21世紀，當我們享受著社會進步所帶來的便捷時，能源危機正不可避免地轟然而襲。除了交通和工業(yè)兩大能源消耗殺手之外，建筑能耗已躍居榜首，成為最大的能耗黑洞。2009年，中國房地產(chǎn)研究會副會長顧云昌在“西部低碳經(jīng)濟與綠色建筑產(chǎn)業(yè)”高峰論壇上表示，“中國現(xiàn)在每年新建的房屋面積占到世界總量的50%，而建筑能耗占到中國全社會能耗總量的40%。”雖然各地政府大力提倡節(jié)能建筑、綠色建筑，然而由于造價、設計、相關法規(guī)以及供應商配套等因素，中國建筑行業(yè)要走上節(jié)能可持續(xù)發(fā)展之路似乎仍有待時日。
其實早在上世紀70年代，西方社會就提出了節(jié)能建筑這一概念。“節(jié)能建筑是一個完整、精密的體系，而不僅僅是把房子造出來這么簡單。一棟建筑從立項、規(guī)劃、設計、材料、建造、竣工，使用到幾十年后的維修，還有使用者的行為，都是環(huán)環(huán)相扣，層層影響的。” 思圖Ÿ意象(上海)建筑設計咨詢有限公司設計總監(jiān)、德國建筑學碩士黃俊介紹道。畢業(yè)于上海同濟大學建筑與城市規(guī)劃學院的黃俊，早年曾留學于以建筑技術見長的德國斯圖加特大學建筑學院，對節(jié)能建筑有著多年深入研究和工作經(jīng)驗。“好的設計、高品質的材料、優(yōu)良的工藝、正確的使用行為及不可缺少的日常維護保養(yǎng)是構成節(jié)能建筑真正起到節(jié)能作用的五大因素。”
設計是所有建筑的第一步，其中首當其沖的就是建筑整個形態(tài)的設計，只有簡約才能使接觸面和散熱面相對較小，達到更好的節(jié)能效果;同時必須根據(jù)不同用途和功能來設計采光通風需求。材料和工藝是相輔相成的，一方面政府需要有一整套完善的檢測體系，確保施工材料的質量;另一方面，建筑工人需要相應的專業(yè)知識和技能，才能按正確的工藝使用材料，完成建造。而使用者行為往往直接關系到節(jié)能建筑的持久性有效性。“在歐洲，政府通常會給低能耗住宅居住者發(fā)放指導手冊，引導他們?nèi)绾喂?jié)能。比如因為低能耗住宅通常使用機械設備來解決通風，所以建議居民每天開窗自然通風不要超過3次，每次不超過半小時等，使節(jié)能效果最大化。因為如果室內(nèi)外溫差太大，自然通風的能耗會很大，采用帶熱回收裝置的機械通風設備更節(jié)能。”他補充道。
如果說設計、材料、工藝、使用者行為、日常保養(yǎng)是建筑達到最大節(jié)能的基本硬件條件，那么“智能化設計”可以使建筑更具人性化、智慧化，進而創(chuàng)造一個優(yōu)質、舒適、安全、便利、節(jié)能、環(huán)保的使用空間。所謂智能化，就是將建筑與通信、計算機網(wǎng)絡和監(jiān)控等各方面的先進技術相互融合、集成為最優(yōu)化的整體，具有設備高度自控、信息管理科學、服務優(yōu)質高效、使用靈活方便和環(huán)境安全舒適等特點。
在功能方面，智能建筑在保持傳統(tǒng)建筑功能的基礎上，優(yōu)化了使用者的生活方式和居住環(huán)境，幫助有效地安排時間、節(jié)約能源，實現(xiàn)電器控制、照明控制等，提供了全方位的信息交換功能。在操作方面，它能夠給住戶創(chuàng)造簡便的生活方式、舒適的生活環(huán)境、經(jīng)濟實用的家居控制手段。在結構方面，智能建筑采用先進的通訊總線方式，其產(chǎn)品部件安裝時無需對住宅內(nèi)已有的居住環(huán)境進行大幅度的改造，無需復雜的布線及添置新的設備材料，即可形成控制系統(tǒng)。
“舉例來說，智能建筑可以根據(jù)不同空間需求提供相應的照明效果，一方面使能源得到最有效利用，一方面提升使用者的居住體驗。比如辦公室需要三百流明，會議室五百流明。當照度達不到這一要求時，智能系統(tǒng)會根據(jù)室內(nèi)的光感應來自動開燈，或者根據(jù)外面的太陽炫光自動遮陽。在目前全球能源日益緊張的趨勢下，我相信這樣的智能建筑是未來中國、乃至全球建筑行業(yè)以及城市規(guī)劃的必然發(fā)展趨勢。”根據(jù)他的介紹，雖然目前中國大多數(shù)建筑的智能化發(fā)展水平在理念或設備條件方面尚與西方發(fā)達國家存在較大差距，但是只要在設計規(guī)范方面提高技術標準，安裝方面提升工藝水平;在監(jiān)管方面加強政府重視并采取強制性規(guī)范，也有望在數(shù)年內(nèi)趕上發(fā)達國家。畢竟在全球一體化的大背景下，硬件設備的制造與采購已經(jīng)不再有大的障礙，設計與管理標準是主要的制約因素。
