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摘要： 本文經(jīng)由2019年去新加坡考察，與2019年9月國優(yōu)檢查的工程實例，分析了生態(tài)建筑 幕墻的設計構思，關鍵節(jié)點 及相關施工特點，講述了在綠色建筑技術 我國的發(fā)展及與新加坡的項目的優(yōu)略比較。
關鍵詞： 綠色建筑 、垂直綠化
新加坡伊迪特大廈由建筑師T R hamzah&yeang說：“垂直綠化不是簡單地為建筑‘刷綠’。綠墻必須對建筑物的溫度控制起到實際作用，對建筑設計元素和設計語言起到強化作用。與建筑設計完美融合的綠墻，必須同時考慮維護的方便性和安全性，必須有完善的灌溉系統(tǒng)。”建造新加坡伊迪特大廈建筑是為了振興一個城市的非有機場所，那里的自然生態(tài)系統(tǒng)被完全破壞。設計用于零售展覽和禮堂使用的建筑特點種植正面和植物梯田。該建筑的其他生態(tài)特征是，它有一個雨水收集系統(tǒng)，其中超過55%的灰水可以重復利用，污水可以循環(huán)利用，產(chǎn)生堆肥和生物氣體燃料。通過太陽能電池板 系統(tǒng)，新加坡伊迪特大廈將獲得能量。
垂直綠化又叫立體綠化，城市立體綠化是城市綠化的重要形式之一，是改善城市生態(tài)環(huán)境，豐富城市綠化景觀重要而有效的方式。發(fā)展立體綠化，能豐富城區(qū)園林綠化的空間結構層次和城市立體景觀藝術效果，有助于進一步增加城市綠量，減少熱島效應 ，吸塵、減少噪音和有害氣體，營造和改善城區(qū)生態(tài)環(huán)境。還能保溫 （詞條“保溫”由行業(yè)大百科提供） 隔熱 ，節(jié)約能源，也可以滯留雨水，緩解城市下水、排水 壓力。
景觀被設計成綠色和藍色基礎設施層，融入建筑物，將居民與當今高度密集化的城市環(huán)境中的歷史“標榜”鄉(xiāng)村精神聯(lián)系起來。
一、新加坡伊迪特大廈熱帶生態(tài)大樓案例介紹：
這是一棟預計在新加坡建筑的新型態(tài)環(huán)保大樓，它的名字是伊迪特大廈，就是熱帶環(huán)保設計大廈Ecological Design In The Tropics，由國際著名生態(tài)建筑設計T.R. Hamzah & Yeang Sdn Bhd事務所設計，其設計方案曾贏得了熱帶生態(tài)建筑設計大賽，位于新加坡滑鐵盧路與中路交匯處。
新加坡伊迪特大廈全名“熱帶生態(tài)大樓”，由馬來西亞 的建筑公司TR Hamzah & Yeang設計并建造。而此公司賦予EDITT的設計理念在于：持續(xù)的適應性和生態(tài)環(huán)境的改善。大樓將安裝太陽能 （詞條“太陽能”由行業(yè)大百科提供） 面板 充分利用熱帶兇猛的陽光，就像植物把污水轉化成沼氣和肥料一樣。新加坡城可被稱為熱帶生態(tài)森林，這樣一株“植物建筑”可促進城區(qū)的生物品種數(shù)量的增加，并可以讓人們在日常生活中多些接觸大自然。
這里是一些技術資料：基本上大樓外墻一半的面積都將被當?shù)仄贩N的植物有次序的覆蓋，并且結合“被動建筑”概念以保證大樓內(nèi)的自然通風。而獨特的公共入口斜坡把底層的餐館、綠地、商店與上部的居住區(qū)緊密聯(lián)系。同時考慮到未來的適應性，大樓的許多部分墻和地板是可拆卸和安裝的。建筑師也充分考慮到新加坡以暴雨聞名，建筑自身可收集雨水并集中到灰水回收系統(tǒng)中，從而用來灌溉植物或者沖馬桶，據(jù)估計，這套系統(tǒng)可以滿足其自身55%的用水需求。
設計特點
我們的設計著手演示大廈設計的生態(tài)方法。除了滿足客戶對展覽塔的計劃要求(即用于零售，展覽空間，禮堂用途等)之外，設計還具有以下生態(tài)響應：
對站點生態(tài)的回應
生態(tài)設計首先要研究場地的生態(tài)系統(tǒng)及其特性。任何不考慮場地這些方面的設計，本質上都不是生態(tài)方法。
