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建筑学专业毕业设计论文
编号：
20133712080720
本科毕业设计说明书
断裂的巨石
——驻马店市工商局食品商品检测中心建筑设计方案四
院系：
建筑工程学院
姓名：
栗鹏
学号：
**********
专业：
建筑学
年级：
2008级
指导教师：
***
职称：
高级工程师
完成日期：
2013年5月20日
摘要
中国的夏热冬冷地区气候变化极端，建筑生态策略无法简单采用其他区域解决方法。
本案旨在探讨通过建筑表皮与腔体空间生态策略来达到以高效低耗的方式改善夏热冬冷地区室内微气候环境的可行性研究。
期望能在理论研究的基础上，提出行之有效的建筑多层表皮与建筑腔体协同设计的绿色策略并将其付诸实践。
力图通过一个设计构筑起一种系统化的设计方法，以及具有针对性的设计模式和设计方法，将建筑内外层的环境资源利用与建筑设计有机地联系起来。
使得建筑最大限度的接近自然，探索建筑空间节能设计新的模式，以达到改善办公建筑环境、节约能耗的目的。
关键词：
夏热冬冷地区；多层表皮；建筑腔体；建筑节能
Abstract
China'ssummerandcoldwinterextremeclimatechange,buildingecologicalpolicycannotsimplyadoptotherregionalsolutions.Toinvestigatethecasewiththecavitythroughthebuildingskinspacestrategytoachieveecologicalwaytoimproveefficiencyandlowconsumptioninhotsummerandcoldwinterareaindoormicro-climateofthefeasibilitystudy.Expectthatthetheoreticalstudybasedontheproposedmulti-storeybuildingeffectivecavityepidermiscollaborativedesignandconstructionofthegreenpolicyandputitintopractice.Soughtinadesignandconstructasystematicdesignmethodology,aswellastargeteddesignpatternsanddesignmethods,theinnerandouterlayersofthearchitectureandarchitecturaldesignenvironmentalresourceuseorganicallylinked.Makesmaximumbuildingclosetonatureandexplorearchitecturalspacesavingdesignnewmodels.Deepintothespecificexchangeofindoorandoutdoorspace,inordertoachieveimprovedofficebuildingenvironment,saveenergyconsumption.
Keywords:
Hotsummerandcoldwinterarea;Layersofskin;Buildingcavity;Buildingenergyconservation
引言
办公建筑作为一个重要的建筑类型，从古至今备受关注，占据了社会与其数量不成正比的资源配额，而且它也肩负着引领社会理性价值观的重任。
但由于办公建筑是城市发展过程中的重要建筑，经常被业主或者建筑师冠以“标志”的头衔，所以更多的情况下，对建筑立面与造型的关注远远超越了建筑的其它方面。
如何把办公建筑设计从“经济、坚固、美观”向绿色生态的方向推进，融入可持续的发展观，继而形成建筑设计手法与绿色建筑设计策略的融合，并最终达到既能实现建筑师对于艺术的追求，又能面对日益严重的能源和生态危机，并对自然环境作出应有的尊重与利用，将是新时代的建筑师面临的重要挑战和抉择。
1概述
1.1研究目的
