生态建筑实例解析

4.6　生态建筑实例解析

实例1：埃森RWE办公楼德国1996

设计:英恩霍文迪克建筑设计事务所

这座30层的圆形塔楼是德国电力公司的行政总部，生态主题是这座大厦最重要的设计出发点。圆柱形的埃森RWE办公大楼(如图4.62(a)所示)，矗立在其自带的湖水和绿色花园的环绕之中，大厦高128米，其中2～18层和20～24层为标准层(如图4.62(b)所示)。25～28层为各种会议室，屋顶带空中花园。25米高的入口环形遮阳棚使得该大楼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(如图4.62(c)所示)。

图4.62(a)　埃森RWE办公楼建筑全景

图4.62(b)　埃森RWE办公楼标准层平面图

节约能源，首先在于大楼的形体及设备，圆形平面不仅有利于面积的使用，而且圆柱状的体形使表面积减到最小，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。每个办公室都能朝向外部，自然光照明充分。

透明玻璃环抱大楼，各种功能清晰可见。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。塔心一部分布置设备管道，另一部分则用作内部水平与垂直交通网的连接如环形楼道等。固定外层玻璃墙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用玻璃，使射入办公室的阳光再通过这些玻璃进入走廊，这既改善了走廊的照明状况又节约了能源。

图4.62(c)　埃森RWE办公楼建筑入口

双层表皮是埃森RWE办公楼最大的特征，外墙是由双层玻璃幕墙构成，层玻璃中的外层厚度为10毫米;内层是可开启的无框玻璃窗，双内外层玻璃间隔50毫米，其间安装了一套遮阳系统，用于太阳热能贮备同时也提供了节能的可能性。办公室内的空气得以自然流通，30层上的屋顶花园通过高矗的玻璃阻止风力，而得到保护。

大楼的技术设备是根据各种不同功能需要设计的，每个空间都可以按照各自的使用要求进行调节，如间断通风或持续通风，照明的亮与暗，温度的高与低及遮阳范围等。楼层的水泥楼板上还安装了带孔的金属板，使之达到能源存储的目的。

这座大楼70%是通过自然的方式进行通风的，热能的节约在30%以上。

实例2：德国国会大厦德国1999

设计:福斯特事务所

当统一后的德国政府决定将德国国会大厦从波恩迁回柏林，1992年为此举办了公开的设计竞赛，最后由福斯特事务所的设计方案赢得了这一项目。

重建的建筑(如图4.63(a)、(b)所示)体现了原国会大厦的简洁理念，新建的玻璃穹顶成为柏林的标志性建筑，穹顶内设置有两条坡道可以让公众们观看议会大厅内的活动，为公众提供了一个非常有吸引力的参观场所。

图4.63(a)　德国国会大厦

图4.63(b)　德国国会大厦平面图

1)自然光线的利用

穹顶下造型奇特的锥体内设置的通风管道吸走室内热空气，并通过热量转换器将其中的热量吸收。这一锥体可以使新鲜空气进入室内后缓慢地扩散到室内各个角落，然后变热、上升、排出，这对室内人员的舒适感很重要，而且减少了通风的噪声。穹顶内的锥体(如图4.63(c)、(d)所示)不但是给人留下深刻印象的视觉焦点，也在自然光照和能源策略中扮演着重要角色。锥体上的反射板能够将自然光漫射入议事厅内，其上有太阳追踪装置以及可调整的遮阳系统，在提供充分的、柔和的自然光照明的同时防止太阳辐射热增加室内的热负荷。穹顶同时还包含有基本的自然通风系统:建筑内部的空气因为烟囱效应而被导入穹顶。按照其特定的规律，锥体从最高处吸入热空气，这种轴向的通风和热交换使不流通的空气得以循环。

图4.63(c)　德国国会大厦穹顶内部仰视

图4.63(d)　德国国会大厦穹顶下部的会议厅

2)自然通风系统

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，经大厅地板下的风道及设在座位下的风口，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出室外。大厦的侧窗均为双层玻璃，两层之间为遮阳装置，侧窗的通风既可以自动调节也可以人工控制。