一個有用的起點是查看與“生態(tài)系統(tǒng)層次結構”有關的站點(見下文)：
從這個等級上可以看出，這個地點是城市的“零文化”地點，本質上是一個被破壞的生態(tài)系統(tǒng)，幾乎沒有原始的表層土壤，動植物。設計方法是用有機物質修復土壤，以實現(xiàn)生態(tài)演替并平衡該城市場地的現(xiàn)有無機性。
該方案的獨特設計特征在于種植良好的外墻和植被露臺，其綠地面積近似于建筑物其余部分的總可用面積(即，建筑面積@ 6,033平方米)。
植被區(qū)域被設計為連續(xù)的，并在相連的景觀坡道中從地平面 向上傾斜到最上層。該設計的種植面積為3,841平方米。這是總可用面積與植被總面積的比例1：0.5。
設計始于詳細繪制地圖，在該地點半徑1英里范圍內(nèi)對本地種植進行標識，以識別要納入設計的物種，這些物種不會與該地區(qū)的本地物種競爭。
EDITT大廈是一座生態(tài)型建筑，除了滿足客戶的要求，設置了零售空間、展覽空間、會堂等，還遵循了很多生態(tài)要素。
從圖上看，這座大廈所處場地是一個城市中的“零文化”區(qū)，而且生態(tài)系統(tǒng)基本破壞殆盡，只有一點原先的土壤和植被。為此，大廈形成一個有機體，繼承并平衡了場地原有的生態(tài)要素。立面和平臺都種植了常綠植物。這些種植區(qū)域是連續(xù)的，并以相連的景觀坡道向上連接到最高層。種植面積達到了3841平方米，而總的使用面積為6033平方。
場所制作
摩天大樓 設計中至關重要的城市設計問題是街道活動與城市高層建筑 （詞條“高層建筑”由行業(yè)大百科提供） 高層之間的空間連續(xù)性差。這是由于地板的物理分隔(摩天大樓類型固有的)。
城市設計涉及“場所營造”。在創(chuàng)建“垂直位置”時，我們的設計通過從街道向上向上的寬大的景觀坡道，將“街道生活”帶入建筑物的上部。坡道兩旁都是街頭活動：(前排，商店，咖啡館，表演空間，觀景臺等)，直至前6層。
坡道作為“街道的垂直延伸”，從公共場所到較少公共場所形成連續(xù)的空間流動，從而消除了所有高層建筑類型固有的地板分層問題。添加了高級橋梁鏈接以連接到相鄰建筑物，以提高城市連通性。
周圍的景色
進行了“視圖分析”，以使上層設計可以看到周圍的環(huán)境。
“寬松合身”
通常，建筑物的使用壽命為100-150年，并且隨著時間的推移會改變用途。這里的設計是“松配合”的，以便將來重復使用。功能包括：
• “天庭”(即可轉換以用于將來的辦公室使用)
• 可移動分區(qū)
• 可移動地板
•材料的 “機械結合”(相對于化學結合)，以促進將來的恢復。
• 靈活的設計(例如，最初是一處多用途的世博大樓，其未來用途可能是辦公室[凈可出租面積9,288平方米，效率為75%]或公寓)。
還準備了一套計劃顯示要轉換為辦公室使用，凈效率為總地板效率的75%。
垂直美化
街道層面的植被向上盤旋，這是一個持續(xù)的生態(tài)系統(tǒng)，有利于物種遷移，從而帶來了更加多樣化的生態(tài)系統(tǒng)和更高的生
態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性 ，并促進了立面的環(huán)境降溫。
如前所述，選擇物種時不得與周圍環(huán)境競爭。“植被百分比”代表該地區(qū)的景觀特征。影響種植選擇的因素有：
• 種植深度
• 光線質量
• 保養(yǎng)等級
• 訪問
• 方向
• 防風墻/太陽能板 /特殊玻璃 （詞條“特殊玻璃”由行業(yè)大百科提供）
種植理念
重新引用有機物質
生產(chǎn)模式：光伏系統(tǒng) ：
循環(huán)水
塔中的水自給率(通過收集雨水和中水回用)為55.1%：
• 總建筑面積 = 6,032平方米。
•需 水量 = 20加侖/天/ 10平方米。總面積+ 10%浪費
• 總需求 =(6,032÷10 x 110%)x 20加侖= 13270每加侖/天= 每天 60.3立方米x 365天 =每年22,019立方米
