实例一:柏林国会大厦改建(资料引自《世界建筑》2002年第四期)
柏林国会大厦始建于1894年,原名帝国大厦,帝国大厦在二战期间被严重破坏。德国统一以后,对该建筑进行了重新改建。1992年经过公开的国际竞标,德国政府指定英国建筑师诺曼。福斯特(NormanFoster)作为改建国传授大厦的设计主待人。通过对竞赛方案的修改,福斯特完善了原有的设计。完善后方案的高明之处在于不仅仅保留了原有建筑的外形,而且使它变成了一座生态建筑,使看上去貌似简单的玻璃穹顶具有丰富的内涵。
柏林国会大厦的改建使人们对生态建筑有了更深刻的理解,对自然资源的合理使用,并进而达到生态平衡,这具体表现在以下几个方面:
(1)自然光源的利用
柏林国会大厦改建后的议会大厅与一般观众厅不同,主要依靠自然采光而且具有顶光,通过透明的穹顶和倒锥体的反射将水平光反射到下面的议会大厅,议会大厅两侧的内天井也可以补充自然光线,基本上可以保证议会大厅内的照明,从而减少了平时的人工照明。穹顶内还设有一个随日照方向自动调整方位的遮光板,遮光板的作用是防止热辐射和避免眩光。沿着导轨缓缓移动的遮光板和倒锤形反射体都有着极强的雕塑感,有人把倒锥体称做光雕或镜面喷泉。目落之后,穹顶的作用正好与白天相反,室内灯光向外放射,玻璃穹顶成了发光体,有如一座灯塔,成为柏林市独特的景观。
(2)自然通风系统
柏林国会大厦自然通风系统设计得也很巧妙,议会大厅通风系统的进风口设在西门廊的檐部,新鲜空气进来后经过大厅地板下的风道及充在座位下的风口,低速而均匀地散发到大厅内,然后再从穹顶内倒锥体的中空部分排到室外,此时侄锥体成了拔气罩,这是极为合理的气流组织。大厦的侧窗均为双层窗,外层为防卫性的层压玻璃,两层之间为遮阳装置,侧窗的通风既可以自动调整节也可人工控制。大厦的大部分房间可以得到自然通风和换气,根据空气的换气量根据需要进行调整,每小时可以达到12次到5次。由于双层窗的外窗可以满足保安要求,内层窗可以随时打开。
(3)能源与环保
60年代的国会大厦曾安装过采用矿物燃料的动力设备,每年排放二氧化碳达到7,000号吨,为了保护首都的环境,改建后国会大厦决定采用生态燃料,以油菜籽和葵花籽中提炼的油作为燃料,这种燃料燃烧发电是相当地高效、清洁,每年排放的二氧化碳预计仅为44吨,大大地减少了对环境的污染。与此同时,议会大厅的遮阳和通风系统的动力来源于装在屋顶上的太阳能发电装置,这种发电装置最高可以发电40千瓦。把太阳能发民和穹顶内可以自动控制的遮阳系统结合起来是建筑师的一个绝妙的想法。
(4)地下蓄水层的循环利用
柏林国会大厦改建中最引人注目的当属地下蓄水层(地下湖)的循环利用。柏林夏日很热,冬季很冷,设计充分利用自然界的能源和地下蓄水层的存在,把夏天的热能储存在地下供冬天使用,同时又把冬天的冷量储存在地下给夏天使用。国会大厦附近有深、浅两个蓄水层,浅层的蓄冷,深层的蓄热,设计中把它们充分利用为大型冷热交换器,形成积极的生态平衡。
实例二:伊甸园工程(资料引自(世界建筑)2002年第四期)
伊甸园工程位于英国康而活的圣奥斯忒尔,是一所兼具教学、研究等功能的研究所,除此之外,还具有展览功能,向公众开放,展示全球生物多样性和人类对植物的依赖。该工程于1996年1月1日开始设计,一期工程于2000年复活节完成,全部工程到2001年复活节完成。