雙層玻璃幕墻，智能美觀的完美結合
近年來，中國大力發(fā)展綠色節(jié)能建筑，由此誕生了一批技術上極具前瞻性的建筑作品。黃俊認為，位于上海長陽路的上海煙草(集團)科教中心就是其中之一。此幢建筑采用德國旭格集團設計的呼吸式雙層玻璃幕墻系統(tǒng)，不僅璀璨絢麗，更完美結合上海地區(qū)夏熱冬冷的氣候特點，最大化地因地制宜。
圖示：上海煙草集團
傳統(tǒng)辦公大樓為了達到采光效果，往往大量使用通透性比較好的玻璃。但是玻璃面越大，熱量流失也越高，容易造成夏天熱輻射高，冬天熱損失高的局面。為了避免這種情況，德國旭格集團為其設計了呼吸式雙層玻璃幕墻系統(tǒng)。該幕墻系統(tǒng)采用Low-E玻璃，即低能耗玻璃或者隔熱玻璃。“但是僅僅只有一層玻璃是沒用的。由于炫光比較厲害，太陽光直射進來很難受，所以要加外遮陽。”黃俊說道，“同時，考慮到可調節(jié)方向的外遮陽百葉抗風壓比較差，加之上海臺風有時無比兇猛，外遮陽百葉很容易破損，所以要在外面再加一道玻璃。”由此便形成了外層玻璃 - 中層遮陽百葉+機械通風裝置 - 里層玻璃的雙層構造。這便是中國目前為止最具代表性之一的節(jié)能幕墻系統(tǒng)——呼吸式雙層玻璃幕墻。
圖示：呼吸式雙層玻璃幕墻
值得一提的是，該幕墻中間有一個相對封閉的六十公分夾層，用于空氣交換。啟動幕墻控制系統(tǒng)時，玻璃幕墻的外層和里層會徐徐開啟，室外空氣可從外墻下部進入夾層，又可從上部排風口離開夾層，使這一空間經(jīng)常處于空氣流動狀態(tài)，熱量也在這一空間流動，因此得名“呼吸式幕墻”。這樣一來，該幕墻系統(tǒng)可以在夏天隨時排放熱量，也可以在冬天低溫時儲存熱量，以實現(xiàn)智能、合理的能源利用。
窗戶，遠沒有你想的那么簡單
在整棟建筑中，有一個部分常常被忽略，但又息息相關著使用者的居住品質。這便是窗戶。黃俊表示，“窗戶的作用遠不止通風、觀賞景色這么簡單。設計合理的窗戶更可以讓室內(nèi)的溫度、濕度、空氣、光線得到有效的保障，成為智能建筑中不可或缺的組成部分。”
德國，作為全球精密科技和建筑行業(yè)的領軍國家，在建筑門窗領域有著獨樹一幟的技術和先進理念。旭格秉持優(yōu)秀的德國品質，為其門窗產(chǎn)品采用最高標準的測試，包括氣密性、水密性、 抗風壓實驗等，旨在以最苛刻的實驗環(huán)境來模擬生活場景，從而創(chuàng)造最無與倫比的居住享受。
上海雖是亞熱帶季風氣候，但倘若碰上持續(xù)半個多月的梅雨或是臺風天氣，窗戶的保護力就顯得無比重要。為此，旭格在窗戶的實驗環(huán)節(jié)使用高壓水龍頭和模擬十一級臺風直接沖刮窗戶，確保其能成功阻擋暴雨或大風天氣。除了測試嚴格把關，窗戶的設計和安裝，以及使用的材料都大有講究。旭格窗戶設計多半沿襲德國傳統(tǒng)——內(nèi)開內(nèi)倒。“這樣的設計顯得合理且安全系數(shù)更高。”他說道，“首先，如果窗戶外裝了外遮陽，內(nèi)開內(nèi)倒的開啟方式和外遮陽不會有沖突。其次，每次采用內(nèi)倒方式開窗時，氣流都是緩慢進入室內(nèi)，不會把屋內(nèi)東西吹落一地。在高層建筑中，這樣的設計可以把擦窗的風險降到最低。”除此之外，旭格窗戶還有一些人性化的小設計，比如可以裝配安全鎖，以滿足用戶的多元化需求。
圖示：內(nèi)開內(nèi)倒(旭格項目案例圖片)
鋁合金窗戶，具有耐用、堅固，耐撞擊，強度大等優(yōu)勢，但它也有一個致命弱點——隔熱性能差。為此，旭格特意在鋁合金窗戶型材中間添加了高強度尼龍膠條，把型材一分為二，這樣可以減少室內(nèi)外通過窗戶進行的熱交換，以達到夏季隔熱，冬季保溫的效果。
圖示：旭格AWS 90.SI+窗系統(tǒng) - 鋁型材與先進的高隔熱條的完美結合
“思想決定產(chǎn)品，細節(jié)決定成敗。”在黃俊看來，正是無數(shù)細節(jié)問題，決定了一幢建筑的成功與否。“下至窗戶，上至智能控制系統(tǒng)。無論是小裝備，還是大部件都是實現(xiàn)綠色、節(jié)能建筑的關鍵因素。”
黃俊，畢業(yè)于同濟大學建筑與城市規(guī)劃學院建筑系本科，后赴德國深造，于德國斯圖加特大學建筑與城市規(guī)劃學院完成建筑學碩士學位，曾就職于多家斯圖加特建筑師事務所。2004歸國創(chuàng)建STI思圖Ÿ意象建筑與城市設計工作室，現(xiàn)任思圖Ÿ意象(上海)設計咨詢有限公司設計總監(jiān)。
