1、二、鄭州邙山黃河黃土地質(zhì)博物館建筑設(shè)計    2.1  項目背景概況    鄭州邙山黃河黃土地質(zhì)博物館選址在黃河風(fēng)景名勝區(qū)的榴園餐廳原址之上，南面正對岳山，北面可遠眺黃河（圖2-1，2-2）。該項目規(guī)劃用地面積為19820m²，建筑總建筑面3300m²以內(nèi)，為舊建筑改造工程。博物館集中展示了地質(zhì)公園的四個主題：黃土、黃河、黃淮平原、黃河文化，并通過建筑的綠色化改造，為人們提供了綠色環(huán)保教育的場所，在喚起民眾對“與環(huán)境共生”的重視時更激勵他們?nèi)ニ伎肌?chuàng)造。     &

2、#160;  2.2  總平面布局    總平面力圖解決的是為博物館營造一個氣氛良好的環(huán)境與提供便利的服務(wù)設(shè)施之間的矛盾。地質(zhì)博物館所處小山以北是景區(qū)的主要道路，因此，博物館的主人口被置于北部，游客可以方便的從景區(qū)大門游玩至此。重新修整規(guī)劃的北廣場是游人與車輛的集散地，同時也是博物館的室外展場，可用于一些大型地質(zhì)展品的展出。山體以南設(shè)置的是新的黃河展廳，是觀眾休息和飽覽岳山美景的場所。博物館東面是古生態(tài)園，主要反映的是鄭州地區(qū)遠古時期自然環(huán)境。而在山頂之上的是雕塑廣場，人們可以在此遠眺黃河與景區(qū)主景炎黃二帝廣場（圖2-3）。 

3、0;  2.3  建筑功能的組織    依據(jù)博物館建筑的功能要求，本設(shè)計將原有窯洞與新建建筑有機的融為一體，并通過合理的空間劃分組織參觀人流，滿足了觀眾的“不走回頭路”的要求。     博物館為觀眾、貴賓以及工作人員分別設(shè)置出入口，人流互不干擾。新增建筑主要是：1）北側(cè)入口大廳，滿足整體規(guī)劃中的北入口要求，并在其中設(shè)置臨時展廳、書店、紀念品銷售處等功能空間；2）在建筑南側(cè)，在原餐廳花園的基址上新建展示公園黃河主題的黃河廳，解決博物館大型展覽空間的使用問題，    并成為窯洞南

4、側(cè)的大型陽光間，為窯洞展廳內(nèi)形成更好的熱環(huán)境提供了有利條件；3）在舊有窯洞中增加部分空間，與原有窯洞空間相整合，安排了黃淮文化廳、黃土廳、多媒體廳等功能空間。原有的小榴園餐廳則被改為貴賓接待大廳，并通過一條新的隧道式路徑與博物館展覽空間相連（圖2-4，2-5）。    三、綠色生態(tài)策略在窯洞式博物館中的應(yīng)用   黃土窯居建筑最大生態(tài)優(yōu)勢在于節(jié)約自然資源能源，因此對資源能源的利用與節(jié)約也應(yīng)是窯洞式博物館的設(shè)計重點，其中具體的一些綠色化策略，如自然通風(fēng)、白晝光的有效利用等也是解決窯洞式博物館物理環(huán)境和心理方面矛盾的好方法。  &

5、#160; 3.1  低技術(shù)性系統(tǒng)的應(yīng)用（被動式太陽能系統(tǒng)）；    窯洞建筑作為黃土高原地區(qū)最典型的傳統(tǒng)建筑形式，具有就地取材、造價經(jīng)濟、節(jié)能節(jié)地等樸素的生態(tài)建筑思想。因此，被動式太陽能應(yīng)用技術(shù)與窯洞建筑的完美有機結(jié)合，必然產(chǎn)生令人欣慰的結(jié)果，創(chuàng)造出適應(yīng)當?shù)仫L(fēng)土環(huán)境、順應(yīng)當代可持續(xù)發(fā)展思想的新型窯洞式綠色建筑。    被動式太陽能建筑系統(tǒng)在本項目中的應(yīng)用  （1）被動式太陽能采暖    a直接得熱式    位于博物館南側(cè)的黃河展廳通過其木骨泥墻

6、、植草屋面以及雙層中空玻璃窗（圖3-1）構(gòu)造處理，提供了保溫性能，很好的解決了黃河廳在冬季熱損傷的問題；同時，我們將包裹原榴園餐廳立面的水泥墻面拿掉，露出山體的黃土層，通過黃河廳的天窗的處理，讓冬季陽光可以直接照射到這些黃土墻上（而夏季太陽高度角較高，不能直接照射到室內(nèi)），這樣黃土墻就成為了天然的蓄熱墻，可以為博物館提供部分冬季夜間的供熱。而寬大的挑檐和周圍良好的綠化植被又為黃河廳提供了必要的夏季遮陽措施，防止了室內(nèi)的過熱（圖3-2）。    b混合型附加陽光間    混合型是把直接型和間接型組合起來的類型，有附屬溫室（陽光間）等設(shè)施

