绿色建筑及材料分析及案列.ppt

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1、绿色建筑分析 LOREM IPSUM DOLOR 导读 谈到空气污染，人们往往只意识到大环 境中的大气污染，却对居室内空气污染认 识不足，其实，居室内的污染对人体的侵 害更为直接。这种小环境是大环境的组成 部分，它与人们朝夕相伴，与健康息息相 关。 绿色材料的概念是在 1988年第一届国际 材料科学研究会上首次提出。 1992年国际 学术界给绿色材料定义为：在原料采取、 产品制造、应用过程和使用以后的再生循 环利用等环节中对地球环境负荷最小和对 人类身体健康无害的材料。 绿色建筑 绿色建材 案例一诺曼福斯特 案例二清华大学建筑设计 研究院办公楼 目录 01 Part One 绿色建筑 概念的澄

2、清 绿色建筑的“绿色”，并不是指一般意义的立体绿化、屋顶绿色建 筑花园，而是代表一种概念或象征，指建筑对环境无害，能充分利 用环境自然资源，并且在不破坏环境基本生态平衡条件下建造的一 种建筑，又可称为可持续发展建筑、生态建筑、回归大自然建筑、 节能环保建筑等 。 绿色建筑 是在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源 (节能、节地、节 水、节材 )、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间， 与自然和谐共生的建筑。 绿色建筑评价标准 GB 50378-2006 经济效益 环境效益 社会效益 节能 环保 适用 绿色建筑三大要素及其三大效益 节能 节水 节材 节地 室内环境质量 智

3、能控制 减少环境污染 减少二氧化碳排放 “ 健康” “适用” “ 高效” 02 绿色建材 绿色建材： 1992年，国际学术界明确提出绿色材料的 定义：绿色材料是指在原料采取、产品制造 、使用或者再循环以及废料处理等环节中对 地球环境负荷为最小和有利于人类健康的材 料，亦称之为“环境调和材料”。 建材工业是国民经济非常重要的基础性产 业。是天然资源和能源资源消耗最高、破坏 土地资源最多、对大气污染最为严重的行业 之一。 绿色建材又称生态建材、环保建材和健康 建材等。绿色建材是指采用清洁生产技术、 少用天然资源和能源、大量使用工业或城市 固态废弃物生产的无毒害、无污染、无放射 性、有利于环境保护和

4、人体健康的建筑材料。 绿色建材的分类 生态环境材料 分为如下几种： 1、气环境材料 -净化空气材料 2、水环境材料 -净化水材料 3、地环境材料 -改良土地、利用废渣 4、循环材料 -零排放废气、废水和废渣 5、保健环境材料 6、空气净化建材 7、饮水净化材料 8、保健抗菌材料 9、健康功能材料 绿色建材与传统建材相比可归纳以下五个方面的基 本特征： 1、其生产所用原料尽可能少用天然资源，大量使 用尾矿、废渣、垃圾、废液等废弃物。 2、采用低能耗制造工艺和无污染环境的生产技 术。 3、在产品配制或生产过程中，不得使用甲醛、 卤化物溶剂或芳香族碳氢化合物；产品中不得含有 汞及其化合物；不得用铅、

5、镉、铬等种金属及其化 合物的颜料和添加剂。 4、产品的设计是以改善生产环境、提高生活质 量为宗旨，即产品不仅不损害人体健康，而应有益 于人体健康，产品具有多功能化，如抗菌、灭菌、 防霉、除臭、隔热、阻燃、防火、调温、调湿、消 磁、防射线、抗静电等。 5、产品可循环或回收再利用，无污染环境的废 弃物。 绿色建材的基本 特征 03 案例 -诺曼福斯特 诺曼福斯特 一：适宜的室内温 度，湿度 二：尽可能多的自 然采光（减少人工 照明能耗。） 三：自然通风（减 少机械通风能耗） 德国法兰克福德意志 商业银行总部 中庭自然采光。 室内绿 化与中 庭采光 生态建筑大师 -托马斯。赫尔佐格的 作品 托马斯

6、赫尔佐格在从事建筑设计活动中除了运用各种新材料、新构 件、新系统之外，也一直在研究和开发更新、更生态、更合理的材料、 构件和系统，如：佩托卡波那外墙体系、菲舍尔立面组装系统、日光栅 格系统等。 托马斯 赫尔佐格更关注的是建筑与周围环境协调基础上自身的节能 程度、技术的精确性和高效性。通过精心设计的建筑细部提高资源和能 源的利用效率，减少不可再生资源的耗费，来达到对生态环境的关注。 托马斯说：“ 生态建筑，并不是简单的绿化和阳光，其真正的目标是为 了节省资源、能源和保护环境 。 ” 托马斯 赫尔佐格的大量作品所遵循的生态建筑设计原理和 策略： 1 缓冲空间的营 造 现代建筑物理学研究表明， 使用

