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赖特建筑创作中的节能策略
发布时间: 2011-03-03   来源:匿名网友投稿 

《2004地球生态报告》指出:目前,全球生态环境仍在持续恶化。由于煤、油和天然气等常规能源的过度使用,人类目前消耗自然资源的速度已超过了地球资源再生能力的20%,并伴随着化石燃料的过度消耗造成的环境污染问题的持续加重。诺曼·福斯特先生在1996年布宜诺斯艾利斯建筑双年展会上指出, 目前全球的能源消耗约有50%发生在建筑物上,建筑节能问题成为影响全球生态环境的重要问题。在各国绿色建筑评价系统中,建筑节能因素成为必须考察的重要项目,如美国的LEED评价系统中,能源与大气环境的权重系数为27%,在评价的五个项目中占最大权重;英国的BREEAM评价系统中能源与交通项目的权重系数则达到了25%;建筑节能问题在当前绿色建筑设计中受到广泛关注和重视。

建筑的本质问题是空间的使用功能,建筑师职责的根本在于为人们提供生存活动的空间,丧失了这一基本内涵,建筑师创造的东西也就不能称其为建筑;适宜使用空间的基本要求之一是良好的室内气候。建筑设计中如何适应地方气候,充分利用自然环境条件创造适宜的人工环境的气候设计策略(被动式节能设计)广泛应用于古今中外的建筑中。据台湾建筑师研究:规划建筑设计过程中大尺度的节能措施对建筑整体节能效果具有最深远的影响,而节能墙体、窗户、屋顶等细节构造措施对建筑节能效果影响的权重系数是最低的]。

现代主义建筑是适应新材料、新技术、新生活的产物(图片来源:百度)

现代主义建筑是适应新材料、新技术、新生活的产物。仅从形式风格划分,忽视地方性,无视地方气候差异的玻璃方盒子似乎成为现代建筑的典型形象。然而对于任何事物,统一是相对的,差异才是必然的,现代主义建筑同样丰富多彩。它的理性思想同样表现在如何结合特定的建设环境,采用被动式能源策略,达到节能环保目的。这种设计倾向广泛体现于柯布西耶、尼迈耶等现代主义大师的建筑创作中,尤其是赖特的众多建筑,从整体到细部设计均贯穿了这种理性主义的设计思想,其建筑设计中采用的节能设计策略对当今的建筑节能设计具有重要的借鉴与启示作用。

表1系统总结了规划建筑方案设计过程中的节能设计措施。可以看出,节能设计措施是与规划建筑设计过程密切结合的,这里列举的多数设计措施均在赖特的建筑作品中有所体现。

(1)“我很清楚,没有一个建筑物应凌驾于山丘或任何事物之上,它应该从属于这座山丘,只有这样,房屋才能与山丘共生而相得益彰。”赖特一生设计了众多别墅,多数位于环境优美的林野山地之中,从考夫曼别墅(Kaufmann House)到帕尔玛住宅(Palmer House),都充分体现了赖特如何表现建筑与自然环境的融合,寻求建筑与山丘共生的设计思想(图1)。

(2)景观配置中的绿化水体可以有效地缓解城市气候等不利影响。西塔里埃森(Taliesen West)位于亚利桑那州的沙漠气候区,建筑外环境中设置水体起到降低入室气流温度和调节湿度的作用,在一定程度上调节了干热气候区的建筑外部环境。

(3)建筑物的体形控制对于建筑采暖能耗具有重要作用。马丁住宅(Marting House)的平面设计为一个紧凑的半圆形体形,形成一个负阴抱阳的南向室外活动平台,同时南向集热面与正南向方位夹角均在20°以内(如果集热面方位角在南偏东20°或南偏西38°以内,太阳能利用率比最佳效果仅降低10%),取得了较好的集热效果。

