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赵金彦:主动式建筑研究与实践

赵金彦,威卢克斯中国有限公司商务总监

图一

大家还记得这张照片(图一)吗?这是2008年奥运会前夕,美国自行车选手戴着口罩抵达北京,由此引起了一场大争论,当时我们的媒体进行了大量报道,说我们做了大量的工作,有足够干净的空气来迎接各国运动员,事件最后以美国自行车运动员集体道歉而结束。今年实际上也发生了关于口罩的争论,主要原因是我们渴望蓝天,APEC期间确实有蓝天,但我们希望这种蓝能更持久。中国的国民意识觉醒非???,从7年前对美国运动员的抨击,到今年对破坏环境行为的谴责,我们可以明显感受到。

如何使蓝天更蓝,实际上与建筑也有很大关系,因为建筑消耗了40%的社会能耗。过去几千年以来,建筑代表了时代的进步,但是伴随着中国过去30年快速城市化发展,我们拆掉了太多不同时代的记忆。我在出差的时候感觉走到哪里都一样,面对一样的高楼大厦和千城一面,未来中国的建筑应该朝哪个方向发展,是我们作为建筑设计人员和从业人员不得不思考的问题。绿色建筑不失为一个方向。

有人问什么是绿色建筑?是不是有绿植就是绿色建筑?是不是用了地源热泵或者太阳能就是绿色建筑?

威卢克斯中国总部外景

首先解释一下我为什么认为绿色建筑是未来发展的重点。去年,中美达成了一项协定,到2030年,中国必须控制碳排放到达顶峰,换句话说,我们的碳排放还有15年的增长空间,将来势必要降低碳排放,绿色节能是大势所趋。但是中国的气候分布又是多样化的,不同地区有不同的气候,使得建筑对环境的实际要求不同。实际上,自古以来,中国建筑并不缺乏被动式技术,比如云南的吊脚楼,陕北的窑洞,以及大量的传统民居。我的家乡在河北,那里农村的土坯房,用麦秸和泥土混合砌筑,冬暖夏凉,是一种很好的被动式技术,我们已经用了上千年。

归根结底,建筑是要为人服务的,所以我们希望在未来的建筑里,尤其是绿色节能建筑里,不仅要考虑节能,还要考虑健康舒适。健康舒适是人类的终极追求。

健康建筑要考虑几方面因素:首先是室内气候。每个人几乎有80%的时间是在室内工作、生活,室内气候包含三个因素,日光、空气和水。其次要考虑对环境友好。建筑应该是有生命的,就像人体一样,可以根据外界环境的变化进行自我调节,未来建筑应该是可以产生能源而不仅仅是消耗能源,现在有些欧美国家的建筑已经开始发电了。

威卢克斯中国总部内景

那么,如何实现这个愿景呢?肯定需要运用被动技术。今天我们要探讨的是,如何用低成本实现低能耗,如何充分利用自然采光和自然通风以及最大限度用好软技术实现建筑节能减排。所谓软技术,是指利用建筑的体型系数(是方的还是圆的,层降是多少,开多大的窗),增加中庭设置,增加空气对流,营造一个健康的室内气候,同时可以最大限度减少空调的使用。如果一个建筑可以夏季隔热,冬季隔冷,春秋利用自然通风,将极大地实现节能环保。

基于我刚才提到的这些理念,威卢克斯在全球13个国家做了22个示范项目,今天我重点介绍威卢克斯中国总部项目。

该项目位于廊坊经济开发区,我们在这里已经有几个生产车间和仓库,由于管理工作的需要,要建一个管理总部。建筑在设计之初就采用了白色调——北欧地区简约的色调,希望打造一个低能耗、高舒适的健康建筑。我们认为员工是企业发展的重要因素,希望为员工创造一个能帮助他们提高创造力和生产力的工作环境。威卢克斯是一家北欧企业,建筑本体采用了很多的木质元素、简约线条和白色调。这座建筑以中庭为中心,顶部开窗,没有廊柱,只有少量空间用玻璃隔断作为会议室,使整个建筑非常通透。建筑的使用面积将近2100平米,能同时满足100个人在其间工作。设计目标是综合能耗(制冷、取暖、办公用电)不超过40千瓦/平米。

威卢克斯中国总部设计图

外立面经过严密的设计,不仅考虑外观,同时必须能够对进入外墙的光线进行控制,从而在冬季被动式太阳能供暖、夏季遮阳、日光捕获和自然通风中间找到制衡点,最终采用了内倾式外墙设计,使建筑一建成就是节能的。与绝大多数传统办公楼相比,梯形的设计更富动感,传递出阳光在屋顶窗间的流动感受。阳光透过倾斜的建筑立面径直射入建筑物内部,办公室之间的玻璃隔墙、开放式楼梯和吊顶缝隙均保障了室内完美的日光覆盖。白色的墙体和吊顶既美观又经济,且可最大程度地降低照明用电。

视野的开阔性是一座优秀建筑必须要确保的,不管是坐着还是站着,都能看到外面的景色,内倾式的窗台成了大家工作之余休憩的地方。建筑立面和地下空间布满了由296樘威卢克斯窗组成的多条采光带;建筑中庭位置采用VMS商用天窗系统,加速室内自然的通风换气。窗户的采光面积达到20%,充分满足了室内采光和通风要求。考虑到北京每年春天和秋天大约有4个月的时间能实现自然通风,我们确保了每一个窗户都能开启,通过顶部的天窗和侧面的立窗来实现空气对流,从而降低能耗。

中庭是这座建筑的一大亮点,朝北向,避免阳光直射,天窗打开时能充分实现空气对流,设计流量为60m³/小时·人,高于我们国家30m³的规定。同时,我们还采用了外遮阳板和内遮光帘,外遮阳在夏季可以阻挡80%的热量,冬天可以对室内进行保温,通过窗户和窗帘的调节对建筑能耗进行控制。建筑内部还装配了PM3.0和二氧化碳检测系统、岩棉保温地板等设备,应用了地源热泵、太阳能等通过技术。运营以来,通过检测,整个大楼的实际年电耗水平为33kwh/㎡·a,每年平均能耗为当地公共建筑的1/4,为中国此类建筑平均能耗的五分之一。

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标签:节能威卢克斯赵金彦主动建筑

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