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自然景观旅游建筑的材料选用

时间:2018-03-19 分享:

对于自然景观旅游建筑的材料选用,建筑师需要考虑多方面的因素,如绿色环保再生的环境生态要求、尺度质感肌理的视觉触觉要求、廉价耐用的经济要求、可施工方便性的施工要求、承重防火隔热和分隔空间隔声的建筑结构要求。


针对自然景观旅游建筑而言,上述因素可以归纳为满足旅游、环境和建筑自身的需求,这也是在建筑材料选用方面符合共生关系设计理念的体现和设计原则:

①选用相比传统建材,有利于自然生态环境保护的材料;

②选用有利于旅游区形象传达和旅游吸引力提升的材料;

③选用有利于建筑建造实施和维护的材料。

 
此外,自然景观旅游建筑由于还具有建造环境的生态敏感性高,建筑受到动植物和气候的影响更明显;采购和运输比较困难,大型现代技术机械进入不便,现场施工难度大;要求与自然景观协调,与旅游区整体形象协调等特性,建筑师在考虑材料选用时,也需要进行综合考虑。
 
1.有利于自然生态环境的保护

建筑材料的选用如果放在宏观的地球环境而言,材料对环境的影响包括资源消耗、环境污染、能源消耗三大部分,需要考虑材料的采集、生产、运输、施工、使用和处理6个过程。


再细分下来,每个过程又包含了一些不同的因素。这个系统记录了材料对环境的影响,是一个完整的材料生命周期。但建筑材料的生命周期评价复杂,需要使用Gabi和Simapro这类电脑软件的辅助,面向的是产品系统,目前正在我国负责建筑材料生产的建材工业企业中进行尝试和推广,市场上也有专门为这些企业提供生命周期评价咨询的环境技术公司。


然而,作为建筑师在材料选择时,必须借助政府来制定环境政策与建立环境产品标准,实施生态标志计划,使设计师和采购人员能够简易识别出对环境危害更小的材料,为建筑师预计影响并调整设计提供有力的工具,帮助建筑师制造出对环境友好的建筑。建筑材料的生命周期评价研究,在21世纪初才刚成为个别发达国家的立法活动,如英国。在我国,LCA正处于理论和方法的研究和发展中,还未有独立法定机构负责和标签标识系统。欧共体的生态标签局建立的生态标签是其中一个关于建筑材料的标签标识系统。它对不同工业和加工产品粘贴生态标签,是个自愿体制,建筑产品只是其中一种,而且只有很少的建筑产品纳入了该系统。


我国的绿色建材是由中国建材市场协会认证,给企业发放铜牌和绿色建材产品标志,申请该证书的企业需要出据环保性能和物理性能检验报告。即使现在我国可提供的参照系统并不完善,但我们建筑师在日常的建筑设计中已经加入了许多有意识关注自然环境的设计行为,分别出现在建筑材料生命周期的各个过程,以下是一些建筑师力所能及,而且具有很强可操作性的环节:

 

采集

1、关注木材是来自不可再生的热带雨林还是可再生的经济林木;

2、是否使用回收的旧建材,如开发场地内原有建筑拆除下来的废旧材料或通过发动周边村镇居民进行有偿收集的瓦片、窗扇等。

 

生产

1、材料供应厂商是否是一个注重绿色营销的品牌;

2、相关设计人员和采购人员对生产加工环境的实地考察;

3、厂商是否有绿色建筑的工程案例。

 

运输

1、有无使用当地材料以减少运输成本、能耗和污染。

 

施工

1、有无使用预制件,减少现场加工对环境的噪声和粉尘影响,加快工程进度;2、有无使用手工劳力替代机械作业。

 

使用

1、对比玻璃的参数说明,按照节能计算结果选择符合数据要求的品种;

2、有无尝试了解并使用新型生态材料;

3、挑选使用寿命长的材料;

4、设计要便于维护;

5、有无设计限制人为破坏的设施;

6、有无考虑材料外观和周边景观环境的和谐。

 

回收

1、有无使用可再生和可循环的材料;

2、结构和细部是否便于拆卸。

 

建筑材料的选用如果放在微观环境而言,就是仅局限于对建筑所在的开发场地及其小范围的周边环境,建筑师只需要对材料生命周期的施工和使用过程给予关注。然而,在能源消耗的构成比例中,施工阶段的影响只相当于整个生命周期影响的10%-15%,生产阶段的能耗占50%-80%,在总能耗中所占比例最大,而且此阶段的能耗数据来源可靠性比较强。


因此,在材料选用方面,建筑与环境的关系不应只针对微观环境,否则选择的结果容易出现有利于建筑所在区域的环境,却不利于地球其他某些区域的环境,不能实现真正的环保和生态。

 
以竹材为例,竹材具有很多有利于生态环境的优势,分别体现在建筑材料生命周期对生态环境影响的各个环节:
 

(1)竹子替代木材使用有利于缓解由于违法砍伐造成森林面积大幅减少的危机(采集);

(2)和木材一样同属于有机材料中的植物质材料,来自于自然,具有可再生性(采集);