伊甸园工程由布置在精心设计的园林景观中的相互连接、气候可以调整的多个透明穹隆。穹隆总面积达2.2万㎡,参观者可以经由访问中心在那儿,他们可以体验到由微观摄影和高速摄影图片组成的植物世界抵达生物穹隆。
在伊甸园工程中,尼古拉斯。格雷姆肖(NicholasGrimshaw)的设计研究包括两个组成部分:
第一,总图;
第二,生物穹隆和其他附属建筑的单体。
总图设计中的定位和组织建筑群必须满足以下要求:为了每一个生物穹隆中的园艺培植,需要充分利用日光,确定建筑的定位;必须利用地形是深坑的特点,保持与自然的和谐;为将来的扩建留有余地;为了完整的建筑表现,建筑周围要相对开阔等等。通过研究,尽管各个穹隆由于功能不同而尺度差异较大,设计小组将各种要求综合在一起,创造出目前穹隆粘接在一起的总图布局方式,给人一种有机体生机盎然的感觉。这样,受到控制的生物穹隆内的环境就与深坑特有的不定形的形式融合在一起。
穹隆表面的面层材料由一层透明的聚四氟乙烯薄膜嵌入三层的充气垫制成这一做法性能良好,维护方便,在格雷姆肖的其他一些作品中也频繁采用。充气垫利用小型电动马达提供充气压力,置于气势顶部的传感器可以感知风、雪等荷载信息,以便调整气垫压力,适应不同的荷载状况。为了使得生物穹隆名副其实,以光合作用作为一种能量源泉,整个系统用太阳能光电板提供能源。除了生物穹隆组合体以外,伊甸园工程的附属建筑也采用了相同的设计哲学。
实例三:埃森RWE办公大楼(资料引自《世界建筑》2002年第四期)
德国的埃森RWE办公大楼由英恩霍文欧文迪克建筑设计事务所(IngenhovenOverdiekandPartners)设计,是一栋圆柱形的办公大楼,矗立在其自带的湖水和绿色花园的环绕之中,25m高的入口环形遮阳棚,使得该大厦整个形体在城市规划的意义上向外扩展,成为一个公共空间。
节约能源是该建筑的一个主要设计思想,它主要取决于建筑的形体及其所采用的设备。圆形平面不仅有利于面积的使用,而且圆柱状的外形既能降低风压、减少热能的流失和结构的消耗,又能优化光线的射入。透明的玻璃维护体,使得建筑体中的各种功能清晰可见:门厅、办公楼层、技术楼层、屋顶花园等。垂直的交通网位于圆柱体外的长方形电梯筒内,使人们可以轻松地在每一层辨别方向。塔芯的一部分布置设备管道,另一部分则用做内部水平与垂直交通网的连接。固定外层玻璃面的铝合金构件呈三角形连接,使日光的摄入达到最佳状况。内走廊的墙面与顶部采光玻璃,使射入办公室的阳光再通过这些玻璃进入走廊,这既改善走廊的照明状况又节约了能源。大楼的外墙是由双层玻璃构成,通过内层可开启的无玻璃窗,办公室内的空气可以自然流通。30层上的屋顶花园通过高矗的玻墙防止高空的风力,从面得到保护。
大楼的技术设备是根据各种不同的功能需要设计的,每个空间都可以按照各自的愿望进行调节,如间断通风或持续通风、照明的亮与暗、温度的高与低,以及遮阳的范围等等。楼层的水泥楼板上还安装了带孔的金属板,使之达到能储存能量的目的。外墙双层安全玻璃中的外层厚度为10mm,内外层玻璃间隔50mm,用于有效的太阳能储备,同时也提供了节能性。这座大楼70%的部分是通过自然的方式进行能风的,热能的节约在30%以上,玻璃的反射系数为0.
