印度格柵建筑：不用空調也涼快

費扎·塔巴蘇姆·阿茲米

印度建筑曾在數百年間以錯綜復雜的格柵結構為特色。時至今日，隨著建筑師們不斷尋找為建筑物降溫的好方法，格柵結構漸漸重獲青睞。

| 古老設計逐步復興 |

一走進微軟位于印度北部諾伊達地區的辦公樓，你立馬就能察覺到這座建筑參考了泰姬陵的風格。

辦公樓內部通體象牙白，不時可見漂亮的拱門和“加利”（即鏤空格柵隔斷）。就視覺感受而言，整棟樓不僅致敬了宏偉壯麗的泰姬陵，也稱得上是最高水準的工作場所。

光線穿過結構錯綜復雜的加利隔斷，營造出莊重的光影與縱深效果。配合著節能照明設施，加利隔斷有助于將建筑物的碳足跡保持在較低水平。這棟辦公樓之所以能得到美國綠色建筑委員會的認可，獲得由其頒發的可持續發展領域最高級別認證——“能源與環境設計先鋒”鉑金級認證，原因之一便是采用了加利隔斷。

“加利”一詞的本意為“網”，該結構多用于中亞和南亞。加利隔斷一般由切割出裝飾圖案的大理石或紅砂石制成，16至18世紀的印度建筑以此為鮮明特色。17世紀中葉建在印度阿格拉的泰姬陵就采用了雕刻精美的加利隔斷，將虛與實、凸與凹、曲與直，及光與影規律地融合在一起。1799年由拉其普特政權統治者建在齋浦爾的“風之宮”有953扇窗戶裝了格柵，這種設計旨在讓微風吹進室內。

正如專攻文物保護的建筑師亞京·龐佳所說，除了能為建筑物增添藝術氣息，格柵結構還能促進空氣流通、阻隔陽光、建立隱私屏障。

如今，為了找到可持續的建筑物降溫法，建筑師們重新開始采用古老的格柵結構來建造舒適、低碳的建筑。

| 有效應對氣候問題 |

建筑行業面臨嚴峻的氣候問題。2019年，建筑業碳排放量創歷史新高，占全球二氧化碳排放量的38%。建筑物降溫格外耗能，而且預計到2050年全球空調機組的數量將增加兩倍多。

與此同時，世界各地的酷暑期越來越長，氣溫也越來越高。2022年，印度經歷了一波又一波超強熱浪，德里5月份的氣溫甚至創紀錄地高達49攝氏度。

面對快速推進的城市化進程和呼嘯而來的超強熱浪，印度正在尋找既具有可持續性，又節能環保的建筑物降溫法。2019年，印度政府發布《印度制冷行動計劃》，概述了為落實可持續的節能降溫法需要采取什么行動。該計劃強調了被動式降溫干預措施的重要性，也就是要利用建筑原理來降溫。這種方法既能提高建筑物對氣候的適應能力，也能削弱因建筑物與道路吸熱、儲熱導致的城市熱島效應。

就職于印度科技學院的杰出科學家賈亞拉曼·斯里尼瓦桑說：“印度已處于高溫的重壓之下，預計未來幾年情況會更糟。空調的需求量會因此增加，進而又會釋放出大量的熱。”他還補充說，仍需其他建筑物降溫法，比如從最初設計階段就盡可能地降低建筑物對空調的需求。

面對這一挑戰，部分建筑師從古人的方法中汲取靈感，其中就包括加利隔斷。“這是實現可持續降溫、解決通風問題的環保措施。”建筑師薩欽·拉斯托吉說道。拉斯托吉也是“零能耗設計實驗室”的創辦理事，這家位于德里的實驗室專門研究零耗能建筑。

采用被動降溫法和將建筑物內部與外部環境隔開的圍護結構能降低室內溫度，從而大大提高建筑物內部的熱舒適性。如此一來，建筑物對空調的需求也會降低，可減少高達70%的能耗。

格柵結構將一整扇普通的窗戶分割成若干小洞，如此便可阻止熱浪直接進入建筑物內部。龐佳指出，傳統加利隔斷的洞，其深度幾乎與大理石或砂巖的厚度相同。他還說：“這樣的深度在減少太陽強光直射的同時，還能實現漫射照明。”

格柵結構是利用文丘里效應實現降溫的，與空調機組的原理類似。龐佳說：“空氣穿過小洞時，流動速度加快，進而可深入室內。小洞將空氣壓縮，待重新釋放后，空氣的溫度會降低。”

| 應用實例遍布全球 |

現代降溫技術的興起限制了格柵結構的發展，但正如龐佳所說：“對全球氣候變暖的擔憂漸漸將人們的關注點轉向了格柵結構的復興。傳統的建筑形式已經證明了自己具備對抗不利環境的卓越性能。”

從中國佛山的時代全球創客小鎮，到法國阿德格角的納卡拉酒店，再到西班牙的科爾多瓦醫院，格柵結構已應用于現代建筑的外立面，可以調節自然光、優化能耗、提升舒適度。

英國諾丁漢大學可持續建筑設計研究員艾莎·巴圖爾說：“在世界各地關注可持續圍護結構的建筑師群體中，鏤空外立面越來越受歡迎。”2018年，巴圖爾評估了三層隔斷遮陽系統，結果顯示加利隔斷的性能優于全玻璃幕墻和遮陽板，后兩者可使陽光照射的角度發生偏轉。

“加利隔斷提升了人們在建筑物內的熱舒適性和視覺舒適感。”巴圖爾說道，“重要的是學習傳統的建筑方法，而不是過分神化傳統建筑的性能。”

