Thesis Report - Housing With Sustainable Technologies

May 15, 2018 | Author: shravanigupta | Category: Air Conditioning, Sustainability, Window, Ventilation (Architecture), Sustainable Development
Share Embed Donate


Short Description

This is a Thesis work of Shravani Gupta, for partial fulfillment of of the requirements for the award of Bachelor degree...

Description

HOUSING WITH SUSTAINABLE  TECHNOLOGIES  ‐ HIGH RISE APARTMENTS  gayathri

A R C H I T E C T U R A L  D E S I G N   T H E S I S  S H R A V A N I   G U P T A  R O L L . N O :   0 4 1 6 1 B 0 0 2 8  I X   S E M ‐ B . A R C H I T E C T U R E  Y E A R   2 0 0 8  ‐  2 0 0 9 

DESIGN THESIS  ON 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHNOLOGIES  ­  HIGH RISE APARTMENTS 

SUBMITTED IN  PARTIAL FULFILLMENT OF THE REQUIREMENTS FOR THE  AWARD OF  THE DEGREE OF  BACHELOR OF ARCHITECTURE  TO 

JAWAHARLAL NEHRU TECHNOLOGICAL  UNIVERSITY 

BY 

S.SHRAVANI GUPTA  04161B0028 

UNDER THE GUIDANCE OF 

Prof. VASANTA SHOBHA 

SRI VENKATESHWARA COLLEGE OF ARCHITECTURE  86 MADHAPUR, HI­TECH CITY ROAD, HYDERABAD – 500033

JAWAHARLAL NEHRU TECHNOLOGY  UNIVERSITY  SRI VENKATESHWARA COLLEGE OF ARCHITECTURE  86, MADHAPUR, HITECH CITY ROAD, HYDERABAD ­33 

CERTIFICATE  THIS  IS  TO  CERTIFY  THAT  THIS  THESIS  TITLED  “HOUSING WITH 

SUSTAINABLE  TECHNOLOGIES  –  HIGH  RISE  APARTMENTS”  HAS  BEEN  SUBMITTED  BY  S.SHRAVANI  GUPTA  IN  PARTIAL  FULFILLMENT  FOR  THE  AWARD  OF  DEGREE  OF  BACHELOR  OF  ARCHITECTURE  FROM  JAWAHARLAL  NEHRU  TECHNOLOGY  UNIVERSITY  FOR  THE  YEAR  2008­  2009. 

GUIDE 

THESIS CO.ORDINATOR 

PROF. VASANTA SHOBHA 

PROF. KAMINI SINGH 

EXAMINERS 

PRINCIPAL 

PROF.DR.PRAMOD SHINDE

ACKNOWLDGEMENTS  It is difficult to put into a few words the gratitude I feel for the assistance rendered by many  individuals  and  sources  for  the  completion  of  this  thesis.  However  I  take  this  opportunity  to  acknowledge those who have given their valuable suggestions in shaping this study into a cogent  form.  I  would  like  to  express  my  deepest  gratitude  to  my  guide  Prof.  Vasanta  shobha,  for  her  guidance and also for a strong support through the good and bad times, and my sincere thanks to  Prof. Shalini  & Prof. Kamini Singh , not only for shaping the outcome of this thesis, which he  did taking a lot of time from his busy schedule, but also for shaping my entire outlook towards  architecture earlier.  I  would  like  to  express  my  thanks  also  to  my  friend’s  Shravan  Kumar  Reddy,  Sraavani,  Pooja.Y,  Arun, Aparna,Husna Hussain and my seniors Supreet, Harish, Rohit and Shravan  for  their valuable support in times when I lost my confidence in the way of completion my thesis.  The  acknowledgements  will  not  be  completed  till  I  express  my  regards  and  thanks  to  my  parents for their blessings and prayers for their encouragement and support. 

I express my deep sense of gratitude to my guide Mrs.VASANTA SHOBHA and the faculty  for  their  valuable  guidance,  encouragement  and  supervision  during  the  course  of  designing,  preparation of drawings and in finalizing this project report.  I  am  also  thankful  to  Mrs.  MADHAVI  and  Mrs.  SHALINI  for  their  valuable  guidance. I would also like to thank Mrs. KAMINI SINGH thesis coordinator, for giving me this  opportunity to prosecute my study.  I am also thankful to my classmates, friends and parents for their active involvement  in the discussions for generating new ideas in the concept.  I am highly  indebted to the management and the inmates of the concerned institutes  for  providing  valuable  data,  information  and  suggestions  for  bringing  out  improvements  in  the  proposal.  S.SHRAVANI GUPTA

I dedicate this book to 

Prof. M. Kalpana  “The professor who has been my source of inspiration for the subject Green and Sustainable  Architecture during our climatology classes and discussions.”

CONTENTS  CERTIFICATE  ACKNOWLEDGEMENT  CONTENTS  ·  · 

Synopsis  Literature Study 

Page .No 1 5 

A.1. INTRODUCTION To SUSTAINABILITY  1. 1 what is Sustainability?  1.2 Sustainability @ Habitat design  1.3 Objectives of sustainable development  1.4 Sustainability aspects of habitat design  1.5 Principles of sustainable devolvement in building design  1.6 Integrated approach to building design & Characteristics of  sustainable  buildings 

5  5  5  6  6 

2. SITE PLANNING  2.1  Site Assessment  2.1.1  Site Selection  2.1.2  Site Analysis  2.1.2.1 Data assessment  2.1.3  Site Development & Layout 

8  8  8  9  9  9 

3. PASSIVE SOLAR DESIGN  3.1  Thermal Comfort  3.2  Building design  3.2.1  Building  Form  3.2.1.1 Compactness and Zoning  3.2.1.2 Streets or walkways on site  3.2.1.3 Lower perimeter to area ratio  3.2.2  Orientation  3.3  Advanced Solar Passive Techniques  3.3.1  Passive solar heating  3.3.2  Passive solar cooling  3.3.2.1 Evaporative Cooling  3.3.2.2  Ventilation  3.4  Day lighting  3.4.1  Room depth  3.4.2 Height of window head  3.4.3 Shading Devices  3.4.3.1  External shading  3.4.3.1.1 Vertical devices  3.4.3.1.2  Horizontal devices  3.4.3.1.3 Egg­crate devices 

12  12  13  13  13  13  14  14  14  14  15  15  16  19  19  19  20  20  20  21  21



3.4.3.2 Internal shading  3.4.3.3 Solar control glazing 

21  21 

4. BUILDING MATERIALS 

23 

5. BUILDING TECHNOLOGIES  5.1  Roofing/flooring systems  5.1.1 Zipbloc system  5.1.2 Pre­stressed slab elements  5.1.3 Hollow floor slabs  5.1.4  Precast waffle units  5.1.5 Precast cored units  5.1.6 Precast/ in situ thin ribbed slab  5.2  Walling  systems  5.2.1 Cast in situ fly ash walls  5.2.2 Reinforced and or grouted brick masonry  5.2.3 Interlocking bricks or Lok bricks  5.2.4 Reinforced/hollow brick masonry  5.2.5 Pre cast stone blocks  5.2.6 Pre cast concrete blocks  5.2.7 Fly ash based lightweight aerated concrete walling  and roofing blocks  5.2.8 Composite ferro cement system 

25  25  26  26  26  27  27  27  27  27  27  28  28  29  29  29 

6. EFFICIENT WATER MANAGEMENT  30  6.1 Reducing water demand  30  6.1.1 Reducing water loss  30  6.1.2 Basic steps for reducing water consumption  31  6.1.3 Water conservation in landscape irrigation  31  6.2 Rain water harvesting  31  6.2.1 Potential  31  6.2.2 Influencing factors  32  6.2.3 Harvesting System  33  6.2.4 From where to harvest rain?  33  6.2.5 Basic components of the roof top rain water harvesting system  6.3 Storm water management  36  6.4 Waste water re­uses  36  6.4.1 Calculating wastewater volume  37  6.4.2 Reusing wastewater indoors  37  6.4.3  Man made systems for waste water treatment  38  6.4.3.1 Conventional treatment system  38  6.4.3.2 Artificial wetlands and reed bed systems  38

7. SOLID WASTE MANAGEMENT  7.1 Guidelines for waste minimization  7.2 Segregation of wastes  7.3 Resource recovery or recycling  7.4Processing of waste 

39  39  39  39  40 

8. RENEWABLE ENERGY  8.1 Solar Energy  8.1.1 Solar Thermal Energy Application  8.1.1.1 Solar water heaters  8.1.2 Solar Electricity Generation  8.2 Bio energy 

41  42  42  42  43  45 

B.1.INTRODUCTION OF HIGH RISE APARTMENTS  1.1 Introduction of housing  1.2 Introduction of High Rise Apartments  1.3 PRO’S & CORN’S 

46  46  46  47 

2. SITE CONSIDERATIONS  2.1 Site Characteristics  2.2 Utilities  2. 3 Site Elements  2.4 Building Orientation  2.5 Apartment  Layout  2.6 Open spaces and semi open spaces in apartments  2 .7 Circulation  2.8 Earthquakes  2.9 Wind loads 

48  48  49  49  50  50  51  51  52  52 

3. ESSENTIAL AMENITIES 

52 

4. SERVICES  4.1  Water supply  4.2 Drainage  4.2.1 Conventional system (two pipe system)  4.2.2 One pipe system & single stack system  4.3Fire safety  4.3.1 Fire fighting pump & extra water storage tank  4.3.2 FIRE ALARM SYSTEM  4.4 Garbage disposal  4.5 Telecommunications  4.6 Central gas systems 

54  54  54  54  54  55  55  56  56  56  56

·  Data collection 

57

·  Case studies  ü  Desk case stud – k2 Apartments  ü  Case study 1 – Retreat building  ü  Case study 2 – Hill Ridge Springs  ü  Case study3  – Silicon  County 

57  64  68  73  78

·  Comparative analysis  ü  Area statements and analysis  ü  Analysis – silicon county & hill ridge 

82  84  85

·  Site selection & analysis 

88

A R C H I T E C T U R A L   P R O G R A M:  The architectural programs for the “HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHNOLOGIES ‐ HIGH  RISE APARTMENTS” are:  Zones:  1.  RESIDENTIAL SPACE  a.  2 bed apartments  b.  3 bed apartments  c.  3 bed duplex apartments  d.  4 bed duplex apartments  e.  Servant apartments  2.  RECREATIONAL SPACE  a.  Open Air Theatre  b.  Club House  c.  Rock garden  d.  Badminton & basket ball courts  e.  Community hall  3.  COMMERCIAL SPACE  a.  Laundry  b.  Super market  c.  Parlor  d.  ATM  e.  Restaurant spaces  4.  Services/ common amenities  a.  Parking space  b.  Commercial complex

Population of the set up: 3300  Total site area : 18 acres 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHNOLOGIES  ­ HIGH RISE APARTMENTS 

I NTRODUCTION  The past three hundred years have  seen many improvements in the  conditions of life for humanity. Machines  have completely changed the way we live,  bringing improvement to many areas of  our lives. In fact, we have come to believe  that humans and their technology can  conquer all problems, and that the answer  to all our social problems such as poverty  lies in economic growth fuelled by  industry.  However, development brought its own problems. Factories and automobiles are  polluting the air and water. These emissions contribute to the greenhouse effect and the  destruction of the ozone layer, which in turn is causing world wide climate change. This  causes a change in rainfall patterns and thus in the livelihood of many people making a living  out of agriculture, forcing many off their farms. There are problems like global warming  which is caused by the change in the environment; this is due to the increase in the modern  way of lifestyle that has actually depreciated the meaning of nature. The increase of ice‐caps  melting at the north and South Pole leading to a rise of the world water sea has all been due  to the increase in the modern way of lifestyle.  “Our intensive farming methods, developed to feed this population, have removed  so many nutrients from the soil that an apple grown today has less than a twenty‐sixth of  the nutrients that same apple would have had eighty years ago”.  With all the environmental problems that have arisen this past century, such as air  and water pollution etc., it is clear that we are not treating the earth well. At this rate, we  will ultimately destroy the planet in which we live. We have come to an era where things  have to change in our surrounding for us to live in harmony. In order to preserve our earth,  we need to always consider the effects of the things we do on the environment. At the same  time more and more people are born who want a job, a house and a decent quality of life –  all things we cannot provide without economic growth and use of resources.  “The answer suggested to this dilemma is the concept of Sustainable  Development.” 

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  ( 2008 – 09) 

S  Y  N  O  P  S  I  S



ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHNOLOGIES  ­ HIGH RISE APARTMENTS 

N EED FOR THE STUDY  Last few years we have been witnessing the boom in economy as well as more  constructional activities throughout the country.  Its fact that the construction boom has  given vast opportunities for employments, sales of essential materials etc. all at the cost of  Nature &  Mother Earth exploitations, Green cover reductions etc. Due to high population  city limits will increase making commuting very cumbersome and time consuming. High  number of vehicles will result in regular traffic jam and pollution.  One such situation now  exists in Hyderabad.  In such situation independent residential, commercial and social buildings will no  longer serve their purposes as they would occupy too much area and traveling between  them would become uneconomical. Because of scarcity of land the need of hour would be  to go vertically skywards instead of spreading the structure over a large area in plan.  “Thus architecture should not only provide residential, commercial and  social facilities but should also be sustainable and energy efficient. It should be self  sufficient in terms of electricity, water purification and waste management.” 

A IM  To design High Rise Apartments – Gated Community implementing Sustainable  Technologies. 

S  Y 

OBJECTIVES 

N  O  P  S 

STUDY OBJECTIVES 

·  To study the existing patterns and activities of gated communities (apartments)  ·  To study various sustainable technologies in the various aspects like building  material and technologies, passive design, rain water harvestment, waste water  recycle etc.  ·  To understand the need, requirement and qualities of a gated community. 

I  S SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  ( 2008 – 09) 



ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHNOLOGIES  ­ HIGH RISE APARTMENTS 

DESIGN OBJECTIVES  ·  The basic objective is careful planning and designing the housing, recreational and  commercial areas to create pedestrian roads and reduce use of transportation  systems within site.  ·  The design proposal shall provide different types of housing facilities to different  income based people.  ·  Usage of solar passive methods to create energy efficient spaces.  ·  Assessment of average consumption of water  in residences and adopting various  ways to capture and store rain water and recycling of waste water in order to  reduce the water consumption in the gated community.  ·  Considering non conventional sources of energy like solar as source of energy for  everyday use.  ·  Design of a sustainable community with out compromising on comfort. 

S COPE  The main scope of the design is to create a gated community integrated with various  sustainable technologies so as to create an environmental friendly design. Considering the  vastness of the scope of Sustainable Development the study involves the following aspects  such as  ·  ·  ·  ·  · 

S  Y 

Energy efficiency in buildings  Building material and technology  Rain water harvestment  Waste water treatment  Waste treatment. 

The design is a demonstration project i.e. its concepts and techniques can be used in part of  full in a different semi urban setting to create a sustainable community. 

LIMITATIONS  Depending on the suitability of the location the technologies will be used limitedly.  My thesis does not deal with the economics of the project.  The construction details would not be dealt in very detail.  The concepts of sustainability are limited only to the ecological (environmental)  sustainability.  ·  Doesn’t deal much with the social and economic sustainability  ·  ·  ·  · 

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  ( 2008 – 09) 

N  O  P  S  I  S



ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHNOLOGIES  ­ HIGH RISE APARTMENTS 

METHODOLOGY OF STUDY 

S  Y 

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  ( 2008 – 09) 



N  S  S  Y O  Y  N P S  N  O S  Y  O P  I  N  P S  O  S  S I  P  I S S  S 



ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

A.1. INTRODUCTION TO 



SUSTAINABILITY 



1. 1  What is Sustainability? 



Sustainability can be defined as the continued ability of a society, an ecosystem, or 



any such interactive system to function without exhausting key resources and without  adversely affecting the environment. 

R  A 

Sustainability has been defined by the Brundtland Commission (1987) as  “Development that meets the needs of the present without compromising the ability  of future generations to meet their own needs.”



Sustainable architecture basically, is architecture that minimizes the ecological  impact of a building. This can be achieved by using biodegradable materials, recycling, and  examining the impact the building will have on the local community. It is important to  consider the "Three R’s" of sustainability: Reduce, Recycle, Reuse. 



1.2  Sustainability @ Habitat design 

R  E 

In context of the habitat design, sustainability recognizes the intricate relationship  between human civilization and natural habitat. It realizes the fact that nature must be  preserved and perpetuated if the human community itself is to survive.  Any development will have some environmental impact. Sustainable development  can be thought of as development with low environmental impact, while maximizing  environmental, economic, and social gains. Sustainable development is, therefore, a very  broad subject that goes beyond just conserving the environmental capital. 

Slateford Green Housing, Edinburgh  SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

S  T  U  D  Y 

TERI Retreat Building, Gurgaon  5 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

1.3  Objectives of sustainable development 



Sustainable development can be considered to have the following four main objectives.  ·  ·  ·  · 

Social progress, recognizing the needs of everyone.  Effective protection of the environment.  Prudent use of natural resources.  Maintenance of high and stable levels of economic growth and employment. 

I  T 

1.4  Sustainability aspects of habitat design 



Sustainability, in context of building and  habitat design, has multi‐ dimensional effects,  which can be summarized as below. 

