1、山城式田园建筑研究摘要什么样的建筑是符合人类长远发展的节能、环保建筑呢？本 文通过对人造山城式田园建筑的研究，来说明山城式田园建筑是城市建筑 发展的最终方向。关键词山城式田园建筑节能屮图分类号：TE08文献标识码：A文章编号：一、充分利用自然环境来建造理想的节能、环保建筑溯源人类居住的历史及发展，北京猿人是己认知的我们的祖先，50万 年前中国的“北京人”已会用火，在北京周口店龙骨山北坡猿人的洞穴中 居住。随着科技的发展，人类逐渐从山洞、茅草房、泥房、砖瓦房到今天 的高楼大厦，今天的高楼大厦，靠的是钢筋栓、钢材托起整个的高楼，遇 大地震、恐怖袭击(如，美国的911)会产生灾难性的后果，面对安全、
2、 节能、环保等一系列问题，我们能否找到好办法，答案是可以的，那就是 建造山城式的出园建筑。每个人都有爬山的经丿力，在夏季，高山的山下很热，山顶却很凉爽， 原因为海拔每上升100米温度就会下降0. 6C,所以，上升3000米后，3000 米高空的空气下降温度为：0. 6X (3000/100) =18C；上升2000米后， 2000米高空的空气下降温度为:0.6X (2000/100) =12C；上升1000米、 上升600米等，均可不同程度是空气温度下降，具体见表1-1。表1T不同高空高度的空气温度变化在夏季若地面气温在40C-28C之间变化，则3000米高的山顶气温在 22C10C之间变化，
3、这是作为空气调节冷源的可用温度。在冬季由于洞 穴周围土壤的蓄能作用，即使室外温度在零下十几度，洞穴内仍可在零度 以上，可见山洞是个天然的理想居住地。二、利用各类型山体1. 自然形成的山由于受到各种力的作用，地壳表面在不断地运动和变化，有的地方被 来自地球内部的力挤得越来越高，经过几百万年或更长的时间就形成了 山。这是自然的巨大的力量，如，一座高3000米，倾角30。的山休积为 840亿m³； 一座高600米，倾角30的山体积为6. 8亿m³, 是个很大的体积。自然形成的山，由于山体本身为自然形成，没有建造成 木，如果将房子建在洞内，上层的院是下层的顶，各户均增加了小院，层
4、数越高，建筑面积越大。可见山是天然的、理想的房屋建造场所。可是， 由于以前科技发展水平、地理位置的限制，城市一般建在平原，没有充分 利用好自然形成的山。2. 人工建造山土壤自然堆积经沉降稳定后，将会形成一个稳定的、坡度一致的、倾 斜的土体表面，此表面即称为土壤的自然倾斜面。口然倾斜面与水平iniZ 间的夹角是土壤的自然倾斜角，称作土壤的安息角或堆放角。只要土壤的 堆积角度小于安息角土体就稳定。由于粘土的安息角为35。，故人造山只 要使倾斜面小于35 ,就可使山体稳定。人类最早居住在山洞内，那是因 为没办法，住山洞总比住露天好，由于山洞潮湿，不利生活，随着人类的 科技进步，人类逐渐走出山洞，住在
5、自己搭建的房了内。中国是个地震频发的国家，因地震造成的损失惨重。由于山是自然堆 积而成的，只要倾斜角度小于35。（要适当考虑地震的晃动而减小安息角, 如30 ）,即使地震山也是稳定的。在古代人工造山也不少，如北京北海 公园就有人工造的山。三、人造山城市建筑设想人造山城市建筑即，山与建筑的完美结合而形成的城市建筑。其承重 的山称为人造山，其上的建筑称为山城建筑。中国古代自隋朝时期就开始 有了石拱桥，著名的就有安平桥、卢沟桥、赵州桥、广济桥，并称为“中 国四大古桥”。其之所以寿命长，就是利用了拱形处石材的受力是受压的, 利用了石材受压强度高的优点。圆形管在外部均匀受压下，筒壁是受压状 态的，而对于
