建筑表皮生态化分层设计原则及策略

摘要：文中从生态理念入手，通过对多层建筑表皮进行分层研究，了解其各个构件与材料的性能，做出科学合理的生态分层设计。

关键词：建筑表皮；生态化；分层设计

1建筑表皮生态化分层设计的原则

1.1实现建筑表皮功能的最优化

对于建筑表皮而言，其功能的实现需要依托表皮各层构件系统的共同作用，然而这种共同作用并不是简单的相加，当这些构件系统共同作用于建筑表皮时，会形成既独立又统一的关系。这就要求设计者能够充分发挥各层构件系统的不同功能，使其能够有机复合。如果处理不好，各个系统之间会产生矛盾，进而难以达到相对理想的效果。基于上述的考虑，设计者在进行建筑表皮分层设计时,应当遵循功能最优化的原则，对各个构件功能做出科学合理的协调，使其实现综合性能的提升。

1.2符合建造逻辑

建筑表皮生态化分层设计与建造既要符合力学逻辑，也要符合表达逻辑。在特定的建筑结构之中，理清并理解基本关系，并在此基础之上有效确定科学有效的解决办法，即为符合力学逻辑，这就要求设计者不仅要遵循力学原理,有效利用材料本身的特性，同时还要保证建筑建造的可行性与高效性。表达逻辑可以理解为形式表达的真实性，即将建筑的结构要素、材料特性、力学特征等真实地表现出来。需要注意的是，表达逻辑还需要结合实际情况，综合考虑时间、地点、地方特色等要素，形成一种动态的设计理念。

2建筑表皮生态化分层的设计策略

2.1建筑表皮的功能分类

（1）保温隔热功能：近年来，生态环保理念逐渐深入人心，保温隔热功能能够减少夏季的热量传入与冬季的能量损失，使建筑表皮能够储能与节能。（2）通风功能：建筑表皮在自然通风中发挥了十分重要的作用，一方面通过合理设计能够提升建筑被动制冷效果，达到降低能耗、减少污染的目的；另一方面将自然空气与室内空气联通，对用户的生理与心理健康都有很大益处。（3）采光遮光功能：建筑表皮采光功能的实现要求其具有一定的透明性，一方面满足使用者对于自然光的需求，节能环保，另一方面还能有效改善室内卫生环境，而建筑表皮的遮光功能具体体现为：一是遮挡直射阳光；二是反眩光。（4）隔音功能：当前噪声污染成为城市的主要污染之一，建筑表皮的隔音功能是设计者在设计过程中需要着重考虑的一点。（5）防火防水功能：建筑表皮能否防火防水，直接关系到使用者的人身安全，同时也在一定程度上影响着建筑的室内环境。

2.2建筑表皮构件系统设计

（1）保温隔热构件系统：要想实现建筑表皮的保温隔热功能，就必须将内部需求和外部情况有机结合起来，并在此基础之上对构件系统的总阻热进行调控，这就要求所选用的材料能够尽量减少通过传导、对流和辐射产生的热量损失。在实际设计中，一般选用导热系数相对较小、放射性低的材料。除此之外，日光辐射也有可能对建筑表皮的保温效果产生一定影响，基于这一方面的考虑，可采用透明或者半透明的绝缘组合体，这样冬季就能够利用太阳辐射向室内供给一部分热量。一般情况下，多层表皮的保温隔热系统可以分为三层：内层界面、空气间层与外层界面。内层界面主要起到保温隔热作用，其余两层则是辅助作用。建筑表皮构件可以细分为单层构造与复合构造，单层构造就是以单层材料形成保温隔热界面，结构相对简单；而复合构造则是由多种材料组合而成，其主要存在两种建造方式，分别为三明治建造方式与箱式建造方式。（2）通风构件系统：通风构件系统需要从机械通风与自然通风两个方面入手。目前，大多数的办公建筑采用的结构为封闭围护结构，这种结构采用机械采暖、通风以及空调系统。其优势是能够对热环境进行有效维持，缺点是能源消耗较大。通常情况下，双层表皮外墙采用室内空气气幕这种通风模式，在这一模式之下，机械通风系统会对室内的空气进行驱动使其先进入到空气间层，并在其中逐渐升温并上升，然后再由间层中的小型风扇继续驱动，促使其回流到暖通系统中，这样一来就可以对热量进行回收。对于自然通风而言，主要存在两种实现方式，分别为利用风压实现通风和利用热压实现通风。利用风压即对建筑物内外的风压差进行利用，由此实现空气流动；利用热压则是让热空气从上部风口排出，让室外的冷空气从建筑底部吸入，从而实现通风。一般情况下，通风构件系统作用方式可以分为三种，分别为盒形窗户通风方式、通风井与盒形窗户组合通风方式以及走廊式通风方式。（3）采光遮光构件系统：直接利用自然光会产生眩光现象，且照射区域相对局限，因此现阶段主要是以间接采光为主，分为光学系统与光线折射系统两种。在这其中，光线折射系统依据工作方式的不同又存在两种实现方式，分别为依据构件形状与表面反射性予以实现，以及依靠材料本身予以实现。遮光构件系统的设计要考虑到适应性，如果采用固定式遮阳方式，则需要综合考虑建筑立面、建筑造型处理以及窗过梁的设置，并利用钢筋混凝土使其成为永久性构件。而可调节系统则是使用者依据实际情况进行调节与控制，具有灵活性的特点。（4）其它构件系统：隔音构件系统与其它构件系统一般都是依托于其它界面系统，在设计的过程中，隔音、防水防火等功能应当贯穿始终，并在此基础上科学选取材料。

3结束语

本文主要针对建筑表皮生态化分层设计核心思路进行研究与分析，首先对建筑表皮生态化分层设计的目标与原则进行阐述，并在此基础之上从建筑表皮的功能分类与建筑表皮构件系统设计两个方面分析了建筑表皮生态化分层的设计策略。

参考文献

［1］林周赛.建筑表皮的生态设计策略初探［D］.天津：天津大学，2015.

［2］张笃元.绿色节能技术在现代建筑幕墙中的应用研究--以顶新商务广场幕墙工程为例［D］.济南：济南大学，2016.

［3］张琳琳.基于生态导向下的旧工业建筑改造中的复合表皮设计研究［D］.西安：西安建筑科技大学，2018.

作者：王小红 单位：甘肃中凯建筑规划设计有限责任公司