《德國(guó)法蘭克福商業(yè)銀行和瑞士再保險(xiǎn)塔的建筑熱工分析-諾曼福斯特》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《德國(guó)法蘭克福商業(yè)銀行和瑞士再保險(xiǎn)塔的建筑熱工分析-諾曼福斯特（43頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、1 德國(guó)法蘭克福商業(yè)銀行 2 瑞士再保險(xiǎn)塔 主要內(nèi)容 大師簡(jiǎn)介 建筑概況 通風(fēng) 熱工分析 遮陽(yáng) 保溫 設(shè)計(jì)師簡(jiǎn)介諾曼福斯特諾曼福斯特特別強(qiáng)調(diào)人類與自然的共同存在，而不是 互相抵觸，強(qiáng)調(diào)要從過(guò)去的文化形態(tài)中吸取教訓(xùn)，提倡那些適合人類生活形態(tài)需要的建筑方式。他使建筑形體在強(qiáng)調(diào)對(duì)材料和結(jié)構(gòu)率真表達(dá)的同時(shí)，重視建筑的人性表達(dá)；強(qiáng)調(diào)建筑與周圍環(huán)境 的和諧和與城市文脈的整合，賦予工業(yè)主義建筑以人文化 諾曼福斯特：建筑學(xué)學(xué)士（曼徹斯特大學(xué)），建筑學(xué)碩士（耶魯大學(xué)），英國(guó)皇家建筑師學(xué)會(huì)會(huì)員，國(guó)際上最杰出的建筑大師之一，被譽(yù)為“高技派”的代表人物，1999年第21屆普利策建筑獎(jiǎng)得主。 諾曼福斯特特別強(qiáng)調(diào)人類與自

2、然的共同存在，而不是互相抵觸，強(qiáng)調(diào)要從過(guò)去的文化形態(tài)中吸取教訓(xùn)，提倡那些適合人類生活形態(tài)需要的建筑方式。 其代表作品有：德國(guó)議會(huì)大廈、德國(guó)法蘭克福的商業(yè)銀行大樓 、德國(guó)商務(wù)促進(jìn)中心和遠(yuǎn)程技術(shù)中心 、香港匯豐銀行總部大樓 、法國(guó)加里藝術(shù)中心 、西班牙巴侖西亞會(huì)議中心等 生態(tài)思想 充分利用自然采光。 充分利用自然通風(fēng)。 空中花園 建筑遮陽(yáng)。 高效節(jié)能的外窗和幕墻系統(tǒng)。 地下蓄水層的循環(huán)利用。 NO.1 德國(guó)法蘭克福商業(yè)銀行整座大廈除非在極少數(shù)的嚴(yán)寒或酷暑天氣中，全部采用自然通風(fēng)和溫度調(diào)節(jié)，將運(yùn)行能耗降到最低，同時(shí)也最大程度地減少了空氣調(diào)節(jié)設(shè)備對(duì)大氣的污染。該建筑平面為邊長(zhǎng)60米的等邊三角形，其結(jié)構(gòu)

3、體系是以三角形頂點(diǎn)的三個(gè)獨(dú)立框筒為“巨型柱”，通過(guò)八層樓高的鋼框架為“巨型梁”連接而圍成的巨型筒體系，具有極好的整體效應(yīng)和抗推剛度，其中“巨型梁”產(chǎn)生了巨大的“螺旋箍”效應(yīng)。49層高的塔樓采用弧線圍成的三角形平面，三個(gè)核(由電梯間和衛(wèi)生間組成)構(gòu)成的三個(gè)巨型柱布置在三個(gè)角上，巨型柱之間架設(shè)空腹拱梁，形成三條無(wú)柱辦公空間，其間圍合出的三角形中庭，如同一個(gè)大煙囪。為了發(fā)揮其煙囪效應(yīng)， 組織好辦公空間的自然通風(fēng)，經(jīng)風(fēng)洞試驗(yàn)后，在三條辦公空間中分別設(shè)置了多個(gè)空中花園。這些空中花園分布在三個(gè)方向的不同標(biāo)高上，成為“煙囪”的進(jìn)、出風(fēng)口，有效地組織了辦公空間自然通風(fēng)。據(jù)測(cè)算，該樓的自然通風(fēng)量可達(dá)60%。三角