3)能源与环保

20世纪60年代的旧国会大厦曾安装过采用矿物燃料的动力设备，每年大约产生7 000吨二氧化碳。改建后的国会大厦决定采用生态燃料，以花生、葵花籽或者葡萄籽中提炼的油作为燃料，大大减少了对外部环境的污染，厚重的外墙为使用被动式系统来控制室内温度提供了良好的条件。穹顶上安装100多块太阳能电池板，会议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，总共可以减少70%的二氧化碳的排放量。

4)地下蓄水层的循环利用

大厦自带的热能工厂所提供的能量在满足日常供暖或降温需要的同时，剩余的将被用来加热从深达300米地下蓄水层中抽出的地下水，然后再送回地层中存储以利用多余的能量。绝热性能良好的地层能有效地防止这些热水的热损失。在冬季，热水被抽出来为室内供暖;在夏季，热水则用来驱动制冷设备，以提供冷却水。

柏林国会大厦在增建、改建后，通过使用可再生能源、回收废弃物和能量，以最小的环境代价在四季创造出一个舒适的环境。建筑充分利用了自然光照明和通风、混合式能源使用系统，从而减少了能源消耗，从环境角度看是负责任的，实现了环境保护政策和可持续发展的原则。

实例3：法兰克福银行　德国　1997年

设计:福斯特事务所

这座银行大厦堪称世界上第一座生态摩天楼(如图4.64(a)所示)。平面是三角形，类似于在一棵主干上开出的三瓣花。花瓣外边长约60米，略微外鼓以获得更多的室内面积，建筑共有53层，高约190米，主入口配置在北侧，与城市中的冬季花园和餐厅相连。

图4.64(a)　法兰克福银行大厦

建筑设计遵循的基本原则是在自然通风的基础上节省能源和创建一个舒适的环境。

与传统的玻璃塔楼相反，商业银行大厦的出发点来自核心观念的转变。塔楼的3个角都有其核心空间(如图4.64(b)所示)，里面包括电梯、楼梯、坡道和服务台。这些核心空间组成了每8层一个办公单元，建筑为中空，形成一个通高的中庭。这个中庭又被玻璃天花每12层设计为一段。办公室可以向中庭开窗，这就意味着每一个办公室都能享受自然通风和采光;主干是一个高大的中庭，以其拔风效应为整座建筑提供自然通风。(如图4.64(c)、(d)、(e)所示)

图4.64(b)　法兰克福银行大厦标准层平面

图4.64(c)　法兰克福银行大厦通风示意

图4.64(d)　法兰克福银行大厦中庭(一)

图4.64(e)　法兰克福银行大厦中庭(二)

在每一层，两片办公区和1/3的花园结合在一起。每个花园占据4层高的空间，福斯特自称这一设计是“世界上第一座活着的、能自由呼吸的高层建筑”。

为了降低能耗，建筑采用双层外墙系统，包括一层延伸的隔热玻璃和一层简单的由外皮构成的双层表皮，外层皮上有开口供新鲜空气进入两层外墙之间的空腔，可开启的窗户设置在内层墙壁上，这样使得高层办公室有了开窗的可能。当气候条件不允许使用自然通风时，还可以使用一套机械进风系统。

实例4：柏林戴姆勒·奔驰办公楼德国1997年

设计:理查德·罗杰斯

柏林戴姆勒·奔驰办公楼位于柏林波茨坦广场上，三幢由罗杰斯设计的奔驰公司办公楼以其低能耗的设计引起人们关注。每幢建筑都充分利用自然通风、自然采光和太阳能，以建造一种低能耗的生态建筑。

办公楼正立面朝向东南(如图4.23所示)，东南方向的巨大开口，成为这组建筑重要的特征。为争取最大的采光量，开口宽度自下而上逐渐增加。转角的圆厅采用玻璃幕墙，保证阳光直达中庭深处。

