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摘要： 本文经由2019年去新加坡考察，与2019年9月国优检查的工程实例，分析了生态建筑 幕墙的设计构思，关键节点 及相关施工特点，讲述了在绿色建筑技术 我国的发展及与新加坡的项目的优略比较。
关键词： 绿色建筑 、垂直绿化
新加坡伊迪特大厦由建筑师T R hamzah&yeang说：“垂直绿化不是简单地为建筑‘刷绿’。绿墙必须对建筑物的温度控制起到实际作用，对建筑设计元素和设计语言起到强化作用。与建筑设计完美融合的绿墙，必须同时考虑维护的方便性和安全性，必须有完善的灌溉系统。”建造新加坡伊迪特大厦建筑是为了振兴一个城市的非有机场所，那里的自然生态系统被完全破坏。设计用于零售展览和礼堂使用的建筑特点种植正面和植物梯田。该建筑的其他生态特征是，它有一个雨水收集系统，其中超过55%的灰水可以重复利用，污水可以循环利用，产生堆肥和生物气体燃料。通过太阳能电池板 系统，新加坡伊迪特大厦将获得能量。
垂直绿化又叫立体绿化，城市立体绿化是城市绿化的重要形式之一，是改善城市生态环境，丰富城市绿化景观重要而有效的方式。发展立体绿化，能丰富城区园林绿化的空间结构层次和城市立体景观艺术效果，有助于进一步增加城市绿量，减少热岛效应 ，吸尘、减少噪音和有害气体，营造和改善城区生态环境。还能保温 （词条“保温”由行业大百科提供） 隔热 ，节约能源，也可以滞留雨水，缓解城市下水、排水 压力。
景观被设计成绿色和蓝色基础设施层，融入建筑物，将居民与当今高度密集化的城市环境中的历史“标榜”乡村精神联系起来。
一、新加坡伊迪特大厦热带生态大楼案例介绍：
这是一栋预计在新加坡建筑的新型态环保大楼，它的名字是伊迪特大厦，就是热带环保设计大厦Ecological Design In The Tropics，由国际著名生态建筑设计T.R. Hamzah & Yeang Sdn Bhd事务所设计，其设计方案曾赢得了热带生态建筑设计大赛，位于新加坡滑铁卢路与中路交汇处。
新加坡伊迪特大厦全名“热带生态大楼”，由马来西亚 的建筑公司TR Hamzah & Yeang设计并建造。而此公司赋予EDITT的设计理念在于：持续的适应性和生态环境的改善。大楼将安装太阳能 （词条“太阳能”由行业大百科提供） 面板 充分利用热带凶猛的阳光，就像植物把污水转化成沼气和肥料一样。新加坡城可被称为热带生态森林，这样一株“植物建筑”可促进城区的生物品种数量的增加，并可以让人们在日常生活中多些接触大自然。
这里是一些技术资料：基本上大楼外墙一半的面积都将被当地品种的植物有次序的覆盖，并且结合“被动建筑”概念以保证大楼内的自然通风。而独特的公共入口斜坡把底层的餐馆、绿地、商店与上部的居住区紧密联系。同时考虑到未来的适应性，大楼的许多部分墙和地板是可拆卸和安装的。建筑师也充分考虑到新加坡以暴雨闻名，建筑自身可收集雨水并集中到灰水回收系统中，从而用来灌溉植物或者冲马桶，据估计，这套系统可以满足其自身55%的用水需求。
设计特点
我们的设计着手演示大厦设计的生态方法。除了满足客户对展览塔的计划要求(即用于零售，展览空间，礼堂用途等)之外，设计还具有以下生态响应：
对站点生态的回应
生态设计首先要研究场地的生态系统及其特性。任何不考虑场地这些方面的设计，本质上都不是生态方法。
一个有用的起点是查看与“生态系统层次结构”有关的站点(见下文)：