(4)良好的建筑朝向对建筑室内热环境具有重要影响。为应对寒冷的基地气候,路易斯住宅(Lewis House)没有采用草原式住宅常用的十字型平面,而是把建筑沿东西轴向展开,北面设置走廊,所有主要使用房间均可面河向阳,以获得良好的景观与日照。

塔楼突破现代主义建筑光滑的方盒子形象(图片来源:百度)

(5)设置热缓冲区(又称温度阻尼区buffer zone)是现代生态建筑平面设计中常用的一种节能措施,即对平面空间进行热环境分区,利用对热环境不敏感的房间(如储藏、交通空间)作为建筑与室外环境的过渡,以减弱不利室外环境对建筑主要使用空间的影响。位于干热气候区(Phoenix, Arizona)的葆森住宅(Pauson House)将无窗的走廊及储藏空间置于建筑西部,以保护起居等主要使用空间免受夏日下午强烈的低角度西向阳光。

(6)普赖斯塔楼(Price Tower)是赖特不多的高层建筑设计作品之一。塔楼突破现代主义建筑光滑的方盒子形象,综合采用水平遮阳和垂直遮阳相结合的立面遮阳形式。其遮阳构件可以针对不同朝向及季节来调整,以保证终日的良好遮阳效果;同时,遮阳构件形成的立面肌理以丰富的光影变化给人深刻印象。普赖斯塔楼把遮阳构件设计与立面处理有机地结合在一起。

赖特在其草原式住宅设计中,常利用建筑屋檐、挑檐等通用建筑构件来解决遮阳问题。如在罗比住宅(Robie House)中,西侧深远的屋檐出挑长度恰好使夏日下午的阳光不能进入室内,南向长窗上的水平屋檐出挑宽度满足遮挡仲夏时节高角度日照的要求。在这里赖特把遮阳技术要求巧妙地融于建筑立面设计中,丰富了草原式住宅的内涵。

赖特的建筑设计追求“一种特定环境中的建筑性格”(图片来源:百度)

(7)覆土空间是改进建筑室内环境热稳定性的一条重要措施。在雅各布斯II 号住宅(Jacbos II House)设计中,利用下沉花园的北向覆土平台使建筑免受冬季北向寒风侵袭,减少热损失,而开放的南向墙面和花园则可获得充足的日照。雅各布斯II 号住宅成为采用半覆土形式适应威斯康辛州寒冷气候的一个典型案例。

赖特的建筑设计追求“一种特定环境中的建筑性格”,努力使建筑具有“一种协调的感觉”(a sense of unity),一种结合的感觉,使它成为环境的一部分。从上述实例可以看出:建筑师采用现代材料、结构和技术,把建筑节能要素有机地纳入建筑设计中,使建筑同环境紧密结合,产生自然的亲和与深度。其中一些设计突破其 “十字平面、坡屋顶、大挑檐、水平组窗”的“草原式住宅”模式,创造出丰富多彩的特定地方建筑形象。这正是现代主义建筑的多样化特征及其理性精髓的具体体现。

2005年7月《公共建筑设计节能标准GB50189-2005》的实行表明我国建立了完整的建筑节能设计规范体系。但分析我国居住及公共建筑节能设计规范可以发现,建筑节能重点仍放在构造设计调控阶段,对于建筑方案设计阶段的节能要求强制性条文仅限于建筑体形系数和窗墙面积比两项内容;缺乏对规划建筑设计中影响节能因素的宏观措施(如路网设置、绿化景观、建筑方位、平剖面热环境分区、立面遮阳等)的规定。尽管由于建筑设计的复杂性,对建筑方案设计阶段节能设计措施的规范具有相当难度,但客观上造成建筑师对建筑节能认识的偏差。这在一定程度上导致了不节能的建筑(如大量东西朝向的居住、办公建筑)与节能墙体的综合体建筑出现。这种建筑节能的“末端治理”措施投资高、效益低,此类问题量大面广,值得引起建筑师充分重视。

责任编辑: Helen
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