• 雨水收集總面積 = 518平方米。
• 新加坡平均年降雨量 = 23.439m
• 總雨水收集量 =每年12,141立方米
• 水的自給率 = 12,141÷22,019 x 100 = 55.1
凈水
雨水收集系統(tǒng)由“屋頂集水盤”和位于建筑物立面上的“扇貝”層組成，以收集從其側面流出的雨水。水通過土壤床過濾器流過重力供水凈水系統(tǒng)。
過濾后的水積聚在地下儲罐中，然后泵送到上層儲罐中以進行再利用(例如，用于植物灌溉和廁所沖水)。自來水僅用于滿足飲用水需求。
污水回收
該設計優(yōu)化了污水的回收和再循環(huán)：
• 估計污泥 = 230 / PE /天@3。每100平方米建筑面積的PE
• 建筑建筑面積 = 6,032平方米。
• 每天收集的污泥 = 230升x 6,032÷100 x 3 = 41,620.8升或41.62立方米/天= 15,190立方米/年
處理污水可產(chǎn)生堆肥(用于其他地方的肥料)或沼氣燃料。
太陽能利用
光伏 用于更大的能量自給。
• 光伏電池 平均能量輸出 = c。0.17 kWh平方米
• 每天的總日照時間 = 12小時
• 每日能量輸出 = 0.17 x 12 = 2.04 kWh平方米。
• 光伏面積 = 855.25平方米。
• 日總發(fā)電量 = 1,744 kWh
• 估計能耗為0.097 kWh /sq.m。封閉式 &0.038 kWh / sq.m。未封閉 =(0.097 x 3,567平方米)+(0.038 x 2,465平
方米) = 439.7千瓦時
• 估計每日能耗 = 10小時x 439.7 = 4,397 kWh
• 自給率百分比為1,744÷4,397 = 39.7%
建材 回收和再利用
設計有一個內(nèi)置的廢物管理系統(tǒng)。可回收材料在每層都通過料斗在源頭進行分離。這些廢物被送到地下室的廢物分離
器，然后通過回收垃圾進行回收再利用。
預期收集的可回收廢物/年：
• 紙/紙板 = 41.5公噸
• 玻璃/陶瓷 = 7.0公噸
• 金屬 = 10.4公噸
該建筑物設計為具有機械連接的材料連接及其結構連接，以便在建筑物使用壽命結束時方便將來的再利用和回收。
自然通風和“混合模式”維修
任何生態(tài)建筑的監(jiān)測與評估服務模式的選項包括：
• 被動模式
• 后臺(混合)模式
• 完整(專業(yè))模式
這里的設計使用“混合模式” M&E服務優(yōu)化了當?shù)氐纳餁夂蝽憫p少了機械空調(diào)和人工照明系統(tǒng)。帶除霧器的吊扇用于低能耗舒適冷卻 。
風用于通過“風墻”創(chuàng)造內(nèi)部舒適條件，“風墻”
體現(xiàn)的能源和二氧化 碳
建筑物的嵌入式能量研究可用于指示建筑物對環(huán)境的影響。隨后，可以估算出建筑材料 生產(chǎn)產(chǎn)生的二氧化碳排放量。設計的體現(xiàn)能量(由我們的專家準備)是：
能源影響與包含能相關的CO2排放。如果大多數(shù)能源與石油相關(有些天然氣和電力)，則每GJ能源平均需要80千克 二氧化碳。這里的建筑物與c的排放有關。1.15萬噸二氧化碳。
體能占總建筑面積的比值(GJ/m2 GFA)通常在6到8之間，但可能更多，取決于所使用的方法。設計的比率處于高端 @ 14.2 GJ/m2 GFA)，但與其他比率不同，因為使用具有高體現(xiàn)能量的太陽能電池 板將大大抵消在建筑壽命期內(nèi)節(jié)省的運行能量。但是，所用的高體現(xiàn)能材料(例如鋁 和鋼)易于回收利用，因此在重復使用時將其體現(xiàn)能減半。用復合木地板卡盒替換混凝土 地板將減少c的體現(xiàn)能量。10,000 GJ。
由于它位于經(jīng)常降下大雨的城市之中，所以它也具有收集雨水與家庭廢水的設計，用來灌溉大樓周邊的綠色植物與作為馬桶沖水之用，整楝大樓約有55%的用水都是使用雨水與廢水，十分節(jié)省水力。
