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如何说服业主不用大玻璃窗?丨一次 “简单的” 建造试验

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2024-09-07


采用昂贵的技术、材料和产品或许可以为公共建筑和高档住宅附加许多价值,却不一定能实现更理想更舒适的建筑物理环境。即使是传统建筑也表明,简单而明智的设计是低成本且可持续的。当代的建筑常常致力于解决自身制造出的问题,而这样简单直接的智慧却越来越少了。


建筑师 Florian Nagler 提出“Building simply”的理念,并在慕尼黑工业大学(TUM)与工程公司合作的跨学科项目中研究如何使用尽可能少的技术创造宜人的室内气候,探索节能建筑简单有效的整体策略。研究成果和建造实例去年年底出版于“Building Simply: A Guideline”一书中(群岛BOOKS有售,下图链接)


2022年6月号的 Detail 杂志对 Florian Nagler 做了一次专访,详细地阐述了简单建造的目的、方法和科学依据,本文编选自这篇题为“Building simply, Building Affordable”的专访以及 Einfach Bauen 主页(点击文末阅读原文查看)。


 




三座规格形制相同的公寓楼一字排开,除了门窗洞的细微差别,根本区分在于它们分别由实木、空心粘土砖和轻质混凝土砌块建造,用于测量室内温度变化和能耗。这是由 Florian Nagler 执导,慕尼黑工业大学不同部门的研究人员与工程公司跨学科合作的研究项目 “Einfach Bauen”(简单建造),位于巴伐利亚州的 Bad Aibling,由 B&O-Gruppe(住宅施工与管理企业)赞助。研究目的是为使用尽可能少的技术来减少冬季供暖和夏季过热的能源需求提供科学依据。






这一项看起来相当昂贵的试验新颖之处在于将一定的设计因素考虑在内,如建筑体量、形态、平面布局、门窗形状等等。但试验的问题和可操作性仍然需要一些前提设定:首先设计很简单,没有复杂的平面剖面,没有辅助材料和特殊构件,体系分离;其次墙体板均为单层材料本身低导热依靠厚度温隔热;最后都有一定的开窗面积,不设遮阳,自然通风。




外壁厚度根据所用材料的导热率而变化。实木 30cm,轻质混凝土 50cm,保温砖 42.5cm(从左到右)


读到这里,读者可能会好奇三种材料究竟谁胜出呢?结果是没有赢家也没有输家。不同的材料通过正确的产品规格和厚度选择都能实现良好热工性能。试验真正想要表达的观点之一是,实现保温隔热不一定需要多层系统。在多层系统中,结构层、保温层、隔汽层相互分离,连接方式复杂,后续又制造诸多问题。

在常规操作下,单一材料墙体建筑类型的能耗高于机械通风系统的低能耗房屋。但是在通风不当、技术系统出现故障或气候条件变化的情况下,单一材料墙体的性能明显更好。它们的适应性强,发挥更稳健。

而单层墙体并不简单,如果标准再苛刻一点:30cm 厚的实木墙,通过铣槽提高隔热性,但立面应对天气变化需要壁板,内部在某些情况下需要防火覆层;42.5cm 厚的多孔砖砌块没有填充保温材料,然而内外都需要面层保护它们免受潮湿和霜冻影响。只有保温混凝土才能建造真正的单层墙。




考虑到砂石储量和碳足迹,混凝土不是未来大规模建造的理想材料。研究包含混凝土的原因是它作为当前建筑生产的主角,还在翻新和历史保护方面具有潜在需求。为了达到规定的导热系数,试验在不使用聚苯乙烯板的情况下,利用屋顶和基础隔热,将混凝土外墙厚度减少到50cm,在当前条件下可用于住区建设。


而实木结构不利于节省成本。尽管在导热方面不如混凝土,但实木本身有较好的储热能力。遗憾的是储热能力并不是规范考量的指标,所以现在的建筑保温层只能越做越厚。试验希望用实木结构探索一种替代方案,虽然现阶段仍然是一个极端化的尝试。



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眼尖的读者可能会发现窗户的形状似有玄机:三幢公寓分别使用了方形、圆拱和弧拱窗,但开窗面积基本一致。这是因为住宅模型本身经过计算机模拟,已在没有遮阳的条件下将房间尺寸形状和开窗面积最优化。