7、。從構(gòu)造形式和條件上來看，博物館黃河廳可以看作是窯洞展廳的附加陽光間。因此，窯洞內(nèi)的熱環(huán)境條件比黃河廳內(nèi)更好，同時，加上窯洞北端的緩沖空間處理和自然通風(fēng)措施，也使的窯洞內(nèi)溫濕度不穩(wěn)定的問題得到解決，滿足了博物館藏品防護的基本要求（圖3-2）。   （2）被動式太陽能制冷    通過利用流體模擬軟件Phoenics對黃河地質(zhì)博物館的室內(nèi)具體通風(fēng)情況的模擬分析（圖3-3），依靠博物館外部的風(fēng)壓變化很難達到良好的室內(nèi)自然通過效果，而利用熱壓原理實現(xiàn)通風(fēng)的效果有限，還有可能破壞窯洞內(nèi)原本良好的熱舒適性。因此，在本項目中筆者希望通過風(fēng)壓通風(fēng)方式來達到博物

8、館夏季的降溫效果。    鄭州地區(qū)，夏季平均風(fēng)速達到2.6 m/s，為實現(xiàn)風(fēng)壓通風(fēng)提供了一定的保證。因此，在窯洞上的通風(fēng)豎井上部設(shè)一倒圓錐形的捕風(fēng)裝置，使通風(fēng)井采風(fēng)不受風(fēng)向的影響，以利室內(nèi)通風(fēng)順暢。同時，在黃河廳頂部的天窗設(shè)置風(fēng)扇，在夏季白天向外排風(fēng)，保證和增強室內(nèi)自然通風(fēng)效果，這樣窯洞內(nèi)的涼爽空氣可被導(dǎo)入黃河廳，從而減少其熱負荷；而在夏季晚間，經(jīng)過白天的熱交換，通風(fēng)井與窯洞已經(jīng)變暖，室外冷空氣通過房間進入通風(fēng)井底部，與通風(fēng)井進行熱交換，升溫變輕，最后流出通風(fēng)井，使白天的通風(fēng)過程逆轉(zhuǎn)。而天窗上的風(fēng)扇也可反相運轉(zhuǎn)，增強通風(fēng)效果（圖3-4，3-5）。 

9、60;  3.2  盡量使用當?shù)貍鹘y(tǒng)材料，提高建筑的生態(tài)適應(yīng)性；    3.2.1木材的應(yīng)用    南側(cè)黃河展廳    在黃河廳采用了Mitsumata 結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是黃河廳的基礎(chǔ)，3根木材在一端用鋼節(jié)點固定起來，另一端則開放著，就像一個三角架，這種結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定而靈活，所選用木料是一種通常用于腳手架的便宜的原木材料。兩根木料形成墻面，第三根木料伸出墻面，墻是通過連接這些結(jié)構(gòu)化單元形成的（圖3-6）。    黃河廳屋頂由13榀鋼索連接的木桁架支撐，形成黃河

10、廳內(nèi)動人的空間韻律。    北側(cè)入口大廳    北側(cè)入口大廳的設(shè)計要點是利用小尺度的木結(jié)構(gòu)單元組合成大的室內(nèi)空間。北大廳起伏變化的屋頂是由單元化的方形木結(jié)構(gòu)，通過榫卯形式互相連接，并用鋼板和螺釘鉚接而成的。樹形的鋼木結(jié)構(gòu)在下方支撐整個屋頂。（圖3-7，3-8）    3.2.2生土的應(yīng)用    黃土高原的傳統(tǒng)窯洞是一種最為典型的生土建筑。黃土在干燥的氣候條件下具有極強的堅固性和穩(wěn)定性，極易成型，同時也具有其它生土傳濕、隔熱性能好的優(yōu)點，因此是一種極佳的天然建筑材料。 

11、;   在新建的黃河廳和入口大廳中，以黃土為材料、用傳統(tǒng)技術(shù)建造的夯土墻成為了重要的墻體組成部分。這些夯土墻增強了博物館新建部分的熱舒適性，并與鋼木結(jié)構(gòu)融為一體，相當于中國傳統(tǒng)的“木骨泥墻”構(gòu)造，很好的保護了木結(jié)構(gòu)，增加了結(jié)構(gòu)的耐久性；同時，黃土與木材的結(jié)合也使得整個建筑充滿了黃土高原特有的自然人文氣息。     3.3  白晝光的有效利用    3.3.1天窗采光反光板反射采光    對于多數(shù)博物館來說，自然頂光是最好的光源，既可以獲得均勻的光線，盡量避免眩光，又可以充分利用墻面來懸掛展品。南側(cè)黃河廳頂部設(shè)置天窗，通過特殊的構(gòu)造設(shè)計，使得夏季的強烈陽光不能直射進室內(nèi)，而是通過數(shù)次反射以漫射光的方式進入室內(nèi)。同時，光線也可通過黃河廳外的水池經(jīng)反射、漫射進入室內(nèi)深處。而在黃河廳和窯洞展廳之間設(shè)置一條采光帶，通過安裝在窯洞端部的反光板，將光線導(dǎo)入窯洞深處（圖3-9）。    3.3.2中庭采光遮簾反射采光    在圓形的博物館黃土廳中，設(shè)計將黃土廳上部的黃土全部取走，并在其上加建一個玻璃穹頂，從而形成了一個室內(nèi)外環(huán)境相呼應(yīng)