設(shè)計(jì)結(jié)合氣候

摘要：隨著環(huán)境惡化，資源短缺，可持續(xù)發(fā)展成為了當(dāng)今世界的主旋律。運(yùn)用生態(tài)技術(shù)創(chuàng)造出于自然和諧共生的生態(tài)建筑，成為當(dāng)代建筑的一個(gè)重要發(fā)展方向。本文旨在介紹和分析德國著名建筑師托馬斯·赫爾佐格的生態(tài)建筑設(shè)計(jì)手法，希望對(duì)我國相關(guān)領(lǐng)域研究的發(fā)展有所啟示。

關(guān)鍵詞：生態(tài)建筑 可持續(xù) 能源 技術(shù)

工業(yè)革命后，整個(gè)人類社會(huì)開始空前地高速運(yùn)轉(zhuǎn)，不斷地創(chuàng)造出財(cái)富的同時(shí)，生態(tài)環(huán)境卻由于物質(zhì)活動(dòng)規(guī)模的擴(kuò)大而日益惡化。化石燃料的燃燒、熱帶雨林的破壞（主要為了供給世界建筑工業(yè)的木材需求），廢物以及天然氣排放等促使全球變暖的問題越來越嚴(yán)重。它引起了森林?jǐn)?shù)量的減少、海平面的上升以及沙漠化，從而導(dǎo)致了其他物種棲息地的不斷消失。與之相對(duì)的則是城市人口的快速增長，西班牙《世界報(bào)》2010年9月23日?qǐng)?bào)道：歷史上城市人口首次超過了農(nóng)村人口，到2050年將超過69%。 這意味著我們不僅要面對(duì)城市問題的激化（污染、就業(yè)機(jī)會(huì)、擁擠和資源壓力），而且要面對(duì)人們提高生活質(zhì)量的膨脹欲望。

1.托馬斯·赫爾佐格生平

托馬斯·赫爾佐格先生于1941年出生于德國慕尼黑，1965年從慕尼黑工業(yè)大學(xué)畢業(yè)，獲得工學(xué)碩士學(xué)位。因在校期間成績優(yōu)異，獲得德國科學(xué)院獎(jiǎng)學(xué)金前往羅馬大學(xué)進(jìn)行“充氣結(jié)構(gòu)”研究，并獲得博士學(xué)位。于1971年開始了個(gè)人建筑師生涯，進(jìn)行將設(shè)計(jì)研究與實(shí)踐相結(jié)合的探索。1973年成為德國最年輕的建筑學(xué)教授，任職于卡塞爾綜合大學(xué)，之后分別擔(dān)任了達(dá)姆斯塔特技術(shù)大學(xué)、慕尼黑工業(yè)大學(xué)、洛桑技術(shù)學(xué)院的教授。2000年成為德國科學(xué)研究促進(jìn)協(xié)會(huì)特別顧問。在整個(gè)職業(yè)生涯中，他獲得了許多獎(jiǎng)項(xiàng)和榮譽(yù)，其中包括密斯凡德羅獎(jiǎng)、羅馬獎(jiǎng)、弗瑞茨-舒馬赫獎(jiǎng)、德國鋼結(jié)構(gòu)建筑獎(jiǎng)、國際建筑師協(xié)會(huì)應(yīng)用技術(shù)獎(jiǎng)、法蘭西學(xué)會(huì)金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)碌取?993年，他獲得了德國建筑學(xué)會(huì)金獎(jiǎng)，該獎(jiǎng)項(xiàng)是德國建筑界的最高榮譽(yù)，自60年代設(shè)立至今只有密斯·凡德羅等13位建筑師獲此殊榮。

2.相關(guān)作品介紹

2.1 雷根斯堡住宅

該住宅位于一片綠樹環(huán)繞的基地，是建筑師本人的自宅。基地的地面標(biāo)高比街道平面低2m，有一條小溪從中流過，周圍是一些建造于20世紀(jì)50年代的多層建筑。為了與充滿生命力的自然環(huán)境形成對(duì)比，赫爾佐格設(shè)計(jì)了一棟結(jié)構(gòu)簡潔并符合幾何美學(xué)的住宅。