(3)竹子与木材相比,具有生长周期短、产量大的特点,木材是20年,竹子是4年左右(生产);

(4)竹子生长过程中吸收的二氧化碳量是普通树木的4倍(生产);

(5)竹子的加工利用过程简单,加工过程能耗低(生产);

(6)分布广,中国是竹的故乡,全世界约有100属1000多种竹子,而我国有37属约500种。便于地域性材料的使用,减少运输能耗和污染(运输);

(7)竹子在施工中可以减少大量的CO2排放,对大气具有很好的环保作用,并且对环境的影响远小于钢筋混凝土,约为钢筋混凝土的1/20(施工);

(8)竹子是可再生材料,拆卸后的竹材,可以制作竹胶合板继续在建筑中使用(回收)。

 
2.有利于旅游区形象传达和旅游吸引力的提升
 
2.1材料视觉触觉的感官传达
 
材料在视觉和触觉等方面的感官传达效果,即材料的色彩与质感,是建筑形态的重要构成元素。建筑形态又是旅游区整体形象的重要构成元素。因此,材料视觉触觉的感官传达必须符合旅游区整体形象,并有助于突显形象和旅游内容特色的需要。
 

腾冲热海风景旅游区内的建筑、道路和景观小品大量使用火山石作为建造和装饰材料。如旅游内的山中SPA馆的外立面柱子、地面、墙面等。火山石是一种功能型环保材料,是火山爆发后由火山玻璃、矿物与气泡形成的非常珍贵的多孔形石材,火山石中含有几十种矿物质和微量元素,无辐射而具有远红外磁波。


以火山石作为建筑材料,除了它是绿色建材外,最主要的因素是它与热海旅游区的自然资源、自然景观关系密切,可以起到切合火山地热主题,突显旅游区形象的作用。


首先,腾冲热海是中国著名的地热风景区,从地质构造来看,腾冲位于世界瞩目的阿尔卑斯山——喜玛拉雅山构造带,地下断层岩浆活动很剧烈。这一带地下热储较浅,热泉温度高且储量丰富,地热温泉中释放出氦和甲烷气体,说明地下岩浆活动一直未停止,热海地热区实际就是位于新生代火山口成串分布的南北向瑞滇-腾冲断裂的最南端。

其次,火山石外表多呈黑色或灰黑色、多孔,能使人联想到热泉和蒸汽,而且它耐气候、吸水防滑、抗腐蚀,孔洞的“呼吸”功能能够调节空气湿度,改善生态环境。同时,由于地质关系,腾冲境内有70多座火山,火山石分布广,已经形成三个大规模的生产集散第,是腾冲最具地域特色的建筑材料,可以加工成规则形状或保持自然形态。同样,在美国夏威夷大岛火山国家公园内的火山博物馆和洗手间等建筑均大面积采用了物廉价美的火山石作为建筑材料。当地材料的使用,大大降低建造的成本。

 

位于美国化石林国家公园(Petrified Forest National Park)入口处的化石林博物馆所选用的材料,相比热海风景区,更加直观地传达出园区的内容和形象。         


在博物馆门廊的一排柱子上,建筑师直接使用树木的化石、岩石晶体作为表面拼贴材料,多种矿物质的作用使化石的颜色五彩斑斓,形成具有强烈天然质感和肌理的表皮。这些材料仅仅是化石林国家公园在开发过程中的一些小碎片,它们在建筑物上的展示,使旅游者迫不及待地想进入公园内,去感受一下这些材料的母体——化石林地区的六片密集“森林”,彩虹森林、碧玉森林、水晶森林、玛瑙森林、黑森林和蓝森林。

 
2.2材料的性格特征和精神内涵
 

材料是具有性格和精神内涵的,这是材料的物理特性的天生赋予和人为的后天赋予的集合体。不同的材料,它们的性格特征和精神内涵不同,给人的感觉也会有所区别。木材是温暖、亲切、朴实的;石材是厚重、沉稳、封闭、大气的;竹子是刚直、谦虚、坚韧、清雅的代表,具有东方气韵和人文主义精神。


在勒斯巴热(David Leather barrow)和莫斯塔法 (Mohsen Mostafavi)2002年出版的《表皮建筑学》中竹子被视为一种中国文化代表的建筑材料。因此,在材料选用中还需要注意材料在性格特征和精神内涵方面和旅游区的定位相一致。


布莱斯峡谷国家公园旅舍由一座餐饮服务建筑、两座客房楼和40个林间别墅组成,所有建筑主要使用木材和少量的石材,内部装饰也是木板墙面和天花,全  木结构。旅游者一接近旅舍就会感到一种温暖和亲切的欢迎,吸引着你走进接待厅的火炉前坐下,翻本杂志或旁若无人的打盹。建筑的屋顶也是由一片片薄木 板错缝搭接组成弯曲的自然肌理,与同样具有手工痕迹的圆木柱、粗石块相互协调,浑然天成。
 