位于新德里的《旁遮普獅報》總部大樓融合了印度傳統建筑的加利隔斷與現代設計特色。這棟大樓由多次獲獎的“共生工作室”設計，通體包裹在白色鏤空的玻璃纖維加固混凝土外立面之中，讓人聯想到加利隔斷。“共生工作室”的聯合創始人布麗塔·古普塔指出，這一設計旨在充分利用自然光、降低溫度、增強空氣對流。

古普塔解釋道：“雙層加利隔斷能降低玻璃外面的空氣溫度，從而將溫度較低的空氣吸入室內。如此便可減輕空調的負擔。”

這個建筑項目利用數字模擬技術，根據每面墻能照到多少陽光，設計出了不同的鏤空分布模式。比如，朝北外立面的不透明度為81%，朝南的則為27%。古普塔補充說，加利隔斷還有助于滿足建筑物的自然采光需求，確保白天無須人工照明。

另一個有效利用加利隔斷的現代建筑是印度古爾岡圣安德魯斯技術與管理學院的學生宿舍樓。這棟宿舍樓的一個顯著特點是利用了物理學的煙囪效應，即加利隔斷上每塊磚的旋轉角都是為了將太陽輻射量降到最低而設計的。“加利外立面可用作隔熱罩，因為這種結構能擋住70%的強光直射，進而可將建筑物的得熱量降到最低。”拉斯托吉說道。他設計的這棟宿舍樓能捕捉熱空氣，再將其排放到室外。拉斯托吉還指出，采用加利隔斷大大降低了該建筑的能源花銷，減少了35%的空調需求量。

其他國家也漸漸注意到格柵結構的益處。西班牙衛星運營公司“伊斯帕薩特”位于馬德里的衛星控制中心采用了類似的設計，以便減少太陽輻射量、提高室內舒適度。該中心運用三種不同密度的鏤空隔斷來幫助過濾光線，減少刺眼的陽光。

“伊斯帕薩特”衛星控制中心由西班牙建筑事務所“埃雷羅斯”設計，建筑師胡安·埃雷羅斯是該事務所的聯合創始人。他說：“我們最終選擇給原先的外立面加上了由五毫米厚金屬板構成的第二層外立面。在鏤空程度方面，我們考慮到了人們對照明及熱量的需求。”

埃雷羅斯還表示，建筑本體與格柵結構之間的一米空隙還產生了艙效應，既可遮陽又可通風。他說：“兩個外立面之間的空隙成了通風廊道。”

| 傳統結構融入科技 |

技術進步讓格柵結構更富于變化。仿生學是從大自然中汲取靈感創造非生物系統的科學。動態的格柵外立面設計便試圖效仿自然界中的熱適應方法。例如，部分格柵外立面設計模擬出了人類皮膚的質感，能幫助建筑物通過數千個“毛孔”呼吸。

矗立在阿布扎比熾烈沙漠陽光下的安巴爾塔就有這樣的動態外立面。安巴爾塔雙子樓由英國凱達建筑事務所設計，其反應靈敏的“智能”外立面可根據氣溫或開或合。這個設計的靈感來源是加利隔斷以及傳統的阿拉伯木雕窗格。

“阿拉伯木雕窗格是個新奇的系統，能為建筑減少20%的陽光直射。”提議采用鏤空結構的英國工程咨詢公司“奧雅納”前任董事約翰·萊爾說，“裝有引擎的格柵結構根據太陽運動或開或合，這樣便可將非直射自然光引入室內。”

動態外立面與樓體間隔兩米，內置程序讓其能根據太陽運動作出反應，從而削弱刺眼的陽光、提高日光滲透率。整個動態外立面隨太陽運動而轉動，為雙子樓遮陽。“奧雅納”提供的數據顯示，這一設計已將雙子樓的碳排放量減少了40%。

盡管格柵結構正逐步邁向復興，仍有幾個問題值得警醒。有人擔心鏤空的外立面不能徹底攔住昆蟲。為了防止昆蟲進入建筑物內部，可在格柵外立面之外加裝玻璃或防蟲網。

此外，由于科技含量高，動態外立面的設計與制造往往耗時過長、造價高昂。盡管如此，這類結構的諸多好處也為深入探索能效優化方法提供了思路。

采用大理石等傳統材料建造現代建筑既不可行，又不劃算，而且單一的建筑材料也無法適應所有氣候。如今的格柵結構大多由中密度纖維板、混凝土、磚塊、木材、石料、聚氯乙烯板及硬石膏制成。

氣候干燥的地區還會添加木質纖維等材料來為建筑物加濕。夜間，當風穿過冷卻的鏤空結構，會留下潮氣。待白天氣溫升高，建筑物吸收的潮氣又會散入空氣中。整個過程與植物的蒸散作用類似。

在不同氣候條件下，格柵結構的性能不同。也就是說，整體如何設計、具體做成哪種幾何圖形、鏤空密度如何、采用哪種材料，還有以何種方式排列，都要根據氣候條件調整，并不存在通用的設計方案。舉例來說，在炎熱干燥的氣候條件下，鏤空深度為十厘米、鏤空面積占比為30%的格柵結構能提高建筑物的熱舒適性，但在炎熱潮濕的氣候條件下，或許就需要增加鏤空面積了。

拉斯托吉指出，盡管前期設計略微復雜，但格柵結構可以通過保障自然采光、提供良好通風條件的方式，助力建筑節能。

“想建造既符合環保要求又具備經濟可行性的建筑，格柵結構設計是關鍵。”拉斯托吉說，“可持續性不是個附加概念，而應該是一種生活方式。”

[編譯自英國廣播公司網站]

編輯：馬果娜