从这个等级上可以看出，这个地点是城市的“零文化”地点，本质上是一个被破坏的生态系统，几乎没有原始的表层土壤，动植物。设计方法是用有机物质修复土壤，以实现生态演替并平衡该城市场地的现有无机性。
该方案的独特设计特征在于种植良好的外墙和植被露台，其绿地面积近似于建筑物其余部分的总可用面积(即，建筑面积@ 6,033平方米)。
植被区域被设计为连续的，并在相连的景观坡道中从地平面 向上倾斜到最上层。该设计的种植面积为3,841平方米。这是总可用面积与植被总面积的比例1：0.5。
设计始于详细绘制地图，在该地点半径1英里范围内对本地种植进行标识，以识别要纳入设计的物种，这些物种不会与该地区的本地物种竞争。
EDITT大厦是一座生态型建筑，除了满足客户的要求，设置了零售空间、展览空间、会堂等，还遵循了很多生态要素。
从图上看，这座大厦所处场地是一个城市中的“零文化”区，而且生态系统基本破坏殆尽，只有一点原先的土壤和植被。为此，大厦形成一个有机体，继承并平衡了场地原有的生态要素。立面和平台都种植了常绿植物。这些种植区域是连续的，并以相连的景观坡道向上连接到最高层。种植面积达到了3841平方米，而总的使用面积为6033平方。
场所制作
摩天大楼 设计中至关重要的城市设计问题是街道活动与城市高层建筑 （词条“高层建筑”由行业大百科提供） 高层之间的空间连续性差。这是由于地板的物理分隔(摩天大楼类型固有的)。
城市设计涉及“场所营造”。在创建“垂直位置”时，我们的设计通过从街道向上向上的宽大的景观坡道，将“街道生活”带入建筑物的上部。坡道两旁都是街头活动：(前排，商店，咖啡馆，表演空间，观景台等)，直至前6层。
坡道作为“街道的垂直延伸”，从公共场所到较少公共场所形成连续的空间流动，从而消除了所有高层建筑类型固有的地板分层问题。添加了高级桥梁链接以连接到相邻建筑物，以提高城市连通性。
周围的景色
进行了“视图分析”，以使上层设计可以看到周围的环境。
“宽松合身”
通常，建筑物的使用寿命为100-150年，并且随着时间的推移会改变用途。这里的设计是“松配合”的，以便将来重复使用。功能包括：
• “天庭”(即可转换以用于将来的办公室使用)
• 可移动分区
• 可移动地板
•材料的 “机械结合”(相对于化学结合)，以促进将来的恢复。
• 灵活的设计(例如，最初是一处多用途的世博大楼，其未来用途可能是办公室[净可出租面积9,288平方米，效率为75%]或公寓)。
还准备了一套计划显示要转换为办公室使用，净效率为总地板效率的75%。
垂直美化
街道层面的植被向上盘旋，这是一个持续的生态系统，有利于物种迁移，从而带来了更加多样化的生态系统和更高的生
态系统稳定性 ，并促进了立面的环境降温。
如前所述，选择物种时不得与周围环境竞争。“植被百分比”代表该地区的景观特征。影响种植选择的因素有：
• 种植深度
• 光线质量
• 保养等级
• 访问
• 方向
• 防风墙/太阳能板 /特殊玻璃 （词条“特殊玻璃”由行业大百科提供）
种植理念
重新引用有机物质
生产模式：光伏系统 ：
循环水
塔中的水自给率(通过收集雨水和中水回用)为55.1%：
• 总建筑面积 = 6,032平方米。
•需 水量 = 20加仑/天/ 10平方米。总面积+ 10%浪费
• 总需求 =(6,032÷10 x 110%)x 20加仑= 13270每加仑/天= 每天 60.3立方米x 365天 =每年22,019立方米
• 雨水收集总面积 = 518平方米。
• 新加坡平均年降雨量 = 23.439m
• 总雨水收集量 =每年12,141立方米