R  A 

·  Environmental sustainability  ·  Social sustainability  ·  Economic sustainability 

Economic dimensions of  sustainability:  ·  Creation of new markets and  opportunities for sales growth  ·  Cost reduction through efficiency  improvements and reduced energy  and raw material inputs  ·  Creation of additional added value 



Environmental dimensions of  Social dimensions of sustainability  sustainability  ·  Worker health and safety  ·  Reduced waste, effluent  ·  Impacts on local communities,  generation, emissions to  quality of life  environment  ·  Benefits to disadvantaged  ·  Reduced impact on human health  groups e.g. disabled  ·  Use of renewable raw materials  ·  Elimination of toxic substances 

U  R  E 

1.5  Principles of sustainable devolvement in building design  The basic principles of sustainable development in building design are outlined below: 

S  T  U  D  Y 

·  Maximizing the use of renewable and natural resources in the building environment.  ·  Minimizing the use of renewable and natural resources in the building environment.  ·  Ensuring process to validate building system functions and capabilities for proper  maintenance and operation.

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 



ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

1.6  Integrated approach to building design & Characteristics of sustainable 



buildings  An ‘integrated approach’ to building design involves the judicious use of resources  and application of efficiency measures. Future buildings should reflect the above concerns  by providing and/or adopting the following measures.  ·  ·  ·  ·  ·  ·  ·  ·  ·  ·  ·  ·  · 



Improved building envelope and system design.  Water conservation and efficiency measures  Energy conservation and efficiency measures  Increased use of renewable energy resources  Reduction of elimination of toxic and hazardous substances in facilities, process, and  their surrounding environment  Improved indoor air quality and interior and exterior environments, leading to  increased human productivity, performance and better human health.  Efficient use of resources and materials  Selection of materials and products that minimize safety hazards and cumulative  environmental impacts  Increased use of recycled content and other environmentally preferred products  Salvage and recycling of waste and building materials created during construction  and demolition  Prevention of generation of harmful materials and emissions during construction,  operation, and decommissioning/demolition  Implementation of maintenance and operational practices that reduce or eliminate  harmful effects on people and the natural environment  Reuse of the existing infrastructure, identification of facilities near public transport  systems, and consideration of redevelopment of contaminated properties. 

T  E  R  A  T  U  R  E 

The adoption of the above features results in building that have  ·  ·  ·  ·  ·  · 

Lower maintenance costs,  Reduced operational energy,  Lower emissions of air pollution,  Healthier and more productive occupants,  Less material usage, and  Longer building life. 

S  T  U  D  Y 

Reference : Sustainable Design Manual ( Volume – 2) SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 



ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

2. SITE PLANNING 



Sustainable site planning begins with the  assessment of the building site. Analysis and  assessment of the site characteristics in terms of its  capacity to provide natural resources such as light, air,  and water and the extent to which the existing natural  systems will be required to support building  development from the first activities in the sequence of  events in a sustainable site planning process. 

I  T  E 

“An ideal site system would be one in which the arrangement of roads, buildings  and associated usage is developed by using site data and information from the  larger macro‐environment, including the socio‐cultural and historical patterns of the  settlement.”

R  A  T 

Site  assessment 

2.1  Site Assessment 



Site assessment is done at three levels  1.  Site selection  2.  Site analysis  3.  Site development and layout 

Potential factors 

Site  selection 

1.Order of  importanace  2.Interactive  relationship 

Site  developemn  t 

R  E 

Site  analysis 

2.1.1  Site Selection 

S  T  U  D  Y 

The process of site selection for sustainable development involves identifying and weighing  the appropriateness of the site with respect to sustainable building design criteria.  Recommended checklist for site selection:  ·  ·  ·  · 

Select a site taking into account its proposed and existing land use  Reuse negative urban spaces or industrial sites.  Identify the site characteristics in light of the sustainable goals of the project.  Identify and balance the site inputs available in the form of resources against the  environmental cost inherent in its development. 

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 



ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

2.1.2  Site Analysis 



The  site  analysis  evaluates  all  the  on  and  off‐site  determinants‐whether 

environmental, cultural, historical, urban, or infrastructural‐ that effect development of site  and its building program. Its purpose is to determine the site characteristics so that proper  drainage  systems,  circulation  patterns,  landscape  design,  and  other  site  development  features can be considered in relation to building design parameters. 

I  T 

A site analysis can be done on the basis of the following considerations 

E  1. Environmental 

2.Utility/infrastructural  3.Cultural/historical 

R  A 

4.Urban 

2.1.2.1 Data assessment 



·  Assess the data collected for site analysis to decide on the hierarchy of importance  among the potential factors affecting the sustainable design.  ·  Assess  the  impact  of  the  proposed  design  on  soil  erosion,  sedimentation,  and  groundwater  pollution  and  the  control  measures  required  for  preventing  storm  water runoff, air and groundwater pollution, as well as protection of top soil.  ·  Optimize  the  design  scheme  by  taking  into  consideration  the  alternatives  available  that could minimize infrastructural costs, improve the resource use, and reduce site  disturbance, as well as efficiently merge the built form with the site characteristics. 

U  R  E 

2.1.3  Site Development & Layout  Site development can be carried out on the basis of best practices followed in each  of the following potential areas.  ·  ·  ·  ·  ·  ·  · 

S  T  U  D  Y 

Land use and existing features  Siting and orientation  Landscaping  Utility or site infrastructure  Pavements  External lighting  Construction management

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 



ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

SITE LAYOUT 



·  Ensure that basic amenities such as bank, child care, post office, park, library,  convenience grocery, primary school, clinic and community hall are near to or  within the site premises.  ·  Make a comprehensive transportation plan for the site, taking into consideration  cleaner transportation options, parking capacity and conveniences for pedestrians  and cyclists.  ·  Plan pedestrian access ways and bicycle tracks within site premises.  ·  Analyze the existing roads and pathways on site, to reduce the length of roads and  utility lines.  ·  The site layout should allow for wind protection and solar access in winter and  adequate sun protection and ventilation in summer. Having a mix of building types  could help achieve this.  ·  Row buildings can be used as wind breakers. High‐rise can increase ventilation in a  dense development.  ·  Hence the streets should be oriented to utilize the natural wind patterns.  ·  Site should be properly planned to mitigate the ‘heat island effect’ by reducing the  total paved area allowed on site. The paved areas should be made pervious or open  grid. Shading should be provided for the paved surfaces.  ·  Use gravity systems for water supply and sewerage, wherever possible, to avoid  pumping.  ·  Try to locate all utility lines near already disturbed areas, like roads. Use concealed  or shielded conduits for utility lines.  ·  Optimize the layout, to save land and natural resources, without affecting the  quality of life.  ·  The layout should be flexible to accommodate future changes that could arise from  the users needs or from other perspectives.  ·  The layout should use innovative ways to facilitate social networks among the  residents. These could include the provision of parks, recreational areas, community  halls etc. 

I  T  E  R  A  T  U  R  E 

S  T  U  D  Y 

Landscaping  ·  For projects larger than one hectare, remove topsoil and preserve for reuse on site.  ·  The most effective way to prevent soil erosion, sedimentation, and to stabilize soil is  through the provision of vegetative cover by effective planting practices.  ·  The foliage and roots of plants provides dust control and a reduction in soil erosion  by increasing infiltration, trapping sediments, stabilizing soil, and dissipating the  energy of hard rain.

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

10 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

·  The vegetative cover also increases the percolation of rainwater thereby increasing  the groundwater recharge.  ·  Selection of plant species should be based on its water requirements and the micro  climatic benefits that would result from it.  ·  Deciduous trees provide shade in summer and allow sunlight in summers. Evergreen  trees provide shade and wind control throughout the year.  ·  Preserve existing vegetation on site. Mark all the existing vegetation in a tree survey  plan. Evolve tree preservation guidelines.  ·  Replant within the site premises any mature trees that have been removed, in the  ratio of 1:5. At the same time, care needs to be taken to avoid undesirable increase  in humidity levels, by excessive plantations.  ·  Do not alter the existing drainage pattern on site. Existing grades should be  maintained around existing vegetation. Ensure that the vegetation remains healthy.  ·  Use of organic mulches has to be done to enhance soil stabilization  ·  Sedimentation basins, and contour trenching, also helps top reduce soil erosion.  ·  Some methods for altering the air flow patterns by landscaping are shown in the  figures  below 

L  I  T  E  R  A  T  U  R  E 

Deciduous trees blocking sun  in summer and letting in  sunlight in winter. 

S  T  U  D  Y 

Reference: (1) Sustainable Design Manual ( Volume – 2),  (2) Eco Housing guidelines for Tropical Regions SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

11 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

3. PASSIVE SOLAR  DESIGN 

L  I 

The main objective of a climatic  sensitive approach is to provide a high  standard of comfort quality, which also  results in energy saving with environmental  benefits. The present world energy scenario  shows that over 50% of commercial energy is  used in building construction and maintenance and operation.  further breakup of this building energy shows that about 85% is  operational energy ad 15% is embodied energy. As we notice,  the main use of operation energy is for space hearing and  cooling, while designing a careful balance is required for  thermal parameters. 

T  E  R  A  T 

3.1  Thermal Comfort  “Comfort can be defined as the optimal thermal condition in which the least extra  effort is required to maintain the human body’s thermal balance.”



The following are various factors that affect human comfort.  ·  ·  ·  ·  ·  ·  · 

R  E 

Air temperature  Relative Humidity  Temperature of surrounding surfaces  Air velocity  Clothing  Metabolic rate  Age and sex 

S  T  U  D  Y 

Other macro & micro climatic factors  ·  ·  ·  ·  ·  · 

Topography  Water bodies  Altitude  Vegetation  Urbanization  Landscape & built form 

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

12 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

3.2  Building design 



·  Building form : compactness and zoning  ·  Orientation 

I  3.2.1  Building  Form 



Building form can affect solar access and wind exposure as well as the rate of heat loss or  heat gain through the external envelope. The general design objectives are given below. 



·  Contain the building’s exposure to external elements through compact building  envelopes and careful consideration of the treatment of different elevations.  ·  Use sheltering and buffering to articulate the building mass so that building is  shaded most of the times. 

R  A 

3.2.1.1 Compactness and Zoning  The compactness of a building could be  measured by the ratio of surface area to volume(S/V  ratio). The S/V ratio should be as low as possible in  hot‐dry and cold‐dry climates, to minimize the rate  of heat transfer. For hot, humid, tropical climate, the  main aim should be to have a higher air flow inside  the building, for which a low S/V ratio is not  essential. 

T  U  R  E 

The perimeter to area ratio should be kept to the minimum, to reduce heat gains.  The roof gets the maximum amount of direct solar radiation and hence its shape is  important. As shown above, the higher the roof angle, the lesser the amount of direct  radiation. 

3.2.1.2 Streets or walkways on site 

S  T  U  D  Y 

The ratio of street width to building height determines the altitude up to which solar  radiation can be cut off. Similarly, street orientation determines the azimuth up to which  solar radiation can be cut off. For hot dry climates the street should be kept as low as  possible and in particular the streets running north – south. Thus would provide mutual  shading from the horizontal morning and evening sun. East – west streets should be avoided  on account of the low sun in the mornings and evening. However if unavoidable, they  should be kept narrow.

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

13 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

3.2.1.3 Lower perimeter to area ratio 



The P/A ratios indicate radiative gains or losses and efficient ventilation. Low P/A ratios are  suitable for hot‐dry climates. Plan form which enhances  ventilation, is not an important  issue in hot‐dry climates, as the breeze is often warm. The P/A for various shapes are 

I  T  E 

Square – 1.0 

Rectangle – 1.05       L Shaped – 1.25 

H Shaped‐ 1.13       Circle ‐ 0.88 

R  A 

3.2.2  Orientation  The amount of solar radiation falling on surfaces of different orientation varies  considerably depending on the view or exposure to the sun. In topical climates, northward  orientation has a brief period of solar radiation: early mornings and late afternoons, on  clear summer days. East and west receive the maximum solar radiation during summer.  Southward orientation has radiation during the winters, which can be potentially used  during cold periods. 

T  U  R  E 

3.3  Advanced Solar Passive Techniques  3.3.1  Passive solar heating  Heat losses from buildings occur mainly by conduction through sand in the external  surface by infiltration and ventilation through cracks and openings in the building envelope.  Reducing this loss by improved insulation and infiltration can decrease the heating cost of  the building. 

S  T  U  D  Y 

Design criteria  ·  Reduce heat loss by insulation and infiltration  ·  Use passive solar elements for heat gain and storage.

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

14 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

3.3.2  Passive solar cooling 



In the cooling strategy, first control the amount of heat gained from solar radiation  and hot air that reaches the building, then minimize the effect of unwanted solar heat  within the building skin or through openings. Next, reduce the internal heat gains from  appliances or occupants, and finally use environmental heat sinks to absorb any remaining  unwanted heat by applying  ·  ·  ·  · 

I  T 

Evaporative cooling  Radiative cooling  Ground cooling and  Ventilation 



3.3.2.1 Evaporative Cooling 

R  A 

“Principle: Evaporation occurs whenever the vapour pressure of water is higher  than the partial pressure of water vapour in the adjacent atmosphere. The change in  the phase of water form liquid to vapour is accompanied by the absorption of a large  quantity of sensible heat from the air that lowers the dry bulb temperature of the air  while the moisture content of the air is increased.”



Direct Evaporative Cooling 



The direct evaporative cooling systems  such as fountains, pond, pools and wind  towers are very effective in hot and dry zones  where with cooling the increase in humidity  gives additional comfort. In fountains, water  sprinkles in the air with an increased surface  area and this increasing the evaporation rate.  This water sprinkled into the air also cleans  dust particles from the air. 

R  E  Direct Cooling 

S  T  U  D  Y 

Indirect Evaporative Cooling  In roof sprays and roof ponds, external  cooling through humidification can be achieved by  keeping the surfaces of roofs moist by using sprays or  lawn sprinklers. The surface temperature can be  reduced by up to 30 deg C. however; water  consumption is excessive in this case.  Indirect Cooling  SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

15 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

3.3.2.2  Ventilation 



Ventilation is often considered to be the most energy‐efficient and health solution.  Thermal comfort depends largely on ventilation, along with other factors such as air  temperature and relative humidity. A well designed thermal structure can dampen the  outside temperature fluctuations to a certain level, but further efficiency can only be  achieved by ventilation. The different kinds of ventilation are 

I  T 

·  Natural ventilation  ·  Mechanical ventilation  ·  Hybrid ventilation systems 



“Design criteria: The design objective is to provide a controllable means of ventilation  that can supply adequate fresh air for an occupant’s health and comfort while  minimizing uncontrollable air infiltration.” 

R  A 

Natural Ventilation  Natural ventilation is a controllable phenomenon and an efficient rate can be  achieved through the proper design of window openings and orientation of the structure  based on the wind direction. 

T  U 

Natural ventilation can be of two types. One is caused by wind pressure and the  impact would depend on wind direction, speed and building shape. Using this we can  provide single sided or cross ventilation. The other is caused by the density difference  of air, caused by the difference in temperature between inside (warmer) and outside  air. This is also called the “stack effect”. If the inside air is colder, then a reverse stack  effect can also be produced, which will bring in warm air from outside.

R  E 

Ventilation is required for fresh air, cooling for comfort conditions and for taking  away the heat stored in the building structure. For the successful design of a naturally  ventilated building the wind characteristics and air flow patterns around a building,  influenced by climate, neighboring topography, plants and buildings has to be taken into  account. Furthermore the fulfillment of natural ventilation depends on the location of vents  (e.g.: windows and roof lights) and the interior design (e.g. walls, openings and courtyards). 

S  T  U  D  Y 

Opening design and ventilation  Air distribution inside the building is largely governed by the design of the  openings.  Windows: They provide high levels of ventilation when open and are therefore, suitable for  summertime ventilation. However, they are difficult to control in winter. Proper window 

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

16 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

design can be effective in creating pressure difference, which can improve ventilation and  air distribution in the space. 

L  I  T 

Single Sided Ventilation 



Cross Ventilation 

R  A  T  U  R  E 

Effect of opening positions 

Louvers: Louvers can be used for providing a more controllable and secure opening.  However, they can be difficult to seal when closed and therefore, can cause a high air  leakage rate. They are also usually single glazed and are not wide spread use other than in  hot climates.

S  T  U  D  Y  SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

17 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

General design principles 



ü  A building need not necessarily be oriented perpendicular to the prevailing outdoor  wind. It may be oriented at any convenient angle between 0– 30 degrees without  losing any beneficial aspect of the breeze. If the prevailing wind is from east or west,  the building can be oriented at 35 degrees to the incident wind so as to diminish the  solar heat sacrificing slightly the reduction in air motion indoors.  ü  Inlet openings in buildings should be well‐distributed and should be located on the  wind‐ward side at a low level. Outlet openings should be located on the leeward  side.  ü  Maximum air movement at a particular plane is achieved by keeping the sill height of  the opening at 85% of the critical height (such as head level). The following levels are  recommended according to the type of occupancy.  For sitting on chair = 0.75 m  For sitting on bed = 0.60 m  For sitting on floor = 0.40 m  ü  Inlet openings should not be obstructed by adjoining buildings, trees, signboards or  other obstructions, or by partitions in the path of air flow.  ü  Windows of living rooms should open directly to an open space. In places where  this is not possible, open space could be created in buildings by providing adequate  courtyards.  ü  In case of rooms with only one wall exposed to the outside, provision of two  windows on that wall is preferred to that of a single window.  ü  Windows located diagonally opposite each other with the wind‐ward window near  the upstream corner gives better performance than other window arrangements  for most building orientations.  ü  Provision of horizontal sashes, inclined at an angle of 45 degrees in an appropriate  direction, helps promote indoor air motion. Sashes projecting outwards are more  effective than those projecting inwards.  ü  A veranda open on three sides is to be preferred as it increases room air motion  with respect to the outdoor wind, for most orientations of the building.  ü  Provide buffer spaces like staircases, lifts, store, toilets, double‐wall without  opening etc., on at least 50% of the west wall.  ü  Hedges and shrubs deflect air away from the inlet openings and cause a reduction in  the indoor air motion. These elements should not be planted up to a distance of  about 8 m from the building because the induced air motion is reduced to a  minimum in that case .However, air motion in the leeward part of the building can  be enhanced by planting low hedges at a distance of 2 m from the building.  ü  Raising the building on stilts, at least 30 cm above ground, has three main  advantages in warm and wet climates. First, it enables better ventilation by locating  windows above the surrounding zone comprising lower buildings. Second, it enables  cooling of the floor from below. Third, it helps to prevent moisture problems. It also  gives flood protection, in flood prone areas.