基地沿著南北軸線被分為四個(gè)區(qū)域：朝南的主要空間；面對(duì)花園的溫室；輔助區(qū)和休閑區(qū)；北面入口處，建筑圍墻與攀爬植物所形成的區(qū)域。建筑采用的是被動(dòng)式節(jié)能技術(shù)，傾斜玻璃頂?shù)奈菝嬉恢毖由斓交啬线叺牡孛妫沟媚厦娴年柵_(tái)和溫室不僅將室內(nèi)外空間聯(lián)系起來，也起到室內(nèi)外溫度過渡的作用。這個(gè)玻璃三角體量可以直接利用太陽能，北向是較為封閉，絕熱性好的服務(wù)空間，建筑的主要使用空間位于這兩者之間。白天，太陽能被厚重的樓板以及室外和溫室的礫石鋪地吸收儲(chǔ)存，夜晚時(shí)將熱量釋放到室內(nèi)。多余的熱量通過北部實(shí)墻上的通風(fēng)口釋放到室外室內(nèi)與陽臺(tái)間的可移動(dòng)玻璃隔斷增加了整個(gè)建筑空間的可變性，同時(shí)使得整個(gè)空間更加通透，位于建筑內(nèi)部可以充分感知到周圍自然環(huán)境的變化。同時(shí)建筑師保留了基地原有的樹，并使建筑的形體切割與之相呼應(yīng)，在夏天，這些樹遮蔽了強(qiáng)烈的陽光，為使用者提供了陰涼。

建筑采用輕質(zhì)的山毛櫸木，木骨架采用一種三角形的斷面設(shè)計(jì)，能夠有效的抵抗風(fēng)荷載。由于基地的水位較高，建筑被架高在地平面以上。北部的絕熱外墻的通風(fēng)表皮采用的是俄勒岡松板。入口處的石板路選擇了產(chǎn)自基地附近的一種石灰石。縱觀整個(gè)建筑，許多構(gòu)造細(xì)節(jié)被故意暴露，與建筑整體的幾何秩序相融合，形成了獨(dú)特的美感。

2.2 雙戶住宅

這座住宅的業(yè)主希望建筑師設(shè)計(jì)一個(gè)能充分運(yùn)用太陽能技術(shù)的木構(gòu)住宅。

建筑的平面自下而上向外擴(kuò)展，使得整個(gè)建筑的形體猶如一艘船。為了平衡這種形態(tài)所產(chǎn)生的視覺不穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)師在北面放置了一個(gè)狹窄的長方形體塊，該結(jié)構(gòu)以兩條入口廊道與建筑主體相連，就類似于“舷外支架”對(duì)輪船所起到的作用。

該住宅中所有的居室都朝南，有利于避免冬季建筑物內(nèi)部的熱量從暖的一側(cè)向冷的一側(cè)轉(zhuǎn)移。南立面上排列著100mm厚的黑色預(yù)制混凝土板，其上覆蓋有半透明的保溫材料，陽光從半透明的熱阻材料上穿過，照射在黑色的墻體上，墻體吸收了太陽輻射的熱量，到了夜晚，再將其輻射到室內(nèi)。這樣，冬季，墻體形成蓄熱體，夏天時(shí)為了防止室內(nèi)空間過熱，可以利用遮陽設(shè)施將這種熱阻材料覆蓋起來。

冬季建筑內(nèi)的熱交換器會(huì)將室內(nèi)排出廢氣中的熱量采集起來，對(duì)補(bǔ)充進(jìn)室內(nèi)的新鮮空氣進(jìn)行加熱。再經(jīng)過小型熱泵把新空氣加熱到與室內(nèi)空氣一樣的溫度。夏季，懸挑的陽臺(tái)遮蔽了強(qiáng)烈的直射陽光，避免了室內(nèi)溫度過高。

3.結(jié)語

建筑，從本質(zhì)上來說，是人類適應(yīng)自然氣候條件的產(chǎn)物。全球各地變化多樣的氣候條件，孕育了不同地域間豐富的建筑形態(tài)。設(shè)計(jì)結(jié)合自然氣候，是進(jìn)行生態(tài)化棲居環(huán)境探索的主要方式之一。通過以上三個(gè)實(shí)例，我們了解到了托馬斯·赫爾佐格在建筑設(shè)計(jì)中充分利用太陽能、風(fēng)能等可再生能源，創(chuàng)造出舒適微氣候的智慧。在他的設(shè)計(jì)中始終貫徹著人工造物與自然和諧共生的思想，他認(rèn)為生態(tài)建筑設(shè)計(jì)不僅需要考量建筑的內(nèi)部環(huán)境和外部形式，還需要將建筑與周邊環(huán)境作為一個(gè)整體的循環(huán)系統(tǒng)來考慮。自然對(duì)建筑設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響的同時(shí)，也必須控制建筑對(duì)于自然環(huán)境的影響。同時(shí)，托馬斯·赫爾佐格十分重視與其他專業(yè)人士的通力合作，對(duì)新材料、新技術(shù)、新系統(tǒng)等等的開發(fā)和運(yùn)用也保持著密切的關(guān)注。

參考文獻(xiàn)：

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