• 水的自给率 = 12,141÷22,019 x 100 = 55.1
净水
雨水收集系统由“屋顶集水盘”和位于建筑物立面上的“扇贝”层组成，以收集从其侧面流出的雨水。水通过土壤床过滤器流过重力供水净水系统。
过滤后的水积聚在地下储罐中，然后泵送到上层储罐中以进行再利用(例如，用于植物灌溉和厕所冲水)。自来水仅用于满足饮用水需求。
污水回收
该设计优化了污水的回收和再循环：
• 估计污泥 = 230 / PE /天@3。每100平方米建筑面积的PE
• 建筑建筑面积 = 6,032平方米。
• 每天收集的污泥 = 230升x 6,032÷100 x 3 = 41,620.8升或41.62立方米/天= 15,190立方米/年
处理污水可产生堆肥(用于其他地方的肥料)或沼气燃料。
太阳能利用
光伏 用于更大的能量自给。
• 光伏电池 平均能量输出 = c。0.17 kWh平方米
• 每天的总日照时间 = 12小时
• 每日能量输出 = 0.17 x 12 = 2.04 kWh平方米。
• 光伏面积 = 855.25平方米。
• 日总发电量 = 1,744 kWh
• 估计能耗为0.097 kWh /sq.m。封闭式 &0.038 kWh / sq.m。未封闭 =(0.097 x 3,567平方米)+(0.038 x 2,465平
方米) = 439.7千瓦时
• 估计每日能耗 = 10小时x 439.7 = 4,397 kWh
• 自给率百分比为1,744÷4,397 = 39.7%
建材 回收和再利用
设计有一个内置的废物管理系统。可回收材料在每层都通过料斗在源头进行分离。这些废物被送到地下室的废物分离
器，然后通过回收垃圾进行回收再利用。
预期收集的可回收废物/年：
• 纸/纸板 = 41.5公吨
• 玻璃/陶瓷 = 7.0公吨
• 金属 = 10.4公吨
该建筑物设计为具有机械连接的材料连接及其结构连接，以便在建筑物使用寿命结束时方便将来的再利用和回收。
自然通风和“混合模式”维修
任何生态建筑的监测与评估服务模式的选项包括：
• 被动模式
• 后台(混合)模式
• 完整(专业)模式
这里的设计使用“混合模式” M&E服务优化了当地的生物气候响应。减少了机械空调和人工照明系统。带除雾器的吊扇用于低能耗舒适冷却 。
风用于通过“风墙”创造内部舒适条件，“风墙”
体现的能源和二氧化 碳
建筑物的嵌入式能量研究可用于指示建筑物对环境的影响。随后，可以估算出建筑材料 生产产生的二氧化碳排放量。设计的体现能量(由我们的专家准备)是：
能源影响与包含能相关的CO2排放。如果大多数能源与石油相关(有些天然气和电力)，则每GJ能源平均需要80千克 二氧化碳。这里的建筑物与c的排放有关。1.15万吨二氧化碳。
体能占总建筑面积的比值(GJ/m2 GFA)通常在6到8之间，但可能更多，取决于所使用的方法。设计的比率处于高端 @ 14.2 GJ/m2 GFA)，但与其他比率不同，因为使用具有高体现能量的太阳能电池 板将大大抵消在建筑寿命期内节省的运行能量。但是，所用的高体现能材料(例如铝 和钢)易于回收利用，因此在重复使用时将其体现能减半。用复合木地板卡盒替换混凝土 地板将减少c的体现能量。10,000 GJ。
由于它位于经常降下大雨的城市之中，所以它也具有收集雨水与家庭废水的设计，用来灌溉大楼周边的绿色植物与作为马桶冲水之用，整楝大楼约有55%的用水都是使用雨水与废水，十分节省水力。