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

I  T  E  R  A  T  U  R  E 

S  T  U  D  Y  18 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

3.4  Day lighting  Day lighting is an inseparable part of design, and should be considered at the earliest  stages of the design process. 



The objective of a good daylighting system should be 



·  The amount of light needed  ·  Visual comfort and  ·  Psychological considerations

T  E 

Factors for the design of daylighting  ·  Critical indoor illuminance  ·  Critical outdoor illuminance  ·  Day light factor distribution 

R  A 

Factors affecting the day light distribution  ·  ·  ·  · 



Room depth  Height of the window head  Shading devices  Glazing type 

U  R  E 

3.4.1  Room depth  Deeper rooms have a poorer  uniformity ratio – the ratio of the  daylighting factor at the back of the  to that at the front shows how the  uniformity ratio varies as a room of a  given cross section gets deeper. 

S  T  U  D  Y 

Recommended percentage area of openings with varying room depth 

3.4.2 Height of window head  The higher the window head, the deeper will be the penetration of daylighting; at  the same time, however the view from the window will be cut.  This aspect is easily adaptive  and a good distribution can be achieved in the space while maintaining the visual  connections. 

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

19 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

3.4.3 Shading Devices  Shading of the building and outdoor spaces reduces summer temperatures, improves  comfort and saves energy. Shading can block up to 90 percent of this heat. 



Overheating and discomfort may occur if the annual penetration of sunlight exceeds  one third of probable sunlight hours. Direct sunlight can also cause glare. Controls are  therefore necessary, particularly in workspaces. There are there main ways of controlling  sunlight 

I  T 

·  External shading  ·  Internal shading  ·  Solar control glazing 

E  R  A 

Shading requirements vary according to climate and  house orientation. A general rule of thumb is shown in  the figure beside 

3.4.3.1  External shading 



External shading is the most effective as it cuts  off direct sunlight during the summer and allows the  winter sunlight to enter into the space. In case of cloudy  weather, however, it can further reduce the DF inside  the space. For such cases, the external shading devices  can be most effective solution. These can be of three  types  ·  Vertical devices  ·  Horizontal devices  ·  Egg‐crate devices 

U  R  E 

3.4.3.1.1 Vertical devices 

S  T  U  D  Y 

Vertical devices consist of louver blades or projecting  fins in a vertical position. Narrow blades with close spacing  may give the same shadow angle as broader with wider  spacing. This type of device is most effective when the sun is  to one side of the elevation, such as an eastern or western  elevation.  Vertical louvers SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

20 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

3.4.3.1.2  Horizontal devices 



Horizontal devices may be canopies, horizontal louver  blades or externally applied Venetian blinds. These will be  most effective when the sun is opposite to the building face  considered and at a high angle, such as for north and south  facing walls. To exclude a low angle sun, this type of device  would have to cover the window completely, permitting a  view downwards only. 

I  T  Horizontal  louvers 

E  3.4.3.1.3 Egg‐crate devices  These devices are combinations of horizontal and vertical elements. These can be  effective for any orientation depending on detail dimensions 

R  A 

3.4.3.2 Internal shading 



Internal shading is the most common form of sun control, such as curtains, Venetian  blinds, and roller blinds, which can be drawn or lowered when needed. If they are properly  adjusted they can allow diffused sunlight to penetrate inside. Pure white translucent blinds  can become a source of glare. The greatest weakness of internal blinds is that they do not  keep solar heat out. 

Curtains 

Venetian blinds 

U  R  E 

S  T  U  D  Y 

Roller blinds 

3.4.3.3 Solar control glazing  Solar control glazing are very effective against heat flow across the window but can  reduce the transmission of light inside. The choice of glazing affects the daylight, solar heat  gain, and heat loss through a window. These are measured by visible transmittance, the  total solar transmittance and the U value. The following are the different glazing types SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

21 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

·  Single glazing gives the best daylight. It  offers little resistance to the passage of  heat. The small amount of insulation  that single glazing does provide is  actually due to thin films of still air that  exist next to the glass.  ·  Double‐glazing offers much better  insulation. It comprises two panes of  glass with a sealed space between. The  space is filled with air or an inert gas  with better insulating properties than  glass. It gives about 20% less daylight  than single glazing.  ·  In low‐E (low –emissivity) double  glazing, the reduction in the daylighting  factor is by another 10% with respect to  double glazing.  ·  Tinted double‐glazing has low visibility,  thus cutting out daylight. Typically, more  than 2sq.mt of tinted glazing will be  required to admit as much daylight as  1sq.mt of clear glass. 

L  I  T  E  R  A  T  U 

Design considerations for daylighting as per various climates (Hot & Dry Climate)  Orientation 

R  E 

Orient the buildings with the long axes in the east‐west direction so that the longest  walls face north and south and only the short walls face east and west.  Key factors  ·  Adequate shadings on the south side to cut‐off direct solar radiation during the  summer months.  ·  Airflow need not be encouraged through large windows, as the daytime air is hot.  ·  Avoid externally reflected light from the ground and other external surfaces, unless  great care is taken to avoid glare. 

S  T  U  D  Y 

Recommended design variables/strategies  ·  Smaller openings that are efficiently shaded.  ·  Buildings with compact internal planning as courtyard type, with dense groping so  that the east and west walls are mutually shaded.  ·  High level windows which would admit reflected light to the ceiling  ·  Vertical strip windows at the corner of the room to avoid excessive brightness and  provide a light wash on the walls. SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

22 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

4. BUILDING  MATERIALS 

L  I 

For years the building industry had  been dependent on a seemingly endless  supply of high quality materials, supplies and  energy resources. These become more  significant when buildings are a global scale  consume about 40% of the raw stone, gravel  and sang, 25% of wood, 40% of energy and 16% of water each year. A building industry  that depends on diminishing resources will ultimately become more costly as the resources  will continue to be depleted, and would thus pose a negative impact. 

T  E  R  A 

The underlying principle assumes that all stages in the life of a material – right from  the raw material, extraction, manufacture and transportation to the installation,  operation, maintenance, and the recycling and waste management cause some degree of  environmental impact which needs to be evaluated. The need for this analysis is justified  when considering the present state of the environment, and hence would provide a  sustainable format for the evaluation of efficiency of building material. 

T  U 

“The use of sustainably managed materials is an environmental responsibility in  contributing towards a sustainable habitat.”

R  E 

Sustainable materials have five major benefits  1.  2.  3.  4. 

They have a similar or lower price compared to traditional materials.  They do not exhaust the existing supplies of finite materials  They save energy and reduce harmful emissions  As they are encouraged by the building control, planning permissions are more likely  to be received.  5.  Since they are less harmful to occupants, they make healthier buildings. 

S  T  U  D  Y 

Building materials are mostly made from naturally available materials like clay,  stone, sand or biomass. Proper selection of building materials would help to conserve  these natural resources.  A material that is suitable for one place may not be suitable elsewhere. We also  need to understand that the building styles and design are heavily influenced by prevailing  fashions, especially the fashions in the developed world. This was one of the reasons why  many modern construction materials could ease out more durable, climate responsive  traditional building materials in the developing world.  The points to be noted for material  and product selection are:  SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

23 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

ü  Use naturally available materials, especially organic renewable materials like  timber, trees, straw, grass, bamboo etc. Even non‐renewable inorganic materials like  stone and clay are useful, since they can be reused or recycled.  ü  Use certified timber. Check the reliability of the certificates, as forgery is possible.  ü  Do not use sand quarried from coral reefs.  ü  Check origin of soil for land filling.  ü  Check whether quarry sites are rehabilitated.  ü  Use materials with low‐embodied energy content for all structural work in fill  systems.  ü  Use locally available materials and technologies, employing local work force.  ü  Use materials amenable for reuse and recycling. Pure material like bricks, wood,  concrete, stone, metal sheets are most suitable for this purpose. Composite  materials like prefabricated solid foam‐metal or foam‐plaster elements are difficult  to separate and to recycle.  ü  Use industrial waste‐based bricks / blocks for non‐structural or infill wall system.  ü  Reuse/ recycle construction debris.  ü  Minimize use of wood for interior works and use any of the following in place of  wood.  ü  Composite wood products such as hardboards, block boards, lumber‐  core plywood, veneered panels, particle boards, medium/ low‐density fibreboards  made from recycled wood scrap from sawmill dusts or furniture industry and  bonded with glue or resin under heat and pressure.  ü  Materials/ products made from rapidly renewable small‐diameter  trees and fast‐growing low‐utilized species harvested within a ten‐year cycle or  shorter, such as bamboo, rubber, eucrasia, eucalyptus, poplar, jute/cotton stalks,  etc. The products include engineered products, bamboo ply boards, rubber, jute  stalk boards, etc.  ü  Products made from wastes. These could be wood waste, agricultural  wastes, and natural fibres, such as sisal, coir, and glass fibre in inorganic  combination with gypsum, cement, and other binders, such as fibrous gypsum  plaster boards, etc.  ü  Salvaged timber and reused wood products such as antique furniture.  ü  Use water‐based acrylics for paints.  ü  Use acrylics, silicones, and siliconized acrylic sealants for interior use.  ü  Use adhesives with no/ low Volatile Organic Compound (VOC) emissions for indoor  use. It could be acrylics or phenolic resins such as phenol formaldehydes.  ü  Use water‐based urethane finishes on wooden floors.  ü  Use particleboard made with phenol‐formaldehyde resin rather than urea  formaldehyde, to control indoor VOC emissions.  ü  Avoid the use of products using asbestos and CFC.  ü  Minimize the use of metallic surfaces and metallic pipes, fitting, and fixtures.  ü  Use products and materials with reduced packaging and/ or encourage  manufacturers to reuse or recycle their original packaging materials.  ü  Wherever possible, use permeable wall structures made of palm leaves, reed, grass  or bamboo to promote aeration and low heat storage.

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

L  I  T  E  R  A  T  U  R  E 

S  T  U  D  Y  24 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 



5. BUILDING  TECHNOLOGIES 



Indian architecture has been the most enduring  evidence to technological achievement when seen in  the frame of culture, civilization, and range of  variations in the Indian climatic conditions. The  building technologies have been developed in the  chronological course of time. In a streamlined manner,  these technologies speak the language of the built form  developed against the harshness of the prevailing  climate. The most prominent traditional building techniques in ancient India incorporated  the use of stone, timber and soil. 

T  E  R  A 

The following are the general building technologies implemented for a residential high‐rise  construction 



High‐ rise construction (residential)  Roofing/flooring systems  Zipbloc system, prestressed slab, hollow floor slabs,  precast waffle/cored units, precast in situ thin  ribbed slabs, precast waffle slabs  Walling systems  Burnt brick masonry: Fly ash/sand lime/Fal‐ G,  reinforced grouted brick masonry, interlocking  bricks, reinforced hollow bricks with framed RCC  construction, precast stone blocks.  Precast concrete blocks: Hollow/fly ash based  aerated or cellular, composite ferro‐cement walling,  interlocking concrete blocks, curtain walls,  structural glazing systems.  Doors / windows  Precast RCC doors and windows, PVC doors/  windows shutters, partitions, energy‐efficient  windows, fiberglass reinforced plastic doors, resin  bonded sawdust door panels, natural fiber  reinforced polymer doors/windows. MDF particle  board doors/windows. Gypsum based ceiling tiles,  doors/windows, partitions, demountable systems  with various types of recycled wooden boards.

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

U  R  E 

S  T  U  D  Y  25 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

5.1  Roofing/flooring systems 



5.1.1 Zipbloc system  This system developed in India, utilizes a single  precast element, a hourdi‐type hollow block  530x250x140mm for walls and roofs. For ceiling and  roofs, inverted T‐beams of required length are precast  and placed on the walls at 60c/c distance and propped  at mid‐span as shown in the figure. The concrete hollow  blocks are placed to span two beams. On top of this, a  welded steel mat is provided for temperature stresses  and screed is cast in situ. 



5.1.2 Pre‐stressed slab elements 

R  A 

T  E 

This roofing system was developed at the structural engineering research centre in  Chennai. System of construction – The hollow blocks used are ‘Hourdi’ or similar blocks and  may be placed in one or more rows. Concrete ribs of at least a four centimeter width run  around the periphery of the row of blocks forming the slab. The pre‐stressing wires are  located in these ribs. Four units longer than two meters intermediate ribs with nominal  reinforcement are provided in the traverse direction, at spacing that does not exceed tow  meters. The hollow clay blocks, which have grooves on their surfaces, remain exposed at the  top and bottom of the precast element. In situ concrete screed is laid on the top and  plastering is done on the underside. The advantage over traditional system is that slab  elements are about 25% lighter than conventional RCC slabs. 

T  U  R  E 

5.1.3 Hollow floor slabs  The overall dimensions of the unit are 350x60x12cm. System of construction – the  steel end‐pieces with four openings define a trapezium‐shaped cross section of the floor  slab, so that when finally assembled the V – shaped gaps between the slabs can be easily  filled with concrete. Reinforcement is laid and four GI pipes are pushed lengthwise through  the holes in the end. The concrete is poured and compacted simultaneously to ensure no air  pockets develop around the pipes. The concrete is case very dry so that it will not collapse  when the pipes are removed. The pipes are later pulled out with an electrical winch as show  in figure.

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

S  T  U  D  Y  26 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

5.1.4  Precast waffle units  These provide speedy construction with an overall saving up to 10% besides avoiding  shuttering work. These consist of precast concrete waffle floors/roof unit with nominal  reinforcement. The shape is like an inverted trough, with square or rectangular plan having  lateral dimensions up to 1.2m. Suitable for large spans over 6m in either direction, on laying  in grid pattern with reinforcement and cast‐in‐situ concrete joints between them. 



5.1.5 Precast cored units 



These are simple to manufacture and provide a speedy and economical flush ceiling.  They consist of extruded concrete section units with circular hollows and can be used up to  a span of 4.2m. They can be used on floors or roofs in load‐bearing walls and framed  structures. 





R  A 

5.1.6 Precast/ in situ thin ribbed slab  These are made from precast/in situ  ribs provided at a spacing of 1.2m with a cast –  in –situ RC flange. These can be used for floor/roof slabs. As the ribbed slab is thin, the roof  should be treated over the slab for better thermal insulation. It is cheaper and easy to  construct in comparison to conventional case in situ RCC slabs. 



5.2  Walling  systems 



5.2.1 Cast in situ fly ash walls 

R  E 

Using a high fly ash mix comprising cement, lime, fly ash and sand in appropriate  proportions, depending on the quality of fly ash with a pre‐measured water: cement ratio,  cast‐in‐situ walls can be built. These can be cast to any thickness using a steel shuttering. By  using this system 20% economy, quicker construction, good finish on both the sides of the  wall and more carpet area can be achieved. Similar walls can be cast using Fal – G cement. 

5.2.2 Reinforced and or grouted brick masonry  Grouted masonry is done in two widths of burnt clay brick, concrete block, or the  stone units in which the interior joint called the ‘collar joint’ is filled with grout. This bonds  the two widths together as well as provides the space wherein the reinforcement can be  located and bonded to the surrounding masonry. The thickness of the grout between  masonry units and reinforcement should not be less than a quarter  inch except that steel wire reinforcement may be laid in horizontal  mortar joints, which are at least twice the thickness of the wire’s  diameter. Grout must be placed in a manner that it fills  the entire  void and does not become segregated due to improper fluidity  during placement. This technology is highly suitable for earthquake‐  prone areas and multi‐storied residential construction. The details  at the corner are shown in figure. SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

S  T  U  D  Y  27 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

5.2.3 Interlocking bricks or Lok bricks 



The interlocking soil cement bricks are made in a CINVA‐Ram brick making machine.  The rims and corresponding recesses have been raised on the lower surfaces to receive the  projecting rims of the brick below (as shown in the fig).  Placing – They have narrow vertical recesses and vertical reinforcement is poured in  the grout holes before pouring the grout. When cement grout is placed into them, the  blocks become permanently locked together.  Advantages – These bricks are earthquake‐resistant and allows for multi‐storied  construction.  Dimensions – The length is twice the breadth, the length, breadth and height are  250x125x10mm so that right angle corners can be achieved without the use of special  corner blocks, and interlocking and alignment are achieved automatically. A typical single  and double brick wall construction as shown in the figure. 