除了利用朝向外，设计者还考虑体量的通透和虚实搭配，并将视线由屏蔽到开放的纯美学观念上升到了一个更加技术化的层次。南侧挑出的屋顶起到了很好的遮阳效果，同时保障了太阳能被最大限度地加以利用(如图4.65(a)所示)。

图4.65(a)　柏林戴姆勒·奔驰办公楼入口局部

在底层的商业铺面与其上的办公部分之间有一个空气夹层，它调节了空气流动的规律，加上办公室可灵活开启的窗户和部分开敞的屋顶，使中庭(如图4.65(b)所示)形成了有效的“烟囱”的拔风作用，从而改变了中庭的小气候，细部设计完全遵循上述原则，建筑外形与窗户的组合都以功能为前提。

据有关统计资料显示，罗杰斯设计的这座办公楼要比同样气候环境下的其他办公建筑更为经济，如人工照明减少35%，热耗降低30%，二氧化碳的排放量减少35%。

实例5：德国莱比锡新会展中心玻璃大厅德国1996

设计:冯格康、玛格和合伙人事务所

新会展中心位于茉比锡城市北部边缘地区，冯·格康、玛格和合伙人事务所赢得了新会展中心的设计竞赛并承担了规划设计和部分单体设计任务。该方案巧妙地将各种功能紧密地围绕着园林景观布置在数个展览建筑中。

玻璃大厅位于中央，长243米，宽79米，能容纳3 000人，是欧洲比较大的钢和玻璃结构(如图4.66(a)、(b)所示)。从内部看，整个大厅就像是一个整体连续的拱形玻璃膜，非常轻盈精巧，精美的细节设计将透明和典雅统一，所有的参观者都要经过该大厅去其他展厅，建筑平面流线清晰，功能布置灵活，给人留下深刻的印象。

图4.65(b)　柏林戴姆勒·奔驰办公楼入口中庭

图4.66(a)　德国莱比锡新会展中心玻璃大厅室内

玻璃大厅的环境设计是通过地板下的盘管加热保证冬季温度不低于8℃，夏季利用盘管中流动的冷水降温，但主要的降温手段是利用自然通风(如图4.66(c)所示)，屋顶上安装有计算机控制的玻璃板，在需要时，由马达驱动打开进行自然通风，拱顶下层的玻璃板也可以开启，通过热压差促进自然通风，从而提高通风效率。

图4.66(b)　德国莱比锡新会展中心玻璃大厅首层平面

图4.66(c)　德国莱比锡新会展中心玻璃大厅夏季通风遮阳

实例6：松下电子公司　日本　1996

设计:Nikken sekkei

该建筑是日本大型公司——松下电子公司的信息交流中心，建筑坐落在东京郊区已给工业用地和住宅用地的混合区(如图4.67(a)所示)。其设计基于两个主要理念:其一是对松下公司“人性与技术和谐”，其二是创建一个高效而多功能的研究中心。设计者采用了梯形的建筑形式以减小建筑物的体量，同时也是为了减少底层的阴影区域以及地面风速的增加。北南两部分的地坪彼此错开，中间形成了一个45米高，底部48米宽的梯形中庭空间。建筑沿南北方向加深层层退台，中庭的西侧为电梯等服务设施，东侧是大面积的玻璃幕墙，作为建筑主要入口。(如图4.67(b)、(c)所示)

图4.67(a)　松下电子公司大楼底层平面图

图4.67(b)　松下电子公司大楼梯形建筑立面

图4.67(c)　松下电子公司大楼建筑主入口

在建筑的节能措施方面，综合采用了自然通风与空调、人工照明与自然采光，新鲜空气从窗下被吸入，经过散流器进入楼内，再通过采光装置和中庭排到室外。每层办公空间可以向中庭敞开，也可以通过百叶窗全部或部分关闭。阳光通过屋顶上相对狭窄的空间射入，然后经过折射进入室内，或者是从建筑东立面照到室内。

