建筑節(jié)能的思考

黃珍

【摘要】本文以閔行區(qū)生態(tài)辦公示范樓為例，從建筑設(shè)計(jì)、太陽能利用、通風(fēng)、遮陽、以及其他一些節(jié)能措施出發(fā)，探討了建筑節(jié)能在中國(guó)的現(xiàn)狀以及發(fā)展方向。

【關(guān)鍵詞】節(jié)能，新能源、綠色建筑、生態(tài)，可持續(xù)發(fā)展

第六屆國(guó)際綠色建筑與建筑節(jié)能大會(huì)提出，我國(guó)是世界上每年新建建筑量最大的國(guó)家，每年20億平方米新建面積，相當(dāng)于消耗了全世界40%的水泥和鋼材，因此中國(guó)迅猛的城市化進(jìn)程對(duì)全球的可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程產(chǎn)生著極為重要的影響。

中國(guó)的生態(tài)建筑和開發(fā)的道路中，盲目的技術(shù)超前并不能很好解決當(dāng)?shù)氐膶?shí)際問題，建筑師應(yīng)從考慮人和建筑、建筑與環(huán)境的關(guān)系出發(fā)，注重整體的性能評(píng)判。先進(jìn)技術(shù)結(jié)合當(dāng)?shù)氐赜驓夂蛱卣鳎瑢W(xué)會(huì)創(chuàng)新性的利用科技技術(shù)。

閔行區(qū)生態(tài)辦公示范樓調(diào)研

對(duì)于適合上海地域氣候特征的生態(tài)建筑發(fā)展，位于閔行工業(yè)區(qū)的生態(tài)示范樓給出了一些技術(shù)上的答案，參觀了其中一棟辦公示范樓后，首先我還是試圖以建筑設(shè)計(jì)者的眼光來評(píng)價(jià)其中設(shè)計(jì)與使用的關(guān)系。

建筑設(shè)計(jì)

建筑平面長(zhǎng)方形，由中庭分割為南北兩個(gè)朝向的使用空間，建筑師為提升北面房間的舒適度，采取的策略是降低南面層數(shù)為兩層，加上有傾斜的采光屋頂和中庭空間，北面二三層的房間冬季也能有直射光進(jìn)入。建筑分為東西兩個(gè)使用部分，西邊為實(shí)驗(yàn)室和設(shè)備室，東邊為普通辦公和休息場(chǎng)所，并且活動(dòng)都圍繞中庭展開。一層現(xiàn)狀為半開放的工作小隔間和一些用半透明玻璃圍合的會(huì)議室，二層為封閉式辦公室，外設(shè)連廊，在中庭的東西兩端點(diǎn)綴著休息平臺(tái)和室外花園。人們?cè)谥型ブ車奶幱巫撸暰€可以在各層辦公空間中切換，享受著傾瀉而入的冬日陽光，傾聽著內(nèi)庭里潺潺的流水，噪音和寒氣都被阻隔在外，空氣的濕度和潔凈度帶來舒適的體感——這樣愜意的辦公環(huán)境，除了形態(tài)與空間設(shè)計(jì)，還需要多項(xiàng)技術(shù)的支持，才能在顯性的使用體驗(yàn)和隱形的能量消耗上都達(dá)到較佳的狀態(tài)。

太陽能利用

屋面實(shí)現(xiàn)了建筑和設(shè)備的一體化設(shè)計(jì)，尤其是拔風(fēng)塔甚至成為建筑在遠(yuǎn)處被觀看時(shí)的標(biāo)志。屋頂上由北向南布置了太陽能中空管集熱器（150m2），帶遮陽系統(tǒng)的采光屋面及多晶硅太陽能光電板（5m2）。太陽能利用方面，集熱器為吸附式空調(diào)和地板采暖（300m2）提供熱源。在夏季，吸附式制冷系統(tǒng)利用太陽能，通過媒介的物態(tài)變化制冷；在冬季，被太陽能加熱的熱水流入埋設(shè)在地面的盤管為室內(nèi)供暖，這也是舒適度和效率都很高的供暖方式；在過渡季節(jié)，太陽能還能為排風(fēng)管道里的加熱器供熱，加強(qiáng)自然通風(fēng)的效果。

通風(fēng)

