书城童书我的第一本建筑科学探索发现全纪录
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第31章 未来建筑猜想(2)

世界上许多建筑学家能巧妙地利用太阳能建造太阳能建筑。太阳能墙:美国建筑专家发明太阳能墙,是在建筑物的墙体外侧装一层薄薄的黑色打孔铝板,能吸收照射到墙体上的80%的太阳能量;太阳能窗:德国科学家发明了两种采用光热调节的玻璃窗。一种是太阳能温度调节系统,白天采集建筑物窗玻璃表面的太阳能,然后把这种太阳能传递到墙和地板的空间存储,到了晚上再放出来;另一种是自动调整进入房间的阳光量,如同变色太阳镜一样,根据房间设定的温度,窗玻璃变成透明或是不透明;太阳能屋顶:在日本,一个装有100多平方米太阳能屋顶的家庭,就相当于拥有了一套3.7千瓦功率的发电机。这样的家庭装有两个电表,白天,太阳能屋顶发电,除了供自家使用,多余的电输送给大电网;晚上,家里的各种电器启动,电网向家庭供电;太阳能房屋:德国建筑师塞多·特霍尔斯建造了一座能在基座上转动跟踪阳光的太阳能房屋。该房屋在环形轨道上以每分钟转动3厘米的速度随太阳旋转。这个跟踪太阳的系统所消耗的电力仅为该房太阳能发电功率的1%,而该房太阳能发电量相当于一般不能转动的太阳能房屋的两倍。

太阳能建筑具有开源节流的特点,集成了太阳能光伏发电、太阳能采暖、太阳能制冷空调、太阳能通风降温、可控自然采光等新技术,能与浅层地能、风能、生物质能以及其他低品位能等广义太阳能技术结合,属于科技含量高、资源消耗低、环境负荷小的适宜建筑技术,因此,太阳能建筑是未来建筑发展的理念之一。

太阳能建筑中除了利用太阳能光热、光伏技术提供稳定的生活热水、采暖制冷以及电力供应外,生物质能、风能、浅层地热、地表水热、空气热等可再生能源的应用也扩大了太阳能建筑的范畴。

建筑设计的趋势:给你更丰富的生活空间

建筑作为人类的基本生产、生活资料之一,其发展趋势是随着社会、环境、经济与科技的变化而不断发展的,并且具有同步一致性的特征。未来建筑设计发展将呈现出自己独有的特点。

建筑设计的风格多样化。信息化社会的到来,社会的更加民主化,物质财富的极大丰富,加之受当代流行艺术思潮的影响,对于不同职业、不同文化背景、不同年龄层次的人来说,有着不同的生活习惯,兴趣爱好,思维方式和价值取向,建筑风格的多样化必将成为当今和未来建筑发展的方向。

建筑设计的回归自然化。随着环境保护意识的增长,人们向往自然,用自然材料,渴望住在天然绿色环境中。北欧的斯堪的纳维亚设计的流派由此兴起,对世界各国影响很大,在住宅中创造田园的舒适气氛,强调自然色彩和天然材料的应用,采用许多民间艺术手法和风格。在此基础上设计师不断在“回归自然”上下工夫,创造新的肌理效果,运用具象的、抽象的设计手法来使人们联想自然。

建筑设计的整体艺术化。随着社会物质财富的丰富,人们要求从“物的堆积”中解放出来,要求室内各种物件之间存在统一、整体之美。室内环境设计是整体艺术,它应是空间、形体、色彩以及虚实关系的把握,功能组合关系的把握,意境创造的把握以及与周围环境的关系协调。许多成功的建筑设计实例都是艺术上强调整体统一的作品。

建筑设计的高度现代化。随着科学技术的发展,在建筑设计中将采用一切现代科技手段,设计中达到最佳声、光、色、形的匹配效果,实现高速度、高效率、高功能,创造出理想的值得人们赞叹的空间环境来。

建筑设计的个性化。大工业化生产给社会留下了千篇一律的同一化问题:相同楼房,相同房间,相同的室内设备。为了打破同一化,人们追求个性化。一种设计手法是把自然引进室内,室内外通透或连成一片。另一种设计手法是打破水泥方盒子,斜面、斜线或曲线装饰,以此来打破水平垂直线求得变化。还可以利用色彩、图画、图案,利用玻璃镜面的反射来扩展空间,等等,打破千人一面的冷漠感,通过精心设计,给每个家庭居室以个性化的特性。

建筑设计的服务方便化。城市人口集中,为了高效方便,国外十分重视发展现代化服务设施。在日本采用高科技成果发展城乡自动服务设施,自动售货设备越来越多。交通系统中电脑问询、解答、向导系统的使用,自动售票检票、自动开启、关闭进出站口通道等设施,给人们带来高效率和方便,从而使建筑设计更强调“人”这个主体,让消费者满意,以方便为目的。