6、栓而言，受压是受力的最强项，故将圆形钢筋栓管埋入土中 妊受压，受力合理，保证了钢筋妊管的寿命长（可长达几百年）。根据城市人口情况建造山城式城市，山的倾角为30度，为圆锥形， 从底部开始每高12米为一层，每层布置直径10米的钢筋碇管（外部包3 毫米厚防水用钢板，逐层向上推移。与山体接触的围护结构因与土接触， 即使不做保温，传热系数仅为现行国家规定的节能墙体传热的系数的四分 Z-o）,每户1根，形成7X7米的正方形断面（两侧的弧形空间可做壁 柜、放电视、装饰格等），每个洞共两层，只要进深14. 3米即可成200平方米的住宅，每户根据进深确定面积。每户前有20米的平地，可设2米 的绿化带、8米宽的小
7、区路、3米宽（路两侧各1.5米）的人行道、7米宽 的家庭小院。交通设计可根据总高度的高低，沿四周竖向设4-8道竖向山谷式通道 （利用山谷减小道路的坡度，迂回上升）及台阶式步行道；每20层（山 的每层层高为13米，其中建筑物的层高为12米，覆土 1米。下同）可沿 四周设置一条次干道；每隔80层设置一条主干道，主干道南北、东西用 隧道相连（可通汽车及地铁）；根据需要山内设若干个电梯井，供生活、 观光用。四、3000米高人造山城市建筑的设想1 设想以3000米高、倾角30的人造城市为例。每户13米高（余量的1米 考虑修建水平次干道时路加宽而打的余量）,每户水平长按13米宽计算（其 屮的3米为考虑竖向
8、山谷式交通、学校、医院综合用地而打的余量。商场 类、人防等不需直接与外界相连的场所放在山内。），理论上可建230层， 考虑到顶部观光的需要，可按230层计算，按山中部直径5196米计算， 山中部周长为16315米（3. 14X5196二16315米），按每户13米计算，中部 可建设1255户（16315 4- 13=1255户），人造山周圈可建总计230 X 1255=288650个钢筋磴管（每个可建200平方米），外围建筑面积为5773 万平方米，按每户100平方米计算，可建57. 73万户（考虑到人造山顶部 观光需要，实际户数会略有减少），按每户3人计算，可容纳173.2万人 （此数据未考
9、虑山内旅馆的住宿人数），仅一座人造山即是可容纳众多人 口的特大城市。2.优点（1） 节能。由于碇管外周I韦I有土保温（四季在零上10。左右，冬暖 夏凉）、传热系数很低，保温效果很好，维护结构节能显著。每户有一根 直通山顶部的通风管，在夏季，由于山顶部的温度低，由于自然循环的原 理，冷空气会自动进入各户，夏季各家均不用空调制冷了。在夏季，山于 山顶部的温度低（气温在22C-10C之间变化），可利用山顶部的冷空气（山 顶部的气温在10C-22C之间变化）来冷却水（不用制冷机，直接用空气 冷却水），可制出15。左右的水来为公共建筑的空调用，节省了大量的电 力，既节能又环保。由于山斜面倾角为30。,而
10、阳光照射地面的角度人于 30 ,故整个山的的四周地面均有阳光照射，四季可用太阳能热水器来供 应热水，冬季用太阳能热水器供暖。可利用反射原理，用镜子每户前的镜 子将阳光反射入北侧住户，这样，所有住户室内均可见到阳光。由于山顶 就冇天然的冷源，除医院、食品等特殊场所外，民用空调可不装。冇关数 据表明，在华东、华中、华南等地区，空调降温负荷均已占到电网总负荷 的1/3左右。在北京、上海等大城市夏季高峰空调用电负荷甚至高达整 个城市用电负荷的40%。环保专家还算了这样一笔账：每节约1度电，就 相应地节约了 0. 4千克的标准煤，4升净水，同时减少0. 272千克的碳粉 尘，0. 03千克二氧化硫。以每户一个夏季空调耗电400度估算，一个夏季 山城可节电3. 3亿度，相当于节煤13亿吨，节能能源的巨大量超出了人们的想象。
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