德国法兰克福商业银行和瑞士再保险塔的建筑热工分析

1德国法兰克福商业银行2瑞士再保险塔主要内容大师简介建筑概况通风热工分析遮阳保温设计师简介诺曼福斯特诺曼·福斯特特别强调人类与自然的共同存在，而不是互相抵触，强调要从过去的文化形态中吸取教训，提倡那些适合人类生活形态需要的建筑方式。他使建筑形体在强调对材料和结构率真表达的同时，重视建筑的人性表达；强调建筑与周围环境的和谐和与城市文脉的整合，赋予工业主义建筑以人文化诺曼·福斯特：建筑学学士（曼彻斯特大学），建筑学硕士（耶鲁大学），英国皇家建筑师学会会员，国际上最杰出的建筑大师之一，被誉为“高技派”的代表人物，1999年第21届普利策建筑奖得主。诺曼·福斯特特别强调人类与自然的共同存在，而不是互相抵触，强调要从过去的文化形态中吸取教训，提倡那些适合人类生活形态需要的建筑方式。其代表作品有：德国议会大厦、德国法兰克福的商业银行大楼、德国商务促进中心和远程技术中心、香港汇丰银行总部大楼、法国加里艺术中心、西班牙巴仑西亚会议中心等建筑设计理念——生态思想充分利用自然采光。充分利用自然通风。空中花园建筑遮阳。高效节能的外窗和幕墙系统。地下蓄水层的循环利用。NO.1德国法兰克福商业银行整座大厦除非在极少数的严寒或酷暑天气中，全部采用自然通风和温度调节，将运行能耗降到最低，同时也最大程度地减少了空气调节设备对大气的污染。该建筑平面为边长60米的等边三角形，其结构体系是以三角形顶点的三个独立框筒为“巨型柱”，通过八层楼高的钢框架为“巨型梁”连接而围成的巨型筒体系，具有极好的整体效应和抗推刚度，其中“巨型梁”产生了巨大的“螺旋箍”效应。49层高的塔楼采用弧线围成的三角形平面，三个核(由电梯间和卫生间组成)构成的三个巨型柱布置在三个角上，巨型柱之间架设空腹拱梁，形成三条无柱办公空间，其间围合出的三角形中庭，如同一个大烟囱。为了发挥其烟囱效应，组织好办公空间的自然通风，经风洞试验后，在三条办公空间中分别设置了多个空中花园。这些空中花园分布在三个方向的不同标高上，成为“烟囱”的进、出风口，有效地组织了办公空间自然通风。据测算，该楼的自然通风量可达60%。三角形平面又能最大限度地接纳阳光，创造良好的视野，同时又可减少对北邻建筑的遮挡。因此，大厦被冠以“生态之塔”、“带有空中花园的能量搅拌器”的美称·BulidingConstruction·建筑构造分析·Commerzbank,FrankfurtamMain·六人组建筑社制作·三个几组垂直交叉刚梁的钢筋混凝土核心筒布置建筑的交通和小空间·通风采光的中庭每隔十二层设置一层玻璃网架·四层通高的绿色休息空间·内部无柱的通透办公空间每八层为一结构体其通过BulidingConstruction·建筑构造分析·Commerzbank,FrankfurtamMain·六人组建筑社制作绿色空间八层结构体中庭采光通风室内绿化以螺旋式上升“花径”中庭该建筑平面为边长60米的等边三角形，其结构体系是以三角形顶点的三个独立框筒为“巨型柱”，通过八层楼高的钢框架为“巨型梁”连接而围成的巨型筒体系，具有极好的整体效应和抗推刚度，其中“巨型梁”产生了巨大的“螺旋箍”效应花园根据方位种植各种植物和花草,南面的花园是地中海风情柑桔树、橄榄树、香草、欧薄荷,西面的花园是北美洲风情草坪、枫树、石楠,位于东面的花园则是亚洲风情竹、木兰、绣球图,花园的设计将自然景观引人建筑内部,与内部环境相融合,赋予人造环境以自然的勃勃生机,令人宛如回归自然。这座世界上首座生态型高层塔楼位于法兰克福，当地气候温和，春秋季比较潮湿，夏季炎热，冬季寒冷，夏冬温差很大。1月份平均气温-1.5℃，7月份平均气温17.5℃。建筑热工分析。形体分析环三角形平面依次上升的四层高高架花园，使大厦又宛若三叶花瓣夹着一枝花茎。“花瓣”是办公区域，而“花茎”则是一个巨大的、自然通风的中庭多个4层高的空中花园沿着中庭螺旋而上，不仅为办公人员提供了舒适的绿色景观。