第四代建筑 I 生态立面的防水防潮(iCDC研发专篇)

2021-11-11 11:21iCDC 官微

摘要:在第四代建筑的生态立面的设计中,会适量种植绿色植物,达到建筑与自然和谐共生的效果。所以相比一般的住宅建筑,第四代建筑的立面设计需要考虑到绿植对建筑防水防潮带来的影响。为了使第四代建筑能够拥有更好的防水、防潮性能,提供更加舒适的居住环境,iCDC将结合近期实际项目经验,多角度研究与分析生态立面的防水防潮设计,分析论证并研究第四代建筑的防水防潮解决方案,阐述第四代建筑防水防潮的发展现状与愿景。



1. 定义阐述

生态立面的防水防潮包括生态立面的防水工程与防潮工程。其中,生态立面防水指的是保证第四代建筑的结构不受水的侵袭、内部空间不受水危害,在设计耐久年限内,建筑能够不受雨水及生产、生活用水的渗漏和地下水的浸蚀,建筑结构、内部空间不受到污损,为人们持续提供舒适安全的生活空间环境的一项分部工程。而生态立面的防潮则是指采用建筑方法防止建筑物受潮,包括防止潮气、地面下渗水对建筑物的墙体、地面等部位造成侵蚀;减少蒸汽渗透,防止水蒸气在结构内部或围护结构表面结露,对居住与生活环境造成不良影响。研究第四代建筑生态立面的防水防潮,将减少植物种植对建筑防水防潮带来的影响,使第四代建筑能够拥有更好的建筑质量以及提供更舒适的居住环境。



2.发展现状

2.1.成都七一城市森林花园小区

2.1.1.概况

该建筑位于成都市新都区的七一城市森林花园,占地面积21200平方米,该小区的地面绿化面积为6700平方米,绿化率为31%。



2.1.2. 核心要素分析

1) 项目在外挑平台上覆土,后植树绿化,每层每户院落的绿化覆土均安排三层防水材料以及一层防穿刺材料。这样的设计可以强化庭院防水,防止植物根系穿刺破坏建筑结构影响防水。相应的,这种设计会使施工更加复杂,投入成本会更高。



2) 院子的混凝板使用60厘米深度的下沉板上翻梁,回填土60厘米厚。靠墙处做一个向上50厘米的树池,以1米多深的覆土,栽种大树。这种手法使庭院拥有较深的覆土,配合植物选择,能避免植物根系穿刺的影响。其中,植物的选择应当依据国家及地方颁发的有关绿化工程施工的各类规范、规定与标准。即使是1米的覆土,也只适合深根性乔木的生存,而不适合培育。增加覆土厚度还会导致结构承重增加,漏水翻修也较为麻烦。因此,这类植物庭院应综合考虑覆土厚度与植物成长、结构承重、后期维修之间的关系,营造长期稳定的庭院环境,消除后顾之忧。



2.2.米兰垂直森林

2.2.1.概况

该设计位于米兰Porta Nuova Isola区,是意大利海恩斯大型重建工程的一部分。垂直森林包括2栋高层住宅,高度分别为80米和112米,总建筑面积40000平方米。



2.2.2.核心要素分析

1) 用一米厚的土层固定好植物的根系,并采用抗植物蔓延措施,使植物根系在土层里横向生长,并在植物种植盆上覆盖三层覆盖物,以保护墙壁。该设计使用一米深的土层和抗植物蔓延措施,能够防止植物根系对建筑结构造成穿刺破坏,影响防水防潮。但是这类方式会大量增加建筑结构的承重,增加建设成本。庭院发生漏水,需要修理时,还需移除大量的土壤,维护成本较高。



2) 阳台使用防水防腐蚀材料建造。第四代建筑的植物根系在生长时可能会挤压土壤及结构,可能发生排水管道的堵塞,导致阳台积水。因此,第四代建筑的花园阳台,不仅仅需要抵挡雨水,还需要防范管道堵塞导致的积水。



2.3.杭州涌璘府

2.3.1.概况

该项目位于浙江省杭州市江干区,占地面积18844平方米,建筑面积74690.6平方米,容积率为2.6,绿化率为30%。



2.3.2.核心要素分析

1)项目部分位置采用底层架空设计。底层架空可以利用架空层的底层楼板进行阻断防潮,使建筑底层空间通风干燥,防潮效果较好。在湿润多雨的地区的建筑常会需要使用底层架空的手法。



2)建筑立面采用暖灰色天然石材进行错缝划分与竖向拼接。天然石材是高端住宅的主要使用材料,其具有花纹自然,耐磨损的优点,但是不耐酸碱,不耐湿。第四代建筑在建筑立面培养植物,会加大局部湿度,落叶腐败以及其它被吸引过来的害虫也会带来有害的酸性液体,恰好会对天然石材造成不良影响,引起风化与溶蚀。故第四代建筑生态立面在设计时,不仅需要考虑墙体结构防水,还需要注重结构材料的耐湿、耐酸碱性,也可以通过选择合适的植物,降低其对建筑造成的影响,以延长建筑的防水、防潮寿命。