I  T  E  R  A  T 

Figure showing the rims and recesses  in the Lok bricks for adequate bonding 



Lok Brick: single and double brick wall 

R  E 

5.2.4 Reinforced/hollow brick masonry  Reinforced/hollow brick masonry is used as structural members for floors, roofs, and  walls and as filler blocks to replace concrete in the tensile zone. The overall dimensions  available are 25x27x10.3cm with various configurations of rectangular hollows in it. These  blocks are also designed separately as bond beams, joist members as well as filler blocks.  The reinforcement is placed in the hollow and concreting is done over the brick.  Ratio – The maximum thickness to height ratio is 1:25, with the minimum thickness  being six inches. Hollow unit masonry is a type of wall construction that consists of hollow  masonry is a type of wall construction  that consists of hollow masonry units  set in mortar as they are laid in the  wall. All units are laid with full face  mortar beds, with the head or end  joints filled solidly with mortar. The  distance from the face of the unit  should not be less than the thickness  of the longitudinal face. This type of  construction can also be reinforced. 

S  T  U  D  Y 

Various types of hollow bricks SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

28 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

5.2.5 Pre cast stone blocks 



Stone blocks that are larger than normal  bricks are manufactured by using waste stone pieces  of various sizes with lean cement concrete, this  enables a rationalizes use of locally available  materials, saving cement, reducing the thickness of  stonewalls and eliminating the use of plasters on  internal/external surface. The thickness varies by 4,  6, 8 and 12 inches depending on the design  requirements.  Filling the moulds with stones and cementing 

I  T  E 

5.2.6 Pre cast concrete blocks 

R  A 

These are made of similar dimensions of stone blocks without large size stone  pieces, but use coarse and fine graded aggregate with cement. They have excellent  properties as compared to other masonry blocks. Industrial waste like cinders and cut stone  pieces can be well utilized.  Load bearings – for load bearing masonry construction, these blocks are suitable for  low –rise construction when used with a suitable framed RCC construction they are suitable  for high‐rise residential and commercial construction. 

T  U 

5.2.7 Fly ash based lightweight aerated concrete walling and roofing blocks  These are manufactured by a process that involves the mixing of fly ash, quick lime  or cement and gypsum, and foaming agents like aluminum powder. These are considered  excellent products for walling blocks and prefab floor slabs. 

R  E 

5.2.8 Composite ferro cement system  This is simple to construct and is made of ferro‐cement, i.e rich mortar reinforced  with chicken and welded wire mesh. These reduce the wall thickness and allow for a larger  carpet area. Precast ferro cement units in a trough shape are integrated with RCC columns.  Ferro cement units serve as a permanent skin unit and as a diagonal strut between columns.  The inside cladding can be done with mud blocks or any locally viable material. The details  of the system are given in the figure. 

S  T  U  D  Y 

Reference: (1) Sustainable Design Manual ( Volume – 2), SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

29 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 



6. EFFICIENT  WATER  MANAGEMENT 

I  T  E 

WHY SHOULD WE USE WATER WISELY?  Four things are conspiring to make fresh water one of the most valuable  commodities in the twenty‐first century:  1.  2.  3.  4. 

R  A 

increasing world populations;  climate change;  man’s ever increasing interference with the natural flow of water;  pollution 



Introduction 



As population grows, so too do the rates of water extraction and pollution. To  ensure future supplies of fresh, clean water we must start to think more carefully about  how we use it. Good building design can greatly reduce the  amount of water we use and the degree of contamination  we cause. The following fact sheets show how to use water  in a sustainable way.  ·  ·  ·  · 

R  E 

Reducing water demand  Rainwater harvesting.  Storm water management  Waste water reuse 

S  T  U  D  Y 

The break‐up of the water consumption  pattern in a building 

6.1 Reducing water demand  6.1.1 Reducing water loss  Reducing water loss in a building includes  ü  Conducting water audits and monitoring water use  ü  Identifying and checking leakages in distribution lines and  ü  Installing a water meter to estimate the water consumption and check leakages. SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

30 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

6.1.2 Basic steps for reducing water consumption 



ü  Avoid water intensive appliances  ü  Use water efficient faucets and toilets –  Install ultra low‐flow flush toilets (flow rate of 3lt per flush),  Waterless urinals, EFS‐coupled urinals (flow rate at 0.5lt per flush),  Faucet aerators and low‐flow showerheads (flow rate of 9.0 Lt. per minute)  ü  Water efficient toilets –  Conventional toilets use 13.5 lts of water per flush.  Low flush toilets are available with a flow rate of 6lt. of water per flush and  Ultra low flush toilets with a flow rate of 3 lt. of water per flush.  An overall reduction of water consumption of 40%‐50% is possible due to the use of  low‐flow flush toilets. Dual flush adapters can be used for standard flushing for solids  and a modified smaller flush for liquids. This can result in saving of 2.2 – 4.5 lts per flush.  ü  Water less toilets  ü  Electronic flush systems  ü  Waterless urinals  ü  Sensor taps for urinals 

I  T  E  R  A 

6.1.3 Water conservation in landscape irrigation 



Water conservation in landscape can be achieved by  ü  The use of efficient irrigation systems such as drip irrigation  ü  Use low flow irrigation equipment  ü  The use of native species and drought resistant plants 

U  R  E 

6.2 Rain water harvesting  Rain Water Harvesting is a way to capture the rain water when it rains, store  that water above ground or charge the underground and use it later. This happens naturally  in open rural areas. But in congested, over‐paved metropolitan cities, we need to create  methods to capture the rain water. Traditionally, rainwater harvesting has been practiced in  arid and semi‐arid areas, and has provided drinking water, domestic water, water for  livestock, water for small irrigation and a way to replenish ground water levels. 

S  T  U  D  Y 

6.2.1 Potential  The total amount of water  that is received in the form of  rainfall over an area is called the  rainwater endowment of that  area. Out of this, the amount  that can be effectively  harvested is called the water harvesting potential.

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

31 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

6.2.2 Influencing factors 



Among the several factors that influence the rainwater harvesting potential of a site,  eco‐climatic conditions and the catchments characteristics are considered to be the most  important. 



a. Rainfall  i)Quantity: Rainfall is the most unpredictable variable in the calculation and hence, to  determine the potential rainwater supply for a given catchments, reliable rainfall data are  required, preferably for a period of at least10 years. Also, it would be far better to use  rainfall data from the nearest station with comparable conditions. 

T  E 

ii) Pattern: The number of annual rainy days also influences the need and design for  rainwater harvesting. The fewer the annual rainy days or longer the dry period, the more  the need for rainwater collection in a region. However, if the dry period is too long, big  storage tanks would be needed to store rainwater. Hence in such regions, it is more feasible  to use rainwater to recharge groundwater aquifers rather than for storage. 

R  A 

b. Catchments area characteristics 



Runoff depends upon the  area and type of the catchments over  which it falls as well as surface  features. (Runoff coefficient for any  catchments is the ratio of the volume  of water that runs off a surface to the  volume of rainfall that falls on the  surface). 

Type of Catchments  Roof Catchments  ‐ Tiles  ‐ Corrugated metal sheets  Ground surface coverings  ‐ Concrete  ‐ Brick pavement  Untreated ground catchments  ‐ Soil on slopes less than 10 per cent  ‐ Rocky natural catchments  Untreated ground catchments  ‐ Soil on slopes less than 10 per cent  ‐ Rocky natural catchments 

Coefficients  0.8‐ 0.9  0.7‐ 0.9 



0.6‐ 0.8  0.5‐ 0.6 

R  E 

0.0 ‐ 0.3  0.2 ‐ 0.5  1.0 ‐ 0.3  0.2 ‐ 0.5

Source : Pacey, Arnold and Cullis, Adrian 1989, Rainwater Harvesting: The collection of rainfall and  runoff in rural areas, Intermediate Technology Publications, London 

S  T  U  D  Y 

Based on the above factors the water harvesting potential of a site could be  estimated using the formula given below. 

Water harvesting potential  = Rainfall (mm) x Area of catchments x Runoff coefficient 

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

32 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

6.2.3 Harvesting System 



Broadly rainwater can be harvested for two purposes  §  Storing rainwater for ready use in containers above or below ground  §  Charged into the soil for withdrawal later (groundwater recharging) 

I  T  E 

Source: A Water Harvesting Manual For Urban Areas 

R  A 

6.2.4 From where to harvest rain?  Rainwater harvesting can be harvested from the following surfaces  ·  Rooftops: If buildings with impervious roofs are already in place, the catchments  area is effectively available free of charge and they provide a supply at the point of  consumption.  ·  Paved and unpaved areas i.e., landscapes, open fields, parks, storm water drains,  roads and pavements and other open areas can be effectively used to harvest the  runoff. The main advantage in using ground as collecting surface is that water can be  collected from a larger area. This is particularly advantageous in areas of low rainfall.  ·  Water bodies: The potential of lakes, tanks and ponds to store rainwater is  immense. The harvested rainwater can not only be used to meet water  requirements of the city, it also recharges groundwater aquifers.  ·  Storm water drains: Most of the residential colonies have proper network of storm  water drains. If maintained neatly, these offer a simple and cost effective means for  harvesting rainwater. 

T  U  R  E 

S  T  U  D  Y 

6.2.5 Basic components of the roof top rain water harvesting system  ·  ·  ·  · 

Catchments area  Gutters and down pipes  Leaf screens and roof washers 

Conveying systems  ·  Water treatment 

·  Cisterns or storage tanks SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

33 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

1. Catchments area: The catchment of a water harvesting system is the surface which  directly receives the rainfall and provides water to the system. It can be a paved area like a  terrace or courtyard of a building, or an unpaved area like a lawn or open ground. A roof  made of reinforced cement concrete (RCC), galvanized iron or corrugated sheets can also be  used for water harvesting. 

L  I 

2. Gutters and down pipes: Channels all around the  edge of a sloping roof to collect and transport  rainwater to the storage tank. Gutters can be semi‐  circular or rectangular 



3. Leaf screens (coarse mesh) and roof washers:  Coarse mesh at the roof to prevent the passage of  debris.  4.  Conveying systems (Conduits) : Conduits are pipelines or drains that carry rainwater  from the catchments or rooftop area to the harvesting system. Conduits can be of any  material like polyvinyl chloride (PVC) or galvanized iron (GI), materials that are commonly  available. 



First‐flushing: A first flush device is a valve that ensures that runoff from the first spell of  rain is flushed out and does not enter the system. This needs to be done since the first spell  of rain carries a relatively larger amount of pollutants from the air and catchments surface. 



R  A 

U  R  E 

Source: A water harvesting manual for urban areas 

5. Water treatment (Filter) : The filter is used to remove suspended pollutants from  rainwater collected over roof. A filter unit is a chamber filled with filtering media such as  fibre, coarse sand and gravel layers to remove debris and dirt from water before it enters  the storage tank or recharge structure. Charcoal can be added for additional filtration. 

S  T  U  D  Y 

6. Storage facility: There are various options available for the construction of these tanks  with respect to the shape, size and the material of construction.  Shape: Cylindrical, rectangular and square.  Material of construction: Reinforced cement concrete, (RCC), ferrocement, masonry, plastic  (polyethylene) or metal (galvanised iron) sheets are commonly used. SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

34 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

Position of tank: Depending on space availability these tanks could be constructed above  ground, partly underground or fully underground. Some maintenance measures like  cleaning and disinfection are required to ensure the quality of water stored in the container. 

L  I 

7. Recharge structures : Rainwater may be charged into the groundwater aquifers through  any suitable structures like dugwells, borewells, recharge trenches and recharge pits.  Various recharge structures are possible ‐ some which promote the percolation of water  through soil strata at shallower depth (e.g., recharge trenches, permeable pavements)  whereas others conduct water to greater depths from where it joins the groundwater (e.g.  recharge wells). Here are a few commonly used recharging methods: 

T  E 

a. Recharge pits  A recharge pit is 1.5m to 3m wide and 2m to 3m deep. The excavated pit is lined with  a brick/stone wall with openings (weep‐holes) at regular intervals. The top area of the pit  can be covered with a perforated cover. Design procedure is the same as that of a  settlement tank. 

R  A 

b. Soak ways / Percolation pit 



Percolation pits, one of the easiest and most effective means  of harvesting rainwater, are generally not more than 60 x 60 x 60 cm  pits, (designed on the basis of expected runoff as described for  settlement tanks), filled with pebbles or brick jelly and river sand,  covered with perforated concrete slabs wherever necessary.  Filter materials in a soak away c. Recharge troughs 

R  E 

S  T  U  D  Y 

Source: A water harvesting manual for urban areas  To collect the runoff from paved or unpaved areas draining out of a compound,  recharge troughs are commonly placed at the entrance of a residential/institutional  complex. These structures are similar to recharge trenches except for the fact that the  excavated portion is not filled with filter materials. In order to facilitate speedy recharge,  boreholes are drilled at regular intervals in this trench. In design part, there is no need of  incorporating the influence of filter materials. This structure is capable of harvesting only a  limited amount of runoff.  SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 



35 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

6.3 Storm water management 



“Stormwater is pure rainwater plus anything the rain carries along with it”.  Stormwater should be considered a valuable resource. Its re‐use leads to water savings and  reduced environmental impact. In urban areas storm water is generated by rain runoff from  roof, roads, driveways, footpaths and other impervious or hard surfaces. 



Stormwater is a useful resource that can replace imported water for uses where high  quality water is not required, such as garden watering. There are a number of steps the  homeowner can take to better manage stormwater, and reduce the environmental impact  of their home. 

T  E 

ü  Avoid cut and fill on your block when preparing the building foundations. Attempt to  maintain the existing topography and drainage pattern. If you do have to cut and fill,  stabilize the soil and re vegetate as soon as possible. 

R  A 

ü  Retain vegetation, particularly deep‐rooted trees that can lower the water table,  bind the soil, filter nutrients, decrease run‐off velocities, capture sediment and  reduce the potential for dry land salinity. 



ü  Retain Stormwater on your block with permeable paving, pebble paths, infiltration  trenches, soakwells, lawn, garden areas and swales. 



ü  Minimize impervious surfaces such as paved areas, roofs and concrete driveways. 

6.4 Waste water re‐uses 

R  E 

On‐site wastewater re‐use provides numerous opportunities to reduce water use  within the home. At present, potable (drinkable) water is used for practically everything in  the house and garden. Wastewater re‐use opportunities vary according to where you live.  Urban households typically have a connection to a centralized, or reticulated, sewage  system, whereas rural households manage their wastewater on‐site.  “We are literally flushing our drinking water down the toilet!” 

S  T  U  D  Y 

There are two types of wastewater created in a home, each of which can be treated and  used in various ways.  Blackwater is water that has been mixed with waste from the toilet. Blackwater  requires biological or chemical treatment and disinfection before re‐use. Black water should  only be re‐used outdoors.  Reference: (1) Sustainable Design Manual ( Volume – 2),  (2) Eco housing guidelines for tropical regions  (3) Passive Design  SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09)  (4) http://www.rainwaterharvesting.org/urban/Urban.htm

36 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

Greywater is wastewater from non‐toilet  plumbing fixtures such as showers, basins and taps.  Depending on its use, greywater can require less  treatment than blackwater and generally contains  fewer pathogens. Treated greywater can be re‐  used indoors for toilet flushing and clothes  washing, both of which are significant consumers  of water. Greywater can also be used for garden  watering. Grey water collection, treatment and re‐  use for toilet flushing and outdoors. 

6.4.1 Calculating wastewater volume  The table below indicates the amount  of wastewater you can expect from your home  after applying simple water use efficiency  measures. 

6.4.2 Reusing wastewater indoors 

BLACKWATER  Toilet  GREYWATER  Shower  Hand Basin  Kitchen tap  Dishwasher  Laundry tap  Washing Machine  Total ‐ Greywater  Total ‐ Overall 

L  I  T  E 

LITRES/PERSON/DAY  22  LITRES/PERSON/DAY  56  6  12  5  7  27  113  135

R  A  T 

ü  Greywater can be re‐used indoors for  toilet flushing and clothes washing. Reusing wastewater for toilet flushing will save  approximately 65 liters of potable water in an average household every day. 

U  R  E 

ü  Reusing wastewater in your clothes washer will save approximately 90 liters of  potable water in an average household every day. In order to re‐use greywater  indoors for toilet flushing and clothes washing you will need to firstly: Separate  greywater and blackwater waste streams. 

Reusing wastewater outdoors 

S  T  U  D  Y 

·  Reusing wastewater outdoors can reduce your  household’s potable water use by 30 to 50 percent.  Treated wastewater can be re‐used to water gardens  either by subsurface or above ground irrigation. Only  treated and disinfected wastewater should be used for  above ground irrigation due to potential presence of  pathogens. 

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

37 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

6.4.3  Man made systems for waste water treatment 



·  Conventional treatment system  ·  Artificial wetlands or reed bed systems 



6.4.3.1 Conventional treatment system  Sewage treatment plants based on the biological process are commonly used for  treating waste water. The treatment can be carried out wither in the presence of  oxygen(aerobic system) or in absence of air(anaerobic system). The aerobic process involves  a higher energy input and requires regular maintenance of the mechanical pats. The land  requirement is also significant and requires a higher retention time. On the other hand  anaerobic systems do not require higher energy input and space. The retention time is low.  However the operation and maintenance of the process involves a higher technical  expertise as compared to the aerobic and reed bed systems. 