建筑设计的抽象简明化。其实生活的本质再简明不过,建筑的本质也非常清晰,生活建筑的宣言是:反唯美,反装修,反“庸俗化功能主义”,反苦涩,反诡辩文章。对建筑空间过分地“设计”往往会将使用主体——人的感觉吞没。建筑是给人使用的空间,而不是“展示”的空间。德国现代主义建筑大师密斯曾说过一句经典名言:“少即是多。”他提倡设计的理性化、注重功能化、反对装饰,主张形式的简洁纯粹和平实。抽象简明的设计观正是对大师这一理念的传承和体现,是一种易求不易得的建筑风格。成功的简明设计是有理性的,它注重空间功能的多重性,空间的流畅、简洁与概括,对室内外的装饰物的选择很有分寸,尽量精减,在设计中会留下足够的“灰空间”,满足了人对空间的潜在需求,让人产生无限的遐思。

建筑设计的绿色环保化。20世纪后半期以来,随着人类对地球环境资源的无度索取导致了许多区域环境的生态系统失衡,人类生存的环境日益恶化,这直接威胁着人类自身的生活质量和生存环境。正是在这种形势下,全球范围内的环境保护运动蓬勃发展,人与自然和谐共处的“绿色革命”风靡全球,“生态城市”、“生态建筑”“生态家居”也应时代潮流被提了出来。其实“生态”所包含的理念并不新鲜,因为从人类原始的简单遮蔽物到现代的高楼大厦,都或多或少蕴涵着朴素的生态思想。绿色环保概念是设计师和业主所应有的积极态度和社会职责,它必将会随着人类观念的进步和技术的发展具有广阔的前景。

建筑设计的高科技化。随着科技前所未有的高速发展和计算机网络技术的广泛应用,人类依托建筑、对于生活与工作的许多梦想和蓝图现已逐渐变成了现实。

新世纪是一个注重生态、环保,追求人与自然科学整体协调发展的社会。传统的粗放型工业生产对城市和自然造成的环境污染,生态恶化的负面影响正在逐步地得到遏制。未来的工业生产必须在生态环保方面加大力度,依靠科技进步的力量,采用先进的技术措施,达到既能保证生产,又具有自净能力,杜绝废气、废料、有害化学物质对城市空气水源、土壤、生物造成的环境污染。同时,尽可能利用工业生产中产生的余热,对于可重复利用的废料实现循环利用,降低能源、资源的消耗。其中的环保措施如净化回收装置、空调洁净设施、采热利用设备等。在国外,一些工厂在保护自然,创造健康的工作环境方面做出了很好的表率,生态环保意识不仅体现在建造阶段,而且体现在产品生产过程中,如生产中只能用生态的被降解的原料,而最后的产品也要尽可能是再生产的,从而将生产带来的负面影响力降到最小程度。未来的工业生产对生产工艺、工人专业技能、生产环境、企业管理等方面都提出了更严格的要求。其中,室内的恒温、恒湿、洁净、照明、防火、保安等方面需要先进的技术措施加以管理。现在,这些方面已开始逐步实现智能化管理和监控,对供暖、空调、供电等设备专业的设计提出了更高的要求。也只有这样,才能保证生产的安全、高效、高质量,才能使产品更具有市场竞争力,企业才更具有发展前途。网络化,信息化时代的到来,对传统的工业建筑设计观念提出了挑战。顺应时代,研究新时代工业建筑的新特点、新模式,努力做到以人为本,创造具有时代精神、人文关怀的工业建筑形象,是我们当代建筑师的历史责任。我们相信,工业建筑一定会在有着高科技、多样化、个性化的时代,重新绽放异彩,为城市景观增辉添彩。

对于建筑设计的发展来说,21世纪是讲求个性、丰富多彩的时代,也是人们对自己的生存环境多了一些忧患意识、多了一些理性思考和关注的时代。随着科技和信息的高速发展生态与环保主题仍然是不可动摇的话题,而复古、浪漫、简明的情怀与高科技的应用成为了新时期创作的热点,这些都主导了未来建筑设计的灵感来源。没有突破就没有创新,人类善于打破旧世界,更善于创造新世界,因此,从习惯与传统中走出来,不断进行试验性建筑的尝试,在过去和将来都必将是建筑设计的重要组成部分。

未来建筑节能十大猜想:打造一个节能的世界

能源是人类生活必不可少的物质基础,能源问题是当代举世瞩目的大问题。世界能源紧张,供需矛盾突出,形势严峻。解决能源问题必须坚持开源与节流并重的方针,加强能源管理,提高能源利用率,把能源消耗降到最低标准。

猜想一:下水道发电机。未来,科学家将发明一种在下水道中使用的发电机。这种发电机小巧轻便,专门放置在下水道中,用来收集下水道中污水冲击的能量,从而推动发电机发电。下水道的水能丰富,这种小型发电机具有很大的开发潜能,应用广泛,可以大大节约能源、创造能源。

猜想二:使用自动节能的家用电器。未来,家用电器上都将安装能源使用分析模块。这些智能家用电器可以根据季节特点、环境温度以及每个家庭的具体情况来自动控制家用电器的运行模式,杜绝待机耗电、过度使用等情况发生,并有效地避免人工控制节能的不稳定性。

