽(yáng)直接照射引起的眩光。為了滿足上述條件,赫爾佐格與巴滕巴赫事務(wù)所合作,研制出了一種新型的遮陽(yáng)系統(tǒng)。覆上鋁膜的高反射注膜塑料是這種遮陽(yáng)系統(tǒng)柵格的主要材料,其厚度只有16毫米,是鑲嵌在雙層玻璃之間的。經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)的柵格截面反射效率非常高,達(dá)到了90%以上。當(dāng)太陽(yáng)的直射光線射到屋頂之后會(huì)被完全過(guò)濾掉,漫射光線則會(huì)通過(guò)大量小尺度的開(kāi)口間接地進(jìn)入室內(nèi)。加工這種柵格系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的要求很高,必須滿足足夠的強(qiáng)度要求以切割出這種截面為拋物線的光滑的立體結(jié)構(gòu)。經(jīng)測(cè)驗(yàn),建成后的博覽會(huì)議中心柵格的總傳熱效率大約為42%,總光線通過(guò)率大約是33%。其使用的柵格系統(tǒng)今天已經(jīng)行銷全球。
③日光柵格系統(tǒng)新“水晶宮”——林茨的博覽會(huì)議中心林茨博覽會(huì)議中心2021/5/946馬斯達(dá)爾城市中心位于新城市的心臟地帶,建成后的MHCC將成為集購(gòu)物,休閑和娛樂(lè)為一體的城市文化商業(yè)中心。城市中心主要包括一個(gè)五星級(jí)酒店,長(zhǎng)期住宿服務(wù)式公寓,會(huì)議中心,主題娛樂(lè)中心,有關(guān)未來(lái)能源的文化設(shè)施和配有一個(gè)美食廣場(chǎng)和電影院的購(gòu)物中心。④超大尺度遮陽(yáng)系統(tǒng)能量“雨傘”——馬斯達(dá)爾城市中(MHCC)馬斯達(dá)爾城市中心LAVA的方案由一系列巨大的“雨傘”構(gòu)成,這些“雨傘”設(shè)計(jì)的靈感來(lái)自向日葵。在白天,它們像綻放出來(lái)的向日葵一樣展開(kāi),其展開(kāi)的角度會(huì)隨著太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)軌跡的變化而變化,為整個(gè)廣場(chǎng)提供遮陽(yáng),同時(shí)其獨(dú)特的構(gòu)造使得這些“雨傘”吸收太陽(yáng)能和熱能。在太陽(yáng)下山之后,這些“雨傘”會(huì)關(guān)閉,同時(shí)釋放出白天吸收的多余的熱量。設(shè)計(jì)者LAVA這樣描述他們的“雨傘”:“向日葵的原則是生態(tài)友好的,能夠適應(yīng)世界上的任何地方,并會(huì)為人們開(kāi)啟戶外生活的大門,甚至是在沙漠當(dāng)中?!?021/5/947通過(guò)本節(jié)案例的分析,作者對(duì)建筑遮陽(yáng)中運(yùn)用的“技術(shù)”有了更深刻的認(rèn)識(shí)。在這里我們所說(shuō)的“技術(shù)”包含兩個(gè)含義。第一個(gè)含義是對(duì)遮陽(yáng)系統(tǒng)的“研發(fā)技術(shù)”。高性能遮陽(yáng)系統(tǒng)的誕生離不開(kāi)科研工作者的研究創(chuàng)作,這是必要條件。另一個(gè)含義是遮陽(yáng)構(gòu)件的“生產(chǎn)制造技術(shù)”。在擁有優(yōu)秀的設(shè)計(jì)理念的基礎(chǔ)上,需要強(qiáng)大的生產(chǎn)制造技術(shù)支持,才能制造出高性能的遮陽(yáng)系統(tǒng),這是充分條件。只有在充分條件和必要條件同時(shí)具備的前提下,才能產(chǎn)生高性能的優(yōu)秀建筑遮陽(yáng)系統(tǒng)??v觀我國(guó)目前的建筑遮陽(yáng)發(fā)展?fàn)顩r,第二個(gè)含義上的“技術(shù)”與西方發(fā)達(dá)國(guó)家的差距逐漸縮小,卻嚴(yán)重缺乏第一個(gè)含義上的“技術(shù)”。這就需要我們科研部門和一線實(shí)踐部門共同努力。
⑤總結(jié)2021/5/948
3、對(duì)建筑造型起主導(dǎo)作用的遮陽(yáng)系統(tǒng)
雖說(shuō)建筑的第一要素是空間,但卻不能忽視他的美學(xué)因素對(duì)使用者的影響。進(jìn)入21世紀(jì)之后建筑的發(fā)展越來(lái)越注重視覺(jué)效果,建筑表皮化的趨勢(shì)越來(lái)越明顯。越來(lái)越多的要素成為了建筑表皮的主題,例如鳥(niǎo)巢的結(jié)構(gòu)、上海世博會(huì)日本館的呼吸薄膜等等……從“建構(gòu)”的角度上講,建筑遮陽(yáng)作為建筑中重要的功能構(gòu)件,在建筑表現(xiàn)中占有一席之地也是理所應(yīng)當(dāng)?shù)?。在這一節(jié),作者將重點(diǎn)分析那些主導(dǎo)建筑造型的遮陽(yáng)系統(tǒng)。2021/5/949①因“面”而異的遮陽(yáng)澳洲第一棟“綠色”建筑——墨爾本市政廳
墨爾本新市政廳辦公樓因其在可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域做出的大膽嘗試,于2005年獲得澳大利亞綠色建筑委員會(huì)頒發(fā)的綠色建筑等級(jí)最高級(jí)別獎(jiǎng)——六星級(jí),成為全世界范圍內(nèi)領(lǐng)先的綠色辦公建筑。2021/5/950①因“面”而異的遮陽(yáng)澳洲第一棟“綠色”建筑——墨爾本市政廳
在墨爾本市的新市政廳辦公樓內(nèi),通過(guò)設(shè)計(jì),使得進(jìn)入房間的是百分之百的新鮮空氣。新鮮的室外空氣通過(guò)建筑南側(cè)的送風(fēng)管道進(jìn)入建筑后,被送至各層地板下的夾層內(nèi),再經(jīng)夾層上開(kāi)向室內(nèi)的送風(fēng)口完成下送風(fēng)過(guò)程。新風(fēng)進(jìn)入室內(nèi)后,經(jīng)過(guò)建筑使用者和電器設(shè)備散發(fā)的熱量加熱后上升,并升入天花內(nèi),最終進(jìn)入建筑北側(cè)的排風(fēng)管道排到室外,完成回風(fēng)過(guò)程整個(gè)過(guò)程基本是通過(guò)自然手段完成的,達(dá)到的效果卻是顯著的。該建筑內(nèi)新風(fēng)量達(dá)22.5升/秒/人,遠(yuǎn)高于7.5升/秒/人的澳大利亞國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。獨(dú)到的換風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì):2021/5/951①因“面”而異的遮陽(yáng)澳洲第一棟“綠色”建筑——墨爾本市政廳