T  E  R  A 

6.4.3.2 Artificial wetlands and reed bed systems  These are based on natural processes and are beneficial due to the simple and low  operation and maintenance costs.  They consist of sealed filter beds comprising a  sand/gravel/soil system with wetland vegetation such as phragmites australis available in  most of the lakes of India. These systems are more suitable for decentralized waste water  treatment for small colonies, hotels, etc. 

T  U 

Components of a root zone system  ·  Screening chamber  ·  Settling tank for the  sedimentation and  partial biodegradation  of organic matter  ·  Vertical root zone  treatment  ·  Horizontal root zone treatment 

R  E 

S  T  U  D  Y 

Root zone system for waste water treatment 

Advantages of a root‐zone system compared to conventional systems  ·  ·  ·  ·  ·  · 

Low capital costs  Low operating and maintenance costs  Non requirement of chemicals for the treatment process  Absence of by products requiring treatment  No requirement of high technical expertise for operation  Effective treatment resulting in tertiary standards.

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

38 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

7. SOLID WASTE  MANAGEMENT 

L  I 

Increasing urbanization and  consequent rise in the generation of solid  wastes in cities has made solid waste  management an important area of concern.  The average per capita generation of solid waste in India is 0.4kg/day. The solid waste  generated in Indian cities had a higher organic content as compared to the developed  countries. 

T  E  R  A 

7.1 Guidelines for waste minimization  The basic steps in solid waste management begin with the strategies to be adopted for  waste minimization 



·  Use material that can minimize waste generation. For example  ·  Minimize the use of packaged goods and disposable items, such as paper plates,  paper cups, paper napkins, plastics etc  ·  Purchase refillable items to avoid packaging materials  ·  Use rechargeable batteries as the disposal of non‐rechargeable batteries in landfills  can result in ground water contamination. 

U  R  E 

7.2 Segregation of wastes  The next stage in waste management is the segregation of  collected waste for recycling and recovery of useful products.  For efficient resource recovery and appropriate treatment for  each section of the waste, segregation of waste at source is  essential. This can be achieved through multi bin system at  every waste generation source. 

S  T  U  D  Y 

7.3 Resource recovery or recycling  ·  Explore the possibility of recycling items that can be  reused.  ·  Avoid disposing paper and cardboard wastes along with other organic waste such as  vegetable and food waste items. Facilitate recycling of these items through the local  person engaged in these activities SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

39 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

·  Recycle glass bottles and jars, plastic bottles containers made of PET (polyethylene  terephthalate), aluminum cans and foils, metallic items such as steel cans, scrap such  as old pipes and appliances made of steel, copper and brass. 

L  I  T  E  R  A  T 

The treatment scheme indicating the product recovery from the waste 



7.4Processing of waste  The quantity and characteristics of the solid waste determines the type of treatment  system that needs to be adopted. In addition, the site and climatic conditions of a particular  region also influence the decision to follow a particular system. 

R  E 

Treatment techniques for waste processing  The following are the different treatment techniques for waste processing  ·  Thermal processing  ·  Biological processing  ·  Land filling 

S  T  U  D  Y 

Reference: (1) Sustainable Design Manual ( Volume – 2),

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

40 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

8. RENEWABLE  ENERGY 

L  I 

Renewable energy sources also called  non‐conventional energy, are sources that are  continuously replenished by natural processes.  For example, solar energy, wind energy, bio‐  energy ‐ bio‐fuels grown sustain ably),  hydropower etc., are some of the examples of  renewable energy sources 

T  E  R  A 

“A renewable energy system converts the energy found in sunlight, wind, falling‐water,  sea‐waves, geothermal heat, or biomass into a form, we can use such as heat or  electricity.”



Most of the renewable energy comes either directly or indirectly from sun and wind  and can never be exhausted, and therefore they are called renewable. 



However, most of the world's energy sources are derived from conventional sources‐  fossil fuels such as coal, oil, and natural gases. These fuels are often termed non‐renewable  energy sources. Although, the available quantity of these fuels are extremely large, they are  nevertheless finite and so will in principle ‘run out’ at some time in the future 

R  E 

Renewable energy sources are essentially flows of energy, whereas the fossil and  nuclear fuels are, in essence, stocks of energy  The following are the various forms of renewable energy  ·  ·  ·  ·  ·  · 

Solar energy  Wind energy  Bio energy  Hydro energy  Geothermal energy  Wave and tidal energy 

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

S  T  U  D  Y  41 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

8.1 Solar Energy 



Solar energy is the most readily available and free source of energy since prehistoric  times. It is estimated that solar energy equivalent to over 15,000 times the world's annual  commercial energy consumption reaches the earth every year. 





“India receives solar energy in the region of 5 to 7 kWh/m  for 300 to 330 days in a  year. This energy is sufficient to set up 20 MW solar power plant per square kilometre land  area”. 



Solar  energy  can  be  utilized  through  two  different  routes,  as  solar  thermal  route  and  solar  electric  (solar  photovoltaic)  routes.  Solar  thermal  route  uses  the  sun's  heat  to  produce hot water or air, cook food, drying materials etc. Solar photovoltaic uses sun’s heat  to  produce  electricity  for  lighting  home  and  building,  running  motors,  pumps,  electric  appliances, and lighting. 

E  R  A 

8.1.1 Solar Thermal Energy Application  In solar thermal route, solar energy can be converted into thermal energy with the  help of solar collectors and receivers known as solar thermal devices. The Solar‐Thermal  devices can be classified into three categories: 

T  U 

·  Low‐Grade Heating Devices ‐ up to the temperature of 100°C.  ·  Medium‐Grade Heating Devices ‐up to the temperature of 100°‐300°C  ·  High‐Grade Heating Devices ‐above temperature of 300°C 

R  E 

Low‐grade solar thermal devices are used in solar water heaters, air‐heaters, solar  cookers and solar dryers for domestic and industrial applications. 

8.1.1.1 Solar water heaters  Most solar water heating systems have two main parts: a solar collector and a  storage tank. The most common collector is called a flat‐plate collector (see Figure ). It  consists of a thin, flat, rectangular box with a transparent cover that faces the sun, mounted  on the roof of building or home. Small tubes run through the box and carry the fluid – either  water or other fluid, such as an antifreeze solution – to be heated. The tubes are attached to  an absorber plate, which is painted with special coatings to absorb the heat. The heat builds  up in the collector, which is passed to the fluid passing through  the tubes. 

S  T  U  D  Y 

An insulated storage tank holds the hot water. It is  similar to water heater, but larger is size. In case of systems  that use fluids, heat is passed from hot fluid to the water SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

42 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

stored in the tank through a coil of tubes. 



Solar water heating systems can be either active or passive systems. The active  system, which are most common, rely on pumps to move the liquid between the collector  and the storage tank. The passive systems rely on gravity and the tendency for water to  naturally circulate as it is heated. 



8.1.2 Solar Electricity Generation 



Solar Photovoltaic (PV): Photovoltaic is the technical term for solar electric. Photo means  "light" and voltaic means "electric". PV cells are usually made of silicon, an element that  naturally releases electrons when exposed to light. Amount of electrons released from  silicon cells depend upon intensity of light incident on it. The silicon cell is covered with a  grid of metal that directs the electrons to flow in a path to create an electric current. This  current is guided into a wire that is connected to a battery or DC appliance. 

E  R  A 

Typically, one cell produces about 1.5 watts of  power. Individual cells are connected together to form a  solar panel or module, capable of producing 3 to 110 Watts  power. Panels can be connected together in series and  parallel to make a solar array (see Figure), which can  produce any amount of Wattage as space will allow.  Modules are usually designed to supply electricity at 12  Volts. PV modules are rated by their peak Watt output at  solar noon on a clear day. 

T  U  R  E 

Some applications for PV systems are lighting for commercial  buildings, outdoor (street) lighting , rural and village lighting etc.  Solar electric power systems can offer independence from the utility  grid and offer protection during extended power failures. Solar PV  systems are found to be economical especially in the hilly and far  flung areas where conventional grid power supply will be expensive  to reach. 

S  T  U  D  Y 

PV tracking systems is an alternative to the fixed, stationary PV panels. PV tracking systems  are mounted and provided with tracking mechanisms to follow the sun as it moves through  the sky. These tracking systems run entirely on their own power and can increase output by  40%.  Back‐up systems are necessary since PV systems only generate electricity when the sun is  shining. The two most common methods of backing up solar electric systems are connecting  the system to the utility grid or storing excess electricity in batteries for use at night or on  cloudy days. SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

43 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

Performance 



The performance of a solar cell is measured in terms of its efficiency at converting  sunlight into electricity. Only sunlight of certain energy will work efficiently to create  electricity, and much of it is reflected or absorbed by the material that make up the cell.  Because of this, a typical commercial solar cell has an efficiency of 15%—only about one‐  sixth of the sunlight striking the cell generates electricity. Low efficiencies mean that larger  arrays are needed, and higher investment costs. It should be noted that the first solar cells,  built in the 1950s, had efficiencies of less than 4%. 

I  T 

Solar PV System Configuration 



Solar PV systems are of three types  1.  Stand alone type: these systems use electricity solely by solar PV. Normally, they  have a battery to store electricity (except in pumping systems), which uses electricity  as and when available to pump water. The water is then stored, if required in  storage tanks.  2.  Grid connected systems: these systems are directly connected to conventional  electricity grids. The electricity generated is directly fed to the grid. These systems  may have batteries to store electricity in the case of grid non‐availability.  3.  Hybrid system solar PV systems: these systems are sometimes coupled with other  power generating systems such as wind or diesel generators and are called hybrid  systems. 

R  A  T  U 

Solar Water Pumps 

R  E 

In solar water pumping system, the pump is driven by motor run by solar electricity instead  of conventional electricity drawn from utility grid. A SPV water pumping system consists of a  photovoltaic array mounted on a stand and a motor‐pump set compatible with the  photovoltaic array. It converts the solar energy into electricity, which is used for running the  motor pump set. The pumping system draws water from the open well, bore well, stream,  pond, canal etc

S  T  U  D  Y  SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

44 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

8.2 Bio energy 



“Biomass is a renewable energy resource derived from the carbonaceous waste of  various human  and natural activities. It is derived  from  numerous sources, including  the  by‐products  from  the  wood  industry,  agricultural  crops,  raw  material  from  the  forest,  household wastes etc.” 



Biomass does not add carbon dioxide to the atmosphere as it absorbs the same  amount of carbon in growing as it releases when consumed as a fuel. Its advantage is that it  can be used to generate electricity with the same equipment that is now being used for  burning fossil fuels. Biomass is an important source of energy and the most important fuel  worldwide after coal, oil and natural gas. Bio‐energy, in the form of biogas, which is derived  from biomass, is expected to become one of the key energy resources for global sustainable  development. 

T  E  R  A 

Biogas Plants  Biogas is a clean and efficient fuel, generated from cow‐  dung, human waste or any kind of biological materials derived  through anaerobic fermentation process. The biogas consists of 60% methane with rest  mainly carbon‐di‐oxide. Biogas is a safe fuel for cooking and lighting. By‐product is usable as  high‐grade manure. 

T  U 

A typical biogas plant has the following components: A digester in which the slurry (dung  mixed with water) is fermented, an inlet tank ‐ for mixing the feed and letting it into the  digester, gas holder/dome in which the generated gas is collected, outlet tank to remove  the spent slurry, distribution pipeline(s) to transport the gas into the kitchen, and a manure  pit, where the spent slurry is stored. 

R  E 

Biomass fuels account for about one‐third of the total fuel used in the country. It is  the most important fuel used in over 90% of the rural households and about 15% of the  urban households. Using only local resources, namely cattle waste and other organic  wastes, energy and manure are derived. Thus the biogas plants are the cheap sources of  energy in rural areas. The types of biogas plant designs popular are: floating drum type,  fixed dome‐type and bag‐type portable digester.

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

S  T  U  D  Y  45 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

B.1.INTRODUCTION OF HIGH RISE 



APARTMENTS 



1.1 Introduction of housing 

T  E 

Housing  community 

Housing  layout 

R  A 

Dwelling  unit(house)

Shelter is a basic human need next only to food and clothing. 



The following are the different types of housing communities (user defined)  ·  ·  ·  · 



Mixed housing community  Educational housing  Housing for old age people  Housing for industrial/IT(SEZ) 

R  E 

The following are the different types of housing layouts  ·  ·  ·  · 

Residential enclaves  Group housing  Row housing  Cluster housing 

S  T  U  D  Y 

The following are the different house types  ·  ·  ·  ·  ·  ·  · 

Detached housing  Semi detached housing  Courtyard housing  Linked housing  Terraced housing  Town houses  Apartments 

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

46 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

1.2 Introduction of High Rise Apartments 



The vertical living had started since the beginning of urbanization. There has always  been a tendency by rural population to migrate to the city for urban comforts, thus resulting  in demand for accommodation in urban cities. With incomes growing and large numbers of  people moving to urban areas, the demand for housing is on the upswing. Though the 



growing demand for accommodation has created a boom in the real estate sector, but has led to an  alarming increase in high‐rise buildings. Due to high construction costs and non‐availability of 



land at preferred locations, people opt for apartments. These apartments offer many  advantages such as round‐the‐clock security, back‐up power supply, maintenance car‐  parking facilities and kids’ play areas. So far, so good – but multi‐storied buildings have their  downside too. 



1.3 PRO’S & CORN’S 

R  A 

High rise buildings have been the subject of controversy ever since they have been  constructed. 



The degree of proximity had a social – cultural bearing for privacy issues, but in  almost every private housing estate, surveys and interviews demonstrated that most  residents have wither accepted or adapted to the trade off between privacy and  convenience. Besides close proximity, as an integral element of residential developments it  is also, in transport terms, a significant contributor to the compact city. 



"High rise buildings are the current solution to the recurring problem of shortage of  space." 

R  E 

The growth of high rise buildings has mainly been promoted due to its usefulness in  accommodating large number of families & business houses at one place.  Major roads in big cities are full of sorts if traffic. The resultant pollution of air &  noise nuisance is gradually reduces at upper levels. The high rise buildings result in  construction of lesser area per floor. This would mean that every room gets more open  space for light and ventilation. There is also a definite advantage in internal planning of the  more privacy due to greater distance between the adjoining buildings. Staying on upper  floors offer scenic views. The roads, rivers, sea, green farms etc look beautiful when viewed  from top. The view of distant objects like mountains, trees and beautiful buildings is  certainly more enchanting from a height. 

S  T  U  D  Y 

In a compact city, the housing estates are linked and connected with one another to  benefit the connectivity of facilities. Connectivity, in layman’s terms, means convenience; its  measure can be best represented by the physical distance between home and work, which  in turn depends on the physical planning of and efficiency of public transport facilities. SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

47 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

The children are likely to have psychological problems. Some of the parents fear to  send their children downstairs for playing. These problems can be partially solved by  providing an open floor at an intermediate level wherein suitable playing facilities can be  provided. Besides this there are problems of dizziness and giddiness for some people while  looking down. 

L  I 

The staying high rise buildings prevent the occupants from enjoying a private garden  or courtyard. Sitting in ones own garden has a charm of its own which can never be  compared even with most luxurious settings of a flat. The provision of an exclusive terrace  garden in multi‐storied buildings solves the problem only partially. 

T  E 

A recent survey interviewed residents who lived in private and self owned  apartment buildings, and revealed that the majority of them liked to live on higher floors to  enjoy a better view and fresh air, rather than anywhere else, such as low rise houses in  suburbs, the same survey also allayed concern over the damaging effects on children  growing up in high rise apartments. Mothers were asked about the distancing and  separation from the ground of high rise living that led them to their choice of vertical living –  preferences for views, fresh air and the influence on young children. The majority of their  replies were positive with an added explanation that artificial ground, which was a common  feature on the roof of most podium decks on which residential towers sat, offered a  welcome solution. The wide adoption of high density high rise living is a fact of life to meet  the challenge of compact cities and continues to be an incentive for future research. 

R  A  T  U  R  E 

2. SITE CONSIDERATIONS  2.1 Site Characteristics  Physical characteristics of a site may impose limitations on a building program ;  therefore an early analysis of site data and conditions should be undertaken by the architect  in order to ascertain and evaluate such limitations . Borings and samples taken at the site  will provide information regarding location and extent of rock, bearing capacity of the  subsurface strata at various levels, and the level of a water table. 

S  T  U  D  Y 

A survey indicating boundaries, contours, or spot elevations is necessary and, in the  case of difficult sites, such a survey may indicate terrain and other conditions which will  strongly influence design decisions. Limitations imposed by difficult terrain‐in addition to  those imposed by local laws or ordinances may limit such items as location of driveways and  parking entrances.

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

48 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

2.2 Utilities 



Availability, adequacy, and location of site utilities enter into basic decision making.  A building or buildings may be located so as to minimize expensive service runs. Inadequacy  or unavailability of certain services may require on‐site generation or disposal facilities. 



2.3 Site Elements 



The below diagrams possible  relationships among site layout  elements which normally occur in  apartment development. As suggested  by the diagram, it is desirable to limit  cross traffic among circulation elements  such as vehicular access and pedestrian  access and to maintain proximity or  easy access among activity elements  such as the dwelling unit, recreation, and parking. The relationships may be horizontally or  vertically arranged, depending on density or tightness of a site. Emphasis on the importance  of certain relationships may vary with the program; however, the basic elements and  relationships remain. Building Access Figure 7 diagrams various means of building access  and internal circulation, each with different advantages and degrees of suitability to specific  design solutions.