3.有利于建筑建造实施和维护
 
自然景观旅游建筑从自然生态和景观环境,以及从旅游区形象传达方面都倾向于选择天然材料,但建筑自身对材料选用要求有利于建筑建造实施和维护这一选材的最基本标准。否则,即使建筑材料本身很具有利用价值,也无法得到推广。因此,技术的改良和标准化的生产是使天然材料适应现代建筑产业的关键。
 
3.1技术改良

(1) 以竹材为例,作为建材,它具有一些有利于建筑的特性:塑性和韧性比木材好,竹集成材可作为大跨度的支撑件;
 
(2) 天然中空结构使承载力和硬度都较好,可以填塞隔音或保温材料,也可藏灯;
 
(3) 竹子的加工利用过程简单,加工过程能耗低;
 
(4) 冬暖夏凉,防潮防震;
 
(5) 竹模板比钢模板重要轻,单模面积大,施工方便;比木模板强度高,使用寿命长,几乎无膨胀和收缩;比塑模板成本低;
 
(6) 竹制品可以制作很多技术含量较低的建筑材料,例如竹板、竹条等。世界上大约有 10亿人是住在竹制的房间中的。特别是在一些发展中国家,例如中国的傣族就是一个用竹子来做建筑材料的民族,他们的竹楼不论是横梁、顶棚还是地板、墙壁, 都是用竹子来建造的。竹子作为建材有悠久的历史和民间技术基础。
 

当然,竹材本身也存在很多问题,阻碍其在现代建筑业中的使用。在过去很长一段时间,人们一直将其作为一种普通的建筑装饰材料,在现代建筑中应用很少,作为一种材料资源,竹子还没有得到它应得的主流认可。作为设计主体的建筑师也由于缺乏对于竹材这种传统建筑材料建造技术及其材料特性的认知,往往不在设计中加以应用,或流于概念阶段很少实现。


目前,随着技术的发展和人们对竹材的重视,传统竹材中存在的问题基本上都可以通过技术改良来解决,使竹材在使用中可以扬长避短,成为真正的理想建筑材料。


木材的技术改良主要集中在防火、防潮、防腐、防蚁等方面。以轻型木结构别墅设计为例,墙体采用轻龙骨结构,墙身屋盖梁柱等结构构件均外包 15 厚防火石膏,可达 1 小时耐火极限。即使起火燃烧,室内的人还有1小时的时间逃离。


木结构的房子容易受潮,防水难,因此在别墅坡屋面和外墙装饰设空气屏障,防止水分侵入并将室内潮气排出墙外,从而达保温隔气防潮的效果。墙面设防潮透气膜,屋顶复板搁置防水层,做到严格防水效果。建筑所采用的木材均采用工厂特制化剂进行加压浸注处理过的木材,可以达到防腐的效果。

 
3.2标准化生产
 
生物质复合材料是标准化生产的一种产物,是以原生态植物纤维生物质材料为主要原料,利用高分子界面化学原理和塑料填充改性的特点,配混一定比例的塑料、微矿物质基料,经特殊工艺处理后加工成型的一种可逆性循环利用、形态结构多样的基础性材料,是一种对环境完全友好的新型材料,建筑业是其重要的应用领域。
 

所有的天然原材料,由于是自然生长,都具有形态不规则、不统一的特点。例如原木材在砍伐后成为建筑材料,一般需要经过形态加工处理,而且粗细直径都必须挑选尺寸适合的,并淘汰掉有虫洞或裂纹明显的材料,造成了资源的浪费,也不利于建造施工的质量控制。木塑复合材料属于生物质复合材料的一个分支,也是应用最广的一种。


木塑是以锯末、木屑、竹屑、麦秸、谷糠、椰壳、大豆皮、花生壳、甘蔗渣、棉秸秆等初级生物质材料为主原料,与塑料基料合成的一种复合材料,具有6个特点:

1、原料资源化,其原材料实现了资源的综合利用和有效利用。

2、产品可塑化,可根据使用要求生产出不同性能和形状的制品。

3、使用环保化,植物纤维和高分子材料为基材、常用助剂以及产成品均安全环保。

4、成本经济化,实现了低价值材料向高附加值产品的转移。

5、回收再生化,其报废产品及回收废料均可100%的再生利用。

6、外观仿真化,由于该产品主要成分是植物纤维,质感与天然实木一样,外观也接近于原木材,同样有使人感到温暖亲切的材料性格特性。

 
因此,通过按照严格控制配比和规范流程等标准化生产程序,木塑复合材料有效地除去天然木材的自然缺陷,自身具有防水、防火、防腐、防白蚁的功能,起到利用技术改良解决天然材料存在问题的同等作用,使其能满足建筑建造实施和维护的需求,并且有利于自然生态环境的保护,也不影响材料的视觉触觉感官传达和性格特征的体现,节约了原木材,适合在自然景观旅游建筑中使用,而且这种新型绿色材料对于游客,具有展示和宣传教育的意义。
 

标准化生产的另一种体现是预制板材的使用,使房屋的搭建变得简单便捷。

在木结构建筑中,可以实现材料全预制化,现场只需要安装,而不需要任何制作过程,大大减少建筑建造施工对环境的破坏。

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