4、形平面又能最大限度地接納陽(yáng)光，創(chuàng)造良好的視野，同時(shí)又可減少對(duì)北鄰建筑的遮擋。因此，大廈被冠以“生態(tài)之塔”、“帶有空中花園的能量攪拌器”的美稱 Buliding Construction 建 筑 構(gòu) 造 分 析 Commerzbank,Frankfurt am Main 六 人 組 建 筑 社 制 作 三 個(gè) 幾 組 垂 直 交 叉 剛 梁 的 鋼 筋混 凝 土 核 心 筒 布 置 建 筑 的 交 通和 小 空 間 通 風(fēng) 采 光 的 中 庭 每 隔 十 二 層設(shè) 置 一 層 玻 璃 網(wǎng) 架 四 層 通 高 的 綠 色 休 息 空 間 內(nèi) 部 無(wú) 柱 的 通 透 辦 公 空 間 每八 層 為 一

5、 結(jié) 構(gòu) 體 其 通 過(guò) Buliding Construction 建 筑 構(gòu) 造 分 析 Commerzbank,Frankfurt am Main 六 人 組 建 筑 社 制 作 綠 色 空 間八 層 結(jié) 構(gòu) 體中 庭 采 光 通 風(fēng)室內(nèi)綠化以螺旋式上升“ 花 徑 ” 中 庭 該 建 筑 平 面 為 邊 長(zhǎng) 60米 的 等 邊 三 角 形 ， 其 結(jié) 構(gòu) 體 系 是 以 三 角 形 頂點(diǎn) 的 三 個(gè) 獨(dú) 立 框 筒 為 “ 巨 型 柱 ” ， 通 過(guò) 八 層 樓 高 的 鋼 框 架 為 “ 巨型 梁 ” 連 接 而 圍 成 的 巨 型 筒 體 系 ， 具 有 極 好 的 整 體 效 應(yīng)

6、和 抗 推 剛度 ， 其 中 “ 巨 型 梁 ” 產(chǎn) 生 了 巨 大 的 “ 螺 旋 箍 ” 效 應(yīng) 花 園 根 據(jù) 方 位 種 植 各種 植 物 和 花 草 , 南 面的 花 園 是 地 中 海 風(fēng) 情柑 桔 樹(shù) 、 橄 欖 樹(shù) 、 香草 、 歐 薄 荷 , 西 面 的花 園 是 北 美 洲 風(fēng) 情草 坪 、 楓 樹(shù) 、 石 楠 , 位 于 東 面 的 花 園 則 是亞 洲 風(fēng) 情 竹 、 木 蘭 、繡 球 圖 , 花 園 的 設(shè) 計(jì)將 自 然 景 觀 引 人 建 筑內(nèi) 部 , 與 內(nèi) 部 環(huán) 境 相融 合 , 賦 予 人 造 環(huán) 境以 自 然 的 勃 勃 生 機(jī) , 令 人 宛 如 回 歸

7、 自 然 。 這座世界上首座生態(tài)型高層塔樓位于法蘭克福，當(dāng)?shù)貧夂驕睾停呵锛颈容^潮濕，夏季炎熱，冬季寒冷，夏冬溫差很大。1月份平均氣溫-1.5，7月份平均氣溫17.5。建筑熱工分析。 形 體 分 析環(huán) 三 角 形 平 面 依 次 上 升 的 四 層高 高 架 花 園 ， 使 大 廈 又 宛 若 三葉 花 瓣 夾 著 一 枝 花 莖 。 “ 花 瓣 ”是 辦 公 區(qū) 域 ， 而 “ 花 莖 ” 則 是一 個(gè) 巨 大 的 、 自 然 通 風(fēng) 的 中 庭 多 個(gè) 4層 高 的 空 中 花 園 沿 著 中庭 螺 旋 而 上 ， 不 僅 為 辦 公 人 員提 供 了 舒 適 的 綠 色 景 觀 。 同

