湖南本土绿色建筑被动式设计实践——湄江风景名胜区朱岩游客服务区 李永晖

发表时间:2020/4/14   来源:《建筑模拟》2020年第2期   作者:李永晖
[导读] 在全球资源、环境危机的背景下,绿色建筑成为建筑设计过程中一个必不可少的环节。绿色建筑的创作不能简单的成为各种主动技术与资源、能源获取方式的堆砌。以处于夏热冬冷地区的湄江风景名胜区朱岩游客服务区的设计全过程为例,为相关工作提供参考。
        湖南省建筑设计院有限公司
        摘要:在全球资源、环境危机的背景下,绿色建筑成为建筑设计过程中一个必不可少的环节。绿色建筑的创作不能简单的成为各种主动技术与资源、能源获取方式的堆砌。以处于夏热冬冷地区的湄江风景名胜区朱岩游客服务区的设计全过程为例,为相关工作提供参考。
        关键词:夏热冬冷地区  绿色建筑  被动式设计  湄江风景名胜区 游客服务区
       
        1.设计背景
        湄江风景区系省级风景名胜区和国家地质公园,为国家AAAA级旅游景区,总面积128平方公里,拥有丰富的旅游资源,景区内景观齐全,集山、水、洞、石、峰、涧、湖、桥、瀑布、峡谷、沙滩、绿洲、古寺于一体,可观一代帝陵、二湖秀水、三道岩门、四片绿洲、五座寺亩、六大飞瀑、七里峡谷、八百奇峰、九曲湄江、十处绝景。龙泉峡、藏君洞、黄罗湾是第四纪的产物,有褶皱、断裂和节点发育等构造地貌类型,具有较高的美学价值和地质学岩溶地貌科研价值;仙人府,洞中有洞,洞内成瀑;香炉山,一石八景惟妙惟肖;龙泉峡谷时而山穷水尽,时而峰回路转,尽头则是绝处逢生的一线天;观音崖的莲花涌泉与塞海湖一脉相通,秀丽的九曲湄江玉带将所有的佳景串联在一起。
        2.设计理念
        湖南中部地区属于典型的夏热冬冷气候区域,为保证主要室内空间的舒适热环境,湖南传统民居一般会在舒适度要求较高的空间与恶劣室外气候之间,结合具体使用情况,设置过度空间区域,如天井、堂屋、走廊、阁楼、巷道等,它们不仅能引入有利的室外条件,实现自然采光,自然通风,还能降低不利的自然条件对室内空间的影响。
        2.1屋顶
        传统民居屋顶形式与降水有密切关系。在少雨的北方屋顶坡度比较平缓,甚至采用平顶;而在多雨的南方,屋顶坡度都比较大,以便迅速的排除雨水。此外,为了适应夏季高温,局部地区会采用双层小青瓦屋面,不仅坚固、防水效果好,而且隔热效果明显。
        2.2墙体
        湖南传统民居较多采用实心青砖墙及土坯砖。青砖墙不仅美观坚固,耐久性好,气密性也比较好,可以避免冬季冷风渗透。青砖墙及土坯墙在夏季能够有效的延迟和缓和外部的热量传入室内,改善室内热环境。部分地区在规格较高的地方也会采取双层墙体来达到夏季隔热通风的效果。
        2.3楼地面
        南方地区气候普遍比较潮湿,为了改善建筑室内湿热环境,地面需进行防潮处理。湖南传统民居常采用素土夯实地面局部重要空间铺上青砖或麻石,素土能吸附水分而青砖能有效隔离地面的潮气,墙体基脚处用麻石砌筑,起到了隔水、防潮、耐久的作用。
        3.设计过程
        3.1 总平面布局
        规划布局阶段,充分对现场风向测试、调研,场地夏季、过渡季节主导风向为东风(峡谷风),建筑总平面布局结合主导风向,采用”L”形布局形式,通过在中间断开的方式,将建筑体量缩小,使得每一个功能空间得到更好的通风及采光效果,并在后期深化过程中,在立面上通过高低错位的设计手法,适当引导场地内部风向,保证场地主导风充分进入建筑内部。
        3.2建筑单体设计
        (1)“冷巷”的嵌入——冷巷是指传统聚落中具有遮阳效果的矮巷道,良好的被动降温作用使其成为建筑的气候缓冲层,这是来自于传统建筑应对夏季炎热气候的宝贵经验,中国传统聚落中,冷巷的应用非常普遍,尤其在长江以南,冷巷甚至成为传统建筑的空间典型特征之一。在项目中,结合周边环境,吸取炎热地区典型传统建筑空间“冷巷”并进行现代演绎,重新组织的空气流动方式,使靠近河水及崖壁的温度较低的空气可以贯穿建筑。
        (2)切薄建筑,嵌入天井 ——优先利用自然通风和采光,进一步降低建筑照明能耗;
        (3)融合自然——绿化屋顶呼应环境,隔绝阳光直射,保证室内温度稳定;
        (4)复合界面——有效的遮阳和环境过渡。
        (5)气候适宜性围护界面——用灵活围护结构方式应对气候.
        湖南地区东、西向太阳辐射强烈,尤其是西向,项目将东、西墙设置成双层通风隔热墙体,在上下侧设置通风口,利用热压作用进行通风降温,减弱东、西朝向太阳辐射对室内的热扰影响。
        4.设计总结
        在当代建筑走向“绿色与可持续发展”时,技术手段正承担着先锋的角色。对于未来建筑的方向,以空间和形体塑造为特征的传统建筑学正面临着巨大的挑战。
        回顾历史,建筑之所以带来越来越大的能耗和环境问题,一个重要原因是人们对人工环境的过度依赖。我们在白天开灯照明、在封闭的室内机械通风、在任何情况下乘坐电梯,并且习以为常。我们的欲望仍在不断的放大,对静态的舒适度仍在无限制的追求,我们甚至开始在与世隔绝的庞大综合体中足不出户、在冷气逼人的空调房中穿着西装革履、在恒温恒湿的公寓中忘却四季更替。
        在本项目的绿色建筑设计过程中,根据项目实际条件,依据“被动优先”的设计原则,因地制宜地采取绿色建筑技术措施,注重各项技术措施的适用性、经济性与需求性,避免了以获得相应绿色建筑星级认证为出发点而盲目进行的技术堆砌与拼贴。
        5.设计成果展示
        