在天窗的北边缘安装有反射镜，可以在冬天将阳光引人中庭。在夏天，阳光则可透过植物叶际漫射出柔和的光线。该建筑采用了地板下的空气调节系统(如图4.67(d))所示，可以通过人工或自动的方式来运行，不仅提高了空气中热能的吸收效率，也增加了对自然能源的利用。

图4.67(d)　松下电子公司大楼建筑的采光与通风措施

实例7：安田学院日本1994

设计:Nikken sekkei

安田学院是安田保险公司的培训中心。建筑的设计主题是“智慧、敏锐和健康”。其目的是为受训者提供一个有助于发展其性格特长的环境，并帮助挖掘他们的全部潜能。

该建筑类似于旅馆，分为居住、培训和娱乐三大部分。如图4.68(a)、(b)、(c)所示，一楼为接待室，第二、三层为培训用房，第四层是餐厅，地下有一个健身房和可容纳900人的大会议室，客房设在较高的楼层。

图4.68(a)　安田学院建筑底层平面

图4.68(b)　从西面看安田学院建筑

该建筑由两个实体夹着一个中庭，为了避免给人以将一个很长的居所从中劈开以适应基地尺度的感觉，建筑师将中庭设计为椭圆形。这个巨大的空间将建筑连成一体，成为一个公共活动中心。

中庭可以自然通风，天气较热时，空气从建筑底层或中间层进入，再从中庭顶部排出。上部客房都有良好的穿堂风，新鲜空气从室外吸入，穿过卧室进入中庭。在中庭顶部设有余热回收器，可将准备排出的空气中的热量收集起来，再用于室内取暖，热量在屋顶被综合回收。

东、西立面安装有挑出式遮阳装置，房间的窗户上还装有热反射玻璃和窗帘。

图4.68(c)　安田学院建筑鸟瞰

实例8：剑桥大学法律系馆　英国　1995

设计:福斯特及合伙人

福斯特设计的剑桥大学法律系馆靠近斯特林设计的红砖贴面的历史系馆，法律系馆西墙的斜面提供了一个短暂的休息空间——不是完全的庭院，也不是安静的广场——在这里，校园里各种不同活动可以共存，锐角部分成为入口的标志，它被一根纤长的钢柱进一步强调。(如图4.69(a)所示)

法律系馆容纳了报告厅、供学术研讨用的房间和图书馆等(如图4.69(b)、(c)所示)。法律系馆的南立面采用了极少主义的设计手法，将重新砌筑的石材和不透明的玻璃板组织在一起，与周围建筑取得一定的呼应。建筑的北侧采用了钢和玻璃构成的拱面——既不是窗户，也不是墙，或者屋顶，而是三者在工程上的巧妙结合——花园上空的波浪板、玻璃外壳将四层的图书馆围合起来，同时又将它们展现出来。玻璃拱采用一种用圆形钢管焊接而成的三角形钢结构形式，玻璃板固定在钢结构的外表面(如图4.69(d)所示)。玻璃拱采用同一个尺寸的三角形，提高了材料的利用率。南侧的立面与北侧形成鲜明的对比，采用较为封闭的形式。

图4.69(a)　剑桥大学法律系馆的一根纤长的钢柱

图4.69(b)　剑桥大学法律系馆首层平面

图4.69(c)　剑桥大学法律系馆图书馆层标准层平面图

图4.69(d)　剑桥大学法律系馆北侧玻璃拱顶

在法律系馆建筑设计中福斯特强调了自然通风效果，西侧办公区采用白色的遮阳板反射阳光，避免西晒。建筑北侧采用热绝缘双层玻璃，外侧玻璃为普通透明玻璃，而内侧的玻璃则使用复合玻璃。