7、者对于建筑空间的热舒适性不是 一个恒定的指标而是一个区域， 并且这个区域还由于季节、服饰、 使用者的不同发生一定偏移 。这 也就是说，单纯使用机械空调措 施并不能满足使用者舒适度的要 求，而且大量消耗能源。 营造缓 冲空间就是根据建筑使用功能的 区别，针对不同使用频率的建筑 空间进行不同处理的设计原理。 在赫尔佐格的作品中，常常把辅 助空间或不能使用的消极空间作 为缓冲空间来保证主要使用空间 的舒适度，主要表现为几种策略： （ 1）鲜明的空间 分区 赫尔佐格的作品总是把使用 频率较少的辅助空间置于北向 ， 利用保温良好的材料形成封闭空间。这样的缓冲空间既可以 遮挡 北来的寒风侵袭 ，也由于 分

8、时供能 而最大现对的 节约了能源 。在 青年教育中心的平面布局中，经常使用的客房空间置于在南向， 而辅助的卫浴布置在北向，仅在使用时快速升温即可。 使用时 再供能 使用频繁，持续供能 根据空间使用频 率鲜明划分空间。 与卫生间节水方 式类似。 （ 2）中庭空间的 营造 霍次大街住宅 中庭 一： 中庭空间由于温室效应能在 冬季发挥重要的保温作用。 但常常因夏季过热需降温而消耗 大量的能源。 赫尔佐格策略： 利用空间高度以形成足够的温差 来带走热气流，同时维护 结构一定要真正起到遮阳的作 用 在霍次大街住宅开发项目中，在寒 冷冬季，中庭 收到太阳辐射而温度升高，能大幅度的减少临近住宅 的取暖能耗；

9、而夏季余量能够透过大厅屋顶上的开口 排出室外，同时凉爽的空气从底层进入，以保证建筑 能在夜里冷却下来。中庭空间发挥了良好的热缓冲的 作用，从而使住宅空间的热环境相对稳定，从而节约 能源供给。 中庭空间能量交 换图 （ 3） “温度洋葱” 的措施 就是按照不同的使用 温度要求，把不同使用空 间从内向外依 次布置 。通过设置具有梯 度的空间，达到最大限度 的节能。 在 Pfalz的小别墅项目 中，将 需要保持较高温度的洗澡 间置于 建筑最深处 ，其他空间依 次布置，最外层还设置太 阳房作为室内外 缓冲空间，以保证室内温 度稳定。 （ 1）北向光线的 利用 北向 光线属于漫射光， 且带有的太阳热量。

10、其常 用手法是通过反射作用， 较少，因此在赫尔佐格的 作品中被大量使用把北向 光线均匀引入室内。 在汉诺威 26号展厅中， 为了给高大展览空间提供 质量的均匀照明，光线通 过大面积北向天窗上的百 叶，折射到展馆室内屋顶 上巨大“反射板”而引入 更远的公共区域， 从而使光线均匀分布。 在林茨的设计中心项 目中，通过在屋顶上的一 种塑料格栅，将北面光线 反射、折射进入室内，而 将南侧直射光线过滤，这 样就使展示区获得高标准 的采光，且不牺牲室内热 舒适度，也不增加额外能 耗。 汉诺威 26号展厅 林茨的设计中心 折射，反射改变光线线路， 特定材料使光线均匀分布 自然通风是在满足建筑换气量的同时并不

11、增 减额外能耗而是建筑降温，从而提高室内舒适度。 相对于现今大量使用的机械通风和制冷来说，自 然通风具有方便、清洁的优点，但是也具有低效 的缺陷。 在赫尔佐格的作品中，一方面最大限度地利用 和组织自然通风，另一方面也把机械通风作为必 要的补充，进而满足室内舒适度的要求。这里重 点分析其组织自然通风的方法。大致可分为： 一 般建筑的通风，大厅型空间的通风，高层建筑的 通风。 3 自然通风的组织 （ 1）一般建筑的通风 小体量建筑的自然通风往往采取直接利用外窗进行空 气交换的方式。同时，也有利用内部空间的得热不同，即 热压通风（由于空间内不同的温度而产生了热空气向冷空 气处流动的现象）而进行的通风