3.生态的室内设计 通过以上实例的分析,现在再让我们反思一下到底什么是未来的室内设计?对我们而言,设计难道仅仅是一种形式的设计,徒刑和色彩上的推敲?对设计的传统理解往往会导致设计朝形式化、表面化的方向发展,我们设计师在设计实践中,也收于方方面面的原因,往往仪在室内设计表面形式上的推调皮,控讨装饰的形式、色彩、使用的材料和效果,而几乎没有时间和机会去研究隐藏在形式背后、更深层的内涵(文化上的和技术上的),以及设计与生活的关系。
然而,设计应该是艺术、科学与生活的整体性结合,是功能、形式与技术的总体性协调,通过物质条件的塑造与精神品质的追求,以创造人性化的生活环境为最高理想与最终目标。室内设计的实质目标,不只是以服务于个别对象或发挥设计的功能为满足,其积极的意义在于掌握时代的特征、地域的特点和技术的可行,在深入了解历史财富、地方资源和环境特征后,塑造出一个合乎潮流又具有高层文化品质的生态科技含量的生活环境。
这就是未来的室内设计。未来的室内设计应该是绿色设计、生态设计和可持续设计。从概念上讲,这三个词的概念是基本相同的,只是从不同的角度来描述、侧重点不同而已。对于未来的室内设计来讲,似乎生态设计更为贴切。未来的室内设计就是利用科学技术,将艺术、人文、自然进行适性整合,创造出具有较高文化内涵,合乎人性的生活空间。
一般来讲,生态是指人与自然的关系,那么生态设计就应该处理好大环境(自然环境)。具体讲,小环境的创造包括提供给生活和工作在其中人们以健康宜人的温度、湿度、清洁的空气、好的光环境和声环境,以及长效多适和灵活开敞的室内空间等等;对大环境的保护表现在两个方面:一是对自然界的有节制的索取,二是把对环境的负面影响减到最小。对自然资源少废多用,在能源和材料的使用上贯彻节约能源、减少使用、重复使用、循环使用、用可再生资源代替不可再生资源等原则;减少各种废弃物的排放、妥善处理有害废弃物(包括固体垃圾、污水、有害气体等)、减少光污染和声音污染等。
生态设计包含两方面的内容,一是设计师必须要有环境保护意识,尽可能多地节约自然资源,少制造垃圾(广义上的垃圾);二是设计师要尽可能地创造生态环境,让人类最大限度地接近自然,满足人们回归自然的要求。
4.生态室内设计的设计原则 通过对生态设计的分析,生态设计的设计原则可以归纳总结为这么几点,协调共生原则、能源利用最优化原则、废物生产最小化原则、循环再生原则、持续自生原则。具体体现在设计中可以归纳成以下几个方面:
4.1利用外部环境中的因素
改变原来无视建筑周围环境的做法,把建筑的外部环境所起的效用放在重点考虑的地位,尽可能多地利用自然环境中的资源和要素,以及周围其他建筑和设施所能提供的技术性可能。由土壤、绿化、水及空气组成的外部环境,其他建筑组合成的现实环境为室内设计提供了多种可能性,这样可以减少建筑中设备的数量和功率,节省能源和运行的费用。作为整个生态设计的组成部分,外部环境中要素的利用将在未来的室内设计中发挥越来越大的作用,如外界气流、地热资源等的应用。
4.2挖掘新材料和新技术的潜力
随着科技的发展,建筑技术不断进步,新型建筑材料层出不穷,设计师们的设计有了更广阔的天地,除了为艺术形象上的突破和创新提供了更为坚实的物质基础外,也为充分利用自然环境、节约能源、保护生态环境提供了可能。