办公建筑是公共建筑中的十分普遍的一种建筑类型，由于建筑本身设计的多样性及其功能的复杂性，能耗远大于住宅。
同时当今的绝大部分建筑被定义为形象设计，忽视了建筑的根本目的是为使用者在外界气候环境中提供一个舒适的内部环境。
因此办公建筑对于能源和环境的影响较大。
所以本次设计通过把建筑设置建筑腔体与建筑表皮协同作用，结合运用自己所学的建筑设计原理、建筑规范等方面的知识创造一个造型新颖、节能生态的办公建筑，打破传统办公建筑形式，改变建筑单调沉闷的内部空间和高能耗的资源浪费。
以达到运用绿色生态理论以及策略节约能耗的目的。
1.2研究意义
如何使建筑不仅满足人们的使用要求，还能与自然共生，而不是使用消耗不可再生的能源并排出废弃物的机械设备。
通过对建筑空间、形态的塑造及细部构造的围合来达到改善室内热舒适度的目的的设计策略，从而增强对于生态建筑和可持续性发展建筑的理解和认识。
综合以上分析，本设计的研究具有以下几方面的意义:
（l）提高建筑对于自然界可再生资源的利用效率，节省储量有限的不可再生资源。
（2）减少对矿物能源的使用降低污染排放，保护环境;
（3）在节省能源、保护环境的前提下减少对于空调的依赖，从而降低建筑的运行费用以及城市的热岛效应同时改善建筑的室内微气候环境，提高室内空间的热舒适度;
（4）通过建筑围合的空间改善建筑室内热舒适度的研究方法，改变以往一味依赖于机械设备的模式，创造出结合当地气候特征与环境和谐共生的建筑空间。
1.3绿色建筑的发展现状
20世纪初，随着西方社会生产力的快速进步，现代主义建筑无论在理论上还是在工程实践中都取得了长足的发展，同样建筑大师们也表现出了对自然环境和地域气候的充分尊重，并使之成为现代主义建筑设计理念的一个基点。
1.3.1国内绿色建筑的发展现状
目前，我国的绿色建筑研究与实验主要集中在大学和研究所。
其中清华大学是国内进行绿色建筑与生态节能研究的先行者，也是国内的领路者。
进入20世纪90年代后期，清华大学建筑学院进行了大量绿色建筑、生态建筑、节能建筑方面的研究，并取得了许多关于“气候”、“生态”的研究成果和相关的设计实践，进而将范围扩展到生态城市领域。
同济大学在这方面也获得了很多成绩，这些研究或基于实践探索，或基于实例分析，基本代表了国内绿色建筑研究的主流方向。
国家发布了一系列建筑节能规范，然而规范的标准与发达国家相比起点很低，我国在绿色建筑上需要做的努力还很漫长。
国家制定的促进绿色建筑发展的法规由于政策的滞后效应，推动的作用受到了很多因素的阻力。
1.3.2国际绿色建筑的发展现状
在印度，针对干热气候下的建筑遮阳和通风问题，查尔斯·柯里亚提出了“开敞空间”和“管式住宅”两项命题。
前者体现出他执著于有阴影的户外或半户外空间更适合于干热地区公共活动的理念;“管式住宅”则把烟囱效应应用于剖面设计中并加以改造，使之在不同季节之间具有可调节的“管式住宅”能力，既能在低层高密度的住宅群中创造了小尺度的户内外阴影空间，又解决了室内空气流通的问题，并由此产生了直接反映当地气候特征的建筑形象。
日本建筑大师伊东丰雄在建筑实践中多次用到“管道”的设计概念他们是建筑中自然要素的输送载体，从而使建筑深层融入自然，具有“建筑腔体”生态调节功能。
总的来看，可被广泛运用的绿色设计策略和可实际操作的绿色设计方法依然是阻碍绿色建筑发展的瓶颈，国内研究相对单薄，数量与质量均不能与国外发达国家相比。
这样的情形下，绿色建筑在国内还有很长的路要走。
当然，从业建筑师的教育背景与继续教育，同样受制于绿色建筑的发展和推广，进而影响了绿色建筑的实践，从我国的建设现状来看，绿色建筑的实践数量与我国当前的建设规模还有很大差距。
2设计任务和要求
2.1项目背景
驻马店市北部高新技术开发区是驻马店市城市规划的新兴与重点区域，是整个城市的核心地带，集约新区行政中心、商务中心、文娱中心、科教中心及城市绿核，未来存在无限的发展潜力。
为了适应经济的快速发展，加快推动驻马店市食品商品质量安全检测能力建设，保障食品商品质量安全，促进行业健康发展，驻马店市工商局拟兴建驻马店市工商局食品商品检测中心。