一些幾乎不用任何能耗但卻達(dá)到理想制冷效果的手段在市政廳辦公樓得到應(yīng)用。建筑的南立面設(shè)計(jì)了5個(gè)17米高的水噴淋塔,所有即將進(jìn)入室內(nèi)的新鮮空氣都要流經(jīng)該塔。通過(guò)時(shí),噴淋水使空氣溫度由17℃降到13℃,這樣溫度的新鮮空氣最終由下送風(fēng)口送入室內(nèi)時(shí),非常有利于室內(nèi)的制冷。一個(gè)更古老但更有效的方法也在該樓發(fā)揮著作用。夜間,建筑的所有外窗將一定程度地開(kāi)啟(一樓商鋪除外),利用室外的冷空氣直接給白天的室溫制冷。外窗的開(kāi)啟與閉合式通過(guò)電腦自動(dòng)控制的,當(dāng)夜間遇到刮風(fēng)、下雨天氣或室內(nèi)溫度已經(jīng)低于室外溫度時(shí),外窗將自動(dòng)閉合。低能耗的制冷措施:2021/5/952①因“面”而異的遮陽(yáng)澳洲第一棟“綠色”建筑——墨爾本市政廳
辦公建筑的節(jié)能手段比較多樣化,墨爾本市新市政廳辦公樓更是綜合了各種可以利用的節(jié)能機(jī)會(huì),主要包括以下七點(diǎn):?屋面安裝了26平方米的光生伏打電池板,產(chǎn)生的電能用來(lái)控制西立面的電動(dòng)木百葉?屋面安裝了48平方米的太陽(yáng)能集熱板,建筑內(nèi)的大部分熱水是通過(guò)它提供的?六個(gè)利用風(fēng)力工作的渦輪機(jī)被用來(lái)抽走建筑北側(cè)排風(fēng)管道內(nèi)的回風(fēng),代替了傳統(tǒng)的電力風(fēng)機(jī)?將排往室外的廢氣溫度較高,在排到室外前,它自身的一部分熱量被專門的集熱裝置收集,這部分能量最終又被用來(lái)加熱(冬季時(shí))或冷卻(夏季時(shí))即將進(jìn)入室內(nèi)的新風(fēng)?建筑屋面安排了一個(gè)燃油發(fā)電機(jī),用來(lái)減輕市政供電壓力,該發(fā)電機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生大量的熱能,設(shè)計(jì)者將此部分廢熱進(jìn)行收集利用?建筑北立面的排風(fēng)管道被設(shè)計(jì)成黑色利用自身管壁吸收陽(yáng)光,然后加熱流經(jīng)它內(nèi)部的廢空氣,使廢氣更容易排出管道?節(jié)能的燈具和用電設(shè)備(如電腦等)綜合的節(jié)能手段:2021/5/953①因“面”而異的遮陽(yáng)澳洲第一棟“綠色”建筑——墨爾本市政廳自然采光和遮陽(yáng):
為了多利用自然光源,該建筑有兩處較好的措施:一是將北和南立面低樓層的外窗設(shè)計(jì)得比高樓層的大,以便吸收更多陽(yáng)光(一般低樓層采光差于高樓層);二是在北側(cè)(朝陽(yáng)面)外窗中上部加設(shè)了一道金屬反光板,可以將更多的室外陽(yáng)光反射到室內(nèi)天花上,同時(shí)也使室內(nèi)光線更加柔和。人工照明作為自然光源的補(bǔ)充,是通過(guò)光感應(yīng)來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)的,根據(jù)室內(nèi)光線量自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉。2021/5/954①因“面”而異的遮陽(yáng)澳洲第一棟“綠色”建筑——墨爾本市政廳自然采光和遮陽(yáng):
為了抵御墨爾本夏季炙熱的陽(yáng)光,節(jié)省制冷能耗,遮陽(yáng)系統(tǒng)就顯得格外重要。根據(jù)這一要求墨爾本市政廳針對(duì)每個(gè)立面受到的太陽(yáng)輻射的不同特點(diǎn)對(duì)每個(gè)立面都采用了不同的遮陽(yáng)方式。
墨爾本地處南半球,建筑北立面為主要受光面。北立面大體上由兩部分構(gòu)成——出挑深遠(yuǎn)的陽(yáng)臺(tái)和通風(fēng)煙囪。出挑深遠(yuǎn)的陽(yáng)臺(tái)為建筑提供了遮陽(yáng),同時(shí)在陽(yáng)臺(tái)立面上覆蓋了一層綠色植物作為遮陽(yáng)手段來(lái)隔離炙熱的陽(yáng)光。西立面采用的是智能遮陽(yáng)系統(tǒng)。為了最大化遮陽(yáng)效果,在建筑墻外和遮陽(yáng)系統(tǒng)之間留有一個(gè)空腔。8根木條為一組組成的垂直木格柵作為一扇遮陽(yáng)板,整齊的安置在骨架上,由一個(gè)電腦控制的系統(tǒng)根據(jù)太陽(yáng)方位變化選擇遮陽(yáng)板的開(kāi)啟角度,從而達(dá)到隔離西曬的目的。東立面遮陽(yáng)的任務(wù)是防止早上的眩光。因此建筑采用了穿孔金屬板的形式作為主要遮陽(yáng)形式。這種遮陽(yáng)形式的好處就在于可以完全防止眩光對(duì)使用者的不利影響,同時(shí)又保證漫射光的進(jìn)入,維持一定的室內(nèi)照度。2021/5/955①因“面”而異的遮陽(yáng)澳洲第一棟“綠色”建筑——墨爾本市政廳
第一,很好地處理了綠色建筑技術(shù)和建筑造型的關(guān)系,完成后的建筑,不僅沒(méi)有因?yàn)樵黾釉S多綠色建筑設(shè)備和手段而使建筑外立面很不協(xié)調(diào),相反,這些和綠色建筑有關(guān)的處理手法還豐富了立面的構(gòu)成。第二,設(shè)計(jì)者盡可能地利用可再生能源,每一個(gè)需要能源才可以實(shí)現(xiàn)的綠色建筑手段,設(shè)計(jì)者總是想方設(shè)法通過(guò)另一種綠色建筑手段來(lái)提供該能源(如西立面為了遮陽(yáng),設(shè)計(jì)了可自動(dòng)調(diào)節(jié)的木百葉,而控制百葉的電能是通過(guò)屋面的光電板產(chǎn)生電能實(shí)現(xiàn)的,等等)。建筑評(píng)價(jià):2021/5/956律動(dòng)的“鰭”——新伯肯黑德圖書館和文化娛樂(lè)中心
新的伯肯黑德圖書館和文化娛樂(lè)中心位于新西蘭的奧克蘭,建筑面積2600平方米。設(shè)計(jì)師希望從基地外面通過(guò)古木參天的基地看到建筑時(shí)呈現(xiàn)出這樣一個(gè)場(chǎng)景。一個(gè)通透的、輕盈的體量佇立在古老的大樹(shù)之間。設(shè)計(jì)理念是這樣的:使用者在白天能夠享受到一種愉快的和青翠的,而且能隨著時(shí)間的變化而帶來(lái)微妙變化的自然光;在夜間又能在燈光的照亮下使建筑物變得晶瑩剔透。
奧克蘭位于南半球,全年氣候宜人,但是日照強(qiáng)烈,尤其是在每天中午的那段時(shí)間,進(jìn)行戶外活動(dòng)必須在皮膚上涂抹防曬品,可見(jiàn)其日照強(qiáng)度。建筑南立面用激光切割成植物紋理的白色遮陽(yáng)片在建筑內(nèi)部形成了純凈的屏幕。在清晨陽(yáng)光照射進(jìn)來(lái)的時(shí)候,釉面垂直玻璃(綠色和藍(lán)色交替的玻璃)背后的屏幕上會(huì)形成美麗的植物斑紋。而植物紋理也是從基地外的參天大樹(shù)中得到啟發(fā),做到建筑與環(huán)境的相互融合。北立面采用了由阿拉斯加黃柏構(gòu)成的垂直“鰭”,大小和形狀各不相同的“鰭”在北立面組成一個(gè)充滿動(dòng)感的“波浪”,不僅起著垂直遮陽(yáng)板的作用,同時(shí)還作為立面夾層和外部甲板的欄桿,從街道看過(guò)來(lái)會(huì)形成一個(gè)有吸引力的立面細(xì)節(jié)。激光切割而成的穿孔吊頂板透過(guò)天窗也為室內(nèi)提供了斑駁絢麗的光線,營(yíng)造出了神圣而幽靜的讀書環(huán)境。新伯肯黑德圖書館和文化娛樂(lè)中心①因“面”而異的遮陽(yáng)2021/5/957②建筑自遮陽(yáng)傾斜的圓柱體——倫敦市政廳倫敦市政廳
