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高层建筑形态设计:利用风能对生态效益的评价与策略

时间:2023-10-05 理论教育 版权反馈
【摘要】:图6—61、图6—62均为风能转化 工具。在双塔之间安装有三部大型风轮机,风轮机由上而下顺次排列,接受迎面而来的强风,同时把这些风能转化为能够提供该建筑使用的能源的15%的其他能源,充分地利用风能构件设计,实现风能向其他能源的转化,同时也形成了比较独特的外观效果。

高层建筑形态设计:利用风能对生态效益的评价与策略

6.2.5.1 风能转化构件

在自然界的能源中,风能是极其丰富的。据粗略估计,可以利用的风能总功率为106~107兆瓦,这个数值比全世界可以利用的水力资源大10倍。但是,这笔巨大的自然财富还有待人类去大力开发。图6—61、图6—62均为风能转化 工具。

现在很多建筑中,对风能的直接及间接利用与建筑的结合也产生了新颖的建筑形态。风能的利用产生的建筑形式起源于气候的现代演绎,结合风环境资料的分析研究形式产生的意义。

风能的利用模式有两种:一是流速带来的动能;二是气流本身所包含的热能。

在巴林的世界贸易中心(图6—63)的双子塔设计中,实现了这一转化,真正地利用形体来引导风流,最后通过安装在双塔之间的风能构件,把风能转化成其他能源来利用。

图6—61 风力发电工具

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图6—62 芬兰风车

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图6—63 巴林世贸中心双塔

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该建筑通过双塔朝向上的设计,形成双塔之间的狭窄的风道,利用“狭管效应”来增加风的速度。在双塔之间安装有三部大型风轮机,风轮机由上而下顺次排列,接受迎面而来的强风,同时把这些风能转化为能够提供该建筑使用的能源的15%的其他能源,充分地利用风能构件设计,实现风能向其他能源的转化,同时也形成了比较独特的外观效果。(www.xing528.com)

把风能利用与建筑形体相结合的考虑不仅仅局限于建筑的高度及进深,更重要的是场地周围是否具有充分稳定的风速、风向及风环境利用的信息及数据。如果不顾及场地的风环境条件,而机械地在建筑中采用风能,则会导致投资不经济,达不到预期的能源利用效果。

6.2.5.2 导风构件

导风板一直是强化自然通风,有效利用风能的建筑构件。一般来说,屋顶、阳台、遮阳板等一些水平构件,可以视为“水平导风板”,具有良好的导风与冷却效果。导风板可以因形式、位置的不同,给建筑带来丰富的立面表现(图6—64)。

经文先生的建筑设计大多是基于当地的气候条件进行, UMNO大厦(图6—65)就是一个很好的例子。UMNO大厦位于马来西亚槟榔屿州,基地呈瘦长的平行四边形,塔楼为21层。看似怪异的建筑形体实则经过了仔细的推敲与分析,目的是使墙体能够从各个角度吹来的微风进行导流,产生最大的气流降温作用。这一构思来自建筑师对当地风向资料的分析。实践证明,这种“风墙”与“空气锁”的设置效果很好[6]

图6—66利用计算机(CFD技术)模拟了大楼周边不同的风压。吹响大楼的高压风经过鱼鳍状的墙端呈漏斗状穿越大楼。导风墙增加了该阳台处地风压,加强了通风,效果明显。

图6—64 导风墙外部形态

图片来源:《节能建筑设计与技术》

图6—65 Menara UMNO大楼平面图

图片来源:《节能建筑设计与技术》

图6—66 大楼周边风流的气压等高线图

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