驻马店市工商局食品商品检测中心项目位于城市北部高新技术开发区骏马路与纬一支路交汇处，与市委办公楼隔路相望，地块东西长122.4m,南北宽98.3m,东侧和南侧分别邻骏马路和纬一支路，骏马路宽30米，纬一支路宽36米，地块西侧和北侧为城市建设用地。
在用地范围内地势平坦，项目占地10975㎡。
基地用地规整，地形平坦。
基地南边有美丽的冷水河经过，环境优美,形成市政核心办公区景观区域。
图1建筑用地
周边环境可以利用自然资源较多。
（如图1所示）2.2设计要求
首先，本项目规模较大，地处新城核心区域，所以在做本方案时有意将其设计成本区域的核心标志性建筑物，显示驻马店的时代风貌；合理利用现有资源，注重项目开发的可实施性及项目开发的整体性；把建筑营造成为有品质、符合地方文化、满足办公需求、具有天中文化特色的高层政府办公楼；体现政府办公楼特质的同时，注重成本的控制。
其次，我在大学学习过程中不断积累建筑法规、规范和一些相应的建筑标准知识，尤其是一些强制性规范和标准，对本次方案设计具有重要的指导意义。
建筑设计除了应满足相关的建筑标准、规范等要求之外，原则上还应符合以下要求：
满足建筑功能要求，符合所在地规划发展的要求并具有良好的视觉效果，采用合理的技术措施，提供在投资计划所允许的经济范畴内运作的可行性。
再次，本设计的主要内容是高层办公楼设计，驻马店市工商局食品商品检测中心属于行政办公建筑。
作为办公空间设计，要在平面设计中自始至终遵循实用、功能需求和人性化管理充分结合的原则。
在设计中，结合办公需求和工作流程，科学合理的划分职能区域，考虑员工与领导之间、职能区域之间的相互交流时采用中庭交流空间。
引入“建筑表皮与腔体”概念，材料运用简洁大方，耐磨环保的现代材料。
在采光上使用中庭自然采光和全局照明，满足办公的需要。
经过精心的设计，建筑内部空间在满足各种办公需要的同时，形体上简洁、大方、美观，充分体现出政府办公楼的现代化形象和时代感特征。
2.3区位分析
驻马店市位于河南省中南部古为交通要冲，因历史上南来北往的信使、官宦在此驻驿歇马而得名。
总面积1.5万平方公里，占全省的8.8%，现辖西平、遂平、上蔡、汝南、平舆、新蔡、正阳、确山、泌阳九县及驿城区，190个乡镇和街道办事处，是全国最早的乡镇企业东西合作示范区，也是武汉经济协作区成员单位之一。
2.4文脉分析
驻马店历史悠久，人杰地灵，名胜古迹众多，自然风光秀美。
这里是华夏文明的重要发祥地之一，是中华民族的人文始祖盘古创世纪活动的核心区域，是轩辕黄帝的夫人嫘祖的故乡，是战国时期闻名天下的兵器制造中心。
同时也有丰富的历史文化。
这里是盘古文化、梁祝文化、重阳文化、车舆文化、嫘祖文化和冶铁铸剑文化的发源地，泌阳、汝南、上蔡、平舆、西平分别被命名为“中国盘古圣地”、“中国梁祝文化之乡”、“中国重阳文化之乡”、“中国车舆文化之乡”、“中国嫘祖文化之乡”和“中国冶铁铸剑文化之乡”。
悠久的历史、深厚的文化底蕴和多样的地貌，构成了驻马店境内独具魅力的自然、人文景观，北有《西游记》的外景拍摄地、被誉为“中原盆景”、“天然石林”的国家地质公园嵖岈山；南有碧波万顷、山水一色的国家森林公园薄山湖；西有层峦叠翠、风景秀美的铜山；东有渔舟唱晚、雁鸭翔集的亚洲最大的平原人工湖宿鸭湖和佛教寺院南海禅寺。
通过对以上的文脉归纳提取选取最有特色的“盘古开天辟地”典故和素有“天然石林”的国家地质公园嵖岈山为基调。
得出“断裂”和“巨石”这两个符合场地概况和个性的关键词。
彰显出现代办公建筑的活力和激情，体现出为了适应经济的快速发展，加快推动驻马店市食品商品质量安全检测能力建设，保障食品商品质量安全，促进行业健康发展的决心，应用现代建筑语汇和处理手法，在设计过程中体现以上文脉和特色。
3设计原则
根据建筑所在区域场所精神，将现代建筑设计中运用的高新技术和驻马店的地方风格结合起来，重塑驻马店现代、文明的形象；根据城市肌理与周边环境启示，塑造建筑和环境相互融会贯通的空间特征，使建筑空间关系和谐完美，尤其是重视建筑场地空间与城市空间的连接，为城市提供公共活动空间；进行总体构思与环境、空间、地形、功能、流线、视觉、型体等综合分析，推断出空间、功能、场地等的组织方式；注重处理大型公共建筑的功能关系与分区、空间组合、流线组织、结构选型、设备空间布置、建筑防火、建筑造型等问题；努力探寻大型公共建筑的风格与形式；把握高层建筑美学艺术，对高层建筑的形体进行创意加工和整体造型的塑造，方案从一定的创作意图和形体加工出发，运用“雕刻”、“塑造”及“重构”等艺术的基本表现手法，通过光这一媒介造成明与暗、虚与实、光与影的强烈对比，从而呈现出的富有表现力的体积感、体量感，从而创造出新奇感、独创性、达到惊人的效果，展示现代建筑独特的魅力。