8、時(shí) ，塔 內(nèi) 每 間 辦 公 室 都 設(shè) 有 可 開(kāi) 啟的 窗 以 享 受 自 然 通 風(fēng) ， 從 而 避免 了 全 封 閉 式 辦 公 建 筑 的 昂 貴 開(kāi)支 。通風(fēng) 49層高的塔樓采用弧線圍成的三角形平面，三個(gè)核(由電梯間和衛(wèi)牛間組成)構(gòu)成的三個(gè)巨型柱布置在三個(gè)角，巨型柱之間架設(shè)空腹拱梁，形成三條無(wú)柱辦公空間，其間圍合出的三角形中庭，如同一個(gè)大煙囪。為了發(fā)揮其煙囪效應(yīng)，組織好辦公空間的自然通風(fēng)，經(jīng)風(fēng)洞試驗(yàn)后，在三條辦公空間中分別設(shè)置了多個(gè)空中花園。這些空中花園分布在三個(gè)方向的不同標(biāo)高上，成為“煙囪”的進(jìn)、出風(fēng)口，有效地組織了辦公空間自然通風(fēng)。據(jù)測(cè)算，該樓的自然通風(fēng)量可達(dá)60。三角形平面又

9、能最大限度地接納陽(yáng)光，創(chuàng)造良好的視野，同時(shí)又可減少對(duì)北鄰建筑的遮擋。因此，大廈被冠以“生態(tài)之塔”、“帶有空中花園的能量攪拌 器”的美稱。 利 用 高 層 建 筑 中 庭 拔 風(fēng) ， 實(shí) 現(xiàn) 內(nèi) 部 熱 壓通 風(fēng) 。1）煙囪效應(yīng)拔 高 中 庭 為了能夠達(dá)到自然通風(fēng), 采用了一個(gè)隨氣候變化調(diào)節(jié)的雙層立面, 它包括一個(gè)固定的外層高壓吸熱的單層玻璃, 中間通氣層和一個(gè)可開(kāi)啟的low-E中空玻璃窗?？?呼 吸 幕 墻 冬 天 關(guān) 閉 蓋 板 ， 雙 層 皮 間 的 空 氣 在 太陽(yáng) 輻 射 下 可 形 成 溫 度 緩 沖 層 ， 減 少 了 室內(nèi) 外 溫 差 ， 進(jìn) 而 可 以 降 低 建 筑 外 立

10、面 的傳 熱 量 。 夏 天 打 開(kāi) 上 下 調(diào) 節(jié) 蓋 板 ， 利 用 雙 層 空 腔 內(nèi) 外 溫 差 形 成 的 煙 囪 效 應(yīng) ， 通 過(guò) 對(duì) 流帶 走 空 腔 內(nèi) 蓄 存 的 太 陽(yáng) 輻 射 熱 ， 減 少 太陽(yáng) 輻 射 進(jìn) 入 室 內(nèi) 的 熱 量 。 2）設(shè)置通風(fēng)間層 冬季：在寒冷的天氣，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將關(guān)閉內(nèi)層“皮膚”上的窗戶，通過(guò)中庭來(lái)進(jìn)行自然通風(fēng)夏季：窗戶打開(kāi)，可以獲得穿堂風(fēng)，并加大室內(nèi)風(fēng)速 遮陽(yáng)1）玻璃自身遮陽(yáng)LO W-E玻璃 大 部 分 的 熱 量 都 被 隔 絕 的 室 外 板 面 應(yīng) 與 墻 面 有 一 定 的 距 離 ， 以 使 大 部 分 熱空 氣 煙 沿 墻 面 排