新鲜空气通过一层的进风口和屋顶进入室内(如图4.69(e)所示)。阅览区和中庭的空气主要来自屋顶的自然换气。

图4.69(e)　剑桥大学法律系馆剖面图

实例9：波茨坦能源中心德国1997

设计:乔治·库尔迈尔和霍格尔·君耐尔合作设计

波茨坦能源中心位于德国波茨坦城斯坦大街，是一座现代化的办公楼，这座集现代设计理念与生态设计策略为一体的建筑堪称为技术型生态建筑的典范。建筑的主入口设于东侧，人们从斯坦大街通过一条狭长的木质栈桥就可以到达大楼的入口，能源钢塔(如图4.70(a)所示)采用简洁的钢结构，中间是地下车库蓝色的通风管，从中可以看出20世纪70年代高技派建筑的痕迹。塔顶设计了被称作“电池帆”的太阳能光电转换器，通过它获得的太阳能可为全楼节约3千瓦时的电。

沿热交换站和能源塔中间的栈桥，人们到达大楼的玻璃主入口，进入其中，是建筑的主公共空间——阳光中庭(如图4.70(b)所示)。这一中庭既是建筑的主要公共交流空间，又是建筑生态设计策略的重要部分，中庭的设计与整体建筑风格一脉相承，通过极富张力的曲线形建筑构件的交叠，形成空间活跃的特质。在中庭的南部设置了圆柱形会议中心，会议中心位于入口与中庭之间，成为中庭的点睛之笔，成为空间转折的关键。

图4.70(a)　波茨坦能源中心能源钢塔

图4.70(b)　波茨坦能源中心中庭

实例10:伦敦第四频道电视台总部大楼英国1994

设计:罗杰斯及合伙人

1994年设计的伦敦第四频道电视台总部大楼位于赫斯菲里路上的一个转角处，平面采用围绕一个半开敞式花园周边式布局方案(如图4.71(a)所示)，建筑由15 000米²的总部大楼、广播套间、摄影棚、地下停车场及花园广场组成。

图4.71(a)　伦敦第四频道电视台总部总平面

由于建筑面对着一个街道的转角，在建筑的入口形成了一个开阔的空间，因此在设计方案的中心划出了一个公共广场，在建筑和街道之间形成一个缓冲地带。附近的居民和路过者都可以在这个中央花园里交流、休闲，使这个总部大楼独具特色。建筑的入口被一个会议室的玻璃幕墙明显地表现出来。中央公共空间通过一条弯曲的坡道从后面一直通向了建筑的入口。建筑内部功能的划分从外立面上很容易看出，玻璃幕墙的一面是很多会议室的所在，由绿色植物爬墙虎铺满的那面墙是主要的交通空间所在。

办公楼依地形而建，两座四层高的办公楼呈L形布置(如图4.71(b)所示)，可提供600人办公，办公室内部空间设计成可以灵活分隔，以满足客户的不同需求。通过两座卫星塔楼构成的曲线形连接空间解决了街道转角的地形问题。左边为四个重叠的会议室，右边为升降机、锅炉管道、冷却车间，顶上为发射天线。曲面玻璃幕墙下的入口则通至接待区，从街道而来有一个阶梯斜道，然后通过一座玻璃桥，其下是大厅(如图4.71(c)所示)，后面可以看到花园的餐厅。顶层的会议室有一个曲面的屋顶平台延伸出来(如图4.71(d)所示)，在办公楼临街处设计运用了遮阳板，可以有效减少太阳辐射，节约能源。

实例11：德国商务促进中心和远程技术中心德国1993

设计:诺曼·福斯特及合伙人

德国商务促进中心和远程技术中心位于德国的杜依斯伯格，福斯特在设计中引入了生态思想，扩展了设计内涵，充分发挥了高科技的潜力，实现了节能、低耗、低造价的设计，同时创造了舒适的室内环境。

德国商务促进中心和远程技术中心是他最有代表性的环保设计之一(如图4.72(a)、(b)、(c)、(d)所示)。这座建筑中的微电子中心由一组包括12幢单栋建筑的两个人工气候大棚组成。大棚采用透光绝热材料，具有特殊的导光系统和日光反射与热量收集系统，建筑外部设置空气收集系统，能将新鲜的空气，根据季节变化冷却或加温后送入大棚。