4方案设计
4.1方案背景
当经济水平发展到一定程度时，高层办公楼的安全、技术、外观形象、办公空间等方面的要求均能得到很好的满足，于是人们对建筑的期许也从“坚固、实用、美观”提升到对建筑整体环境品位和绿色生态的关注。
4.2方案场地设置
总平面布置时先从构成整个场地框架的道路交通开始，确定主次出入口位置，以道路为骨架练习各规划因子，因为道路是联系各种规划因子的纽带，一般能自然生成出良好的空间环境。
同时注意通风采光等自然因素。
基地内道路分工明确，主次分明。
根据道路服务对象的主次关系确定道路不同的使用性质和不同的作用，确定建筑的主次道路和主次出入口。
办公楼主入口位于人流量大、基础设施完善的城市主道路上，其主要功能是供公众人员出入，位置显著、突出、道路宽敞。
（如图2所示）次入口为办公人员出入。
图2流线分析图
根据道路具有的导向作用，利用其等级主次分明和不同使用人群，将人流或车流引向欲达目的地，还可以利用道路引导人们达到不同的场所空间或到达不同的景观区。
根据道路具有的流动感特征，创造空间上的步移景异的效果。
本案主次出入口的设置充分结合地形，东侧为骏马路人流较多，南侧为纬一支路，根据人流、车流量的多少合理开设主次出入口和车辆出入口，合理布局各个功能分区，合理设计各种流线关系。
4．3功能流线分析
本方案平面功能分区是将各部分建筑按照不同的功能要求进行分类，将性质相同、功能相近、联系密切、对环境要求一致的部分划分在一起，组成不同的功能区，各区相对独立并通过腔体空间交融成为一个有机的整体。
进行总平面设计时，做到了各区之间相互联系。
既考虑到了与各部分之间有较方便的联系又满足了各个分区有相对的独立性，避免干扰，并适当分隔。
室内用房与室外场地的布置上，通过交通组织，合理布置出入口。
方案总平面流线清晰、明确，主要出入口设置在骏马路上，为公众人员的出入流线；次入口设置在纬一路上，为办公人员的出入流线；车辆地下车库有单独的出入口，保证人流和车流的流线不交叉影响。
按照高层建筑消防要求，设置环形消防车道，保证建筑的防火疏散等要求。
按照任务书要求，功能安排上设置餐饮区、检测区、办公区、娱乐区等功能块，功能分区按照动静分区、洁污分区、主次分区的原则，合理组织各个功能块，作为本案主体建筑的办公区采用坐北朝南的良好朝向，拥有良好的通风、采光和景观朝向，创造了愉悦舒适的办公空间。
为方便办公人员对外服务，避免了外来检测人员与办公人员的流线交叉，将服务大厅设置在建筑一楼位置。
本案餐饮区是专为内部人员服务的，同时餐饮部分会产生油烟和垃圾，所以把餐饮部分设置在了娱乐区的北边。
就餐区周围景观优美，环境也较好（如图3所示）。
建筑内部餐饮区、办税区、办公区、娱乐区各个不同功能空间之间流线明确、互不交叉，并且各部分相互之间又紧密相连。
图3功能分区图
4．4景观分析
本方案设计在基地上设计了两个主景观轴，入口广场景观由三个下沉游园组成的，下沉游园往外依次是三圈不同色彩的植物花卉，富有现代气息。
在办公楼区和餐饮区之间设置了庭院景观，庭院是开敞式的，包括休闲座椅、景观亭、汀步等建筑小品，使办公人员和就餐人员拥有良好的景观视野。
在冷水河和方案建筑之间布置了一个小游园绿地，它是原有景观和现在规划设计景观之间的过渡，使两部分既相互紧密联系又不相互干扰。
景观轴上各个景观节点相互渗透、相互融入，形成优美的办公环境。
4.5生态技术分析
4.5.1气候特征与自然因素
由于中国夏热冬冷地区具有“夏季湿热，冬季阴冷”的两极极端气候特点与人类的生物舒适性要求相差太远，所以该地区为了协调人的舒适度与恶劣的气候环境之间的矛盾，空调等现代化的设备被滥用到无以复加的地步，同时也造成了极大的能源消耗和环境污染，这些无疑只会进一步加剧环境的恶化。
通过分析中国的气候概况以及夏热冬冷地区的气候状况，结合大量的数据比较、实验结果重点分析了夏热冬冷地区的气候特征，其中包括:
夏季极端气温高、夏季静风率高、冬季寒冷和夏热冬冷地区常年处于相对湿度高的环境。
4.5.2生态设计策略
从文献资料“建筑的生态整合不仅仅在于表皮，也可以像生物体适应环境的内部构造那样深入到建筑体内，发展腔体器官形成腔体，从而积极迈向可持续发展建筑的道路”，得出腔体空间定义为:
通过采用适宜的空间体形，运用相应的技术措施，通过适当的细部构造，能够利用或辅助利用可再生能源（如光、风、水、绿化等），在运作机制上与生物腔体相似，高效低耗的营造出舒适宜人的内部环境空间。
腔体空间的具体适用范围从宏观、中观、微观三个层次上分为城市腔体空间、建筑腔体空间和建筑细部腔体空间。
在设计中本案通风利用热压原理来加速自然通风。
建筑中的“腔体空间”如中庭、风井以及双层幕墙中间的空腔都是利用这一最基本的原理来促使建筑内部空气不断流动实现自然通风的原理。
与风压式自然通风不同，热压式自然通风更能适应常变的外部风环境和不良的外部风环境。
同时架空建筑底层利于空气流动，带走热流实现散热。
采
光利用中庭空间和双层幕墙进行自然采光，其基本原理是利用贯穿整栋建筑高度的中庭把庞大的建筑分成一系列小进深空间，从而透过侧窗和中庭的天窗将自然光引入空间，在屋顶设置光伏一体化，在地下室设置光导管采光改变地下室采光不能满足的困惑，改变传统采光模式，使建筑在满足自然采光前提下能够降低能耗。
同时在绿化中利用错落空间和屋顶花园实现多层次绿化，在建筑底层设置庭院绿化，结合以上设计合理利用“烟囱效应”实现自然资源中风、光、绿化的综合利用，有利于生态环境延续和实现生态节能。
（如图4所示）图4节能分析图
4.6主要技术经济指标
方案主要技术经济指标见表1：
总用地面积
10975㎡
总建筑面积
19060㎡
地上建筑面积
16560㎡
地下建筑面积
2500㎡
建筑密度
15%
容积率
1.7
绿地率
60%
机动车停车位
90辆
地上停车位
50辆
地下停车位
40辆
表1
结语
建筑作为气候的过滤器其本质目的归根到底是在人的需要与特定地理气候之间达成协调。
适应气候，适应环境和减弱气候的变化对人类生活的影响是建筑学面临的重要课题。
我国夏热冬冷地区的夏季极端气温高，静风率高;冬季寒冷，而且常年都处在80%左右潮湿环境下。
由于历史原因，该地区的极端气候特点导致了该地区的建筑存在着严重的生态隐患;同时在商业利益等因素的驱使下，现代建筑规模和体积都越来越大，当人们对室内热舒适性的要求提高后，空调、人工采光等现代化设备就被肆无忌惮的的使用用来改善建筑的室内微气候环境，在该地区的恶劣气候环境的背景下这样无疑只会进一步加剧能耗危机以及城市的热岛效应等问题。
本案针对现代办公建筑的能耗问题，从空间的角度入手，引入腔体空间的相关概念，通过对自然界有机生命体以及建筑腔体的分析，明确了在夏热冬冷地区利用腔体空间来达到改善城市或建筑的微气候环境的目的的可行性。
腔体空间主要是通过扩大建筑与自然环境的接触面积从而能使建筑能以更高效的方式利用自然界的要素，这也就是利用腔体空间来改善热舒适性的基本途径。
腔体空间概念的提出并非一个全新的建筑观点，只是试图从一个全新的角度来看待建筑的空间形态与室内环境的控制问题，本课题研究的目的是希望通过交叉学科来开拓建筑的视角，探讨一种整体科学的设计思路，使建筑能最大化的满足居住者和使用者的舒适性。
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致谢
首先我要由衷的感谢我的导师张庆明老师，在完成毕业设计的过程中，自始至终得到了我的导师张庆明高级工程师的悉心指导，无论从课程学习、设计选题，还是收集资料、设计完成，都倾注了张庆明老师的心血;在平时的生活、工作方面，导师也给予我无私的帮助。
导师深厚的理论功底、严谨的治学作风和热情待人的生活态度使我深深感动，受益非浅。
在此，谨向导师致以最衷心的感谢。
真诚感谢大学期间的授课和给与我指导的老师们，在此向老师们表达最真诚的谢意，他们的教诲为本文的研究提供了理论基础，并创造了许多必要条件和学习机会
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