E  R  A  T  U  R  E 

S  T  U  D  Y  SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

49 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

2.4 Building Orientation 



Building orientation may be influenced by a number of factors such as site, view  (desirable or undesirable), sun, and prevailing winds. Closely interrelated to building  orientation is the question of internal circulation and floor layout of the building. Figure 8  indicates how different layouts lend themselves to solutions of site problems. 

I  T  E  R  A 

2.5 Apartment  Layout  Form  Central 

Plan 

Characteristics  Merits  Has a double  loaded corridor 

Demerits 

More  Less privacy  accommodation  and more  noise 



Open  central  corridor 

Has a single  Well lighted and  loaded corridor,  ventilated  one side opening 

Tower 

Central access to  flats around 

Cross plan 

Shape cross with  central access 

Circular 

Circular 

Compact central  access 

Odd shape of  dwelling  units 

Free form 

Can be any form  suitable to site 

More design  flexibility 

Irregular  shaped  dwelling units 

Terraced  form 

Has a stepped  external form 

Open to sky  terraces, good  lightening and  ventilation

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 



R  E 

compact plan  usually  symmetric &  max floor area 

S  T  U  D  Y  50 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

2.6 Open spaces and semi open spaces in apartments 



Outdoor spaces used for a variety of activities are very important in the individual  context. Very often these spaces are sacrificed to accommodate a large number of flats.  Whenever open spaces are provided they are not appropriately designed to soil, the needs  of the people. These lacks of open spaces discourage the social, cultural and economic  activities which can take place anywhere. 

I  T 

·  Courtyards, setbacks, corridors, staircases, parking lots are usually the various  interpretations of open/semi open spaces at back level.  ·  Open/semi open spaces are interpreted in the form of balconies and terraces in  apartments at the unit level.  ·  Due to certain inevitabilities like space constraints and the buildings attitude purely  open spaces are hard to achieve. Hence the balconies semi‐open spaces become the  object of focus.  ·  In apartment, the balcony serves as the sole nexus between the inhabitants and the  surrounding environment, which is a crucial factor in the life of a man. Hence the  optimum location of physical space and the right interpretation of a balcony would  enhance the following activities.  ·  The physical, visual and psychological links between the balcony and the closed  spaces is an important factor determines its usage. Apart form the usual design  consideration specific aspects like visual access in and out of degree of enclosure  affects the balcony to some extent. 

E  R  A  T  U  R  E 

2.7 Circulation  They are basically in two ways vertical and horizontal. Staircase, ramps, lifts come  under vertical circulation. Corridor, lobby, open spaces come under horizontal circulation.  ·  Staircases: a well placed and designed stair should be provided as easy quick and  safe mode of communication between various floors. It should be located so that  sufficient height and ventilation is ensured in the stairway. Width of the staircase  varies with the situations, the purpose, no of people using the means.  ·  Ramps: ramps with a slope not more than one in a ten may be substituted for  stairways the maximum width of ramps in residential shall be 2m.  ·  Elevators: for above 15m high building lifts has to be provided. Capacity of lifts  preferred for apartments is 08‐13 numbers of persons. Minimum dimensions are  8’x5’.  ·  Horizontal circulation: aisle width is 1980mm, subsidiary aisle is 990mm.  ·  Width of lobby having: lifts on one side – 1.8 m– 3.7 m  Lifts on two sides – 3m 0 3.6 m

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

S  T  U  D  Y  51 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

2.8 Earthquakes 



The earthquake shocks because a movement of ground this movement causes the  structure to vibrate. The predominant direction of vibration is horizontal. The effect of the  vertical force is practically negligible compared to the horizontal force. 



For the purpose of determine seismic forces the country is divided into 5 zones. Zone  one is the least affected area and covers most of the deccan trap area and portion of  Rajasthan and Orissa. The most severe zones cover Assam, Kashmir and part of Bihar and  Kutch. Hyderabad comes under zone one and its basic horizontal coefficient is o.o1 

T  E 

2.9 Wind loads  The wind pressure results in the horizontal thrust on building. Higher the building  more is the effect of wind. The basic wind pressure in India varies dorm 60kg. Sq.mt up to a  height of 30m. The east coast of the country comes under the highest category. The  pressure on west coast varies from 100‐150kg.sq.mt. the influence of a severe storm after  striking the cost does not exceeded beyond 65‐75km and thus practically all the interior  parts of the country fall under 60kq.sq.mt category. The effect of wind on a tall structure is  show in the figure, if h is less than 2a the stability calculations can be ignored for wind  pressure. 

R  A  T  U 

3. Essential amenities 

R  E 

ü  Adequate car parking: an efficient rapid transit system must be developed to bring  committers to this central commercial district. If this facility is not provided there is a  tendency to use private cars and parking could be a serious problem.  ü  Wide & elegant entrance: the entrance of a building is the first impression on a  visitor. In a high rise building it assumes greater significance because of the larger  number of occupants and visitors. An elegant entrance adds a great deal to the  prestige of the building.  ü  Letter box: a space for letter box for each flat should preferably be provided in the  entrance. A time will soon come in our country when it will be too expensive for the  postal authorities to deliver letters in every individual flat in a high building.  ü  Lift corridor lobbies: if budget permits these items should also be given proper  treatment. The dado around lift must be of durable material as most of the visitors  are prone to relax by putting their hands on it while waiting for the elevator.  ü  Society cum administrative office. The maintenance & management of a high rise  building requires some administrative staff. A small office is necessary to house this  staff. It can also serve as the office of the co‐operative society of the premises. SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

S  T  U  D  Y  52 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

ü  Store room: It is necessary for storage of materials such as electric bulbs, brooms,  plumbing & electric appliances & tools etc, required for day to day maintenance. The  room can be made large enough to accommodate tricycles, bicycles & scooters of  small children. This will avoid for them the trouble of bringing these things down  frequently from upper floor flats.  ü  Intermediate open floor: this can be put to various uses in a high rise building. It  partially solves the problem of small children to go down all the way to the ground  for playing. It can be an ideal place for indoor games. Social gatherings can also be  planned on this floor.  ü  Terrace: this is always an asset in a high‐rise building because of the excellent view,  open atmosphere & cool breeze. It can be a permanent source of income in  commercial buildings if utilized. An attached terrace to a flat is perhaps the biggest  asset in countries having tropical climate. It is an ideal place to have a small private  garden where sitting is a pleasure.  ü  Community facilities : many housing developments and neighborhoods that appear  stable and desirable considered owning a portion of credit to the ancillary  community facilities for recreation. 

L  I  T  E  R  A  T 

Balconies are very popular in tropical countries because it provides a feeling of  openness to the occupants. It also provides a facility to enjoy outside view for the individual  as well as for a group as a whole. It helps in shading the inner living rooms from the vagaries  of nature.



Lack of sound insulation between apartments pose restrictions on the freedom of  families. Very often there are visitors in groups, which create more noise. To reduce this  disturbance the common wall between the two apartments should have a sound insulation  property. Drying of clothes present a special problem in flats, especially during monsoon  months when relative humidity is very high. If space permits, a balcony or verandah large  enough to accommodate the clothes should be provided. Sometimes a common facility is  also provided in the basement of a building. 

R  E 

Many times the ordinary peephole provided in a main entrance is not preferred by  flat owners. Some conservation is necessary with a stranger before allowing him to enter  the flat. An additional open type door is provided to over come this difficulty.

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

S  T  U  D  Y  53 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

4. Services 



4.1  Water supply  The water distribution system needs elaborate planning in high rise buildings. Faulty  planning can lead to uneven distribution & excess wear & tear of fittings & pipes. In order to  ensure continuous water supply the most common method adopted is to feed the municipal  water into an underground water storage tank from where it is pumped to overheard  storage tanks on the terrace. 

I  T 

The main problem in high rise buildings is the excess water pressure for lower floor  occupants. This pressure gradually reduces on upper floors. The higher the building the  more is the differential pressure and subsequent unequal distribution of water. In order to  minimize this unequal distribution and excessive pressure on lower floors the following  methods are adopted 

E  R  A 

·  The diameter of the pipe is gradually reduced as we go lower. This reduces the  quantity of water available to lower floor occupants.  ·  Pressure reducing valves are introduced on lower floors for more than 30‐35m head  of water to reduce the water pressure.  ·  Separate lines are used for every 4‐5 floors. If the same line is used for the entire  building then the upper floor occupants will find it difficult to get adequate quantity  of water when the lower floor occupants open the taps. 

T  U  R  E 

4.2 Drainage  4.2.1 Conventional system (two pipe system)  This system is adopted to carry waste and other discharges form kitchens, w.c’s,  bathrooms etc consists of two pipes where in the soil pipe conveys discharges from w.c’s &  urinals and the waste pope conveys water from kitchen and bathrooms. Beside this vent  pipe is used to provide flow of air to or from drainage or to provide circulation of air within  such systems to protect trap seal from sponge and black flow. The usual custom in India is to  provide a partially vented system which ventilates only traps of water closets. 

S  T  U  D  Y 

4.2.2 One pipe system & single stack system  In this system a single pipe is used to carry both types of discharges the vent pope  provides ventilation to the traps of water closets, basin etc  In single stack system the vent pope is also eliminated and only one pipe serves as  soil, waste and vent pope. For the use in high rise buildings it has to be designed and  constructed properly. Besides, it gives much lesser latitude to architects in the location of SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

54 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

sanitary appliances. There are also limitations to the lengths of horizontal branch lines  which can be connected to it & the maximum number of fixtures to be attached to each  floor. 



4.3Fire safety 



There are two important aspects of fire safety in high rise buildings  A. This would pertain to design & construction features. This will involve the following 



·  The structure must remain rigid and intact throughout fire.  ·  Smoke control is a very important element in the provision of safety  ·  There must be a circulation system for people, including safe travel & safe areas of  refuge in case of very tall buildings. 

E  R  A 

B. This would pertain to special appliances & equipments to be provided within the building.  This will consist of the following  ·  Fire fighting appliances & facilities within the building since the fire department mist  operate internally.  ·  Emergency communications & control systems providing sufficient information for  occupants & fire fighting squad such as data on fire, its location etc.  ·  There should be adequate maintenance securing a proper & reliable functioning of  all the mechanical & electrical appliances in the building throughout its life. 

T  U  R  E 

4.3.1 Fire fighting pump & extra water storage tank  An exclusive water supply within the high rise building is usually provided for fighting  for immediate use till the municipal supply is secured. The capacity of the tank is dependent  upon the size of the building & may vary from 45,000 to 20,00,000lts. The supply may be  stored at the ground level or at an upper level. If provided at the ground level, the water in  the fire tank should be under circulation.  There is a necessary to avoid mosquito breeding. The regular domestic & flushing  supply is fed through the over flow of the tank. A special pump is provided on the fire tank &  a 100‐150mm diameter pope serves as a delivery line for this pump. This delivery line runs  up to the topmost story of the building. Water is pumped @ of 1200 to 1400. Its of water  per minute under a pressure of 1.4 to 3.2 kg/sq.cm. On the top most floor of the building.  The delivery line known as the wet or dry riser is usually located in the main staircase lobby  of the building with an outlet on each floor. A hose pipe is provided on each floor in a glass  cupboard for spraying water.

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

S  T  U  D  Y  55 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

4.3.2 FIRE ALARM SYSTEM  Integral part of any fire protection system is the five alarm systems. Fire experts say”  the first five minutes are more important than next five hours”. With the help of proper fire  alarm systems, it is possible to fight the fire in initial stage. The heat and smoke detectors  which can detect the fires in its initial stage are used as alarms. They should use alarm on all  the panels. An indicator panel on each floor is installed near the staircase or lift lobby. In the  case of very tall buildings it is necessary to have a panel on the ground floor which will  indicate the floor, on which the fire alarm button is pressed. 



4.4 Garbage disposal 



I  T 

Collection and disposal of solid waste also, create a special problem in high rise  buildings. Until now in most buildings constructed in India, the conveying has been done  manually along the staircase or lifts. This system is very cumber some, in sanitary and  increasingly expensive with higher cost of labor every year. 

R  A 

Chute system 



In the more developed countries a chute system is adopted where all the refuse is  collected on the ground floor and many times utilized as a source d energy by burning it in  incinerator. 



4.5 Telecommunications 

R  E 

In apartment complex wiring for telephone connection is done in a concealed  manner through conduits. An inter‐com facility among the neighboring flats and within a flat  is provided. To provide this private automatic branch is installed where all the external lines  coming to the apartment and they are connected to internal lines through a switching  arrangements. 

4.6 Central gas systems 

S  T  U  D  Y 

This system supplies gas in the form of piped gas which is stored as bulk LPG under  pressure in liquid form, is evaporated and through pressure regulator it is passed through  pipe distribution network buried in the ground. Distribution is one through service pipe  connections.

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

56 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHNOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

MULTI STORIED BUILDING REGULATIONS  High‐Rise building” means a building 18 meters or more in height. Buildings less than  18 m including stilt floor/parking floor stand excluded from the definition of high‐rise  buildings. 

1.1 Requirements for high rise buildings: 

D  A  T  A 

·  High Rise buildings / Complexes shall be permissible only in areas other than those given  in Annexure I and II.  High Rise buildings shall not be allowed in Congested areas/existing  areas and settlement areas/ Abadi /Gram khantam areas.  ·  The minimum size of plot for High Rise building shall be 2000 sq. m. For buildings in the  Skyscraper zone as given in Annexure III, the minimum plot size shall be 4000 sq m  ·  The building bulk, coverage and height shall be governed by the minimum alround  setbacks to be left, the organised open spaces to be left and the height restrictions  imposed by the Airport authority (if applicable) / Defence authorities (if applicable) and  Fire Services Department and the City‐level Impact fee on built up area  The minimum abutting road width and all round open space for High rise Building /  Complex shall be as follows: 

Height of building 

(1)  Up to 21 mt.  Above 21 mt. & upto 24 mt  Above 24 m & up to 27 m  Above 27 m & upto 30 m  Above 30 m & up to 35 m  Above 35 m & upto 40 m  Above 40 m & up to 45 m  Above 45 m & upto 50 m  Above 50 m 

C  O  L  L  E  C  T 

Minimum abutting road  Minimum alround  width required  ( in  open space on  metres)  remaining sides (in  metres) *  (2)  (3)  12.2  7  12.2  8  18  9  18  10  24  11  24  12  24  13  30  14  30  16 

I  O  N 

ü  The abutting road has to be black‐topped with minimum 2 –lane carriageway.  Service roads where required as per these Rules shall be minimum 7 m wide with  minimum 2‐lane black topped carriageway.  ü  For upper floors from 2nd floor onwards, the balcony projection of up to 2 m may be  allowed projecting onto the open spaces. SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

57 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHNOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

(i) 

The open space to be left between two blocks shall be equivalent to the open  space mentioned in Column (3) of above Table IV. 

(ii) 

In case of high rise buildings upto 30 m height, it is permitted to transfer upto  two metres of setback from one side to the other side, which needs to be  uniform at any given point, subject to maintaining of minimum setback of 7 m on  all sides. 

(iii) 

Where the lighting and ventilation of a building is through the means of a chowk  or inner courtyard or interior open space/duct, such open space shall be open to  sky and of area at least 25 sq m and no side shall be less than 3 m. 

D  A  T  A 

1.2 Restrictions of building activity in vicinity of certain areas:  (a) 

No building/ development activity shall be allowed in the bed of water bodies like  river, or nala, and in the Full Tank Level (FTL) of any lake, pond, cheruvu or kunta / shikam  lands.  (b)  The above water bodies and courses shall be maintained as recreational/Green  buffer zone, and no building activity other than recreational use shall be carried out within: 

C  O  L  L  E  C  T 

(i)  30 meters  from the boundary of Lakes of area  10 Ha and above;  (ii)  9 meters from the boundary of lakes of area less than 10 Ha / kuntas / shikam lands;  (iii)  9 meters from the boundaries of Canal, Vagu, etc.  (iv)  2 meters from the defined boundary of Nala  The above shall be in addition to the mandatory setbacks.  Unless and otherwise stated, the area and the Full Tank Level (FTL) of a lake / kunta shall be  reckoned as measured or given in the Survey of India topographical maps/Irrigation Dept.

I  O  N  SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

58 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHNOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

1.3  Floor Area Ratio  Floor Area Ratio (FAR) for all occupancies.  Plot size sqm. 

1  Less than 500  2  500 to less  than 1000  3  1000 and less  than 2500  4  2500 and  above 

Proposed road  width  Below 12 m  12 to  Below 18  m  1.0  1.0  1.5  1.5 

18 to  below 24  m  1.0  1.5 

24 to  below 36  m  1.0  1.5 

36 m and above  road along the spine 

2.0 

2.0 

2.0 

2.0 

2.5 

2.25 

2.25 

2.25 

2.5 

No limit 

D  A  T  A 

1.0  1.5 

Parts of buildings exempted from FAR Computation:  The following shall be excluded from the calculation of FAR:  ü  Area of fire escape stairways and cantilever fire escape passages according to the Fire  Officer’s requirements.  ü  Area under stilts up to a clear height (i.e. between floor and ceiling) of 2.4m to 3.6m.If the  clear height exceeds 3.6m. the area under stilts will be considered for FSI computation.  ü  Area under structures like biogas plants, effluent water treatment plants, solar water  heating system, sewage treatment plants, and street lighting systems, air conditioning plant  rooms, electric substations et.  ü  Refuse area, Fire escape passages in the case of industrial and public assembly buildings up  to a width of 2m.If the width is more than 2m. the additional covered area shall be  considered for FSI computation.  ü  Areas covered by Lofts, Meter rooms, Porches, Canopies, it provided in accordance with  these Regulations.  ü  Area covered by lift and passage to in building.  ü  Area covered by staircase flights and floor landings.  ü  Service floor.  ü  Basements if used for Parking / Ac plant / electric substation.  ü  Area of office of a co‐operative housing society or apartment owner’s association upto 30  sqm. per society/plot.  ü  Cabin for security staff. 