設計初始階段，建筑師詳細繪制了本地植物在一英里范圍內(nèi)的分布圖，并確認適合在大廈上種植的種類不會與本地物種產(chǎn)生沖突。
這棟大樓有26層樓高，但它最引以自豪的就是上面具有許多片太陽能板可以搜集能源，另外還有自然的通風設計，大樓四周也種滿了植物作為隔熱墻之用。這棟長滿植物的摩天大樓，之所以如此設計是為了增加它的生物多樣性，并藉此可回復當?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)，增進綠化。EDITT Tower的四周幾乎都被有機植物所包圍，它可經(jīng)由斜坡連接上面的樓層與下面的街道，這楝大樓也考慮到了未來的擴充性，很多墻壁與樓梯都是可以移動與拆除的。
EDITT大樓還具有以下的環(huán)保節(jié)能優(yōu)點：
一、它具有855 平方米的太陽能板面積，可提供全建筑物39.7%的能源;
二、有生物沼氣的生產(chǎn)設備 ，將排泄物經(jīng)由細菌作用產(chǎn)生瓦斯與肥料，用于照明、燒熱水、煮飯和幫植物施肥等;
三、它的建材將大量采用再生與可回收利用材料，甚至每一層樓也設計有資源回收的系統(tǒng)，可說是極致環(huán)保與綠化的大廈。
最后來看看它的平面圖，其設計十分符合人們居住，還有附設咖啡吧可提供休閑之用。
二、株洲電機工程研究中心——在幕墻上做垂直綠化的樣板
項目概況
1、工程名稱:電機工程研究中心建設項目裝飾裝修工程。
①承建單位：設計單位：華南理工大學建筑設計研究院;監(jiān)理單位：株洲九方工程建設監(jiān)理咨詢有限公司;施工單位：湖南金馬裝飾工程有限公司。
②承建范圍：1、幕墻工程所在建筑的總建筑面積22407.68㎡，結構為框架 （詞條“框架”由行業(yè)大百科提供） 型式，負1F高度為5.1m、1F-4F為4.5m、建筑防火 等級為一級、防雷 設計為二級、抗震設防烈度 為6級，建筑為中車株洲電機有限公司辦公綜合樓，位于株洲市石峰區(qū)田心高科園中車株洲電機有限公司廠區(qū)內(nèi)。
2、幕墻工程概況
①該綜合樓幕墻工程面積為31652.28㎡，主要由玻璃幕墻 、鋁板幕墻 、鋁格柵 、鋁單板 吊頂 、垂直綠化骨架組成，其中玻璃幕墻面積為10638.08㎡;鋁單板幕墻 為9668.91㎡;鋁格柵幕墻3693.43㎡;鋁單板 吊頂7165.08㎡;垂直綠化骨架制作856.78㎡。
②設計采用堅向條形分格，玻璃幕墻、鋁單板幕墻、鋁格柵幕墻組成，玻璃采用6LOW-e+12A+6㎜雙鋼化低輻射 中空玻璃 （詞條“中空玻璃”由行業(yè)大百科提供） ，減少建筑能量的消耗，鋁單板幕墻背后采用外墻保溫 巖棉 與建筑墻體內(nèi)保溫結合，將阻檔建筑內(nèi)外的能量消耗，延長其消耗時間，滿足其節(jié)能的設計效果。
③玻璃幕墻材料 ：主要采用鳳鋁生產(chǎn)粉末噴涂 T140系列型材 ;玻璃采用南玻原產(chǎn)原片LOW-e雙鋼化玻璃 。
④鋁板 裝飾材料 ：采用熱鍍鋅 方管及熱鍍鋅角鋼 ，3.0㎜厚氟碳噴涂 鋁板飾面。
亮點：幕墻垂直綠化點綴了整個幕墻外觀，起到美觀及節(jié)能環(huán)保 ;
幕墻外均有1.5米的挑檐，可有效遮擋陽光，同時有間隔1米的豎向鋁格柵，有效降低了能耗;幕墻采用，節(jié)能環(huán)保。
綠植幕墻采用日本的鋁礦 復合板 采用滴灌技術，檢測濕度和溫度正在實驗中，榮獲2019年中國建筑裝飾 獎(幕墻類)。施工單位正為綠植幕墻工程做著大量實驗數(shù)據(jù)。我們還有大量工作需要完成。
垂直綠化設計，是建筑更是景觀，垂直綠化可以充分利用每一寸土地，優(yōu)化我們的居住生態(tài)環(huán)境。它必將成為未來綠化的一種新趨勢。
作者單位：天津奧福威工程管理咨詢有限公司
專家介紹 劉玉琦
鋁門窗幕墻委員會專家組
工作單位： 天津奧福威工程管理咨詢有限公司
技術職稱： 高級工程師
專業(yè)： *
專長： *