12、设计。 在著名的雷根斯堡住宅中，南向的玻璃温室，在冬季， 发挥白天收集储存热量、晚上释放热量、阻隔室外寒气的 缓冲空间作用；在夏季，则因下部空气受热升温而向北侧 上部出气口运动的气流，并把室内多余热带走。 雷根斯堡住宅冬夏通风分析图 夏季白天 (反射遮阳， 空气流通带走热量） 夏季夜晚（热压 通风 -热 -冷流 动） 冬季白天（储蓄 热量） 冬季夜晚 （释放白 天储热） （ 2）大厅型空间的通风 大体量的建筑空间仅靠热压通风效果并不明显，为 了更好的促进自然通风，风压通风常常与热压通风一起 发挥作用。 在（气流 从开阔高出通风口处 进入狭窄渠道 后速度骤然增加的现象）而 大空间出风口的上部常设

13、有 阻流式封盖板，其作用不仅是遮挡保护出风口，还由于 其一定距离，且设计成中间下部凸出的形式，形成文丘 里效应 极大促进室内空气流出。另外，在进行通风设计 时，由于大厅规模及使用性质不同，进风口的位置也选 用了不同的形式（一般进风口在建筑下部）。如汉诺威 26号展厅项目中，新风从距离底面 4.7m高度吹进，冷空 气缓慢下降后逐渐升温后再从高起的屋顶排出。气流缓 慢下降后又上升的过程可以最大限度地回收室内上升空 气的余热，还减少了对工作区使用者的影响，也使大空 间内气流尽量均匀。 汉诺威 26号大 厅通风示意图 文丘里效应（气流从开阔高出通 风口处进入狭窄渠道后速度骤然 增加的现象）而极大促进室

14、内空 气流出。 风压与热压结 合 4. 应变界面的构造 有学者评价赫尔佐格的建筑作品“ 发挥主要 作用的不是结构，而是动态而变化的表皮，它与 特定场所发生联系，对变换的环境做出回应 。” 我们认为，在赫尔佐格的作品中，不仅仅是表皮 发挥了构造良好的室内舒适环境，而是 由内向外 的各个界面共同构建了一个与自然相协调的生态 环境。 建筑界面阻断光线和热量的交流、隔绝声 音、存在的目的是分隔不同的空间质地，遮蔽雨 水等，同时，界面还作为不同空间质地的中介物， 有将若干空间质地在不同空间之间转移传递的作 用，如采光、通风、采声等。 建筑界面的效应 （ 1）建筑的外 界面 在他的作品中，建筑外 界面表现

15、为一种选择透 过的 “膜效应” 特征。 一种是根据北极熊 皮肤 的特征而发明的 TWD外 墙板 材 。 这是一种半透明的 黑色 板材上有透光保温材料 的构 件，其特征是大量吸收 太阳 辐射热并存储后缓慢释 放到 室内空间 。在双户住宅 和青 年教育中心客房等项目 具有 使用。 双户住宅（应用 TWD外墙板 材） 另一种是 “双层立面” 构造 （ Double Skin） , 即两层立面，中间形成空腔的形式。 这种界面形 式具有保温、隔热、通风、隔声、遮 阳等综合的 生态效应 。双层立面中间空腔作为环 绕主要空间 的走廊，外层界面内侧的遮阳百叶避 免过多太阳 辐射，上下贯通的连续外层界面的腔 体

16、内，由于 “烟囱效应” 形成良好的自然通风系 统，中间空气 间层能有效保持主要空间热稳定而大 量节省能源。 在夏天，双层立面顶部的带形天窗可 以开启，使 空气可以从屋顶上方排出；在冬季， 废空气被抽 至双层立面之间，再由地面管道引导 至热回收设 备中。自然通风系统保证了空气循环， 减少了机 械通风的运行。另外，由屋顶太阳能 光电池供电 的风扇强化了通风作用。可见，“双 层立面”可用 于不同规模的建筑中，都能发挥良好 的生态效应。 德国贸易博览会有限公司大楼 （双层立面） （ 2）建筑的内 界面 一般来说，内界面主要包 括 内部 直界面和水平界面 因此， 垂直界面的设计上 也相当灵活 。在巴伐利

17、亚的 工 作室设计中，室内空间的分 隔 是可移动的胶合板墙，根据 使 用的需要进行 自由推拉 ， 从 而 最大限度满足空间使用灵活 性 。 巴伐利亚的工作室 另外， 在室内水平界 面不仅作为承重构件， 还作为散热 或制冷 设备发挥作用 。这种 措施实际上与 传统的 火坑或火地的设计 如 出一辙，其优势是采 用了大面积，小温差 的热影响方式能够在 最少耗能情况下营造 最佳的舒适空间。 水平界面被加热或制冷来影响室 内热环境 德国贸易博览会有限公司大 楼， 建筑工业养老基金会扩建等 项目中 使用过此方式。 竞赛中可以考虑的的对绿化建筑有利的基本 问题： 一：最大化使用绿地。（屋顶花园和节地） 二：

