鄉(xiāng)土建筑與技術(shù)的生態(tài)實(shí)踐2009臺(tái)達(dá)杯國際太陽能建筑設(shè)計(jì)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)作品鄉(xiāng)土建筑與生態(tài)技術(shù)的結(jié)合實(shí)踐

鄉(xiāng)土建筑與技術(shù)的生態(tài)實(shí)踐2009臺(tái)達(dá)杯國際太陽能建筑設(shè)計(jì)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)作品鄉(xiāng)土建筑與生態(tài)技術(shù)的結(jié)合實(shí)踐

本文在分析2009年國際太陽能設(shè)計(jì)比賽1項(xiàng)優(yōu)惠待遇論文的基礎(chǔ)上，闡述了馬爾康地區(qū)小學(xué)的建設(shè)和技術(shù)的生態(tài)實(shí)踐，為生態(tài)理念的落實(shí)提供了充分的機(jī)會(huì)，也為地震區(qū)域?qū)W校的重建提供了參考。嘉絨藏族文化的特色學(xué)校所在地馬爾康位于川西高原,平均海拔2700M,不同于四川盆地的低凹地形造就了馬爾康獨(dú)特的氣候條件,晝夜溫差大,夏季涼爽冬季寒冷,大風(fēng)天較多。馬爾康由吐蕃與羌族相互融合,共同發(fā)展形成了獨(dú)特的嘉絨文化。而嘉絨藏族在這樣獨(dú)具特色的地理、氣候條件下形成的文化,更是鮮明地表達(dá)在建筑、村落風(fēng)貌上。嘉絨藏族建筑獨(dú)具特色:建筑多在背風(fēng)向陽、土質(zhì)堅(jiān)實(shí)地方,這也是與地方氣候相適應(yīng)的。不管是西索民居還是羌族民居都使用泥土片石砌筑房屋,運(yùn)用生態(tài)的生建筑做法,很好地適應(yīng)了當(dāng)?shù)貧夂?使得房間內(nèi)冬暖夏涼。經(jīng)濟(jì)原因的計(jì)算基于當(dāng)?shù)亟ㄖ厣?在方案的設(shè)計(jì)時(shí)采用大量當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)建筑做法,利于對(duì)傳統(tǒng)建筑工藝的發(fā)掘,促使他們重塑災(zāi)后重建的信心,而且可以經(jīng)濟(jì)上最大限度地回饋當(dāng)?shù)卮迓?。它的設(shè)計(jì)及可能進(jìn)行的建造將向當(dāng)?shù)卮迕裨忈屢粭l適合于現(xiàn)狀的生態(tài)之路。方案所設(shè)計(jì)的災(zāi)區(qū)希望小學(xué),一方面滿足孩子健康成長的需要,創(chuàng)造舒適積極的學(xué)習(xí)生活空間,為孩子們提供陽光健康的校園環(huán)境另一方面,對(duì)于當(dāng)?shù)匚幕徒ㄖ攸c(diǎn)的思考也使我們延續(xù)嘉絨文化的傳統(tǒng)肌理與歷史文脈,消除孩子們對(duì)新校舍的陌生感,減少災(zāi)難對(duì)他們的影響,使學(xué)生們?nèi)谌胄碌膶W(xué)習(xí)生活中。地面落空?qǐng)雠c日光設(shè)計(jì)三個(gè)主體建筑通過連廊鏈接,教學(xué)樓,特殊教室,宿舍樓之間既相互聯(lián)系不相干擾。由于南部五層建筑對(duì)基地建筑的遮擋因素,因此把對(duì)采光要求不高的食堂部分放在一層。將學(xué)生宿舍放在二層且均為南向單廊布置,使全部學(xué)生宿舍滿足冬至日日照兩小時(shí)的要求。條狀的布局使各個(gè)功能均滿足日照的需求。(圖1)生態(tài)技術(shù)戰(zhàn)略1、校園東北部覆土及建筑間距控制馬爾康地區(qū)冬季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)而夏季偏西風(fēng),在冬季時(shí)利用校園北側(cè)覆土及建筑間距控制渦流對(duì)建筑的影響,避免冷風(fēng)直接灌入室內(nèi),由于冬季寒冷、而教室人員密度大,因此采用熱壓通風(fēng),避免冷風(fēng)直接灌入。夏季則利用覆土的導(dǎo)風(fēng)作用進(jìn)行風(fēng)壓通風(fēng)。夏季把握熱壓作用,適時(shí)進(jìn)入室內(nèi)冬季:利用覆土的避風(fēng)作用和合理的樓間距,創(chuàng)造相對(duì)穩(wěn)定的空氣環(huán)境。關(guān)閉西北向通風(fēng)口。新風(fēng)通過南向陽光間的預(yù)熱作用后進(jìn)入室內(nèi);利用太陽能煙囪的熱壓作用拔風(fēng),帶動(dòng)室內(nèi)空氣流動(dòng)。夏季:利用北向覆土的導(dǎo)風(fēng)作用,在南向高窗處形成負(fù)壓,帶動(dòng)室內(nèi)通風(fēng);打開北向覆土層下面的通風(fēng)口,使夏季熱風(fēng)通過覆土的預(yù)冷進(jìn)入室內(nèi);同時(shí)打開北向玻璃廊子的天窗,引風(fēng)入室,使室內(nèi)具有良好的通風(fēng)效果。