猜想三:建造节能型住宅。未来,特殊纳米材料将被广泛用于建造住宅。采用特殊纳米材料建造的外墙能起到调节室内温度的作用,从而减少空调的使用。住宅的屋顶铺设太阳能电池板,可将太阳能转化为电能供各类家用电器使用,多余的电能还可以销售给电力公司。

猜想四:改进热水供应系统。目前,任何一个家庭或宾馆,每年都要因为等待热水流到厨房或浴室的水龙头或水槽而浪费大量的水和电。随着人们所购买的房子越来越大、宾馆越建越大,以及所用水管的直径越来越大,水电的浪费问题也越来越严重。因此,我们可以在原有的管道系统中,加装水泵及相关设备,加快热水的流动速度,从而节水节电。

猜想五:穿上空调服。目前,在炎热的夏天,由于空调的大量使用,城市电网往往不堪重负。未来,人们将穿着用特殊材料制成的空调服,从而减少使用室内空调。这种空调服利用太阳能发电来工作,可以自动将人体周围的温度调节到适宜的温度。如果每个人都穿上这样的衣服,室内的空调就不再需要长时间使用了,从而节约大量电能。

猜想六:安装节能环保玻璃。未来,居住在繁华市区的人们将不会再被来自马路上喧嚣的噪声所困扰,因为每家每户的窗户上都安装了一种节能环保的玻璃。这种玻璃由一种新型的环保材料制成,可以利用声波发电并将电能储存起来。到了晚上,这些电能可以用来照明或取暖。这样,既节约了能源,又屏蔽了烦人的噪声,可谓一举两得。

猜想七:安装节能警示器。未来,科学家将发明一种节能警示器。这种装置可以对能源的使用量进行监测,并将数据传输给内置计算机。计算机经过分析,发现能源使用量超标时便会发出警示音,并能及时提示主人。它帮助人们从源头上节能,从生活小事中节能。例如,粗心的主人若忘记拔下电源插头,节能警示器会警示主人,防止电能白白浪费。总之,这种装置可以调动全民在生活中随时节约能源,使每个人都参与到节能行动中来。

猜想八:新奇的节能环保外墙涂料。未来,科学家将开发出一种特殊的外墙涂料。它具有高附着性、超强吸水性、防渗、抗酸碱等特点。各种专门培育的转基因植物可在其上繁茂生长,收获的果实可用于生产生物燃油、洗涤用品等。同时,这种涂料能起到保护墙面、隔热保温、绿化家园的作用。生活在这样的“城市森林”中将多么惬意!

猜想九:人造发电树。人造发电树作为城市的照明设备,集太阳能发电、风能发电、雨水发电于一身,无论晴天、雨天都能提供足够的电能,同时自带节能灯。人造发电树的每一片“叶子”都是一块太阳能电池板,并且仿照树木的外形,最大限度地接收太阳能。其“枝干”上装有风能发电装置,各个装置错落有序地排列,以尽可能多地利用风能。发电树的“树冠”下是一个集雨罩,雨水集满后“树干”上的阀门自动开启,雨水沿“树干”向下倾泻,推动发电机的叶轮转动而发电。大量种植这种发电树,既可以美化城市,又可以在能源自给自足的前提下提供城市照明。

猜想十:节能从住行开始。建筑和交通领域是当今用能大户,也必将成为未来节能创新的主战场。在建筑领域,人们将为每一座新建的大楼“量身定做”一套智能化的节能控制系统。该系统承担着整座大楼能源调节和控制功能,实时接收大楼内温度、湿度、亮度等相关数据,自动调节大楼照明系统、空调系统的工作状态,使整座大楼的能耗始终保持在最经济的状态,从而达到节能的目的。在交通领域,汽车将朝着小排量、轻型化的方向发展,质量轻、强度高的复合材料将逐步取代钢板成为汽车车身的主要材料,从而大大减轻车身的质量,降低汽车行驶中的油耗,节约能源。

建筑节能是一个关乎国计民生的大问题,是节约能源的一个重要组成部分。要想把建筑节能长期有效地搞下去,就必须让整个社会都重视起来,这样建筑节能事业才会有希望,才会有长足的进步。

未来十大最具特色的摩天大楼:冲击你的视觉高度

迪拜是世界建筑上的一个传奇。十几年前,迪拜还是中东地区一个貌不惊人的城市,但现在已经成为世界瞩目的中心,被誉为“梦幻城市”。“世界第一高度”、“世界上最大的购物中心”、“世界上最豪华的地铁”,关于迪拜的新闻频频见诸报端。

“世界第一高度”指的是迪拜塔,又称迪拜大厦或比斯迪拜塔,是位于阿拉伯联合酋长国的迪拜的一栋正在兴建的摩天大楼,是目前世界第一高楼与建筑,建筑高度为818米,可使用楼层为162层。