11、走 .2）雙層幕墻 除了貫通的中庭和內(nèi)花園的設(shè)計(jì)外，建筑外皮雙層設(shè)計(jì)手法同樣增加了該高層建筑的綠色性，外層是固定的單層玻璃，而內(nèi)層是可調(diào)節(jié)的雙層Low-E中空玻璃，兩層之間是165毫米厚的中空部分，室外的新鮮空氣可進(jìn)入到此空間，當(dāng)內(nèi)層可調(diào)節(jié)玻璃窗打開(kāi)時(shí)，室內(nèi)不新鮮的空氣也進(jìn)入到這一中空部分，完成空氣交換。 3）活動(dòng)遮陽(yáng) 內(nèi)遮陽(yáng)n在中空部分還附設(shè)了可通過(guò)室內(nèi)調(diào)節(jié)角度的百頁(yè)窗簾，炎熱季節(jié)通過(guò)它可以阻擋陽(yáng)光的直射，寒冷季節(jié)又可以反射更多的陽(yáng)光到室內(nèi)。 n 具 有 易 于 調(diào) 節(jié) 、 隔 熱 、 降 噪 、 調(diào)節(jié) 采 光 、 不 易 被 污 染 的 特 點(diǎn) 。 法蘭克福商業(yè)銀行大廈在其三角形內(nèi)庭里，多

12、個(gè)離地高度不同的空中花園在其周圍環(huán)繞，令樓內(nèi)工作的人員無(wú)論走到哪里，距離大片綠色植物的間隔都不會(huì)超出幾個(gè)層面。綠化 保溫利 用 雙 層 窗 和中 空 玻 璃 增 加 玻 璃空 氣 間 層 作 用 ，將 窗 戶 做 成 雙框 雙 玻 窗 、 單框 雙 玻 窗 （ 中空 玻 璃 窗 ） ， 減 少 導(dǎo) 熱 傳 熱 。 1） 增 加 玻 璃 部 分 的 保 溫 能 力 2） 鍍 膜 玻 璃 玻 璃 表 面 鍍 一 層 或 多層 金 屬 或 金 屬 氧 化 物 ， 來(lái)反 射 紅 外 熱 輻 射 ， 以 減 少輻 射 傳 熱 量 ， 既 能 在 冬 季保 存 室 內(nèi) 熱 量 又 能 在 夏 季阻 隔 太

13、 陽(yáng) 輻 射 熱 。 如 與 中空 玻 璃 組 合 ， 則 大 大 提 高中 空 玻 璃 絕 熱 性 能 。低 輻 射 （ Low-E）中空 玻 璃 。 3） 墻 體 外 保 溫 “世界上的一座活著的能自由呼吸的高層建筑。”“ 當(dāng) 員 工 下 班 離 開(kāi) 時(shí) ， 告 訴 我 們 ， 他 們 沒(méi) 有疲 憊 感 ， 這 就 是 對(duì) 我 們 的 稱 贊 ， 因 為 這 意 味著 他 們 工 作 效 率 在 提 高 ， 這 比 稱 這 座 大 樓 是偉 大 的 建 筑 或 是 空 中 花 園 對(duì) 我 們 來(lái) 說(shuō) 更 為 重要 ” 諾曼福斯特 總結(jié) 生態(tài)環(huán)境設(shè)計(jì)，就是以人為本，創(chuàng)造出一個(gè)既接近自然又符合

14、健康要求，并且舒適的人類生活與工作的空間。福斯特的空間生態(tài)設(shè)計(jì)表現(xiàn)在了法蘭克福商業(yè)銀行開(kāi)放空間的組織與設(shè)計(jì)能最大限度地通風(fēng)與自然采光。良好的建筑形態(tài)并未使造型凌駕于空間之上，而是充分考慮到了實(shí)用性和舒適性，處理好了空間關(guān)系。法蘭克福商業(yè)銀行已成為“高技派”、生態(tài)建筑和可持續(xù)性建筑的代表。它將綠色生態(tài)體系移植到了建筑內(nèi)部，借助其自然景觀價(jià)值成功軟化了建筑的技術(shù)硬味，在視覺(jué)上與周圍環(huán)境取得和諧，達(dá)到共生。同時(shí)協(xié)同機(jī)械調(diào)控系統(tǒng)使建筑內(nèi)部有良好的室內(nèi)氣候條件和較強(qiáng)的生物氣候調(diào)節(jié)能力，創(chuàng)造出田園般的舒適環(huán)境。這座超高層集中式辦公建筑中的自然景觀，使城市高密度的生活方式與自然生態(tài)環(huán)境相融合。這是值得我們不