然而,当一种新的建筑技术和建筑材料面世的时候,人们往往对它还不很熟悉,总要用它去借鉴甚至模仿常见的形式。随着人们对新技术和新材料性能的掌握,就会逐渐抛弃旧有的形式和风格,创造出与之相适应的新的形式和风格,充分挖掘出新材料和新技术的潜力。即使是同一种技术和材料,到了不同设计师的手中,也会有不同的性格和和表情,以及不同的使用方式。譬如,粗野主义的暴露钢筋混凝土在施工中留下痕迹,在勒。柯布西埃的手中粗犷、豪放,而到了日本建筑师安藤忠雄(TadaoAndo)的手中,则变得精巧、细腻;同样工业化风格的形象在SOM和KPF的手中分别有了不同的诠释;同样的生态建筑在诺曼。福斯特(NormanFoster)和尼古拉斯。格雷姆肖(NicholasGrimshaw)的手中也有不同的建筑形式和不同的生态设计方式。20世纪科技的迅速发展,使室内设计的创作处于前所未有的新局面。新技术和新材料极大地丰富了室内环境的表现力和感染力,创造出新的艺术形式和生态环境,新型建筑材料和建筑技术的采用,丰富了室内设计的创作,为室内设计的创造提供了多种可能性。譬如用材料吸热降温,利用构造通风和降温等是目前设计师正在尝试的技术。这样不仅可以降低建筑中设备的投资和运行费用,同时建筑空间的质量在主观和客观上都得到很大的改善。随着科技的发展,建筑技术不断进步,新型建筑材料层出不穷,设计师们的设计有了更广阔的天地,艺术形象上的突破和创新,生态化的设计就有了更为坚实的物质基础。
4.3应用自然光在建筑使用自然光有着漫长的历史。勒。柯布西埃(LeCorbusier)的郎香教学,路易斯。康(LouisKahn)的金贝尔美术馆、埃罗。沙里宁(EroSaarinen)的美国麻省理工学院的克瑞斯小教堂、菲利普。约翰逊(PhilipJohnson)的水晶教堂、安藤忠雄(TadaoAndo)的光的教堂、诺曼。福斯特(NormanFoster)的柏林国会大厦等,均充分利用了自然阳光的特性,塑造出一种神圣、脱俗的至内空间氛围,在建筑用光方面取得了卓越的成就。理查德。罗杰斯(RichardRogers)说,建筑是捕捉光的容器,就如同乐器如何捕捉音乐一样,光需要可以使其展示的建筑。计算机技术的发展和新技术的进步,对建筑照明和太阳能的开发利用提供了多种可能。自然光线的引入,除了可以创造空间氛围外,还可以满足室内的照明,这样就可以减少人工照明。依靠自然光可以节约能源,而且能够增强室内空间的自然感。有机建筑的思想就是强调建筑内部的自然观,强高接近自然,发挥自然因素的作用。
4.4充分利用太阳能等可再生资源
太阳能、风能等都是取之不尽、用之不竭的能源,有着其他能源封锁可媲美的优点可再生,无污染,因此太阳和风对未来的室内设计必然会产生很大的影响,尤其是建筑的外观和通风系统的设计。这使人们对建筑外立面和建筑的自然通风有了新的理解;视觉的联系、引进日光照明、自然通风、保温隔热、遮阳、充分预防眩光、合理运用太阳能、合理运用风能。
4.5注重自然通风
空调制冷技术的诞生是建筑技术史上的一项重大进步,它标志着人类从被动地适应自然气候发展到主动地控制建筑微气候。但空调技术也有其负面的影响,对空调的过分依赖和不加限制地滥用,是造成当今环境和能源问题的重要原因。建筑大师弗兰克。劳埃德。赖特(FrankLloydWright)就不提倡使用空调,指出空调技术的弊端。空调所产生的恒温环境使得人体的抵抗力下降,,引发各种空调病。而且空调技术在解决了建筑恒温问题的同时,又带来了诸如污染等其他的问题。因此,自然通风是当今生态设计普遍采用的一项比较成熟和廉价的技术措施。采用自然通风的根本目的就是取代(或部分取代)传统空调制冷系统。自然通风可以在不消耗能源的情况下达到对室内温度的调节。这有利于减少能源消耗、降低污染。
4.6用自然要素改善环境的小气候