图4.71(b)　伦敦第四频道电视台总部

图4.71(c)　伦敦第四频道电视台总部内庭园

图4.71(d)　伦敦第四频道电视台总部屋顶遮阳

图4.72(a)　德国商务促进中心和远程技术中心建筑外观

建筑以天然气作为主要能源，以屋面上的太阳能电池板为辅助能源。利用太阳能将水加热，然后送至吸收致冷器，冷却水通过的管网设在悬挂于顶棚上的金属传导网板中，将室内空气冷却。这幢建筑设有先进的控制系统，在保证室内环境舒适的同时又能最大限度地节约能源。

由于充分利用了太阳能、自然光和自然通风，以极低的能量消耗实现了舒适的室内环境，向人们展现了未来生态建筑的许多重要观点。虽然采取了大量的环境技术设备，建筑的造价仍然维持在德国一般空调建筑工程的水平。

图4.72(b)　德国商务促进中心和远程技术中心建筑剖面图

图4.72(c)　德国商务促进中心和远程技术中心标准层

图4.72(d)　德国商务促进中心和远程技术中心生态策略

实例12：英国唐卡斯特市地球公园会议中心　英国　1999

设计:比尔·邓斯特

比尔·邓斯特的设计方案是在1999年设计竞赛中获胜的，设计遵循着可持续发展的主题，竭力减少建筑物在建造过程和使用过程中对环境的冲击和对能源的消耗，并且尽量选用可再生的、生物可降解建造材料，从而实现建筑在建造、使用和废弃拆毁过程中的环保。

会议中心半掩于山坡之中，植草屋顶使其融入公园内的自然景观(如图4.73(a)、(b)所示)。土壤成为建筑的天然保护层——冬暖夏凉，并且减少了风对建筑的影响。

图4.73(a)　英国唐卡斯特市地球公园会议中心外观

图4.73(b)　英国唐卡斯特市地球公园首层平面

整个建筑的墙是用金属框箍起，内填碎混凝土块，中间施以300毫米厚的隔热层，窗户选用3层带反射涂层玻璃窗，它能在吸收太阳能的同时有效地减少玻璃的热损失，为会议中心建立了一套完整的保温隔热体系。自然通风系统和太阳能采暖系统大大降低了建筑对能源的依赖。会议中心的太阳能采暖系统主要依靠安装在主会议厅屋顶上的太阳能热水器来获得能量。主会议厅的屋顶采用了向南倾斜的设计，为太阳能集热板提供最佳角度。这里安装了两种不同类型的集热器:在晴朗天气下，平板集热器能高效率地吸收太阳热量;在阴云天气下，敏感的真空管集热器仍能有效地收集太阳热能。尽可能使用当地回收的可再生材料，以此减少生产新材料对能源的消耗以及减少建造过程中的建筑垃圾，建造会议中心所需的材料中大约有75%来源于直接回收或再生后的材料。

会议中心(如图4.73(c)所示)作为一个可持续发展示范项目，我们可以看到许多尝试。据测定，会议中心的能源消耗为每年100千瓦时/米²，仅为一座传统会议建筑耗能的32.7%。这个位于地球公园的主题建筑物，为生态技术的推广做出了杰出贡献。

图4.73(c)　英国唐卡斯特市地球公园会议中心室内

实例13：清华大学建筑设计研究院办公楼　中国　2001

设计:清华大学建筑设计研究院

办公楼位于清华大学主楼前区中心绿地东侧(如图4.74(a)所示)，建筑用地为3 350米²，总建筑面积为6 800米²。

图4.74(a)　清华大学建筑设计研究院办公楼外观

办公楼建筑平面基本呈长方形，平面尽可能紧凑、完整以减少冬季建筑的热损失。长轴为东西方向，楼、电梯间与门庭、会议室等非主要工作室，布置在建筑的东西两侧，以缓解东西日照对主要工作区域的影响。工作空间划分为大开间开敞式设计工作室区域与小开间办公室，可以根据不同功能需要加以安排，使工作室的布置具有一定的灵活性。建筑南向是一个3层高的绿化中庭，一方面为员工提供一个生机勃勃的良好景观与休息活动空间，一方面可以有效地缓解外部环境对办公空间的影响。