18、建筑对风能的利用考虑，气流与热量的 考虑。如中庭气流，立面洞口气流。 三：对光能利用的考虑和日照考虑。 04 案例二 清华大学 建筑设 计 研究院 办公楼 案例简介 设计楼从 1997年开始进行策 划 ， 按照设计意图 可归纳成缓冲层策 略 ， 利用自然能源 策略 ， 健康无害策 略和整体设计策略 。 针对绿色化目 标 ， 设计小组在建 筑设计和设备采用 了多层次的设计策 略 ， 在遮阳 、 防晒 、 隔热 、 通风 、 节电 、 节水 、 利用太阳能 、 楼宇自动化 、 绿化 引入室内采取大量 具体措施 。 设计介绍 设计楼建筑平面基本呈长 方形，设计紧凑、完整减少了冬 季建筑的热损失。长轴

19、为东西方 向，楼、电梯间与门庭、会议室 等非主要工作室，布置在建筑的 东西两侧，缓解了东西日照对主 要工作区域的影响。工作空间划 分为大开间开敞式设计工作室区 域与小开间办公室，其可以根据 不同功能需要加以安排，使工作 室的布置具有一定的灵活性。建 筑南向是一个 3层高的绿化中庭， 不但能为员工提供一个生机勃勃 的良好景观与休息活动空间，而 且可以有效地缓解外部环境对办 公空间的影响。 热缓冲中庭 (边庭 ) 在设计中比较明显的算是 在南向的一个体积较大的绿 化中庭。虽然那只是一个位 于建筑南部的边庭，但是其 物理功能内涵较之传统的位 于建筑内心的中庭要丰富。 其基本概念如图所示：在冬 季，该

20、中庭是一个全封闭的 大暖房。在“温室作用”下， 成为大开间办公环境的热缓 冲层，有效地改善了办公室 热环境并节省供暖的能耗。 在过渡季节，它是一个开敞 空间，室内和室外保持良好 的空气流通，有效的改善了 工作室的小气候。 热缓冲中庭 (边庭 ) 在夏天，中庭南窗的百页遮阳板系统能有效的 遮蔽直射阳光，使中庭成为了一个巨大的凉棚。中 庭南侧为全玻璃外墙，上部开设了天窗，从而利用 中庭顶部的反射装饰板，保证开敞办公室的天然光 利用。设计小组还认为中间的“光廊”采用了一部 分天空光线，帮助提高设计室的天光照度。 防晒墙与架空屋 顶 确定采用缓冲层的概念， 即在西向设计一面大尺度的防 晒墙，这面由混凝

21、土制成的防 晒墙完全与建筑脱开，在夏季 与过渡季节，可以完全遮挡西 晒的直射阳光。同时防晒墙与 建筑主体之间的空隙 (4.5m宽 ) 还有利于室内空气的流通 (拔 风作用 )并可保证主体建筑室 内的均匀天光照明。在冬季， 防晒墙能有效的遮挡西北风， 在阳光照度大的天气甚至还能 积蓄热量而成为一个蓄热体， 在建筑西侧形成一个热保护层， 从而有效缓解外部气温对建筑 内部的影响。 该建筑缓冲层概念的另一 个重要体现是架空“天棚”的 设计 遮阳板系统 利用自然能源 太阳能的利用 : 使用一部分太阳能光电板 为设计楼的报告厅的照明与电 器系统提供电能。 深井水的利用： 设计小组认为大地 所蕴含的热量和温

22、度是 一个恒定、安全的可替 代能源从而是很值得利 用的。而目前在对大地 能量的应用中，深井水 回灌技术是一种比较成 熟的方案。 发展绿色建材的意义 本世纪七十年代以来，臭氧层破坏、温室 效应、酸雨等系列全球性环境问题的日益加 剧，人们已逐步认识到保护我们赖以生存的 地球环境已不再只是政府、民间团体、科研 机构的事情，每个人都应以自己的行动来直 接参与环境保护工作。 作为建筑材料而言，在生产、使用过程中 ，一方面消耗大量的能源，产生大量的粉尘 和有害气体，污染大气和环境，另一方面， 使用中会挥发出有害气体，对长期居住的人 来说，会对健康产生影响。鼓励和倡导生产 、使用绿色建材，对保护环境，改善人民的 居住质量，作到可持续的经济发展是至关重 要的。 谢谢大家！ 王洋 201219102004 成凌平 201208140026 李薇 201219103015 章昊娟 201219105011