倫敦市政廳是利用建筑自遮陽(yáng)的一個(gè)成功案例。建筑采用一種比較獨(dú)特的形體,沒(méi)有常規(guī)意義上的正面和背面,是一個(gè)變形的球體。福斯特建筑事務(wù)所的設(shè)計(jì)人員對(duì)這個(gè)形體做了這樣的解釋:動(dòng)物通常都喜歡團(tuán)成一團(tuán)來(lái)維持體溫,因?yàn)檫@樣可以減少散熱表面積。這個(gè)形體采用了這個(gè)理念,通過(guò)計(jì)算機(jī)計(jì)算來(lái)盡可能地減少建筑暴露在陽(yáng)光直射下的面積,以希望能夠減少夏季太陽(yáng)輻射得熱量。在設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中福斯特建筑事務(wù)所建立了實(shí)驗(yàn)?zāi)P?,通過(guò)模擬全年陽(yáng)光照射規(guī)律并加以分析,最終得到了理想的建筑形體。這種朝南傾斜的形體巧妙地使上一層樓板能夠?yàn)榱讼乱粚犹峁┲匾恼陉?yáng)保護(hù)。通過(guò)對(duì)傾斜角度的精密計(jì)算可以達(dá)到在夏季把大部分直射光線遮蔽住,而在冬天又恰巧能使自然光射進(jìn)建筑內(nèi)部。2021/5/958“琴鍵”遮陽(yáng)——索菲亞聯(lián)排別墅
無(wú)獨(dú)有偶,位于菲律賓馬尼拉的索非亞聯(lián)排別墅也采用了向南傾斜的建筑形體,每一層的樓板都向南挑出,以達(dá)到控制太陽(yáng)直射光的目的。與倫敦市政廳相比,索非亞聯(lián)排別墅不僅把樓板懸挑出來(lái),而且還把南北向側(cè)墻也做成了向南傾斜的形式,如此就可以把早上東面和下午西面的直射日光也遮蔽掉,進(jìn)而大大降低室內(nèi)空調(diào)冷負(fù)荷。除此之外該建筑在每個(gè)陽(yáng)臺(tái)上面還通過(guò)種植植物的方式為建筑提供綠化遮陽(yáng)。這種綜合處理方式給建筑賦予了獨(dú)特的個(gè)性,一片片彈出的墻不僅保護(hù)了每戶的隱私,還配合建筑立面的幾何構(gòu)成圖案,形成了一種韻律感,在照明的配合下給人以美的享受。索菲亞聯(lián)排住宅2021/5/959立面上的“突起”——Endesa展覽館
Endesa展覽館的立面上突出許多大小不一的四面體“突起”,建筑的每一個(gè)窗戶則都深深地隱藏在這些“突起”的下方或者在“突起”下端的垂直墻面上。這種特殊的結(jié)構(gòu)可以看做是窗戶上面水平遮陽(yáng)的一種變體。它的好處在于在室內(nèi)可以使得室內(nèi)空間更大,在室外可以突出立面的個(gè)性,同時(shí)又可以表現(xiàn)西班牙當(dāng)?shù)氐膫鹘y(tǒng)建筑的特色。Endesa展覽館建筑師還在“突起”的上部安置了大面積太陽(yáng)能光電板,在遮陽(yáng)的同時(shí)還可以為建筑提供電能。建筑師采用這一夸張的形體,目的就是為了最大限度地把對(duì)建筑的不利因素轉(zhuǎn)化為有利因素而加以利用??梢钥隙?,這種模式必將成為未來(lái)建筑發(fā)展的方向。2021/5/960③個(gè)性化的遮陽(yáng)構(gòu)件“風(fēng)帆”遮陽(yáng)——菲尼克斯中央圖書館菲尼克斯中央圖書館是10號(hào)州際公路沿線標(biāo)志性構(gòu)筑物,被當(dāng)?shù)厝藗兎Q之為“菲尼克斯的驕傲”,由BruderDWL建筑事務(wù)所設(shè)計(jì)。菲尼克斯城位于北緯33度附近,在19世紀(jì)末之前都被稱“Hoozdo”,在納瓦霍語(yǔ)(Navajo)中意為“炎熱之地”,可知其氣候特點(diǎn)。建筑師為了克服這一不利的氣候因素專門設(shè)計(jì)了一套獨(dú)特的遮陽(yáng)系統(tǒng)。
圖書館南北兩個(gè)立面都由輕盈剔透的玻璃幕墻構(gòu)成。在南立面建筑師采用了智能化的遮陽(yáng)系統(tǒng),這一系統(tǒng)可以根據(jù)一天當(dāng)中太陽(yáng)的方位變化來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)遮陽(yáng)板的角度,從而減少進(jìn)入室內(nèi)的熱輻射和直射光線。而北立面的遮陽(yáng)帆布的處理無(wú)疑是這座建筑最具有魅力的地方。無(wú)數(shù)三角形的白色帆布錯(cuò)落有致地排列在天藍(lán)色玻璃幕墻上面,使得建筑北立面看上去就像蔚藍(lán)色的大海,無(wú)數(shù)銀白色的帆船在上面揚(yáng)帆破浪,在炎炎夏日給人以一種清爽愉悅的感覺(jué)。這種“織物帆”系統(tǒng)主要是為了消除夏季午后的陽(yáng)光對(duì)圖書館里的使用者的不適感。但是通過(guò)建筑師的創(chuàng)意,變成了這座圖書館、甚至整個(gè)菲尼克斯城的標(biāo)志。菲尼克斯中心圖書館2021/5/961③個(gè)性化的遮陽(yáng)構(gòu)件遮陽(yáng)外衣——Q1辦公樓
位于德國(guó)的Q1辦公樓采用的策略是給建筑四個(gè)面都套上一圈用遮陽(yáng)系統(tǒng)制成的“外衣”。這是一種造型特殊的遮陽(yáng)系統(tǒng),該系統(tǒng)的基本單元由兩個(gè)大小形狀都相同的三角形遮陽(yáng)板以及把它們連接在一起的連接桿件構(gòu)成,而每個(gè)遮陽(yáng)板又由幾十個(gè)小的水平遮陽(yáng)板構(gòu)成。當(dāng)太陽(yáng)光照過(guò)于強(qiáng)烈的時(shí)候大遮陽(yáng)板會(huì)完全展開(kāi),在玻璃幕墻外面形成一個(gè)嚴(yán)絲合縫的遮陽(yáng)外墻;當(dāng)建筑需要光照的時(shí)候閉合的大遮陽(yáng)板會(huì)根據(jù)需要以一定的角度偏向某個(gè)方位方向展開(kāi),或者完全收起來(lái),把陽(yáng)光和窗外的景觀完全引入室內(nèi)。Q1辦公樓2021/5/962③個(gè)性化的遮陽(yáng)構(gòu)件“樹(shù)皮”遮陽(yáng)——U15辦公樓
位于意大利的U15辦公大樓被設(shè)計(jì)者描述為“一個(gè)樹(shù)干上掛著閃閃發(fā)光的樹(shù)皮”,從建筑的形體到表皮顏色都很符合上述描述。與Q1辦公樓類似,U15辦公樓也采用了把遮陽(yáng)作為建筑表皮包裹建筑形體的策略。所不同的是后者采用的遮陽(yáng)構(gòu)件在形式、色彩及排列方式上更為自由活潑。