1)绿化中庭空间

在办公楼南向设计了一个体积较大的绿化中庭(图4.74(b)所示)作为主要办公区域和室外的热缓冲空间。在冬季，中庭是一个全封闭的大暖房。在“温室作用”下，成为大开间办公环境的热缓冲层，有效地改善了办公室热环境并节省供暖的能耗。在过渡季节，中庭部分窗户打开，室内和室外保持良好的空气流通，有效地改善了工作室的小气候。在夏天，中庭南窗的百叶遮阳板能有效地遮挡直射阳光，使中庭成为一个巨大的凉棚，对工作空间起到良好的缓冲作用。南侧中庭的绿化平台成为一个休憩与交流的场所，在改善空气湿度、降低室内温度等方面都起到积极的作用。

图4.74(b)　清华大学建筑设计研究院办公楼外中庭内景

2)防晒墙与架空屋顶

由于用地条件的限制，建筑的主入口为西向，如何有效地防止西晒成为要重点考虑的问题。在此采用了一面大尺度的由混凝土制成的防晒墙，与主体建筑脱开一定的距离(4.5米)，在夏季与过渡季节，可以完全遮挡西晒的直射阳光;在冬季，防晒墙能有效地遮挡西北风，还能积蓄热量而成为一个蓄热体，在建筑西侧形成一个热保护层，从而有效缓解外部气温对建筑内部的影响。

3)太阳能的利用

在办公楼的设计过程中，设计人员对太阳能利用的可能性进行了充分的研究与评估，采用了太阳能光电板发电技术，为办公楼某些独立部分(如报告厅的照明与电器系统)提供电能。

4)深井水利用

通过深掘水井(80～100米)，将水抽到地面，经过热泵的交换后通过另一口井将冷却水再回灌至地下。由于地下水温一般在7～10℃，且十分稳定，因此在应用中具有较高的性能系数。

此外，办公楼尽可能地重视建筑材料的无害化，在绿色照明、暖通方案的绿色化等方面做了有益的探索。通过上述措施的综合使用，使得办公楼在环境控制和能源节约方面有良好的表现，充分表现出中国建筑师对生态建筑设计理念和技术的探索。

图4.75(a)　英国诺丁汉大学朱比丽分校建筑群外景

实例14：英国诺丁汉大学朱比丽分校　英国　1999

设计:英国迈克·霍普金斯建筑师事务所设计

这个带状的校园建筑群组由八座主要建筑物串联而成(如图4.75(a)所示)，包括研究生宿舍、图书馆，三个系所、教学中心及餐厅、商店等相关附属设施，包含人工湖、生态池等绿地景观，整个新校园约41 000米²的建筑面积，可供2 500个学生使用。位于基地中央，“漂浮”在水面上的螺旋倒锥形建筑物是校园的信息中心，包括图书馆和计算机设施，是整个校园的视觉焦点。考虑到无障碍设计，建筑内部不设楼梯，完全由一螺旋上升的坡道和位于中央的电梯贯通。与信息中心相对的建筑是中心教学与服务设施，包括银行、学生会和倒插在中庭中的一个300座的会议演示厅等。在这一中央建筑体的北侧，带有两个中庭的建筑体块为商业学院使用;南侧并联的三个带有中庭的建筑为教育学院使用;位于中央的大中庭是开放式的学生餐厅及多功能厅(如图4.75(b)所示)。在基地两端的建筑物则为学生公寓，提供给600个本科生和150个研究生使用。绿色建筑——主要的教学建筑朝向西南主导风方向，以获得最大的对风源与日照的利用;同时，通过中庭的设置，在建筑内形成“风道”。在夏季，主导风经过湖面得到自然的冷却;在冬季，靠近住宅区的树林则成为有效的风屏障。