        项目竣工效果图
        5.1综合效益
        湄江风景名胜区朱岩游客服务区项目的绿色建筑设计主要以被动式绿色建筑设计策略与低成本的主动绿色技术措施为主,同时也关注各项技术措施的综合效益。如种植屋面、双层墙体、遮阳,虽然使项目的总体造价有所增加,但进入建筑运营后期,能够提升室内舒适度,减少建筑能源消耗,实际可给项目带来较好的经济效益;如场地的公共交通设施、绿色雨水基础设施的设置,对于绿色建筑的理念有着良好的示范推广作用,具备较好的社会、环境效益。
        5.2经济效益:项目预期的绿色建筑增量成本为38.12万元,每年节约的水、电费用或收益约为3.65万元,静态投资回收期约10.44年,随着建筑的运营时间增加,其经济效益会相比常规建筑进一步凸显。
        5.3社会效益:项目为景区游客中心,其作为景区对外展示的一张重要名片,通过将本项目打造成地域性游客中心,能凸显景区特色,同时期望通过本项目的建设实施使得社会各界对绿色建筑的舒适有更加直观的感受,让“绿色”观念能够深入人心。
        5.4环境效益:通过分析,项目以《湖南省公共建筑节能设计标准》DBJ 43/003-2017为基准,预期每年节约标煤13.85t/a,CO2减排量34.18 t/a,SO2减排量1.03t/a,粉尘减排量9.33 t/a,NOX减排量0.51t/a,具有很好的节能减排效益。
        结语:
        本项目结合地形的建筑形体优化(冷巷、天井等嵌入)、绿化屋面、双层墙体、底层架空、水帘幕墙、地道风降温系统、外遮阳系统等。因此,本项目是一次成功的地域性、低成本、低能耗绿色建筑原创设计探索,是HD一贯坚持“被动式绿色建筑”理念的一次重要意义实践,也对整个HD以后在绿色建筑设计中提供了一个优秀的范例。
        (本项目获“2017年HD优秀绿色设计项目 一等奖”)
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