這次參觀在冬季，不利觀察自然通風(fēng)的效果，因此結(jié)合資料學(xué)習(xí)，現(xiàn)場(chǎng)觀察了設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。首先建筑的入口偏轉(zhuǎn)為東南向，可能是有利于形成穿堂風(fēng)。一層功能上為展示和交流，因此開放的空間保證了空氣與中庭的通達(dá)性，加上樓梯間上加了拔風(fēng)塔，中庭就成了整個(gè)建筑的“呼吸道”，排風(fēng)系統(tǒng)還有全熱回收等技術(shù)，降低空調(diào)20%的負(fù)荷。但是在極端季節(jié)如果不能開窗通風(fēng)，最好應(yīng)該采取地下的管道通風(fēng)——利用地?zé)釋⒗鋮s或加熱了的空氣由地下送入室內(nèi)，但或許由于土質(zhì)或者埋深等的關(guān)系，這里并沒有設(shè)置。不過在南立面二層上方的帶狀自動(dòng)窗與房間隔離，直接聯(lián)通中庭，透過素竹片百頁將新風(fēng)送入中庭內(nèi)。另外，房間與中庭之間也設(shè)計(jì)了許多縫隙通風(fēng)，如在墻體下部或者門窗上部，并且巧妙的與建筑設(shè)計(jì)結(jié)合在一起。

遮陽

首先在建筑自身形體上，南面二層出挑1米，為一層提供遮陽，在東西兩側(cè)的退臺(tái)上混凝土現(xiàn)澆的框架和鋼框架上鋪設(shè)的太陽能集熱器也為室外活動(dòng)提供一定遮陽。斜屋頂本身有個(gè)供通風(fēng)的架空層，在夏季也可降低二層房間的頂面熱輻射，同時(shí)通風(fēng)可帶走部分熱量。

建筑在南、東、西三個(gè)立面和采光屋面分別采取了不同的遮陽措施。

南立面東側(cè)一層窗上部和西側(cè)整面都采用了水平向大型鋁合金懸式百頁，在西立面上也有相同的百頁，不過為考慮西曬豎向布置，均可控制開啟角度。南面東側(cè)的二層窗則在出挑1米的鋼懸臂構(gòu)架上鋪設(shè)水平百頁，不可電動(dòng)變角，而是固定在一個(gè)夏季遮光率和冬季透光率有最佳比值的角度上。

南面一層兩端和東西向部分窗外設(shè)置了百葉簾，也是由中央主機(jī)自動(dòng)控制，遇到強(qiáng)風(fēng)時(shí)還可以自行關(guān)閉，避免破壞。

屋頂天窗外采用的是軌道式遮陽蓬，由電腦控制可停留在任何位置。

這么多的遮陽措施固然起到了示范作用，然而我們?cè)趯?shí)際生態(tài)建筑的設(shè)計(jì)中，應(yīng)該避免形式的堆砌，盡量采用經(jīng)濟(jì)有效的辦法。

其他

保溫方面，基于研究的需要，建筑四個(gè)方向的外墻采用了四種不同的外保溫體系。所有窗戶均采用雙層中空LOW-E玻璃，天窗采用帶自凈功能的三層中空LOW-E玻璃。部分南向窗采用充氬氣中空LOW-E玻璃和陽光控制膜。西側(cè)輔助樓梯所在處采用的是可見光透過率較低的GE透光板。

還值得一提的是，建筑南面臨水而建，有淺淺的卵石灘涂，很符合江南建筑的性格，但不會(huì)像其他地方的淺水面一樣變成臟亂臭的噩夢(mèng)，因?yàn)檫@里利用水生植物的自凈作用。提醒了建筑師往往在琢磨形式的背后也要懂得怎樣去實(shí)現(xiàn)并維持它。

這座建筑面積只有1900平米的辦公示范樓，實(shí)際使用的辦公面積其實(shí)并不是很多，可能三分之一都不到，因?yàn)橛写罅康脑O(shè)備間，還有走廊、中庭空間和挖出的大大小小的空中庭院，不能說是空間的浪費(fèi)，但是讓我產(chǎn)生了兩個(gè)疑問：如果把這些看作服務(wù)空間，那么是否一定要這樣高的服務(wù)/被服務(wù)空間比例才能達(dá)到這樣高的舒適度？這些生態(tài)策略如果在更大尺度的建筑上，哪些可繼續(xù)使用，哪些效果又將大打折扣？根據(jù)現(xiàn)在粗淺的認(rèn)識(shí)和判斷，至少，中庭的設(shè)計(jì)將會(huì)很容易受到高度的影響，體現(xiàn)在熱壓排風(fēng)、下部采光、供暖方式等方面。

然而，城市建筑的生態(tài)問題始終是隨著社會(huì)發(fā)展而發(fā)展的，建筑師如何將可持續(xù)發(fā)展的綜合價(jià)值推廣開來，是一個(gè)更加任重道遠(yuǎn)的話題。在課堂上老師提到一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，說明了政策上如何影響人們環(huán)保的意識(shí)，國(guó)外昂貴的電費(fèi)讓人們更加愿意一次性投資更多用在節(jié)能設(shè)備上。面對(duì)中國(guó)的國(guó)情，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化的協(xié)同作用常常使得環(huán)境問題的影響力受到極大的限制。唯有我們把開發(fā)項(xiàng)目視為一個(gè)長(zhǎng)期發(fā)展的有機(jī)體，才能避免短視的利益需求下造成的資源浪費(fèi)。