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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(shí)例，分析了生態(tài)建筑幕墻的設(shè)計(jì)構(gòu)思，關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)及相關(guān)施工特點(diǎn)，講述了在綠色建筑技術(shù)我國的發(fā)展及與新加坡的項(xiàng)目的優(yōu)略比較。

　　關(guān)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(duì)建筑物的溫度控制起到實(shí)際作用，對(duì)建筑設(shè)計(jì)元素和設(shè)計(jì)語言起到強(qiáng)化作用。與建筑設(shè)計(jì)完美融合的綠墻，必須同時(shí)考慮維護(hù)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(gè)城市的非有機(jī)場所，那里的自然生態(tài)系統(tǒng)被完全破壞。設(shè)計(jì)用于零售展覽和禮堂使用的建筑特點(diǎn)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(gè)雨水收集系統(tǒng)，其中超過55%的灰水可以重復(fù)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(jié)構(gòu)層次和城市立體景觀藝術(shù)效果，有助于進(jìn)一步增加城市綠量，減少熱島效應(yīng)，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(shè)計(jì)成綠色和藍(lán)色基礎(chǔ)設(shè)施層，融入建筑物，將居民與當(dāng)今高度密集化的城市環(huán)境中的歷史“標(biāo)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(yù)計(jì)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(shè)計(jì)大廈Ecological Design In The Tropics，由國際著名生態(tài)建筑設(shè)計(jì)T.R. Hamzah & Yeang Sdn Bhd事務(wù)所設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)方案曾贏得了熱帶生態(tài)建筑設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)并建造。而此公司賦予EDITT的設(shè)計(jì)理念在于：持續(xù)的適應(yīng)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(zhuǎn)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(jìn)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(shù)資料：基本上大樓外墻一半的面積都將被當(dāng)?shù)仄贩N的植物有次序的覆蓋，并且結(jié)合“被動(dòng)建筑”概念以保證大樓內(nèi)的自然通風(fēng)。而獨(dú)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(shí)考慮到未來的適應(yīng)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(jì)，這套系統(tǒng)可以滿足其自身55%的用水需求。

　　設(shè)計(jì)特點(diǎn)

　　我們的設(shè)計(jì)著手演示大廈設(shè)計(jì)的生態(tài)方法。除了滿足客戶對(duì)展覽塔的計(jì)劃要求(即用于零售，展覽空間，禮堂用途等)之外，設(shè)計(jì)還具有以下生態(tài)響應(yīng)：

　　對(duì)站點(diǎn)生態(tài)的回應(yīng)

　　生態(tài)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)，本質(zhì)上都不是生態(tài)方法。

　　一個(gè)有用的起點(diǎn)是查看與“生態(tài)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)”有關(guān)的站點(diǎn)(見下文)：

　　從這個(gè)等級(jí)上可以看出，這個(gè)地點(diǎn)是城市的“零文化”地點(diǎn)，本質(zhì)上是一個(gè)被破壞的生態(tài)系統(tǒng)，幾乎沒有原始的表層土壤，動(dòng)植物。設(shè)計(jì)方法是用有機(jī)物質(zhì)修復(fù)土壤，以實(shí)現(xiàn)生態(tài)演替并平衡該城市場地的現(xiàn)有無機(jī)性。

　　該方案的獨(dú)特設(shè)計(jì)特征在于種植良好的外墻和植被露臺(tái)，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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)始于詳細(xì)繪制地圖，在該地點(diǎn)半徑1英里范圍內(nèi)對(duì)本地種植進(jìn)行標(biāo)識(shí)，以識(shí)別要納入設(shè)計(jì)的物種，這些物種不會(huì)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(shè)置了零售空間、展覽空間、會(huì)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(gè)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(diǎn)原先的土壤和植被。為此，大廈形成一個(gè)有機(jī)體，繼承并平衡了場地原有的生態(tài)要素。立面和平臺(tái)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(dá)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(shè)計(jì)中至關(guān)重要的城市設(shè)計(jì)問題是街道活動(dòng)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(shè)計(jì)涉及“場所營造”。在創(chuàng)建“垂直位置”時(shí)，我們的設(shè)計(jì)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(dòng)：(前排，商店，咖啡館，表演空間，觀景臺(tái)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(dòng)，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(jí)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(jìn)行了“視圖分析”，以使上層設(shè)計(jì)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(shí)間的推移會(huì)改變用途。這里的設(shè)計(jì)是“松配合”的，以便將來重復(fù)使用。功能包括：

　　• “天庭”(即可轉(zhuǎn)換以用于將來的辦公室使用)