C  O  L  L  E  C  T  I  O  N 

ü  Besides areas allocated for parking in the stilts or basements/service floor, the Exempted  areas shall not exceed 10% for Residential Zones and 15 % for non Residential Zones

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

59 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHNOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

1.4 Individual residential buildings  Plot area in sq.mt  Below 500  500 and below 2500  2500 and above 

Max. permissible ground coverage  60%  50%  40% of plot are 

D  A  T  A 

1.5 Height of buildings  ·  There is no restriction to building height in cyberabad provided that the buildings  above 15 m should have adequate fire safety measures such as sprinkler systems,  fire escape staircases as per NBC.  ·  Irrespective of its location any building or tower structure exceeding 25m in height  require a NOC from airport authority and fire department and margin of at least 9m  all round.  ·  The height of any multi‐storied building permitted under these regulations shall not  exceed 30m. 

1.6 Provision of greenery: 

C  O  L  L  E  C  T 

·  In every high rise building site, an organized open space which shall be utilized as  greenery, tot lot or soft landscaping, etc. shall be provided over and above the  mandatory open spaces to be left in and around the building. This space shall be at  least 10% of total site area and shall be a minimum width of 3mts. This may be in  one or more pockets and shall be open to sky.  ·  In addition to the above, a minimum 2 m wide green planting strip in the periphery  on all sides within the setbacks are required to be developed and maintained  greenery and trees in all high rise building sites.  ·  Rain water structure shall be provided in the prescribed manner within the setbacks. 

1.7 Parking  ·  For plot of area below and above 100 sq.m the car parking is 1 car per flat.  ·  In multi family residential 30% of parking of total built up area.  ·  15% of total parking for visitors parking to be provided on ground.

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

I  O  N  60 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHNOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

1.8 Fire norms  ·  For building above 15 m in height non‐combustible material shall be used for  construction.  ·  Width of the road should be 12m  ·  Road shall not end in a dead end.  ·  Compulsory open spaces around the building shall not be used for parking.  ·  Adequate passage way of 4.5m shall be provided for the entry of the fire fighting  vehicles and the headroom of an arch r opening a the entrance shall not be less than  5m.  ·  Above 24m height and not exceeding 35m one wet riser cum down comer per  1000m2 floor area. The riser shall be fully charged with adequate pressure and be  automatic.  ·  Underground static tank capacity should be 10,000lts.  ·  Terrace tank capacity should be 20,000lts  ·  Alternate source of power supply shall be provided to drive pumps.  ·  Up to 24m height size of ventilation shaft 5.4sq.mt 

D  A  T  A 

Various room details in a dwelling unit

C  O  L  L  E  C  T  I  O  N 

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

61 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHNOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

D  A  T  A 

C  O  L  L  E  C  T  I  O  N SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

62 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHNOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

D  A  T  A 

C  O  L  L  E  C  T  I  O  N SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

63 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

DESK CASE  STUDY –  K2 APARTMENTS 

C  A  S  E 

Project details  Location: Raleigh Street, Windsor, Melbourne  Developer: The Department of Human Services,  Office of  Housing, Property Services & Asset Management.  Architect: DesignInc Melbourne  Builder: Hansen Yuncken  Site Area: 4,800m2  Site Content: 96 units, community room and 52 car parks  Completion Date: February 2007

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

S  T  U  D  I  E  S  64 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

INTRODUCTION  K2 Apartments is an ecologically sustainable, medium density public housing  development located at Raleigh Street, Windsor.  ·  The design embodies the philosophy of integrating sustainable architecture into the  conceptual basis of the design – not just as an added extra.  ·  The primary ecological objectives of the project were to minimize greenhouse gas  emissions and water consumption, and to design for longevity through the use of  reusable and recycled materials. True sustainability takes into account far more  than energy and water savings.  ·  The approach taken with the K2 Apartments was to combine the notion of a healthy  building and environment.  ·  The project considered the social and economic aspects of sustainability to be as  important as the natural environmental aspects. 

SITE PLANNING  Urban Context  · 

C  A  S  E 

Site Plan 

S  T  U  D  I  E  S 

Pedestrian access was given priority  over vehicles, and sustainable  landscaping was integrated into public  and private courtyards.  ·  Display panels were integrated into a  street accessed “urban courtyard”.  ·  Solar access was carefully controlled,  both in terms of site spaces and  surrounding buildings. 

·  First principle passive solar design  led to the expression of four  connected buildings on the 4800m2 site.  ·  The buildings are oriented on an east west axis to allow for maximum northern  exposure, and were staggered on the site to allow for the creation of a series of  public and private courtyard spaces.  ·  The height of the four buildings and the distance between  the front and back pairs  was carefully calculated to ensure  that all units received northern sun all year  round.  Green Spine  ·  The four buildings are linked by a shared ‘Green Spine’. Likened to a central nervous  system, the spine integrates the functional and social aspects of the proposal.  ·  It was designed to emphasize community awareness and promote the sustainable  functions of the building SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

65 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

BUILDING FORM  ·  Each facade responds to its  orientation and function. North  facades combine balconies with  solid bedroom walls while south  walls integrate privacy screens  with circulation.  ·  Facade and roof ‘pod’ forms were  angled for optimal solar panel  placement as well as being self  shading to levels below.  ·  Dwellings were designed with  single loaded access walkways  that allow cross ventilation  through all the units.  ·  High levels of exposed internal thermal mass, combined with high levels of insulation,  double glazing and appropriately designed shading enable a tight building fabric to minimize  heat loss and gain through the envelope.  ·  The extensive exposed thermal mass provides internal thermal stability by naturally  moderating the air temperature 

C  A  S  E 

PASSIVE SOLAR DESIGN  ·  · 

· 

By optimizing the building form, orientation and circulation, thermal modeling showed that  comfortable conditions could be expected for most of the year.  Additional heating has also been provided by means of a central gas fired hydronic natural  convector system that provides a better indoor air quality, lower energy consumption and  reduces chance of burns and risk of gas leaks in the units.  While the units are naturally ventilated, a centrally located internal fan and roof level  ventilators help purge excess heat build up in extreme conditions. 

S  T  U  D  I  E  S 

WATER SYSTEMS  ·  A treated grey water reticulation supply  system recycles water for irrigation and  toilet flushing.  ·  Roof water is collected from all roof  surfaces and stored in central water tanks.  This water is used to supplement mains  supply for domestic hot water.  ·  This is equal to a reduction of 40% in the  total runoff from the site to the council  system. A wet down pipe system eliminates the need for any pumping to the tanks. SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

66 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHONOLGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

·  The rainwater is sterilized and pumped to  two domestic hot water plants to  supplement water supply.  ·  Water efficient fittings and fixtures are  specified to minimize water consumption.  ·  Landscape treatments are used as a natural  filter for storm water.  ·  Grey water is collected from buildings 3 and  4 and treated for reuse in toilet flushing and  garden watering.  ·  Water smart landscaping principles include the use of hardy native plants, planning to  maximize water filtration, mulched garden beds with no lawn, and a water efficient drip  irrigation system. 

ENERGY  ·  Photovoltaic (PV) and flat plate solar  collectors are located on the north facing  roofs and pod facades. The flat plate  ·  solar collector array has been sized to  achieve at least 50% of the domestic hot  water demand, with the 130m2 collector  area determined by balancing practical  considerations of available roof space  and system cost.  ·  Efficient lighting systems, individual metering and energy efficient lifts contribute to  reduced overall energy consumption.  ·  The photovoltaic panels contribute 10% of the base building load. 

C  A  S  E  S  T  U  D  I  E  S 

LIFE CYCLE & MATERIALS  A total life cycle approach to material selection was taken including the  consideration of embodied energy, biodiversity, waste, end of life reuse/recyclability,  robustness and toxicity to human occupants, manufacturers and to the environment. 

LANDSCAPE  ·  The design of the key public spaces and connections was developed with unique,  practical and cost‐effective environmentally sustainable landscape design.  ·  The gardens link to the buildings and systems via reuse of treated grey water for  irrigation and initial storm water absorption.  ·  A variety of planting was chosen to suit the varying solar access across the site and  includes deciduous and evergreens for passive solar or screening capabilities. SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

67 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHOLOGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

CASE STUDY –1  RETREAT BUILDING  Project Details  Building/Project Name: RETREAT  Site Address: Gual Pahari, Gurgoan  Building Type: Institutional  Architects: Sanjay Prakash & TERI  Covered Area: 3000 sq.mts 

C  A  S  E 

Year of start & completion: '97‐‘00 

INTRODCUTION  RETREAT (Resource Efficient TERI Retreat for Environmental Awareness and Training)  is TERI’s vision realized—the vision of building a sustainable habitat, which is not just the  first of its kind in this part of the world, but also one that inspires many such habitats to be  created in the future. Built as a model training complex, RETREAT demonstrates efficient  utilization of energy, sustainable, and integrated use of both natural resources and clean  and renewable energy technologies, and efficient waste management. 

S  T  U  D  I  E  S 

Basically, three important things were considered in the creation of the complex.  ·  Firstly, the functionality of the building, and trying to see how energy is used in it.  ·  Secondly, the design of the complex minimizes demands of energy in the building by  architectural intervention through passive concepts like solar orientation,  latticework for shading, insulation, and landscaping.  ·  Thirdly, the space‐conditioning and lighting demands are met through energy‐  efficient systems whereas the electric energy demands are fulfilled by renewable  energy sources.  What makes RETREAT unique is its total independence of the city’s grid system and  near‐complete freedom from city services and infrastructure. Interestingly, energy planning  in the building has led to a reduced load of 96 kW (peak) from a conventional 280 kW  (peak), showing a saving of 184 kW (peak).

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

68 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHOLOGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

PASSIVE DESIGNING FOR LOAD REDUCTION  Various passive design concepts have resulted in reduction of space conditioning  loads by 10%–15%. Building envelope efficiency, which result in lowering of space‐  conditioning loads, was achieved by adoption of various passive techniques as listed below.  ·  The roof is insulated by  using vermiculite  concrete and China  mosaic white finish.  Walls are insulated by  using expanded  polystyrene insulation.  ·  Part of the building is  sunken into ground in  order to take  advantage of ground  storage and thus  stabilize internal temperature.  ·  Shading devices and fenestration have been adequately designed to cut off summer  sun and to let in winter sun.  ·  Glare‐free daylight has been adequately provided in the conference hall, library, and  recreation hall through use of specially designed skylights.  ·  Landscaping has been adequately designed so that wind directions are favorably  altered. Deciduous trees are used in the southern side of the building to shade the  building during summer. During winter, the trees would shed their leaves thus letting  in winter sun.  ·  The building is oriented along the east–west axis so as to have maximum exposure  along north and south.  ·  Architecturally, the building is consciously freed from the confines of a strict  orientation in order to demonstrate that though energy‐conscious architecture  needs to be somewhat oriented, the orientation need not be rigid and interesting  patterns can be formulated for architectural purposes.  ·  In RETREAT, the north block is made slightly concave towards the front, while the  south block forms a hybrid convex surface facing the winter sun.  ·  The points of the south block broadly fall on the surface of large imaginary cones  that generated the slightly free geometry and this allows the architecture to break  away from the grid iron approach that is associated with ‘solar architecture’  normally.

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

C  A  S  E  S  T  U  D  I  E  S  69 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHOLOGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

ENSURING A SUSTAINABLE SUPPLY OF ENERGY  TERI’s Gual Pahari campus is intended to  serve as a model of sustainable habitat based on new  and clean technologies. Therefore, it makes full use of  the most abundant source of energy, namely the sun, by  tapping the sun’s energy in different ways, both directly  and indirectly. Some of the innovative ways of tapping  solar energy and using energy more efficiently at  RETREAT are 

(1) Solar water heater, 

C  A  S  E 

(2) PV (photovoltaic) panels, 

(1)An array of 24 solar water heaters forms a part of the parapet wall of the living  quarters. The system can deliver up to 2000 liters of hot water (at 65 °C) every day. 

(3) Gasifier, 

S  T  U  D  I  E  S 

(4) Waste water recycling, and 

(5) Underground earth tunnels  (3) The building is powered by a PV‐gasifier hybrid system. Firewood, dried leaves,  twigs, and crop residues after the harvest and such other forms of biomass fuel the 50 kW  gasifier. The 10.7‐kW (peak) roof‐integrated PV system generates power from solar energy.  The power available from both the gasifier and the systems is managed and controlled with  the help of a building management system. The excess power generated from the sources  goes o charge the battery bank. During the night, the loads are met by the 900 amphours/  240 V battery bank. SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

70 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHOLOGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

ENERGY EFFICIENT SYSTEMS  The living quarters (the south  block) are maintained at comfortable  temperatures (approximately between  20 °C and 30 °C) round the year by  circulating naturally conditioned air  using earth air tunnel system,  supplemented with a system of  absorption chillers powered by LPG  (liquefied petroleum gas) in humid  season and air‐washer in dry summers.  Underground structures are not exposed  to the sun and thus do not heat up as much. Secondly, the surrounding earth insulates  them, which helps in maintaining a more or less constant temperature. Temperatures  recorded at roughly 4 m below the surface show that they are stable and reflect the average  annual temperature of a place. 

Underground earth tunnel Handling unit          Outlet chimneys 

C  A  S  E  S  T  U  D  I  E  S 

Outlet for hot air in rooms 

However, the cooler air underground needs to be circulated in the living space. Each  room in the south block has a ‘solar chimney’; warm air rises and escapes through the  chimney, which creates an air current: the cooler air from the underground tunnels rushes  in to replace the warm air. Two blowers installed in the tunnels speed up the process. The  same mechanism supplies warm air from the tunnel during winter.

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

71 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHOLOGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

WASTE MANAGEMENT  Waste water from the RETREAT is  recycled using the root zone technique. It is a  natural waste water treatment process based on  aerobic and anaerobic decomposition of the  contents in the roots of the reeds (phragmytes)  and microbial organisms. The process is natural,  economical, and efficient and gives quality  treated water. This water is used for irrigation.  The entire area is proposed to have water  harvesting and watershed management. 

C  A  S  E  A great deal of thought and planning has gone into the construction of RETREAT, but  it is not just a facility: it is a concrete reaffirmation of TERI’s faith in its research and of its  commitment to sustainable development—it is TERI’s gift to humankind in the 21st century.

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

S  T  U  D  I  E  S  72 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHNOLOGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

CASE STUDY –2  HILL RIDGE SPRINGS  Project Details  Building/Project Name: IVR PRIME Hill Ridge Springs  Site Address: Gachibowli, Hyderabad  Building Type: Residential (Apartments) 

C  A  S  E 

Architects:  Covered Area: 17.5 Acres 

S  T  U  D  I  E  S 

Site Plan 

Orientation: The facing of the site is towards NW direction  Terrain: The site is undulated  Shape of the site: The site is a almost a perfect rectangle  Site approach: There is only one main entry to the site (SW – direction) , and there are no  special service entry or exit from the site.

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

73 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHNOLOGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

Project features:  ·  HOUSING TYPES :  TYPE OF  NO. OF  APARTMENTS(BLOCK)  FLOORS 

NO.OF FLATS  NO. OF  TOWERS 

TOTAL NO.  OF FLATS 

2 Bedroom 

G + 10 

32 



102 

3 Bedroom 

G + 13 

40 



336 

4 Bedroom 

G + 10 

20 



20 

4 Bedroom Duplex 

G + 10 

16 



72 

· · ·

C  A  S  E 

· ·

·  AMINTIES :  Floating gardens, Two acres of lush green park with water bodies &  fountains, Jogging track, Clubhouse comprising of swimming pools, Gymnasium, Children's  play area, Banquet lawns, Indoor games, Basket ball & Tennis court, Restaurants, Laundry &  General Store. 

Club house 

Swimming Pool 

S  T  U  D  I  E  S 

Badminton Courts 

Percentage of Areas  ·  Total built up area : 53%  ·  Roads & Pathways : 24.3%  ·  Landscaping & open areas : 22.7% SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

74 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHNOLOGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

CONNECTIVITY & HIERARCHY OF SPACES 

Connectivity in site 

Semiprivate Interconnectivity 

C  A  S  E 

Public area connectivity 

S  T  U  D  I  E  S 

·  Connectivity of Blocks:  As the site is not leveled all the blocks are connected at first  floor level and the basement is used for parking. So the pathways connecting the  blocks are located in the first floor.  ·  Connectivity  in Blocks : In each block (tower) there are two passenger lifts and two  staircases

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

75 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHNOLOGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

ARRANGEMENT OF BLOCKS 

C  A  S  E 

·  The blocks are arranged in linear and alternate rows where they create a courtyard  space between two blocks.  ·  According to the type of apartments the blocks are arranged  so that they form a  small cluster or community.  ·  Because of the courtyard type of layout there is ample of ventilation on all the four  sides of the block.  ·  The lawn in between these blocks is of area 102’ * 86’  ·  The landscaping design of each lawn is different. 