屋頂太陽能煙道冬季:利用土坡及整個(gè)校園的避風(fēng)作用,減少外界冷風(fēng)對(duì)教室的影響,利用屋面太陽能煙囪的熱壓作用帶動(dòng)室內(nèi)空氣循環(huán),形成通風(fēng)。夏季:利用土坡及整個(gè)校園的導(dǎo)風(fēng)作用對(duì)特殊教室高窗位置的空氣形成負(fù)壓,同時(shí)利用穿堂風(fēng)形成良好的室內(nèi)通風(fēng)效果。宿舍的通風(fēng)冬季:太陽墻將室外的涼風(fēng)預(yù)熱為室內(nèi)提供暖風(fēng)。夏季:穿堂風(fēng)與拔風(fēng)煙囪的設(shè)計(jì)促進(jìn)室內(nèi)的通風(fēng)。2、采用地基土方進(jìn)行覆土,以改善建筑總土土坯墻:由于馬爾康當(dāng)?shù)貧鉁厝蛰^差大,為了盡量減少其夜間損失過多熱量而導(dǎo)致第二天早上教室的舒適性降低,因此采用蓄熱系數(shù)較高的土坯墻作為蓄熱體,在保溫的同時(shí)也盡量保持冬季夜間的室內(nèi)溫度不至于太低,這樣利于第二天早上教室的舒適使用。覆土:在教學(xué)樓的北側(cè)利用原有地形的斜度進(jìn)行覆土,起到夏季導(dǎo)風(fēng)、冬季避風(fēng)的作用,并有效降低建筑的熱損失,提高建筑的熱工性能。施工時(shí)將地基土方用于此處,并用當(dāng)?shù)刂癫木幹凭W(wǎng)架,便于固定夯土。上層覆蓋新型生態(tài)袋,生態(tài)袋透水不透土,有效防止土壤流失,并且易于施工,抗酸堿鹽及微生物侵蝕,為永久植被提供理想的種植塊。太陽能集熱器地板輻射采暖:通過布置在屋面的集熱器吸收太陽能為水箱加熱,產(chǎn)生的熱水可供洗浴并通過布置在宿舍地面下的盤管為室內(nèi)供暖,保證冬季采暖需求,在日照不滿足要求的時(shí)間采用電輔助加熱來維持系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。冬季教室溫室蓄熱白天:陽光直射入室內(nèi),太陽輻射轉(zhuǎn)化為熱量使教室溫度升高;同時(shí),土坯墻等蓄熱體開始蓄熱。通過直接受益,使冬季教室室溫溫度升高達(dá)到舒適要求。夜晚:由于該地區(qū)晝夜溫差較大,保溫蓄熱材料能在夜間繼續(xù)向室內(nèi)放熱,防止次日學(xué)生進(jìn)入室內(nèi)時(shí)溫度過低升溫困難。進(jìn)入特殊教室,及時(shí)進(jìn)入特殊教室白天:南向大面積開窗及天窗的設(shè)計(jì)有效地使直射陽光大量進(jìn)入特殊教室,視室內(nèi)溫度升高,蓄熱體吸熱蓄熱保持室內(nèi)溫度穩(wěn)定。夜間土坯墻和地面保溫材料將白天積累保存的熱量緩慢釋放,有效保持了室內(nèi)溫度。冬季供暖分析白天:蓄熱墻吸收陽光輻射的熱量揮發(fā)的同時(shí)進(jìn)行存儲(chǔ)。夜晚:蓄熱墻向室內(nèi)輻射熱量對(duì)室內(nèi)進(jìn)行保溫。3.采光策略疊窗式課堂在教學(xué)樓和特殊教室樓南側(cè)布置可折疊窗,利用其開合控制陽臺(tái)開敞或封閉,在教室南側(cè)形成附加陽光間,保持良好的教室內(nèi)部熱環(huán)境和光環(huán)境。解決了國內(nèi)陽光對(duì)空氣的影響在教學(xué)樓的南側(cè)窗戶外側(cè)布置了可開合百葉。木質(zhì)百葉的材質(zhì)與建筑整體風(fēng)格統(tǒng)一,通過其開合對(duì)直射陽光進(jìn)行調(diào)節(jié),能有效防止過多陽光射入室內(nèi),保證室內(nèi)良好的光環(huán)境。夏季關(guān)閉,防止陽光入對(duì)室內(nèi)溫度特殊教室南側(cè)天窗上方設(shè)有遮陽卷閘,夏季關(guān)閉防止直射陽光射入,保持室內(nèi)溫度適宜;冬季開啟加大陽光入射量,與室內(nèi)蓄熱體結(jié)合保持室溫。太陽輻射和太陽入射夏季:太陽高度角較大,教室南側(cè)挑檐及懸挑陽臺(tái)可有效阻止陽光直接射入室內(nèi),降低太陽輻射熱量;同時(shí),南向高窗格柵反射陽光,阻擋光線由此射入。冬季:通過太陽高度角的計(jì)算,挑檐和陽臺(tái)對(duì)陽光無遮擋,光線直接射入室內(nèi);同時(shí),由于南向高窗與煙囪處的格柵與太陽入射角平行,光線可以由此射入室內(nèi)。(圖2、3)夏季陽光直接入對(duì)教室的影響陽臺(tái)及挑檐出挑尺度、天窗及南向窗上的遮陽和百葉的設(shè)計(jì)可以有效防止夏季陽光直接射入,造成室內(nèi)空氣過熱,保證教室能夠保持較為適宜的溫度環(huán)境;在冬季不會(huì)形成遮光,百葉的開合方向適于光線射入,爭(zhēng)取最大量的直射陽光。天窗采用漫反射玻璃以避免入射光線造成眩光。生態(tài)建筑的設(shè)計(jì)陽臺(tái)和挑檐遮擋夏季陽光,室內(nèi)避免陽光直射。冬季陽光可以無遮擋的射入室內(nèi),提供良好的