15、斷學(xué)習(xí)的。 NO2 瑞士再保險(xiǎn)塔瑞士再保險(xiǎn)塔位于英國(guó)倫敦“金融城”。綽號(hào)“腌黃瓜”，是一座玻璃外觀的尖頂摩天大廈，這個(gè)子彈模樣的房子，蓋在倫敦內(nèi)城，也就是倫敦金融城的中心地帶，由赫赫有名的福斯特設(shè)計(jì)，就蓋在他老人家業(yè)務(wù)上最大的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手羅杰斯勛爵20年前設(shè)計(jì)的勞埃德大廈旁邊。 這座高180m，樓層41層,螺旋式外觀，獲得2004年的RIBA斯特林大獎(jiǎng)，被譽(yù)為21世紀(jì)倫敦街頭最佳建筑之一。是一座十分杰出的建筑物，不但外型優(yōu)雅，而且講求高科技與環(huán)保，可說(shuō)是未來(lái)建筑的典范。 周邊環(huán)境瑞士再保險(xiǎn)總部大樓位于倫敦市的中心地帶，不遠(yuǎn)處就是由查德羅杰斯設(shè)計(jì)的勞埃德大廈 建筑簡(jiǎn)介 福斯特強(qiáng)調(diào)瑞士再保險(xiǎn)公司沒(méi)有平

16、面上的所謂軸線.。建筑采用如松果般自然生長(zhǎng)螺旋結(jié)構(gòu)除了底層商業(yè)入口和頂層餐廳，建筑各層平面是一組軸對(duì)稱的漸變相似形，它們之間均以從底到頂?shù)穆菪谓Y(jié)構(gòu)暗色條帶所確定的角度發(fā)生偏轉(zhuǎn)，辦公層中每一層的平面都由圍繞 核心均勻排布的6個(gè)分支組成。在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的樓層平面中， 瑞士再保險(xiǎn)總部大樓的底層是一個(gè)大面積的公共廣場(chǎng)，公眾可以穿過(guò)廣場(chǎng)進(jìn)入大廈的服務(wù)和貿(mào)易中心。首層和二層是商場(chǎng)，標(biāo)準(zhǔn)層是辦公空間，最頂?shù)膬蓪邮?60度的旋轉(zhuǎn)餐廳和娛樂(lè)俱樂(lè)部?？梢园l(fā)現(xiàn)，光是在外型上，它圓弧形的設(shè)計(jì)，使底部和頂部漸漸收緊形成曲面，底層廣場(chǎng)由此能夠得到最多的日照。 熱工分析英國(guó)倫敦的氣候溫和，但在一年四季當(dāng)中又會(huì)變化莫測(cè)，有時(shí)也

17、會(huì)出現(xiàn)寒流等狀況，因此也要考慮保暖問(wèn)題。倫敦多霧，號(hào)稱“霧都”。 大廈每層的直徑隨大廈的曲度而變，它的中央有一個(gè)巨大的圓柱形主力場(chǎng)，作為大樓的重力支撐。大樓為旋轉(zhuǎn)型設(shè)計(jì)，所以光線并非直接照射，光線由每層旋轉(zhuǎn)型的樓層折照，有散熱的功能。另一方面，新鮮的空氣可以利用每層旋轉(zhuǎn)的樓層空位，通便全座大樓。通風(fēng)（1）煙囪效應(yīng) 圖 1.3-19 在 熱 壓 作 用 下 的 自 然 通 風(fēng)et H 2h AA 1h 1t 2P 1P2 1中庭或風(fēng)井通風(fēng)通 過(guò) 中 庭 或 風(fēng) 井 中 熱 空 氣 上升 的 煙 囪 效 應(yīng) 作 為 驅(qū) 動(dòng) 力 ， 把 室 內(nèi) 熱 空 氣 通 過(guò) 風(fēng)井 和 中 庭 頂 部 的 排