U15辦公樓使用了一種經(jīng)過(guò)氧化處理的棕色系的穿孔鋁板。大小顏色各不相同的穿孔鋁板板沿著水平向一層層地排列著,像推拉門一樣,可以根據(jù)需要選擇開(kāi)啟還是閉合。從基地外面看過(guò)去的時(shí)候,給人的視覺(jué)沖擊力是非常強(qiáng)烈的,其精確的金屬構(gòu)件展現(xiàn)出了技術(shù)與藝術(shù)的完美結(jié)合。U15辦公樓2021/5/963④色彩絢麗的遮陽(yáng)板彩色遮陽(yáng)板——Bendigo銀行總部辦公樓Bendigo銀行總部辦公樓Bendigo銀行總部辦公樓是一個(gè)有關(guān)建筑遮陽(yáng)色彩運(yùn)用的成功案例。銀行委托BVN建筑設(shè)計(jì)事務(wù)所在本迪戈為超過(guò)1000名的員工設(shè)計(jì)新公司總部?;匚挥诒镜细甑闹行睦铣菂^(qū),在過(guò)去的兩個(gè)世紀(jì)的時(shí)間里,一直有一座歌劇院屹立在這里,直到在1968年被一場(chǎng)大火燒毀。因此建筑設(shè)計(jì)必須考慮與周圍的環(huán)境及歷史文脈的關(guān)系。由于建筑所處的復(fù)雜環(huán)境,
建筑的每個(gè)立面所面對(duì)的環(huán)境都是不同的。建筑師對(duì)每個(gè)立面采用不同的策略來(lái)響應(yīng)各自的環(huán)境。西部的建筑主立面布置了彩色穿孔鋁板,使其減少了下午灼熱的西曬對(duì)使用者的不利影響并為使用者提供了良好的閱讀環(huán)境。遮陽(yáng)板顏色的選擇是這個(gè)項(xiàng)目比較有趣的地方。正對(duì)著古老的紅磚建筑的部分立面遮陽(yáng)板多采用紅色系,而對(duì)著一片公共綠地的立面則主要采用了綠色系的遮陽(yáng)板。五彩繽紛的遮陽(yáng)為建筑注入了獨(dú)特的個(gè)性,成為了街區(qū)最重要的標(biāo)示,并在某種意義上完美的重現(xiàn)了歌劇院在街區(qū)中的地位。該項(xiàng)目將藝術(shù)元素融入到周圍的城市景觀建設(shè),并用抒情方式解釋了悠久的歷史。2021/5/964白墻面上的“便簽”——EastVillageLofts另一個(gè)案例來(lái)自于EastVillageLofts。該建筑位于美國(guó)德克薩斯州首府奧斯丁,炙熱的太陽(yáng)是建筑設(shè)計(jì)必須考慮的限制因素。建筑師BercyChen設(shè)計(jì)使用普通的材料創(chuàng)造出了充滿活力和藝術(shù)表現(xiàn)力的建筑。一種色彩絢麗的彩鋼面板遮陽(yáng)屏幕被安裝在了建筑的南立面和西立面。這些大大小小、色彩不同的遮陽(yáng)板從視覺(jué)上給人們以極大的色彩沖擊力,大大提高了建筑的辨識(shí)度,滿足了業(yè)主們想營(yíng)造有特色的、充滿活力的商業(yè)、居住環(huán)境的要求。同時(shí),它們又起著陽(yáng)臺(tái)防護(hù)欄桿的作用。EastVillageLofts2021/5/965⑤總結(jié)
對(duì)于建筑遮陽(yáng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則,我國(guó)著名建筑節(jié)能專家涂逢祥先生用了三個(gè)字進(jìn)行了生動(dòng)而又十分貼切的總結(jié)歸納,即“真”“善”“美”。“真”是指建筑外立面應(yīng)該摒棄沒(méi)有實(shí)際功能的裝飾,真實(shí)地表現(xiàn)其結(jié)構(gòu)和肌理。遮陽(yáng)系統(tǒng)作為建筑立面上重要的功能構(gòu)件,就應(yīng)該在立面構(gòu)圖中占有其相應(yīng)的地位?!吧啤笔侵附ㄖ陉?yáng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不斷完善、提高自己的性能,為使用者營(yíng)造更加舒適、節(jié)能的空間環(huán)境品質(zhì)?!懊馈笔侵附ㄖ陉?yáng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅要有出色的性能,而且還要體現(xiàn)建構(gòu)之美、與整個(gè)建筑協(xié)調(diào)統(tǒng)一。外遮陽(yáng)構(gòu)配件的材料、顏色、比例、尺度等不僅是現(xiàn)代建筑外立面的重要造型因素,還是體現(xiàn)建筑師創(chuàng)作建筑細(xì)部能力的主要媒介之一。遮陽(yáng)因素在建筑外立面的大膽表現(xiàn)給建筑注入了新的個(gè)性,也是涂逢祥先生關(guān)于遮陽(yáng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念的忠實(shí)體現(xiàn)。2021/5/966
現(xiàn)代建筑遮陽(yáng)的發(fā)展趨勢(shì)31、遮陽(yáng)設(shè)施的系統(tǒng)化、多功能化2、遮陽(yáng)構(gòu)件的智能化、高科技化3、遮陽(yáng)設(shè)計(jì)與地方性文化性的復(fù)合化2021/5/967
1、遮陽(yáng)設(shè)施的系統(tǒng)化、多功能化現(xiàn)代建筑遮陽(yáng)與以往傳統(tǒng)的建筑遮陽(yáng)不同點(diǎn):
首先,現(xiàn)代建筑遮陽(yáng)很少以一個(gè)單獨(dú)的遮陽(yáng)構(gòu)件的形式出現(xiàn),它們已經(jīng)形成了一個(gè)由多個(gè)功能單元組成的遮陽(yáng)系統(tǒng)。
其次,在功能上,遮陽(yáng)設(shè)施的作用已不僅僅是為建筑提供必要的遮陽(yáng)保護(hù)而已,它已經(jīng)與其他不同功能的組成部分成為一個(gè)系統(tǒng)。例如遮陽(yáng)設(shè)施與通風(fēng)結(jié)合的系統(tǒng)、與自然采光結(jié)合的系統(tǒng)、與太陽(yáng)能利用結(jié)合的系統(tǒng)等等……
因此,遮陽(yáng)設(shè)施的系統(tǒng)化、多功能化是當(dāng)前建筑遮陽(yáng)發(fā)展的一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的重要趨勢(shì)。2021/5/968①遮陽(yáng)設(shè)施與太陽(yáng)能利用的結(jié)合
隨著在建筑一體化太陽(yáng)能光電板的設(shè)計(jì)方面取得突破性的技術(shù)進(jìn)步,自然光、建筑設(shè)計(jì)和發(fā)電已經(jīng)能夠被結(jié)合起來(lái),成為一個(gè)協(xié)同工作的系統(tǒng)。設(shè)計(jì)師可以將光電板安設(shè)在遮陽(yáng)設(shè)施上,既可以避免需另尋場(chǎng)地設(shè)置太陽(yáng)能板的弊端,還可以為建筑提供電能。另外,遮陽(yáng)一體化太陽(yáng)能光電板與建筑整合還能夠豐富建筑立面。