2.4.荷兰Green Villa办公住宅楼

2.4.1.概况

该建筑位于荷兰Sint-michelsgestel,建筑包含350平方米的办公室,1050平方米的住房,共1400平方米。



2.4.2.核心要素分析

1)屋面采用孟莎斜屋顶,并在屋顶搭配了丰富的植物。坡屋面利于排水,植物对雨水能够起到遮蔽作用,这使得该建筑的屋面不易积水,防水性能更好。屋面坡度的存在,会导致站立不便,后期屋顶在使用中出现任何问题,维修起来相对来说比较困难。



2)建筑使用不同深度的货柜“搁架”,栽种盆栽植物,建筑以“去立面化”的形式,减少了立面围护结构与雨水的接触,利用植物遮蔽大部分的雨水。该设计保护了围护结构,“搁架”上的植物与建筑结构分离种植,建筑结构能够得到阳光照射,使得立体植物园不会过于潮湿,避免泥水与积水的侵蚀。该手法应当充分考虑防风,可以优化植物的搁置方式。



3.归纳分析

3.1.第四代建筑底部生态立面防水防潮

1)调整立面形式,使用底层架空的立面设计,利用架空底层楼板进行阻断防潮。该方法虽然很适用于多雨、潮湿的气候地区,但是由于架空层使得二楼底板暴露在外,房屋的体形系数会比较大,所以会不利于采暖地区的节能。如需在底层种植植物,尤其需考虑植物对防水防潮的不利影响。



2)强化结构设计,做好防潮层、勒脚与散水,使其形成闭合的防潮系统。其中,防潮层可以防止地面以下土壤中的水分进入砖墙,保护建筑结构;勒脚可以防止地面水、屋檐滴下的雨水的侵蚀,保护墙面,保证室内干燥,提高建筑物的耐久性,勒脚也能使建筑的外观更加美观;散水则能迅速排走勒脚附近的雨水,避免雨水冲刷或渗透到地基,防止基础下沉。



3.2.第四代建筑中部生态立面防水防潮

1)优化建筑材料,使用防水、防霉、耐酸碱性能更强的材料来保护、装饰建筑立面,减轻空中庭院的潮湿环境对建筑立面造成的影响。



2)调整立面形式,利用植物装饰使建筑达到“去立面化”,减少建筑立面与雨水的接触面积,并利用植物遮挡雨水。这种处理手法需要充分考虑植物对建筑采光与日照的影响,并强化建筑节能设计。



3)强化结构设计,对绿化种植区域附近的建筑结构增加防水材料,或强化承载植物所用结构的质量,延缓土壤与植物蓄积的水分溶蚀渗透进建筑内部,提高建筑整体的防水防潮寿命。利用这种方式的建筑,一般是以建筑结构直接作为花园庭院的承载,这样的方式比较常见,但是我们应该转变思维,寻找到生态立面不会影响到建筑防水结构的方法。   



4)避免植物穿刺,通过增加立面出挑花园的覆土厚度、调整植物类型、控制植物根系生长方向、设置防穿刺结构层的方式,以避免或减轻植物根系对建筑的防水防潮结构进行的穿刺破坏。对居住环境有利的植物有很多,但是大部分植物的成长对建筑结构是有害的,生态立面植物的选择与培优任重道远。



3.3.第四代建筑顶部生态立面防水防潮

1)调整立面形式,运用坡屋顶与屋顶花园结合的方式,加强屋顶花园屋面的排水性能,并使植物对雨水起到遮蔽作用,屋面不易积水。使屋顶花园与建筑结构分开,利用花盆、网架的形式来进行生态立面的表达,这样的方式对建筑屋顶结构的影响相对较小,不会增加建筑的防水、防潮压力。但是屋面坡度的存在,会导致站立不便,后期屋顶在使用中出现任何问题,维修起来相对来说比较困难。



2)强化结构设计,提升屋顶防水、阻根、蓄排水能力。屋顶花园的人工土壤层一般会设计防水层、过滤层、过滤网、粗砾土和种植土五层,其中防水层的排水设计至关重要,直接影响到防水。新型防水材料和抗根卷材的研发与运用也在很大程度上解决了第四代建筑屋顶的防水问题。



4. 研究愿景

植物立面是四代建筑的标志性特征,它可以改善城市的环境,但是会对建筑的防水防潮造成影响。iCDC希望通过对生态立面防水防潮的设计研究,将生态立面的防水防潮手法进行优化与拓展,解决目前第四代建筑在生态立面防水防潮上的问题,为其设计手法提供更多的可能性。我们将创造更加合理,更加环保的防水防潮设计手法,降低第四代建筑的建设成本,提升第四代建筑的防水防潮质量,为未来住宅的居住体验提供优质保障。






编辑:卢玉明

校对:卢玉明

审核:张晓军



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