拱形窗看似是一种怀旧的装饰元素,但在试验中是构造原理驱动的。无论是混凝土还是砖砌体,工人都能用同一种材料建造拱形窗。墙体具有均匀一致的导热系数,没有任何热桥;没有工业预制、没有多层体系下的构建加固,因而也不会产生额外费用。对于想要丰富开口形状的设计无疑是合理的选择。





虽然说大面积玻璃窗本不应该成为经济适用型住宅的选择,但试验在科学层面否定了使用落地窗的意义,成本并不是唯一的问题。在 Mies van der Rohe 的时代玻璃幕墙可以使用单层玻璃,但现在必须是双层或三层,外加塞满整幢建筑的采暖、制冷和空调设备。有史以来,在墙壁合适的位置设置窗户就是建筑学的主题,也是创造舒适室内气候的方式,这一点在今天仍有意义。

Florian Nagler, Frank Kaltenbach,"Building Affordably? Building Simply!", Detail, June 2022, 26-35
图片选自 Archdaily, Afasia 和 Einfach Bauen 官网



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书名

副书名

作者

出版时间

装帧 开本

页数 图片

语言

Building Simply

A Guildine

Florian Nagler

Birkhäuser, 2021年12月出版

精装, 22 x 28 cm

128页, 50张彩图, 80张黑白图片

英语

建筑如何使用尽可能少的技术创造宜人的室内气候?来自慕尼黑工业大学四个不同部门的研究人员与工程公司 Transsolar Energietechnik 合作,探索节能建筑简单有效的整体策略。


建筑公司 Florian Nagler Architekten 在 Bad Aibling 实施了三座规格尺寸完全一致、分别由实木、空心粘土砖和轻质混凝土砌块建造的示范公寓楼。这本“简单建造指南”就以这些公寓楼为例,生动地阐述了简单建造的六大核心原则。内容包括:


三栋示范公寓楼分析

木材、轻质混凝土和砖块的整体结构

慕尼黑工业大学 (TUM) 跨学科研究项目的成果



材料与建造

新书书单 

材料与建造新书书单:木材的建造与表现,法国木材工业与木结构建筑,TUM教授的建造实例,ETH BUK工作室构造手册,JA 110 工地的思考,可持续材料,材料之书…… 点击下图进入微店分类,向下翻即可找到这些书。



  • THE WOOD THAT MAKES OUR CITIES, Park Books, 2022

  • Crafting Wood: Structure and Expression, Park Books, 2021

  • Construction Manual, Birkhäuser, 2021

  • Building Simply: A guideline, Birkhäuser, 2021

  • The Materials Book, Ruby Press, 2021

  • GAM 17: Wood. Rethinking Material, Jovis, 2021

  • Flying panels, DOM Publishers, 2020

  • Material Revolution Sustainable and Multi-Purpose Materials for Design and Architecture, Birkhäuser, 2011

  • Ja 110: Insights From Building Sites, Shinkenchiku, 2018





每周书架 2022年7月11日-17日

Werner Blaser 经典著作“日本的寺庙与茶室”再次出版!Enric Miralles 的建筑制图!JoCA 新刊、苏联先锋派、Bauhaus 的实验住宅、场所记忆主题艺术图书等等。



  • JoCA (Journal of Civil Architecture), Issue 8, Canalside Press, 2022

  • Temple and Teahouse in Japan, Werner Blaser, Birkhäuser, 2022

  • The Miralles Projection : Thinking and Representation in the Architecture of Enric Miralles, Javier Fernández Contreras, ORO Applied Research + Design, 2020

  • Bauhaus Experimental House: Bauhausbucher 3, 1925, Adolf Meyer, Lars Müller Publishers, 2021

  • Avant-Garde as Method : Vkhutemas and the Pedagogy of Space, 1920-1930, Anna Bokov, Park Books, 2021

  • How Much House? Thoreau, Le Corbusier and the Sustainable Cabin, Urs Peter Fluckiger, Birkhäuser, 2016

  • Hannes Wettstein - Seeking Archetypes, Lars Müller Publishers, 2011 

  • Richard Wentworth: Making Do and Getting By, Hans-Ulrich Obrist, Walther König Verlag, 2016

  • Sanatorium, Andrei Krasilin, Dostoevsky Publishing, 2019

  • Seasonal Abandonment Of Imaginary Worlds, Carine Thevenau, Editions Edizioni, 2018



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