设计初始阶段，建筑师详细绘制了本地植物在一英里范围内的分布图，并确认适合在大厦上种植的种类不会与本地物种产生冲突。
这栋大楼有26层楼高，但它最引以自豪的就是上面具有许多片太阳能板可以搜集能源，另外还有自然的通风设计，大楼四周也种满了植物作为隔热墙之用。这栋长满植物的摩天大楼，之所以如此设计是为了增加它的生物多样性，并藉此可回复当地的生态系统，增进绿化。EDITT Tower的四周几乎都被有机植物所包围，它可经由斜坡连接上面的楼层与下面的街道，这楝大楼也考虑到了未来的扩充性，很多墙壁与楼梯都是可以移动与拆除的。
EDITT大楼还具有以下的环保节能优点：
一、它具有855 平方米的太阳能板面积，可提供全建筑物39.7%的能源;
二、有生物沼气的生产设备 ，将排泄物经由细菌作用产生瓦斯与肥料，用于照明、烧热水、煮饭和帮植物施肥等;
三、它的建材将大量采用再生与可回收利用材料，甚至每一层楼也设计有资源回收的系统，可说是极致环保与绿化的大厦。
最后来看看它的平面图，其设计十分符合人们居住，还有附设咖啡吧可提供休闲之用。
二、株洲电机工程研究中心——在幕墙上做垂直绿化的样板
项目概况
1、工程名称:电机工程研究中心建设项目装饰装修工程。
①承建单位：设计单位：华南理工大学建筑设计研究院;监理单位：株洲九方工程建设监理咨询有限公司;施工单位：湖南金马装饰工程有限公司。
②承建范围：1、幕墙工程所在建筑的总建筑面积22407.68㎡，结构为框架 （词条“框架”由行业大百科提供） 型式，负1F高度为5.1m、1F-4F为4.5m、建筑防火 等级为一级、防雷 设计为二级、抗震设防烈度 为6级，建筑为中车株洲电机有限公司办公综合楼，位于株洲市石峰区田心高科园中车株洲电机有限公司厂区内。
2、幕墙工程概况
①该综合楼幕墙工程面积为31652.28㎡，主要由玻璃幕墙 、铝板幕墙 、铝格栅 、铝单板 吊顶 、垂直绿化骨架组成，其中玻璃幕墙面积为10638.08㎡;铝单板幕墙 为9668.91㎡;铝格栅幕墙3693.43㎡;铝单板 吊顶7165.08㎡;垂直绿化骨架制作856.78㎡。
②设计采用坚向条形分格，玻璃幕墙、铝单板幕墙、铝格栅幕墙组成，玻璃采用6LOW-e+12A+6㎜双钢化低辐射 中空玻璃 （词条“中空玻璃”由行业大百科提供） ，减少建筑能量的消耗，铝单板幕墙背后采用外墙保温 岩棉 与建筑墙体内保温结合，将阻档建筑内外的能量消耗，延长其消耗时间，满足其节能的设计效果。
③玻璃幕墙材料 ：主要采用凤铝生产粉末喷涂 T140系列型材 ;玻璃采用南玻原产原片LOW-e双钢化玻璃 。
④铝板 装饰材料 ：采用热镀锌 方管及热镀锌角钢 ，3.0㎜厚氟碳喷涂 铝板饰面。
亮点：幕墙垂直绿化点缀了整个幕墙外观，起到美观及节能环保 ;
幕墙外均有1.5米的挑檐，可有效遮挡阳光，同时有间隔1米的竖向铝格栅，有效降低了能耗;幕墙采用，节能环保。
绿植幕墙采用日本的铝矿 复合板 采用滴灌技术，检测湿度和温度正在实验中，荣获2019年中国建筑装饰 奖(幕墙类)。施工单位正为绿植幕墙工程做着大量实验数据。我们还有大量工作需要完成。
垂直绿化设计，是建筑更是景观，垂直绿化可以充分利用每一寸土地，优化我们的居住生态环境。它必将成为未来绿化的一种新趋势。
作者单位：天津奥福威工程管理咨询有限公司
专家介绍 刘玉琦
铝门窗幕墙委员会专家组
工作单位： 天津奥福威工程管理咨询有限公司
技术职称： 高级工程师
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