同时，塔内每间办公室都设有可开启的窗以享受自然通风，从而避免了全封闭式办公建筑的昂贵开支。通风49层高的塔楼采用弧线围成的三角形平面，三个核(由电梯间和卫牛间组成)构成的三个巨型柱布置在三个角}，巨型柱之间架设空腹拱梁，形成三条无柱办公空间，其间围合出的三角形中庭，如同一个大烟囱。为了发挥其烟囱效应，组织好办公空间的自然通风，经风洞试验后，在三条办公空间中分别设置了多个空中花园。这些空中花园分布在三个方向的不同标高上，成为“烟囱”的进、出风口，有效地组织了办公空间自然通风。据测算，该楼的自然通风量可达60％。三角形平面又能最大限度地接纳阳光，创造良好的视野，同时又可减少对北邻建筑的遮挡。因此，大厦被冠以“生态之塔”、“带有空中花园的能量搅拌器”的美称。——利用高层建筑中庭拔风，实现内部热压通风。1）烟囱效应拔高中庭为了能够达到自然通风,采用了一个随气候变化调节的双层立面,它包括一个固定的外层高压吸热的单层玻璃,中间通气层和一个可开启的low-E中空玻璃窗。——可呼吸幕墙冬天——关闭盖板，双层皮间的空气在太阳辐射下可形成温度缓冲层，减少了室内外温差，进而可以降低建筑外立面的传热量。夏天——打开上下调节盖板，利用双层空腔内外温差形成的烟囱效应，通过对流带走空腔内蓄存的太阳辐射热，减少太阳辐射进入室内的热量。2）设置通风间层冬季：在寒冷的天气，计算机系统将关闭内层“皮肤”上的窗户，通过中庭来进行自然通风夏季：窗户打开，可以获得穿堂风，并加大室内风速遮阳1）玻璃自身遮阳——LOW-E玻璃大部分的热量都被隔绝的室外板面应与墙面有一定的距离，以使大部分热空气烟沿墙面排走.2）双层幕墙除了贯通的中庭和内花园的设计外，建筑外皮双层设计手法同样增加了该高层建筑的绿色性，外层是固定的单层玻璃，而内层是可调节的双层Low-E中空玻璃，两层之间是165毫米厚的中空部分，室外的新鲜空气可进入到此空间，当内层可调节玻璃窗打开时，室内不新鲜的空气也进入到这一中空部分，完成空气交换。。3）活动遮阳内遮阳在中空部分还附设了可通过室内调节角度的百页窗帘，炎热季节通过它可以阻挡阳光的直射，寒冷季节又可以反射更多的阳光到室内。具有易于调节、隔热、降噪、调节采光、不易被污染的特点。法兰克福商业银行大厦在其三角形内庭里，多个离地高度不同的空中花园在其周围环绕，令楼内工作的人员无论走到哪里，距离大片绿色植物的间隔都不会超出几个层面。绿化保温利用双层窗和中空玻璃增加玻璃空气间层作用，将窗户做成双框双玻窗、单框双玻窗（中空玻璃窗），减少导热传热。1）增加玻璃部分的保温能力2）镀膜玻璃玻璃表面镀一层或多层金属或金属氧化物，来反射红外热辐射，以减少辐射传热量，既能在冬季保存室内热量又能在夏季阻隔太阳辐射热。如与中空玻璃组合，则大大提高中空玻璃绝热性能。——低辐射（Low-E）中空玻璃。3）墙体外保温“世界上的一座活着的能自由呼吸的高层建筑。”“当员工下班离开时，告诉我们，他们没有疲惫感，这就是对我们的称赞，因为这意味着他们工作效率在提高，这比称这座大楼是伟大的建筑或是空中花园对我们来说更为重要”——诺曼福斯特总结生态环境设计，就是以人为本，创造出一个既接近自然又符合健康要求，并且舒适的人类生活与工作的空间。福斯特的空间生态设计表现在了法兰克福商业银行开放空间的组织与设计能最大限度地通风与自然采光。良好的建筑形态并未使造型凌驾于空间之上，而是充分考虑到了实用性和舒适性，处理好了空间关系。法兰克福商业银行已成为“高技派”、生态建筑和可持续性建筑的代表。它将绿色生态体系移植到了建筑内部，借助其自然景观价值成功软化了建筑的技术硬味，在视觉上与周围环境取得和谐，达到共生。同时协同机械调控系统．使建筑内部有良好的室内气候条件和较强的生物气候调节能力，创造出田园般的舒适环境。这座超高层集中式办公建筑中的自然景观，使城市高密度的生活方式与自然生态环境相融合。这是值得我们不断学习的。NO2瑞士再保险塔瑞士再保险塔位于英国伦敦“金融城”。