一種綜合利用太陽(yáng)能光電板和自然光的方法是利用遮陽(yáng)系統(tǒng)的表面來(lái)安裝太陽(yáng)能玻璃或太陽(yáng)能光電板。建筑上的這個(gè)位置可以為安設(shè)太陽(yáng)能光電板提供極大的靈活性以獲得自然光,還可以減少為了獲得自然光影響到建筑立面的可能性。太陽(yáng)能光電板安裝時(shí)的考慮因素,如朝向、性能、氣候和建造等,必須與遮陽(yáng)設(shè)施協(xié)同考慮。這涉及到每天和每季不同的需求、太陽(yáng)幾何學(xué)以及遮陽(yáng)設(shè)施的類型(不透明的、半透明的、硬質(zhì)的、帶百葉窗的等等)。2021/5/969①遮陽(yáng)設(shè)施與太陽(yáng)能利用的結(jié)合瑞士建筑世博會(huì)示范項(xiàng)目雷托?P?米洛尼為瑞士建筑93年世博會(huì)設(shè)計(jì)了一項(xiàng)具有創(chuàng)新意義的示范項(xiàng)目,該設(shè)計(jì)加強(qiáng)了人們對(duì)太陽(yáng)能、自然光和太陽(yáng)能光電板性能的控制能力。系統(tǒng)包括安裝在可調(diào)節(jié)高性能窗體下的可控太陽(yáng)能光電板以及一部分太陽(yáng)能光電板百葉窗組成的可調(diào)節(jié)式遮陽(yáng)設(shè)施。
?遮陽(yáng)設(shè)施的光電板百葉窗在室內(nèi)照度過(guò)低需要自然采光或陰天的時(shí)候可以收起來(lái)。?當(dāng)晴天需要遮陽(yáng)設(shè)施的時(shí)候,百葉窗既可以擋住太陽(yáng)光進(jìn)入室內(nèi),又可以繼續(xù)發(fā)電。建筑設(shè)計(jì):雷托?P?米洛尼、坎農(nóng)及其合作事務(wù)所瑞士建筑世博會(huì)示范項(xiàng)目2021/5/970①遮陽(yáng)設(shè)施與太陽(yáng)能利用的結(jié)合玻璃“金字塔”——太陽(yáng)能集成動(dòng)態(tài)表皮CASE的研究人員正在開(kāi)發(fā)并測(cè)試的新技術(shù)是一種被稱為“玻璃金字塔”的技術(shù)。這種“玻璃金字塔”即“太陽(yáng)能集成動(dòng)態(tài)表皮”安裝在窗戶上之后就可以發(fā)電。建筑設(shè)計(jì):安娜?戴森原理:晶瑩剔透的玻璃金字塔將照射在窗戶上的太陽(yáng)輻射集中起來(lái)而產(chǎn)生巨大的能量。從外觀上看,建筑物就好像是披著巨大的寶石窗簾。太陽(yáng)能集成動(dòng)態(tài)表皮2021/5/971①遮陽(yáng)設(shè)施與太陽(yáng)能利用的結(jié)合玻璃“金字塔”——太陽(yáng)能集成動(dòng)態(tài)表皮
倫斯勒理工學(xué)院的研究人員將這一設(shè)備安裝在紐約州的一個(gè)建筑上做了實(shí)際測(cè)驗(yàn)。相比傳統(tǒng)的的太陽(yáng)能光伏板,CASE的玻璃金字塔擁有許多優(yōu)點(diǎn)。建筑設(shè)計(jì):安娜?戴森
?每個(gè)面積不到一平方英尺的玻璃金字塔都裝有能夠?qū)⑻?yáng)光集中于一個(gè)小太陽(yáng)能光電板的鏡片,這就使得玻璃金字塔中太陽(yáng)能光電板的發(fā)電效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的太陽(yáng)能光電版。
?同時(shí)這些玻璃金字塔還可以根據(jù)太陽(yáng)的方位來(lái)變化自己的朝向,從而能夠更充分地利用太陽(yáng)能。
?玻璃金字塔中還有噴霧裝置不斷給太陽(yáng)能光伏電板降溫,以提高發(fā)電效率。
?吸收熱量的水被收集起來(lái)用于建筑自身的需要,例如加熱水,或者利用輻射熱給室內(nèi)有需要的空間升溫。
?玻璃金字塔還可以反射掉直射光線,使得建筑內(nèi)部的人員在獲得自然采光的同時(shí)避免了太陽(yáng)的熱輻射。
太陽(yáng)能集成動(dòng)態(tài)表皮2021/5/972①遮陽(yáng)設(shè)施與太陽(yáng)能利用的結(jié)合光伏遮陽(yáng)陣列——慕尼黑稅務(wù)服務(wù)中心
建筑立面主要采用的是玻璃幕墻的形式。但考慮到玻璃幕墻較差的熱工性能,建筑師在建筑的四周玻璃幕墻上都設(shè)計(jì)了比較深遠(yuǎn)的遮陽(yáng)百葉以達(dá)到遮陽(yáng)的作用。這些遮陽(yáng)百葉上均安裝了光伏組件,光伏組件在作為遮陽(yáng)構(gòu)件的同時(shí)還能起到為建筑日常使用供給電能的作用。
其中位于建筑西側(cè)的遮陽(yáng)百葉挑出了10米,上面布滿了光伏組件,形成了光伏遮陽(yáng)陣列。這樣既防止了西曬對(duì)建筑的影響,又能有效地增強(qiáng)光伏系統(tǒng)的發(fā)電能力。建筑設(shè)計(jì):伯納德·佩克稅務(wù)服務(wù)中心西向遮陽(yáng)陣列2021/5/973②遮陽(yáng)設(shè)施與高性能外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)合
玻璃是很多建筑師都鐘愛(ài)的建筑立面材料,它的出現(xiàn)徹底改變了建筑歷史的發(fā)展進(jìn)程。但作為建筑外圍護(hù)材料它的缺點(diǎn)是容易引起眩光和保溫性能不理想。如果在保證玻璃透光性能的前提下解決眩光和保溫問(wèn)題就可以使其成為非常理想的建筑外圍護(hù)材料。
在透明玻璃的一面貼上高效的半透明的保溫材料就可以達(dá)到透光但不傳熱的效果。使用了這種材料之后,太陽(yáng)光就可以更加均勻地灑落在建筑室內(nèi),暗處和亮處的照度對(duì)比就會(huì)減小,從而避免眩光的產(chǎn)生。
其中氣凝膠是一種很好的隔熱性能的材料,一塊厚度為一寸的氣凝膠的隔熱性能就相當(dāng)于20至30塊普通玻璃的隔熱性能。凝膠是一種由多碳化合物組成的,擁有蜂巢和毛細(xì)結(jié)構(gòu)的,非常勻質(zhì)且與硅酸鹽玻璃相混合的材料,是目前世界上密度最小的固體。2021/5/974②遮陽(yáng)設(shè)施與高性能外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)合氣凝膠遮陽(yáng)——巴伐利亞州的工作室建筑設(shè)計(jì):托馬斯·赫爾佐格
在位于巴伐利亞州的工作室建筑立面上托馬斯·赫爾佐格首次運(yùn)用了氣凝膠的玻璃窗,這種特殊材料具備卓越的采光和熱工性能。
他們制作了由兩塊普通玻璃之間填充16毫米厚的氣凝膠而成的雙層玻璃窗,這種窗戶U值為1.0,透光率為45%。玻璃窗的尺寸與一般的雙層玻璃窗相同,因此很容易制作并安裝,不需要使用復(fù)雜的生產(chǎn)工藝。
投入使用后測(cè)試結(jié)果表明使用氣凝膠填充的雙層玻璃的熱工性能相對(duì)于普通雙層玻璃有了明顯的提高,保證了冬季室內(nèi)的熱舒適度。同時(shí)該系統(tǒng)還保證了良好的隔熱性能和透光性能,在保證室內(nèi)足夠照度的前提下,大大減少了冬季采暖能耗以及夏季制冷能耗。巴伐利亞的工作室、氣凝膠2021/5/975②遮陽(yáng)設(shè)施與高性能外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)合膜結(jié)構(gòu)的遮陽(yáng)節(jié)能——2012年VELUX競(jìng)賽上“發(fā)光的蒲公英”建筑設(shè)計(jì):韓國(guó)仁濟(jì)大學(xué)的JeewonPark,NakyongKim,JiyoonJung,Kimoon