S  T  U  D  I  E  S 

SERVICES  The following are the services provided in the site:  ·  Fire safety systems – sprinkler in parking, hoses & fire extinguishers in the flats and  near stair cases.  ·  Electricity & Generator back up ‐ In case of power cut there is a generator in each  block and the generators run on diesel.  ·  Telephone and internet facilities ‐ The telephone connections of all the flats, which  has an intercom facility. This is located in the ground floor of a tower. VSNL is the  internet cable operator for the entire site. Both the telephone and the internet  connections are located in same room

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

76 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHNOLOGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

·  Water supply systems –  DRINKING WATER ‐ The drinking water storage tank is of 5 lakhs liters capacity,  where the source of water is Municipal water, as this amount of water system is not  sufficient they are also depending on the underground water. There are two bores where  about 1lakh liter of water is being extracted per day. And the total consumption of water in  site is about 5lakh per day. 

COLLECTION OF WASTE WATER ‐ The waste water that is collected from the entire  site is about 5lakh liters. Almost all the water is getting collected, treated and stored as there  is a lot of water shortage in the site during the summer season. The waste water is collected  from the flats – bathroom water, kitchen water etc, and the rain water from the roofs  (terrace) streets, roads & pathways. The water is treated in water plant and reused. 

·  · 

·  ·  · 

C  A  S  E 

USAGE OF TREATED WATER –  The treated water is mostly used for the landscaping.  There is a two pipe system used in this township  where from one pipe water to the  bathroom sinks, kitchen etc is send and from the other pipe the treated water is send  for the flushing.  Thus some amount of water is being saved and the treated water is being used in a  better way.  The treated water is used in case of fire where about 2.5 lakhs of water is being  stored.  The treated excess water is being sent to the municipal drainage.

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

S  T  U  D  I  E  S  77 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHNOLOGIES –  HIGH RISE APARTMENTS 

CASE STUDY –3  SILICON COUNTY  Project Details  Building/Project Name: Silicon County  Site Address: Hitec City Road, Hyderabad  Building Type: Residential (Apartments)  Architects: 

C  A  S  E 

Covered Area: 11 acres 

S  T  U  D  I  E  S 

Site Plan 

Orientation: The site is oriented to south direction  Terrain: The site is undulated  Shape of the site: The site is a almost a perfect rectangle  Site approach: There is a main entry to the site from the South direction, and there is an exit  exactly parallel to the main entry.

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

78 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHNOLOGIES –  HIGH RISE APARTMENTS 

Project features:  ·  HOUSING TYPES :  TYPE OF APARTMENTS(BLOCK) 

NO. OF  FLOORS 

NO. OF  TOWERS 

TOTAL NO.  OF FLATS 

APLHA BLOCK ‐ 3 Bedroom 

G + 8 



96 

BETA BLOCK  ‐ 3 Bedroom Duplex 

G + 8 



48 

GAMA BLOCK  ‐  4 Bedroom Duplex 

G + 8 



18 

Alpha Blocks 

Beta Blocks 

C  A  S  E 

Gama Blocks 

·  RECREATIONAL /AMINTIES :  General store, laundry, CLUB HOUSE ‐ Swimming pool, Health club with gymnasium,  Shuttle badminton courts and squash Courts, Cards Rooms ,Billiards Table and Table Tennis,  Library ,Air‐Conditioned auditorium, Beauty parlor ,Restaurant,  Meditation Hall, Yoga  Center  & Children play area. 

Club House 

Swimming Pool 

S  T  U  D  I  E  S 

Restaurant 

Percentage of Areas  ·  Total built up area : 50%  ·  Roads & Pathways : 34.3%  ·  Landscaping & open areas : 15.7% SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

79 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHNOLOGIES –  HIGH RISE APARTMENTS 

CONNECTIVITY & HEIRARCHY OF SPACES 

C  A  S  E  ARRANGMENT OF BLOCKS 

S  T  U  D  I  E  S 

The blocks are arranged around a central courtyard green space for more  ventilation and create interaction space; the distance between any two blocks is 5mts.

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

80 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHNOLOGIES –  HIGH RISE APARTMENTS 

SERVICES  The following are the services provided in the site: ( ALL THE SERVICES MAIN UNITS ARE PROVIDED  IN THE BASEMENT FLOOR OF ALPHA BLOCK) 

1.  Fire safety systems – sprinkler in parking, hoses & fire extinguishers in the flats and  near stair cases.  2.  Electricity  & Generator back up – In case of power cut there is a generator in each  block which, its an automatic system & the generators are run on diesel  3.  Telephone and internet facilities ‐ The telephone connections of all the flats, which  has an intercom facility. This is located in the ground floor of  ALPHA BLOCK  4.  Gas Supply ‐ There is a Central gas supply system provided in the site. There is a  small gas go down which consists of 20 gas cylinders from which the gas is being  supplied. The beside pictures shows the picture of gas meter which is attached  below the range. This is located in the ground floor of  ALPHA BLOCK.  5.  Water Treatment Plant –  1.  The total waste water produced from the site is about 3lakh liters but only 1.5 lakhs  liters of water is being treated and the rest in drained out from the site.  2.  The water is collected from the silicon county and silicon towers, it is stored in a  collection tank, where air is sent into the tank for the growth of bacteria and then  collected into clarified tank and then the water is filtered in four stages 

C  A  S  E 

1. Sand filter,  2. Carbon filter,  3, UV filter &  4. Softener. 

S  T  U  D  I  E  S 

3.  Thus purified water is being used in the chilling towers of the silicon towers. 

Collection 

Blowers 

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

Various Filters

81 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

S.N O  1 



3  4 

5  6 

REQUIREMEN  TS 

CASE STUDY 1  CASE STUDY 2  HILL RIDGE  SILICON  VILLA  COUNTY  LOCATION &  Should be  Located in a  Located in a  SITE  located in a  institutional area,  commercial area  SURROUNDING  residential area  there are no  and the proximity  S  and close to basic  basic amenities  to basic amenities  amenities like  near by  is very close  bank, school etc  SITE APPROACH  Should be w.r.to  Oriented in S.W  Oriented in South  & ORIENTATION  the main  direction and the  direction and the  approach road to  main road runs  main road runs  the site  through S.W  through South  SHAPE OF SITE  Rectangular,  Rectangular  Rectangular  square  SITE ENTRIES &  Single/double  Single  Double  EXIT  SHAPE OF  BLOCKS  ARRANGEMENT  OF BLOCKS 



HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHNOLOGIES  – HIGH RISE APARTMENTS  STANDARDS 

Circular, free  “H” &” I” shaped  Rectangular &  form, square etc  block  square  The distance  Blocks are  Blocks are  between two  arranged in linear  arranged to form  blocks should be  series and  a square shape  half the height of  alternate rows &  with a courtyard  the block in  distance between  in the centre n  whatever way  2 blocks is half of  the distance  they are  ht of block  between the  arranged  blocks is less than  half of the ht of  the block 

INFERENCE 

Preferred in a  residential area if not  should be located at  place where the basic  amenities are near by  The site should be  located to the main  road 

O  M  P  A  R 

Depends  Separate site entry n  site exit would be  better  Depends  The arrangement of  blocks of hill ridge villa  is more proper in  aspects of ventilation  and more open spaces 

I  T  I  V  E  A 





CONNECTIVITY  BETWEEN  BLOCKS 

AMINITIES 

Play school,  laundry, super  market, public  parking, parlor,  restaurant, club  house etc. 

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

There is a unified  path connecting  all the blocks in  the entire site  (bridge) 

There is no  unified path  connecting all  the blocks in the  entire site 

It has all the  amenities other  than play school  and super market  and less  commercial area 

It has all the  amenities other  than play school  and less  commercial area 

It would be better to  have a unified path  connecting all the  blocks in the entire site  for better connectivity  and convenience  The major  requirements of a  community are  commercial area which  is not proper in both  the cases which should  be considered  82 

N  A  L  Y  S  I  S

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS  9. 

10 

SERVICES 

LANDSCAPING 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHNOLOGIES  – HIGH RISE APARTMENTS  Water supply &  sanitation  Water treatment  plant  Electricity and  generator  Fire safety  Telephone &  Internet  Gas supply 

Drinking  water  is  supplied  without  purification  No central gas  supply other than  these all the  services are  provided  Sometimes the  waste water  treatment goes  waste as excess  treated water is  sent to municipal  drains due to  excess of water  in rainy season  Trees & shrubs  Landscaping has  enhance the  been done in the  living ability of  courtyard of  the housing area  blocks and a huge  park is provided  at the entrance  of the site in  front of the  blocks 

Drinking water is  supplied without  purification and  rest of all the  services are  provided  Only half the  amount of waste  water is treated  and being used in  silicon county and  the rest of water  is sent to  municipal drains 

C  In both the cases there  is no seperate rain  water harvestment pit,  so even this water is  mixed with drainage  water. If it was separate  the filtration and usage  of rain water would had  been better 



M  P  A  R  I 

Landscaping has  been done in the  central courtyars  of the blocks and  in clubhouse.  Trees have been  placed along the  periphery sides of  the site. 

Landscaping is  Compulsory to  minimize noise  ,pollution, for visual  recreation and enhance  the atmosphere 

T  I  V  E  A  N  A  L  Y  S 

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

83 



ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 



HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHNOLOGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

O  AREA STATEMENTS & ANALYSIS  S.N O  1 

REQUIREMEN  TS 

STANDARDS 

BALCONIES 

Should be  minimum of  width .9mts  12’ x 14.5’ 



LIVING SPACE 

3  4  5  6  7  8  9. 

DINING  KITCHEN  BEDROOM 1  BEDROOM 2  BEDROOM 3  TOILET  PARKING 

10 

RECREATION  AREA 

CASE STUDY 1  HILL RIDGE  VILLA  1.2 mts 

CASE STUDY 2  SILICON  COUNTY  1.8 mts 

11’6” x 20’  Living/dining 

12’ x 8’9”  Living/dining 

10’ x 9.5’  10’ x 12’  10’3” x 7’  10’ x 13’  13’ x 12’  11’ x 9.5’  13’ x 11’  12’ x 16’  13’ 6” x 11’6”  6.5’x 7.6’  5’9” x 7’  In multi family  As per standards  30% of total built  up area and 15%  visitors parking  on the ground  25% of plot area  As per design  program 

CONCLUSION 

As per standard design  program 

P  A  R 

13’ x 8’  12’9” x 11’7”  14’9” x 10’9”  13’ x 14’5”  9’ x 5’  The percentage  of visitor parking  is less 

Less than  required 



I  T  I  As per design program 

V  E  A  N  A  L  Y  S 

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

84 

I  S

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 



HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHNOLOGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 



ANALYSIS – JAYABHERI SILICON COUNTY  S.NO 



FACTS  A 13 floor office building is at the  front portion of the sir, behind  which the stretch of apartment  unit runs. 

ANALYSIS  Since the main entry for  apartments and office  buildings are very near the  vehicular movements and the  fact of residential security has  to be maintained at a higher  grade 

INFERENCE  There has to be distinguishing  buffer zone between  residential and commercial  units 

M  P  A  R 





Every two flats share a common  lift and staircase 

This gives no scope for lengthy  corridors and max privacy for  each flat with no common  walls to share 

Terrace garden above stilts and  sitouts of each flat are not  justified w.r.t their function 

Huge central courtyard had  been landscaped and it is the  only outdoor comfort within  the zone of privacy other than  clubhouse which is visible only  from the gama block. There  are no outdoor recreation  spaces for the alpha & beta  blocks. This becomes a  backdrop to the residents in  future 

Since these are deluxe  apartments there is every  scope of avoiding and creating  the factors such as common  walls, corridors and high  privacy units 

Every dwelling unit should  satisfy with the recreation  outdoor spaces provided 

I  T  I  V  E  A  N  A  L  Y  S 

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

85 

I  S

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 



HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHNOLOGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

O  CASE STUDY 1 : HILL RIDGE VILLA, HYDERABAD  FINDINGS  SITE AREA : 17.5 acres  Total.no of flats obtained – 530 flats  Percentage of Areas  ◦  Total built up area : 53%  ◦  Roads & Pathways : 24.3%  ◦  Landscaping & open areas : 22.7%  Types of blocks 



INFERENCE  more land coverage area than  required according to the  standards  The built up area is more it should  be of 35‐40 percent 

P  A  R 

A variety of flat types have been  provided 

I  T  I  V 

Areas  ·  2 bedroom flats  ‐ 1000sq.ft  ·  3 bedroom flats  ‐ 1250 sq.ft  ·  4 bedroom flats – 1500 sq.ft 

All the areas are sufficient 

Terrace garden above stilts and sitouts of each flat are justified w.r.t  their function 

Every dwelling unit should satisfy  with the recreational outdoor  spaces provided. This being an  important factor in apartments  should be given prior concern 

E  A  N  A  L  Y  S 

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

86 

I  S

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 



HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHNOLOGIES  – HIGH RISE APARTMENTS 

O  CASE STUDY 2 : SILICON COUNTY, HYDERABAD  FINDINGS  SITE AREA : 7 acres  Total.no of flats obtained – 162 flats  }  Percentage of Areas  ◦  Total built up area : 40%  ◦  Roads & Pathways : 34.3%  ◦  Landscaping & open areas : 25.7%  Types of blocks 



INFERENCE  Only 40% of land has been used 



The built up area is according to  the standards 

A  R 

A variety of flat types have been  provided 

I  T  I 

Areas  ·  2 bedroom flats  ‐ 170 sq.mt  ·  3 bedroom flats  ‐ 275 sq.mt  ·  4 bedroom flats – 350 sq.mt 

All the areas are sufficient 

Terrace garden above stilts and sitouts of each flat are  not justified  w.r.t their function 

Every dwelling unit should satisfy  with the recreational outdoor  spaces provided. This being an  important factor in apartments  should be given prior concern 

V  E  A  N  A  L  Y  S 

SHRAVANI GUPTA – 04161B0028  (2008‐09) 

87 

I  S

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHNOLOGIES  ‐  HIGH RISE APARTMETNS 

CRITERIA FOR IDEAL SITE SELECTION 

S  I 

•  Avoid using sites having special value like agricultural land, cultural sites, wetlands,  habitats of endangered species etc. 



•  Reuse land that has already been developed or a more ambitious target could be to  reuse land that is polluted. 



•  Give special considerations for disaster prone areas. For example in a tsunami prone  area, the site should be out of the safety buffer zone, at an elevated place,  preferably not on slopes or near other steep slopes and should avoid different floor  levels. 



•  Encourage development in locations that exhibit superior performance in providing  transportation choices or otherwise reduce motor vehicle use. 



•  Encourage development within and near existing communities or public  transportation infrastructure ‐  In order to 

L  E 

o  Reduce vehicle trips and miles traveled and support walking as a  transportation choice.  o  Reduce multiple environmental impacts caused by sprawl. Conserve natural  and financial resources required for construction and maintenance of  infrastructure.

C  T  I  O  N 

88 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHNOLOGIES  ‐  HIGH RISE APARTMETNS 

Site selected  Location: It is located in between  Hitec city MMTS station and KPHB phase IV, kukatpally –  Hyderabad. 



Site area: 18 acres  Site shape: Parallelogram

I  T  E 

S  E  L  E  C  T  I  O  N  89 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHNOLOGIES  ‐  HIGH RISE APARTMETNS 

SITE ANALYSIS  •  AREA  o  The total area of the site selected is 18 Acres. 



•  TOPOGRAPHY/VEGETATION  o  The site is almost plain with few numbers of contours which are present on the  corners of the site. 



o  The highest point of the site is on to the east. 



o  The site is entirely covered with thick vegetation and sloping towards the west of  the site. And the higher contours towards the lake are of rocky terrain. 



o  The prevailing winds are from the South West and there are no obstructions  from the SW direction and there is a water body which in turn is a fetching point,  where the prevailing winds become cooler while they pass over the water body  and approach the site.  •  NATURAL RESOURCES 

S  E 

o  Water body on the south of the site 



o  Thick vegetation  o  Rocky terrain 



•  ACCESS 



There are 3 main roads connecting to the site  o  Road from Hitec City MMTS Station 



o  Road from KPHB Phase IV  o  Adjacent to the site there is an other road 



These roads form the main access points to the site.  ·  Encourage balanced communities with diversity of users and employment opportunities  reduce energy consumption and pollution from motor vehicles by providing  opportunities for shorter vehicle trips and / or use of alternate modes of transportation.

90 

O  N 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHNOLOGIES  ‐  HIGH RISE APARTMETNS 

•  SURROUNDINGS  The site is surrounded by:  NORTH: 

KPHB Phase IV 

EAST  : 

Barren Land 

WEST  : 

Hitec City MMTS Station 

SOUTH : 

Mullakuthuva Cheruvu 

S  I  T 

•  EXISTING SERVICES 



o  There is a main underground water supply pipeline passing adjacent to the  site (towards south).  o  There is a main electrical line near by.  o  And there is also an existing drainage system(as the site is surrounded by  major housing layouts) 



•  CLIMATIC DATA OF HYDERBAD

E  L  E  C  T  I  O  N  91 

ARCHITECTURAL  DESIGN THESIS 

HOUSING WITH SUSTAINABLE TECHNOLOGIES  ‐  HIGH RISE APARTMETNS 

WIND DIRECTION & SUN PATH @ SITE 

S  I  T  E 

S  SITE ANALYSIS

E  L  E  C  T  I  O  N  92 

View more...

Comments

Copyright ©2017 KUPDF Inc.
SUPPORT KUPDF