18、氣 口 排 向 室 外 。 實(shí) 際 設(shè) 計(jì) 中 ，常 用 一 些 利 用 太 陽(yáng) 能 熱 作 用 的 措 施 來(lái) 加 強(qiáng) 熱壓 。 主 要 利 用 熱 壓 進(jìn) 行 自 然 通 風(fēng)原 理 辦公區(qū)域幕墻由雙層玻璃的外層幕墻和單層玻璃的內(nèi)層幕墻所構(gòu)成。在內(nèi)外層之間是通風(fēng)空道，并加有遮陽(yáng)片。通風(fēng)空道起到氣候緩沖區(qū)的作用，減少額外的制冷與制熱。（2）玻璃幕墻和通風(fēng)間層 大樓配備有由電腦控制的百葉窗，樓外安裝有天氣傳感系統(tǒng)，可以監(jiān)測(cè)氣溫，風(fēng)速和光照強(qiáng)度，以方便在必要的時(shí)候自動(dòng)開(kāi)啟窗戶，引入新鮮空氣。（3）電控百葉窗 （ 4） 生 態(tài) 螺 旋 暗 色 條 帶 曲線形在建筑周圍對(duì)氣流產(chǎn)生引導(dǎo)，使其和緩地通過(guò)，

19、這樣的氣流被建筑邊緣鋸齒形布局的內(nèi)庭幕墻上的可開(kāi)啟窗扇所”捕獲”幫助實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)；建筑周邊氣流被內(nèi)庭幕墻的開(kāi)啟扇所捕獲之后，在空氣動(dòng)力學(xué)曲線所帶來(lái)的上下樓層間的風(fēng)壓差的驅(qū)動(dòng)下。沿螺旋形排布的被分隔為1層或6層的內(nèi)庭中盤旋而上。這樣的自然通風(fēng)手段可以使該建筑每年減少40%的空調(diào)使用量。所以立面上的6條深色的螺旋線所標(biāo)示的是6條引導(dǎo)氣流的通風(fēng)內(nèi)庭，明確地體現(xiàn)了建筑內(nèi)部的邏輯。這些內(nèi)庭的作用遠(yuǎn)不止一個(gè)大號(hào)通風(fēng)井，它們同時(shí)也是該建筑得以使用自然光照明的采光井和使室內(nèi)保持視覺(jué)上、感官上聯(lián)系，打破層與層界限的共享空間。所以無(wú)論是在表皮，還是在建筑內(nèi)每層平面的布局中這樣的螺旋狀排布都扮演著極其重要的角色。為

20、了更好地說(shuō)明問(wèn)題，有必要探究一下樓層平面布局 六個(gè)三角形天井，作用是增加自然光的射入，而又因?yàn)榇髽堑男D(zhuǎn)型設(shè)計(jì)，所以光線 非直接照射，光線由每層旋轉(zhuǎn)型的樓層折照，有通風(fēng)、散熱 功能。 （5）天井 遮陽(yáng)（1）玻璃的自身遮陽(yáng) 辦公區(qū)域幕墻由雙層玻璃的外層幕墻和單層玻璃的內(nèi)層幕墻隔 熱 但 又 隔 可 見(jiàn) 光所構(gòu)成， （2）電控百葉窗大樓配備有由電腦控制的百葉窗，樓外安裝有天氣傳感系統(tǒng)，可以監(jiān)測(cè)氣溫，風(fēng)速和光照強(qiáng)度，以方便在必要的時(shí)候自動(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉窗戶 ，進(jìn)行遮陽(yáng)。 保溫 采用雙層玻璃幕墻以取得隔熱保溫的效果采用灰色隔熱玻璃與高性能鍍層有效減小太陽(yáng)的輻射。玻璃幕墻 模擬實(shí)驗(yàn)避免由于氣流在高大建筑前受阻， 在建筑周邊產(chǎn)生的強(qiáng)烈下旋氣流和強(qiáng)風(fēng)。這正是很多高層建筑周邊環(huán)境惡劣的重要原因。福斯特具體入微地實(shí)踐了對(duì)周邊環(huán)境的關(guān)照，盡力減小巨大建筑物給人帶來(lái)的不適。出于這樣的原因，其形態(tài)經(jīng)過(guò)電腦模擬和風(fēng)洞試驗(yàn)，由空氣動(dòng)力學(xué)決定 生態(tài)的設(shè)計(jì)是非?？茖W(xué)的，而不是常規(guī)的設(shè)計(jì)，多關(guān)乎于美學(xué)，那樣隨性總結(jié)