這些會(huì)發(fā)光的蒲公英是用充氣膜結(jié)構(gòu)做成的氣球,就像蒲公英一樣可以到處移動(dòng)、播種。2021/5/976②遮陽(yáng)設(shè)施與高性能外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)合膜結(jié)構(gòu)的遮陽(yáng)節(jié)能——2012年VELUX競(jìng)賽上“發(fā)光的蒲公英”建筑設(shè)計(jì):韓國(guó)仁濟(jì)大學(xué)的JeewonPark,NakyongKim,JiyoonJung,Kimoon
在撒哈拉沙漠,白天陽(yáng)光強(qiáng)烈,為了營(yíng)造舒適的建筑室內(nèi)光環(huán)境與氣候,這些氣球可以密集地排列于建筑頂部,構(gòu)成閉合的屋頂,光線透過(guò)半透明的膜表皮發(fā)生漫反射,使建筑空間的明暗對(duì)比減弱,陰影變得柔和舒適,同時(shí)起到了遮陽(yáng)和降低室內(nèi)溫度的作用。巴伐利亞的工作室、氣凝膠2021/5/977②遮陽(yáng)設(shè)施與高性能外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)合膜結(jié)構(gòu)的遮陽(yáng)節(jié)能——2012年VELUX競(jìng)賽上“發(fā)光的蒲公英”建筑設(shè)計(jì):韓國(guó)仁濟(jì)大學(xué)的JeewonPark,NakyongKim,JiyoonJung,Kimoon
到了晚上,這些氣球擴(kuò)散開(kāi),釋放出室內(nèi)的熱量,同時(shí),膜結(jié)構(gòu)內(nèi)部裝有太陽(yáng)能光伏電池,可以將白天吸收的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成光能,這些氣球也將變成發(fā)光體,為室內(nèi)活動(dòng)提供充足的照明。巴伐利亞的工作室、氣凝膠2021/5/978③遮陽(yáng)設(shè)施與自然通風(fēng)的結(jié)合
近年來(lái),很多建筑都開(kāi)始利用雙層表皮之間的中空層把遮陽(yáng)控制、自然采光、自然通風(fēng)以及機(jī)械系統(tǒng)整合為一個(gè)整體來(lái)設(shè)計(jì)使用。這些新技術(shù)的使用極大的改變了傳統(tǒng)意義上建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的概念,賦予了新的功能。2021/5/979③遮陽(yáng)設(shè)施與自然通風(fēng)的結(jié)合“呼吸”的彩墻——GSW總部建筑設(shè)計(jì):紹爾布魯赫和胡滕聯(lián)合設(shè)計(jì)事務(wù)所
GSW公司是全世界最大的房地產(chǎn)公司之一,其總部位于德國(guó)柏林市中心。方案提出一個(gè)全新的22層高的窄長(zhǎng)型板樓作為主樓,其核心概念是設(shè)計(jì)一座生態(tài)節(jié)能建筑,是通過(guò)把西立面的雙層表皮設(shè)計(jì)成一個(gè)“熱能煙囪”的特殊做法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。GSW總部大樓2021/5/980③遮陽(yáng)設(shè)施與自然通風(fēng)的結(jié)合
西立面的雙層玻璃幕墻其實(shí)是由三層組成的:
?最外面是一層單層玻璃幕墻系統(tǒng)
?最里面的一層是離地高度為60厘米的、可開(kāi)啟的雙層玻璃幕墻系統(tǒng)
?在兩層玻璃幕墻之間留有一條寬度為1米的空間,每層都設(shè)有格柵鐵網(wǎng)以便于安裝維護(hù),其上是許多橘紅色系的2.9米×0.6米×1.5毫米的穿孔鋁質(zhì)遮陽(yáng)板。遮陽(yáng)板是可以折疊的,其結(jié)構(gòu)類似于扇子,它們可以根據(jù)采光需要在計(jì)算機(jī)的控制之下自動(dòng)調(diào)整展開(kāi)程度,也可以由用戶根據(jù)自身喜好手動(dòng)調(diào)節(jié)。
建筑中使用的穿孔鋁質(zhì)遮陽(yáng)板是經(jīng)過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)的,每一塊遮陽(yáng)板的孔隙率都控制在18%,而且穿孔非常密集又細(xì)小。透過(guò)遮陽(yáng)板射入室內(nèi)的光線十分均勻,在寒冷的冬天也不會(huì)減少太陽(yáng)能輻射得熱。GSW總部大樓2021/5/981③遮陽(yáng)設(shè)施與自然通風(fēng)的結(jié)合
兩層玻璃幕墻之間的空間有一個(gè)重要的作用就是作為熱緩沖區(qū)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度和控制自然通風(fēng)。柏林屬于大陸性氣候,夏季十分炎熱,冬季非常寒冷。在天氣炎熱的時(shí)候由建筑監(jiān)控系統(tǒng)控制建筑底部和頂部的閥門打開(kāi),遮陽(yáng)板也全部展開(kāi),新鮮的低溫空氣進(jìn)入玻璃幕墻之間的空間,被太陽(yáng)加熱,從而產(chǎn)生“煙囪效應(yīng)”迅速把熱空氣排出室外,為建筑降溫。在天氣寒冷的時(shí)候遮陽(yáng)板閉合,建筑大部分進(jìn)、出風(fēng)口也會(huì)封閉,室內(nèi)可以直接接受太陽(yáng)輻射,以此來(lái)保證室內(nèi)溫度維持在較高水平。建筑建成后的節(jié)能效果是非常理想的,在全年中有70%時(shí)間可以完全依靠自然通風(fēng)而不使用機(jī)械通風(fēng)。夏季當(dāng)室外溫度達(dá)到32℃的時(shí)候,通過(guò)這一復(fù)合系統(tǒng)可以把室內(nèi)溫度控制在27℃左右。
該建筑在建成后獲得了柏林建筑獎(jiǎng),同時(shí)又被評(píng)為該年度歐洲5個(gè)最佳建筑之一而入選了密斯?凡?德羅年度大獎(jiǎng)候選名單。2021/5/982④遮陽(yáng)設(shè)施與自然采光的結(jié)合鐮刀——建筑工業(yè)養(yǎng)老保險(xiǎn)基金會(huì)辦公樓(ZVK)建筑設(shè)計(jì):托馬斯·赫爾佐格
建筑位于德國(guó)威斯巴登,建筑形體非常簡(jiǎn)潔,呈規(guī)整的直方體狀。相對(duì)于簡(jiǎn)單的形體,建筑的南北兩個(gè)立面上的遮陽(yáng)系統(tǒng)卻極具技術(shù)含量,為建筑節(jié)省了不可再生能源的消耗。建筑工業(yè)養(yǎng)老保險(xiǎn)基金辦公樓2021/5/983④遮陽(yáng)設(shè)施與自然采光的結(jié)合由于太陽(yáng)的直射,建筑南面需要考慮兩個(gè)主要問(wèn)題:1、遮擋太陽(yáng)直射光線,避免眩光和室內(nèi)溫度過(guò)高。
2、將太陽(yáng)光引導(dǎo)進(jìn)入室內(nèi)深處。