　　• 可移動(dòng)分區(qū)

　　• 可移動(dòng)地板

　　•材料的 “機(jī)械結(jié)合”(相對(duì)于化學(xué)結(jié)合)，以促進(jìn)將來的恢復(fù)。

　　• 靈活的設(shè)計(jì)(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(zhǔn)備了一套計(jì)劃顯示要轉(zhuǎn)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(gè)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(jìn)了立面的環(huán)境降溫。

　　如前所述，選擇物種時(shí)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(zhì)量

　　• 保養(yǎng)等級(jí)

　　• 訪問

　　• 方向

　　• 防風(fēng)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(jī)物質(zhì)

　　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(fèi)

　　• 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(cè)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(chǔ)罐中，然后泵送到上層儲(chǔ)罐中以進(jìn)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(shè)計(jì)優(yōu)化了污水的回收和再循環(huán)：

　　• 估計(jì)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?cè)照諘r(shí)間 = 12小時(shí)

　　• 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(jì)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(shí)

　　• 估計(jì)每日能耗 = 10小時(shí)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(shè)計(jì)有一個(gè)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(jìn)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(jìn)行回收再利用。

　　預(yù)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(shè)計(jì)為具有機(jī)械連接的材料連接及其結(jié)構(gòu)連接，以便在建筑物使用壽命結(jié)束時(shí)方便將來的再利用和回收。

　　自然通風(fēng)和“混合模式”維修

　　任何生態(tài)建筑的監(jiān)測與評(píng)估服務(wù)模式的選項(xiàng)包括：

　　• 被動(dòng)模式

　　• 后臺(tái)(混合)模式

　　• 完整(專業(yè))模式

　　這里的設(shè)計(jì)使用“混合模式” M&E服務(wù)優(yōu)化了當(dāng)?shù)氐纳�物氣候響�?yīng)。減少了機(jī)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(fēng)用于通過“風(fēng)墻”創(chuàng)造內(nèi)部舒適條件，“風(fēng)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(duì)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(shè)計(jì)的體現(xiàn)能量(由我們的專家準(zhǔn)備)是：

　　能源影響與包含能相關(guān)的CO2排放。如果大多數(shù)能源與石油相關(guān)(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(guān)。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(shè)計(jì)的比率處于高端 @ 14.2 GJ/m2 GFA)，但與其他比率不同，因?yàn)槭褂镁哂懈唧w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(yùn)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(fù)使用時(shí)將其體現(xiàn)能減半。用復(fù)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(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)初始階段，建筑師詳細(xì)繪制了本地植物在一英里范圍內(nèi)的分布圖，并確認(rèn)適合在大廈上種植的種類不會(huì)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(fēng)設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)是為了增加它的生物多樣性，并藉此可回復(fù)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)，增進(jìn)綠化。EDITT Tower的四周幾乎都被有機(jī)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(kuò)充性，很多墻壁與樓梯都是可以移動(dòng)與拆除的。

　　EDITT大樓還具有以下的環(huán)保節(jié)能優(yōu)點(diǎn)：

　　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(shè)備，將排泄物經(jīng)由細(xì)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)十分符合人們居住，還有附設(shè)咖啡吧可提供休閑之用。

　　二、株洲電機(jī)工程研究中心——在幕墻上做垂直綠化的樣板

　　項(xiàng)目概況

　　1、工程名稱:電機(jī)工程研究中心建設(shè)項(xiàng)目裝飾裝修工程。

　　①承建單位：設(shè)計(jì)單位：華南理工大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院;監(jiān)理單位：株洲九方工程建設(shè)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(jié)構(gòu)為框架（詞條“框架”由行業(yè)大百科提供）型式，負(fù)1F高度為5.1m、1F-4F為4.5m、建筑防火等級(jí)為一級(jí)、防雷設(shè)計(jì)為二級(jí)、抗震設(shè)防烈度為6級(jí)，建筑為中車株洲電機(jī)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(jī)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(shè)計(jì)采用堅(jiān)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(jié)合，將阻檔建筑內(nèi)外的能量消耗，延長其消耗時(shí)間，滿足其節(jié)能的設(shè)計(jì)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(diǎn)：幕墻垂直綠化點(diǎn)綴了整個(gè)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(shí)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(fù)合板采用滴灌技術(shù)，檢測濕度和溫度正在實(shí)驗(yàn)中，榮獲2019年中國建筑裝飾獎(jiǎng)(幕墻類)。施工單位正為綠植幕墻工程做著大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。我們還有大量工作需要完成。

　　垂直綠化設(shè)計(jì)，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