建筑節能的思考

黃珍

【摘要】本文以閔行區生態辦公示范樓為例，從建筑設計、太陽能利用、通風、遮陽、以及其他一些節能措施出發，探討了建筑節能在中國的現狀以及發展方向。

【關鍵詞】節能，新能源、綠色建筑、生態，可持續發展

第六屆國際綠色建筑與建筑節能大會提出，我國是世界上每年新建建筑量最大的國家，每年20億平方米新建面積，相當于消耗了全世界40%的水泥和鋼材，因此中國迅猛的城市化進程對全球的可持續發展進程產生著極為重要的影響。

中國的生態建筑和開發的道路中，盲目的技術超前并不能很好解決當地的實際問題，建筑師應從考慮人和建筑、建筑與環境的關系出發，注重整體的性能評判。先進技術結合當地地域氣候特征，學會創新性的利用科技技術。

閔行區生態辦公示范樓調研

對于適合上海地域氣候特征的生態建筑發展，位于閔行工業區的生態示范樓給出了一些技術上的答案，參觀了其中一棟辦公示范樓后，首先我還是試圖以建筑設計者的眼光來評價其中設計與使用的關系。

建筑設計

建筑平面長方形，由中庭分割為南北兩個朝向的使用空間，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入。建筑分為東西兩個使用部分，西邊為實驗室和設備室，東邊為普通辦公和休息場所，并且活動都圍繞中庭展開。一層現狀為半開放的工作小隔間和一些用半透明玻璃圍合的會議室，二層為封閉式辦公室，外設連廊，在中庭的東西兩端點綴著休息平臺和室外花園。人們在中庭周圍四處游走，視線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——這樣愜意的辦公環境，除了形態與空間設計，還需要多項技術的支持，才能在顯性的使用體驗和隱形的能量消耗上都達到較佳的狀態。

太陽能利用

屋面實現了建筑和設備的一體化設計，尤其是拔風塔甚至成為建筑在遠處被觀看時的標志。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和地板采暖（300m2）提供熱源。在夏季，吸附式制冷系統利用太陽能，通過媒介的物態變化制冷；在冬季，被太陽能加熱的熱水流入埋設在地面的盤管為室內供暖，這也是舒適度和效率都很高的供暖方式；在過渡季節，太陽能還能為排風管道里的加熱器供熱，加強自然通風的效果。

通風

這次參觀在冬季，不利觀察自然通風的效果，因此結合資料學習，現場觀察了設計細節。首先建筑的入口偏轉為東南向，可能是有利于形成穿堂風。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性，加上樓梯間上加了拔風塔，中庭就成了整個建筑的“呼吸道”，排風系統還有全熱回收等技術，降低空調20%的負荷。但是在極端季節如果不能開窗通風，最好應該采取地下的管道通風——利用地熱將冷卻或加熱了的空氣由地下送入室內，但或許由于土質或者埋深等的關系，這里并沒有設置。不過在南立面二層上方的帶狀自動窗與房間隔離，直接聯通中庭，透過素竹片百頁將新風送入中庭內。另外，房間與中庭之間也設計了許多縫隙通風，如在墻體下部或者門窗上部，并且巧妙的與建筑設計結合在一起。

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，在東西兩側的退臺上混凝土現澆的框架和鋼框架上鋪設的太陽能集熱器也為室外活動提供一定遮陽。斜屋頂本身有個供通風的架空層，在夏季也可降低二層房間的頂面熱輻射，同時通風可帶走部分熱量。

建筑在南、東、西三個立面和采光屋面分別采取了不同的遮陽措施。

南立面東側一層窗上部和西側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。南面東側的二層窗則在出挑1米的鋼懸臂構架上鋪設水平百頁，不可電動變角，而是固定在一個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置了百葉簾，也是由中央主機自動控制，遇到強風時還可以自行關閉，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，然而我們在實際生態建筑的設計中，應該避免形式的堆砌，盡量采用經濟有效的辦法。

其他

保溫方面，基于研究的需要，建筑四個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，但不會像其他地方的淺水面一樣變成臟亂臭的噩夢，因為這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現并維持它。

這座建筑面積只有1900平米的辦公示范樓，實際使用的辦公面積其實并不是很多，可能三分之一都不到，因為有大量的設備間，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，但是讓我產生了兩個疑問：如果把這些看作服務空間，那么是否一定要這樣高的服務/被服務空間比例才能達到這樣高的舒適度？這些生態策略如果在更大尺度的建筑上，哪些可繼續使用，哪些效果又將大打折扣？根據現在粗淺的認識和判斷，至少，中庭的設計將會很容易受到高度的影響，體現在熱壓排風、下部采光、供暖方式等方面。

然而，城市建筑的生態問題始終是隨著社會發展而發展的，建筑師如何將可持續發展的綜合價值推廣開來，是一個更加任重道遠的話題。在課堂上老師提到一個簡單的例子，說明了政策上如何影響人們環保的意識，國外昂貴的電費讓人們更加愿意一次性投資更多用在節能設備上。面對中國的國情，經濟、社會、文化的協同作用常常使得環境問題的影響力受到極大的限制。唯有我們把開發項目視為一個長期發展的有機體，才能避免短視的利益需求下造成的資源浪費。