設(shè)計(jì)師采用了兩個(gè)截面呈“鐮刀”形的聯(lián)動(dòng)的遮陽(yáng)構(gòu)件解決上述問(wèn)題。兩個(gè)“鐮刀”大小不同,上面的“鐮刀”略大,且構(gòu)件上都覆有反光板。大“鐮刀”中部有一個(gè)固定點(diǎn),通過(guò)它被固定在框架上,可以在馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下圍繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。小“鐮刀”有兩個(gè)固定點(diǎn),其中一個(gè)在尾部,通過(guò)固定軸固定在大“鐮刀”的頭部,可以隨著大“鐮刀”的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。另一個(gè)固定點(diǎn)則跟大“鐮刀”一樣,在“鐮刀”的中部,通過(guò)它被固定在框架上,并可沿框架上下移動(dòng)。建筑工業(yè)養(yǎng)老保險(xiǎn)基金辦公樓2021/5/984④遮陽(yáng)設(shè)施與自然采光的結(jié)合
當(dāng)太陽(yáng)光過(guò)于強(qiáng)烈時(shí),小“鐮刀”向下移動(dòng)帶動(dòng)大“鐮刀”頭部也向下移動(dòng)。最終大“鐮刀”呈豎直站立狀態(tài),小“鐮刀”則呈迎向陽(yáng)光的姿態(tài)。太陽(yáng)直射光線中射到窗戶2/3以下高度部分的光線被大“鐮刀”遮蔽,而其余部分的光線則會(huì)被大“鐮刀”尾部的小型反射器和小“鐮刀”反射進(jìn)入辦公室內(nèi)。建筑工業(yè)養(yǎng)老保險(xiǎn)基金辦公樓在建筑的北面,設(shè)計(jì)師也創(chuàng)造性的使用了一種可以把天空中的漫射自然光反射到室內(nèi)加強(qiáng)自然采光的遮陽(yáng)系統(tǒng)。
當(dāng)室內(nèi)照度過(guò)低需要自然采光的時(shí)候,大“鐮刀”和小“鐮刀”將被疊合到一起呈水平狀態(tài),既可以把對(duì)太陽(yáng)的遮擋減小到最小的水平,又可以將太陽(yáng)光反射進(jìn)入辦公室內(nèi)。2021/5/985
2、遮陽(yáng)構(gòu)件的智能化、高科技化
從美國(guó)建筑師理查德·諾伊特拉率先使用屋頂上有太陽(yáng)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)控制的活動(dòng)式垂直百葉窗的那一刻開(kāi)始,建筑遮陽(yáng)進(jìn)入了智能化時(shí)代。雖然可調(diào)節(jié)遮陽(yáng)出現(xiàn)的時(shí)間很早(窗簾就屬于這一類遮陽(yáng)設(shè)施),但是遮陽(yáng)智能化與可調(diào)節(jié)化的結(jié)合卻是有諾伊特拉開(kāi)創(chuàng)的,從此給建筑遮陽(yáng)就迎來(lái)來(lái)了一場(chǎng)全新的革命。
智能化遮陽(yáng)可以理解為綜合計(jì)算機(jī)、信息通信等方面的最先進(jìn)技術(shù)使建筑中遮陽(yáng)構(gòu)件的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。智能化的實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)高科技的支持,隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的突飛猛進(jìn),當(dāng)今的遮陽(yáng)智能化也飛速發(fā)展,尖端遮陽(yáng)產(chǎn)品已經(jīng)突破了傳統(tǒng)模式,開(kāi)始關(guān)注關(guān)于人性化和可持續(xù)發(fā)展的問(wèn)題。在全社會(huì)普遍關(guān)注人性化以及人類可持續(xù)發(fā)展的背景之下,建筑遮陽(yáng)構(gòu)建的智能化和高科技化已經(jīng)成為了被廣泛接受的發(fā)展趨勢(shì)。2021/5/986①人性化的智能遮陽(yáng)系統(tǒng)
玻璃幕墻能夠與精美的遮陽(yáng)設(shè)施結(jié)合形成優(yōu)雅的遮陽(yáng)形式,并且可以創(chuàng)造出別具一格的建筑立面形式。遮陽(yáng)系統(tǒng)還可以在玻璃幕墻上形成豐富的光影效果,展現(xiàn)現(xiàn)代建筑藝術(shù)。
因此,在歐洲建筑界,已經(jīng)把玻璃幕墻上的外遮陽(yáng)系統(tǒng)作為一種活躍的立面元素,加以利用,并稱之為雙層立面形式。其中一層是建筑物本身的立面,另一層則是動(dòng)態(tài)的由遮陽(yáng)設(shè)施構(gòu)成的立面形式。這種具有“動(dòng)感”的建筑形象不是因?yàn)榻ㄖ⒚娴臅r(shí)尚需要,而是現(xiàn)代技術(shù)解決人類對(duì)建筑節(jié)能和享受自然需求而產(chǎn)生的一種新的現(xiàn)代建筑形態(tài)。2021/5/987①人性化的智能遮陽(yáng)系統(tǒng)傘式智能遮陽(yáng)——阿布扎比投資局總部大樓(AlBahrTower)建筑設(shè)計(jì):KPF
阿布扎比投資局總部大樓總高度為145米,由兩棟25層高的辦公大樓組成,建筑以其獨(dú)特蠶蛹造型,集智能化、環(huán)保、節(jié)能、前衛(wèi)的造型設(shè)計(jì)于一身,成為當(dāng)?shù)氐貥?biāo)建筑,同時(shí)又體現(xiàn)出了深層次的阿拉伯文化以及阿布扎比財(cái)團(tuán)的文化。建筑的最大亮點(diǎn)在于其世界上絕無(wú)僅有的、獨(dú)特的遮陽(yáng)系統(tǒng)——Mashrabiya智能遮陽(yáng)系統(tǒng),是其主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn),號(hào)稱加工難度堪比航天飛機(jī)、核潛艇制造。AlBahrTower2021/5/988①人性化的智能遮陽(yáng)系統(tǒng)
Mashrabiya智能遮陽(yáng)系統(tǒng),(又稱電動(dòng)立面?zhèn)闶街悄苷陉?yáng)系統(tǒng))設(shè)計(jì)概念來(lái)自于古老的伊斯蘭圖案,完全顛覆了傳統(tǒng)的遮陽(yáng)形式。大樓設(shè)計(jì)者KPF將機(jī)電與幕墻有機(jī)地結(jié)合在一起,使幕墻有了一個(gè)新的設(shè)計(jì)思維。當(dāng)建筑幕墻受到陽(yáng)光直射時(shí),“遮陽(yáng)傘”會(huì)呈張開(kāi)狀態(tài),為建筑提供遮陽(yáng)。隨著一天當(dāng)中太陽(yáng)位置的不斷變化,“遮陽(yáng)傘”可以逐漸呈張開(kāi)或關(guān)閉狀態(tài),以實(shí)現(xiàn)根據(jù)外部環(huán)境的變化對(duì)大樓的內(nèi)部溫度、光線進(jìn)行智能調(diào)節(jié)。
整個(gè)大樓工程一共使用了2098個(gè)這樣的“遮陽(yáng)傘”。整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行后,預(yù)計(jì)可以減少20%的夏季冷負(fù)荷,以確保大樓成為一個(gè)可持續(xù)的、高效的建筑。AlBahrTower2021/5/989①人性化的智能遮陽(yáng)系統(tǒng)舞動(dòng)的“鐵藝”——Tessellatetransformingfa?ade建筑設(shè)計(jì):霍夫曼