图4.75(b)　英国诺丁汉大学朱比丽分校建筑群总平面

1)外墙材料

整个建筑物外墙非常明显地使用了大量西洋杉作为建筑外墙材料，感觉非常亲切温润，整个内外墙之间的隔热保温层也都是使用再生纸所制成的隔热材料。

2)遮阳设计

在东、西、南向立面设置了大量的木制可动式水平遮阳板(如图4.75(c)所示)，在不阻挡对外视线的情况下，达到一定的遮阳效果，试图将一年的室内温度在不借助空调的情况下，控制在摄氏30℃以下。在太阳日照最长的南向立面设置可电动调整的遮阳棚，以避免太阳直射所造成的高温与眩光。

3)中庭设计

建筑物都是由带玻璃顶盖的中庭串联而成，可以说是一个小型温室，在寒冷的冬天储存适当的太阳热能以达到一定的舒适度，并减少暖气的使用。中庭内部种满了植物，自动调节室内温湿度，而且让由靠湖面进气口的冷风在进到室内时有预暖的效果，减少寒冷带来的不适与能源浪费。中庭屋顶玻璃采用面积约450米²的半透明太阳能光电板(如图4.75(d)所示)，每年所产生的电能约45 000千瓦时，这个再生能源足以提高建筑物整年机械通风的电能需求，让机械通风耗能不用依赖石化能源。

图4.75(c)　英国诺丁汉大学朱比丽分校建筑群水平木百叶

4)通风设计

这是整个设计方案着力最多的地方，在朝向湖立面的地面层设计了许多通风百叶，因临水面风起冷却的效应，整个气流穿过中庭空间，最后到背立面的八个楼梯间，让使用过的气流上升穿过整个圆形、类似烟囱的楼梯间，最后经由一个3.5米高的铝制风斗(W indvane)排放出去(如图4.75(e)所示)，完成整个低耗能、被动式的空气循环。

图4.75(d)　英国诺丁汉大学朱比丽分校建筑群中庭太阳能光电板

5)绿色屋顶

使用的绿色屋顶(如图4.75(f)所示)以苔藓类植被作为顶层空间的保温隔热之用，与传统的绿色屋顶相比较，大大减轻了屋顶结构的荷载，屋顶层厚度由过去的数十厘米减至5厘米，减少材料浪费，而且保温隔热效果依然良好。

图4.75(e)　英国诺丁汉大学朱比丽分校建筑群铝制风斗

实例15：盖尔森基兴日光能科技园德国2000

设计:基斯勒+帕特纳事务所

盖尔森基兴日光能科技园(Gelsenkirchen Science and Technology Park)是欧洲最大的工业区——德国鲁尔区产业调整的一部分，作为盖尔森基兴传统的玻璃和能源产业的延续。

图4.75(f)　英国诺丁汉大学朱比丽分校建筑群人工覆土屋

盖尔森基兴日光能科技园是一座具有现代风格的建筑(如图4.76(a)、(b)所示)，共3层，入口设在东侧。南北方向300米长廊形成建筑主体，长廊东侧排列9座研究用房，南北向的研究用房有利于日光能收集利用。玻璃长廊西向为斜玻璃幕墙，延伸入水池中，在设计时充分考虑了当地的气候因素，主导风从西侧过来，有利于自然通风的形成。长廊西侧由计算机控制的布帘作为遮阳设施，以防止西晒。长廊西侧的玻璃幕墙可以通过机械装置开启，可以在冬季和夏季形成不同的自然通风模式。

图4.76(a)　盖尔森基兴日光能科技园总平面

科技园有德国最大的屋顶太阳能发电站，平屋顶上安装了900块高效光电转换模块，提供的电力可以供40个四口之家使用，可以减少2 500米³的CO₂排放量。

图4.76(b)　盖尔森基兴日光能科技园外景