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被动式建筑罕山生态馆的节能策略:建筑与自然环境和谐统一

日期: 2020-08-25
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  工程概况

  罕山国家级自然保护区位于大兴安岭南段主脉,此处保留着较好的生物多样性,2013 年罕山自然保护区成为国家级自然保护区。为促进保护区保护、开发、生态教育等,当地政府决定建设生态馆和游客中心。罕山生态馆和游客中心位于内蒙古自治区通辽市罕山国家级自然保护区,该项目由内蒙古工大建筑设计有限责任公司设计于 2011 年,2015 年项目竣工,基地面积 3.64hm2 ,建造面积 9108.72m2 ,采用框架结构。

  罕山生态馆和游客中心远离城市中心,处于山地向平原、森林向草原过渡地带,夏季炎热降雨集中,冬季漫长而寒冷。特殊的地理气候、地形地貌、历史文脉以及使用者的可能行为等地域建筑设计影响因素,要求设计师从整体角度统合地域建筑影响因素,通过对各要素的回应不断生成建筑、不断叠加生成。设计不是单一线性的思维过程,而是多元复合的整体思维过程,需要不断地多次生成。

  建筑与自然环境和谐统一

  (一)应对气候

  罕山国家级自然保护区冬季漫长而寒冷,建筑物必须满足冬季保温、防寒、防冻等要求。为应对寒冷本设计采用被动式生态策略,背靠山坡位于山坡阳面并半埋入地下,不仅可以充分防寒保暖兼顾夏季防热,还可以充分利用光照,有利于营造舒适室内热工环境并节约能源、降低采暖能耗 ;把建筑体量尽可能靠紧并尽可能多地埋入坡内,还可以减少与空气接触的外表面积,降低建筑体型系数。

被动式建筑罕山生态馆的节能策略:建筑与自然环境和谐统一

生态馆(图 1)

  主要提供展览服务,采光需求相对较小,且面积相对小,可以深埋于前面较小的土坡中 ;游客服务中心主要提供接待、投诉、咨询、医务、住宿等服务,面积相对大,则要埋在后面较大的山坡上。

  基于寒冷气候采用“紧靠多埋”策略把建筑附着于山坡上并顺应地形,建筑形体沿着等高曲线自然分布。通过主动地应对寒冷,结合功能需求,采用被动式节能策略,再通过多方案的比对选择优化,自然地生成了与地形紧密结合的建筑形体和空间。

  (二)呼应地貌

  “紧靠多埋”不仅是应对气候的生态策略,而且也是呼应地形、地貌并与之有机结合的设计方法。当笔者看到罕山生态馆和游客中心设计时,不经意想起胡俊先生的山水城市理念 :“山水城市需要把自然风貌与人文景观巧妙融合。”罕山生态馆和游客中心建筑与地貌相融一体,建筑形体沿着等高曲线自然分布,顺着山势自然退台(图 2),不仅是对气候的考量,更是对山坡、树林、建筑三者之间关系的有机融合,自然环境与人工环境相得益彰。

  (三)利用地方资源

  地域建筑的一个典型特征就是对地方材料的应用,不仅是当地的、根植于那儿气候、地理的物质,应对当地气候环境的天然材料,更是符合经济性的最优选择。为使建筑更有效地融于环境,利用地方材料构筑建筑外表皮无疑是良好的选择。

  项目山体土和碎石混合,石多土少,因地制宜地灵活应用基地土石,土用作覆盖层,碎石用作表皮材料。外墙构造方法有砌筑和网笼两种形式,综合考虑各形式的力学性能、构造加工便捷性等,“网笼石”(图 3)则是最佳选择。本设计最终采用镀锌钢件与墙梁连接,外挂不锈钢网笼,分层放入碎石。在与墙体的连接处,随碎石放置分层灌入水泥砂浆,增加了碎石与墙体结合的整体性。最终通过对场所保有材料的合理构造使用,不仅使建筑与山坡更加融合,而且降低了建造、维护成本 ;立面材料随季节不断变化,形成了斑驳梦幻般的立面效果,并承载了光阴的痕迹,既是当地的,也是永恒的。

  来源:摘自《城乡建设》中文章《罕山生态馆和游客中心地域性设计研究》作者:李建田 刘甲雄

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