在位于美國(guó)紐約的SimonsCenterforGeometry&Physics,霍伯曼設(shè)計(jì)了一種被稱為Tessellatetransformingfa?ade的動(dòng)態(tài)遮陽(yáng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)安裝在建筑南向的玻璃上,由若干層呈幾何圖案的金屬構(gòu)件組成。
?當(dāng)這些金屬構(gòu)件的位置在水平方向重疊時(shí)窗戶上的透明部分面積最大,最大限度地接受太陽(yáng)光;
?當(dāng)室外光線過(guò)于強(qiáng)烈的時(shí)候,這些金屬構(gòu)件的相對(duì)位置會(huì)發(fā)生變化,形成一個(gè)由三角形、六角形、方形、圓形構(gòu)成的、復(fù)雜而又十分美麗的幾何圖形,不僅可以減少窗戶上透明部分的面積,達(dá)到調(diào)節(jié)射入室內(nèi)太陽(yáng)直射光的目的,而且還十分絢麗奪目。SimonsCenterforGeometry&Physics2021/5/990①人性化的智能遮陽(yáng)系統(tǒng)
這個(gè)系統(tǒng)除了是建筑中具有特色的遮陽(yáng)系統(tǒng)之外,同時(shí)又是一個(gè)隨著時(shí)間變化的藝術(shù)展品。金屬構(gòu)件通過(guò)不同程度的重疊,會(huì)呈現(xiàn)出非常豐富的幾何圖形,進(jìn)而在大廳地面投出豐富多彩的、炫麗的投影。
霍夫曼設(shè)計(jì)的另一個(gè)動(dòng)態(tài)遮陽(yáng)系統(tǒng)也采用了類似的機(jī)械原理。與SimonsCenterforGeometry&Physics采用金屬構(gòu)件不同,安置在哈佛大學(xué)設(shè)計(jì)研究生院里的動(dòng)態(tài)遮陽(yáng)系統(tǒng)采用的是一種由多層燒結(jié)玻璃組成的窗戶。這些窗戶由事先編好的計(jì)算機(jī)程序控制,根據(jù)需要調(diào)整相對(duì)位置。當(dāng)幾層玻璃上的圖案完全重疊的時(shí)候,玻璃上橘黃色的紋樣就像一朵朵含苞待放的花朵;而當(dāng)幾層玻璃上的圖案完全錯(cuò)開(kāi)之后,幕墻則呈現(xiàn)出一派花朵盛開(kāi)的美景。哈佛大學(xué)設(shè)計(jì)研究生院動(dòng)態(tài)遮陽(yáng)系統(tǒng)2021/5/991②“零能耗”智能遮陽(yáng)系統(tǒng)智能遮陽(yáng)系統(tǒng)自20世紀(jì)50年代末首次出現(xiàn)以后,經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展,已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。它們一般都是在計(jì)算機(jī)的控制之下根據(jù)傳感器傳輸?shù)臄?shù)據(jù),借助外來(lái)動(dòng)力的驅(qū)動(dòng),對(duì)室內(nèi)光環(huán)境進(jìn)行管理調(diào)節(jié)。實(shí)踐證明大多數(shù)的此類系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中不能完全達(dá)到它們的設(shè)計(jì)者所標(biāo)榜的節(jié)能效果。究其原因,首先是因?yàn)樵趯?shí)際操作中它們往往表現(xiàn)出不穩(wěn)定性。其次,完成這種機(jī)械式的調(diào)節(jié)本身也需要消耗能源。2021/5/992②“零能耗”智能遮陽(yáng)系統(tǒng)樹(shù)脂表皮——笛卡爾蠟建筑設(shè)計(jì):內(nèi)里?奧克斯曼
類似的設(shè)施還有內(nèi)里?奧克斯曼設(shè)計(jì)的“笛卡爾蠟”。她自己喜歡用“材料生態(tài)學(xué)”來(lái)定義自己的工作?!暗芽栂灐蹦軌?qū)Y(jié)構(gòu)和環(huán)境做出反映,由二十個(gè)同樣大小的樹(shù)脂外皮組裝成一個(gè)統(tǒng)一而連續(xù)的系統(tǒng),既具有剛性特征也擁有靈活性特征。樹(shù)脂的外皮是一種結(jié)構(gòu)性復(fù)合材料,由液態(tài)樹(shù)脂的混合物構(gòu)成。這種肌理表皮非常生態(tài),可以根據(jù)周圍的溫度和光環(huán)境調(diào)整自身的透明度,并且可以在需要承重的位置加厚。
遺憾的是這些系統(tǒng)只是一些實(shí)驗(yàn)原型,還在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試階段,不過(guò)這是一個(gè)具有廣闊發(fā)展前景綠色建筑科技。笛卡爾蠟2021/5/993②“零能耗”智能遮陽(yáng)系統(tǒng)伸縮的“肌肉”——Muscle-Y結(jié)構(gòu)立面建筑設(shè)計(jì):DeckerYeadon
這個(gè)系統(tǒng)由一系列安裝在玻璃幕墻里面的、銀色的、呈波浪形的構(gòu)件組成。構(gòu)件的主要材料是一種被稱為介電彈性體的材料。這種材料可以對(duì)周邊的熱環(huán)境做出敏感的反應(yīng),當(dāng)周邊環(huán)境溫度升高時(shí)就會(huì)膨脹,當(dāng)周邊環(huán)境溫度降低時(shí)又會(huì)緊縮,即熱脹冷縮。
通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)和計(jì)算而生產(chǎn)出來(lái)的muscle-y結(jié)構(gòu)立面系統(tǒng)具備了良好的遮陽(yáng)性能,它可以根據(jù)日照強(qiáng)度在完全不用人工或者計(jì)算機(jī)控制參與的情況下自動(dòng)對(duì)玻璃幕墻的透光量進(jìn)行調(diào)節(jié),是真正“智能”的遮陽(yáng)系統(tǒng)。muscle-y結(jié)構(gòu)立面2021/5/994②“零能耗”智能遮陽(yáng)系統(tǒng)變色遮陽(yáng)——集合感溫層建筑設(shè)計(jì):內(nèi)里?奧克斯曼
德國(guó)建筑師內(nèi)里?奧克斯曼開(kāi)發(fā)了一種叫做集合感溫層的透光建筑構(gòu)件,它可以根據(jù)熱環(huán)境改變玻璃的透光特性,從而達(dá)到控制室內(nèi)接受太陽(yáng)能輻射量的目的。
當(dāng)周圍環(huán)境溫度高于某一個(gè)特定溫度值時(shí),系統(tǒng)玻璃的漫反射特性就會(huì)發(fā)生變化,在玻璃內(nèi)部形成“漫射中心”,其外觀也會(huì)從透明變成白色。內(nèi)里?奧克斯曼正是利用這種特性使得集合感溫層可以控
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