人是自然生态系统的有机组成部分,自然的要素与人有一种内在的和谐感。人不仅仅具有进行个人、家庭、社会的效活动的社会属性,更具有亲近阳光、空气、水、绿化等自然要素的自然属性。自然环境是人类自下而上环境必不可少的组成部分,因此,室内设计中自然要素的引用成为顺理成章的事情。
在办公空间的设计中,景观办公室成为时下流行的办公室的设计风格。它一改过去办公室的枯燥、毫无生气的气的氛围,逐渐被充满人情味和人文关怀的环境所代替,根据交通流线、工作流程、工作关系等自由地布置办公家具,室内空间充满绿化。办公室改变了传统的拘谨、家具布置僵硬、音调僵化的状态,营造出更加融洽轻松、友好互助的氛围,更像在家中一样轻松自如。景观办公室不但改善了局部的小气候,而且不再有旧有的压抑感和紧张气氛,而令人愉悦舒心,这无疑减少了工作中的疲劳,大大地提高了工作效率,促进了人际沟通和信息交流,激发了积极乐观的工作态度,使办公室洋溢着一股活力,减轻了现代人的工作压力。
4.7主动技术干预
在被动方法无法满足需要的时候,便需要主动技术干预起辅助作用。如利用能量转化的原理,使用太阳能收集器和光电转化器利用地热资源;提高原生能源的利用率;减少废物的产生量等。再如采用自然通风系统的生态建筑,当利用自然风压无法实现自然通风的时候,可以采用热压,热压与风压相结合、机械辅助等手段实现建筑的自然通风。
5.结论 在建筑设计中已已自然而然地实现了智能化的整体设计概念,而在室内设计中,还需要我们付出巨大的努力,配合建筑师完成建筑环境的整体设计。综合设计和整体设计在未来的室内设计中会越来越重要,从而室内设计新的发展趋势主要集中在通过高质量的设备、材料、构造和构件之间的全面协调,装修形式与新技术、新材料之间的平衡,以及人工环境和自然环境之间的协调,尽可能地减少原生能源和灰色能源的使用,尽可能多地利用可再生资源,尽可能地让人们接近自然。
今天的室内设计已经不再是传统的概念,也不再是室内设计师自己的事情,它需要设计师和各个相关专业的工程师之间协调和相互配合,一个成功的生态设计必然是设计师和各专业工程师之间密切配合的结果。因此生态设计是一个整体性设计,单靠其中的一个工种是无法解决的。因此,选择合适的技术合作伙伴对于注重生态的室内设计而言,是设计能否成功的关键所在。注重生态的室内设计要求更高的科技含量,要求完美的计算机模拟手段,要求完美的实现手段,而所有这一切,都不是室内设计师个人所能完成的,这需要各相关方面的专家提供专业的咨询和帮助,所以生态的室内设计必然是团队工作的结果。对成功的生态建筑设计进行研究,我们就会发现在每一个注重生态的设计作品中像伦佐。皮亚诺(RenzoPiano)、诺曼。福斯特(NormanFoster)、理查德。罗杰斯(RichardRogers)、尼古拉斯。格雷姆肖(NichaolasGrimshaw)、迈克尔。霍普金斯(MichealHopkins)等建筑师的作品,工程技术专家的贡献是非常之大,他们在建筑的空间形式、结构的选择、材料的使用上,以及采光照明、自然通风、冬季采暖、夏季制冷等很多涉及建筑运转过程中的能量消耗的问题中,起到了非常重要的作用,发展并完善了建筑师的一些想法,并与建筑师一起,将各种设计策略贯穿落实到建筑的每一个具体细节中,共同创造出完美的生态建筑。
保护环境、关注生态是我们每一个设计师责无旁贷的责任。很难想象,一个从来不关注生态和环境问题从来不有意识地吸收生态、环境等相关专业的知识的设计师,能够提出注重生态的设计理念来。
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