绰号“腌黄瓜”，是一座玻璃外观的尖顶摩天大厦，这个子弹模样的房子，盖在伦敦内城，也就是伦敦金融城的中心地带，由赫赫有名的福斯特设计，就盖在他老人家业务上最大的竞争对手罗杰斯勋爵20年前设计的劳埃德大厦旁边。这座高180m，楼层41层,螺旋式外观，获得2004年的RIBA斯特林大奖，被誉为21世纪伦敦街头最佳建筑之一。是一座十分杰出的建筑物，不但外型优雅，而且讲求高科技与环保，可说是未来建筑的典范。周边环境瑞士再保险总部大楼位于伦敦市的中心地带，不远处就是由查德·罗杰斯设计的劳埃德大厦建筑简介福斯特强调瑞士再保险公司没有平面上的所谓轴线.。建筑采用如松果般自然生长螺旋结构除了底层商业入口和顶层餐厅，建筑各层平面是一组轴对称的渐变相似形，它们之间均以从底到顶的螺旋形结构暗色条带所确定的角度发生偏转，办公层中每一层的平面都由围绕核心均匀排布的6个分支组成。在一个标准的楼层平面中，瑞士再保险总部大楼的底层是一个大面积的公共广场，公众可以穿过广场进入大厦的服务和贸易中心。首层和二层是商场，标准层是办公空间，最顶的两层是360度的旋转餐厅和娱乐俱乐部。可以发现，光是在外型上，它圆弧形的设计，使底部和顶部渐渐收紧形成曲面，底层广场由此能够得到最多的日照。热工分析英国伦敦的气候温和，但在一年四季当中又会变化莫测，有时也会出现寒流等状况，因此也要考虑保暖问题。伦敦多雾，号称“雾都”。大厦每层的直径随大厦的曲度而变，它的中央有一个巨大的圆柱形主力场，作为大楼的重力支撑。大楼为旋转型设计，所以光线并非直接照射，光线由每层旋转型的楼层折照，有散热的功能。另一方面，新鲜的空气可以利用每层旋转的楼层空位，通便全座大楼。通风（1）烟囱效应图1.3-19在热压作用下的自然通风etH2hAA1h1t2P1P21中庭或风井通风——通过中庭或风井中热空气上升的烟囱效应作为驱动力，把室内热空气通过风井和中庭顶部的排气口排向室外。实际设计中，常用一些利用太阳能热作用的措施来加强热压。——主要利用热压进行自然通风原理办公区域幕墙由双层玻璃的外层幕墙和单层玻璃的内层幕墙所构成。在内外层之间是通风空道，并加有遮阳片。通风空道起到气候缓冲区的作用，减少额外的制冷与制热。（2）玻璃幕墙和通风间层大楼配备有由电脑控制的百叶窗，楼外安装有天气传感系统，可以监测气温，风速和光照强度，以方便在必要的时候自动开启窗户，引入新鲜空气。（3）电控百叶窗（4）生态螺旋暗色条带曲线形在建筑周围对气流产生引导，使其和缓地通过，这样的气流被建筑边缘锯齿形布局的内庭幕墙上的可开启窗扇所”捕获”．帮助实现自然通风；建筑周边气流被内庭幕墙的开启扇所捕获之后，在空气动力学曲线所带来的上下楼层间的风压差的驱动下。沿螺旋形排布的被分隔为1层或6层的内庭中盘旋而上。这样的自然通风手段可以使该建筑每年减少40%的空调使用量。所以立面上的6条深色的螺旋线所标示的是6条引导气流的通风内庭，明确地体现了建筑内部的逻辑。这些内庭的作用远不止一个大号通风井，它们同时也是该建筑得以使用自然光照明的采光井和使室内保持视觉上、感官上联系，打破层与层界限的共享空间。所以无论是在表皮，还是在建筑内每层平面的布局中．这样的螺旋状排布都扮演着极其重要的角色。为了更好地说明问题，有必要探究一下楼层平面布局六个三角形天井，作用是增加自然光的射入，而又因为大楼的旋转型设计，所以光线非直接照射，光线由每层旋转型的楼层折照，有通风、散热功能。（5）天井遮阳（1）玻璃的自身遮阳办公区域幕墙由双层玻璃的外层幕墙和单层玻璃的内层幕墙隔热但又隔可见光所构成，（2）电控百叶窗大楼配备有由电脑控制的百叶窗，楼外安装有天气传感系统，可以监测气温，风速和光照强度，以方便在必要的时候自动开启或关闭窗户，进行遮阳。保温采用双层玻璃幕墙以取得隔热保温的效果采用灰色隔热玻璃与高性能镀层有效减小太阳的辐射。玻璃幕墙模拟实验避免由于气流在高大建筑前受阻，在建筑周边产生的强烈下旋气流和强风。这正是很多高层建筑