文章简介:实录:第13次中国建筑技术学科学术研讨会
新浪地产讯 2010年9月24-26日在清华大学建筑学院召开“第13次全国建筑技术学科学术研讨会”。本次大会的目的在于反映中国建筑技术科学的现状,探究建筑技术科学与建筑学一级学科中的建筑设计及其理论等其他二级学科互相促进、互相支持的关系,并深入研究中国建筑技术科学的未来发展趋势。
会议时间:2010年9月25日
会议地点:清华大学建筑学院
主办单位:中国建筑学会建筑师分会建筑技术委员会
承办单位:清华大学建筑学院 北京清华城市规划设计研究院
以下为第13次全国建筑技术学科学术研讨会现场实录:
主持人:各位嘉宾,第十三次全国建筑技术学科学术研讨会现在开始,首先由我荣幸的介绍一下我们本次会议邀请的嘉宾。首先我介绍一下北京院的执行总建筑学会建筑师分会理事长,邵韦平先生,本次为了保证研讨会的学术水平,特别邀请的华南理工大学的吴硕贤教授、科学院院士,还有英国剑桥大学的Alan Short教授,我们还邀请了两位国内嘉宾,一位是华南立功常务副院长孙一民老师。首先请邵韦平理事长给大家致一个欢迎辞!
邵韦平:各位来宾、各位领导、尊敬的朱文一院长早上好,首先我今天很荣幸受这次论坛的邀请来出席这样一个开幕式,我谨代表中国建筑学会建筑师分会以及我本人所在的单位北京市建筑设计院对本次论坛以及第十三次全国建筑技术学科学术研讨会的代表大会的顺利召开表示祝贺!
我们知道,建筑技术应该说是我们建筑学这个领域很重要的学科,前一段时间我也看到由吴院士主持的一个中国工程院士对国务院的一个有关的加强建筑技术科学学科这样一个报告,报告中提到专门对建筑技术的重要性提出了几方面的结论,提出了三个作用,我认为都是很重要的。在建设可持续的城市,建筑过程中建筑技术起到很重要的支撑作用。同时建筑技术对建设一个健康、可持续的人居环境以及高品质建筑质量,起到十分关键的作用。另外建筑技术也是对打造一个建筑的特殊的功能,比如说我们在声学等方面,建筑技术都有很重要的功能。
今天我们在这里举办这样一个论坛,作为来自一线的建筑师,我认为这样的活动十分有意义。总的来说我们认为在过去的十几年中,中国建筑技术取得了长足的进步,建筑创造特别是中外交流方面,中国建筑业同行对建筑技术有了新的认识,也取得了很大的成就。但总体来说,我们认为建筑技术在中国基础还比较薄弱,还存在很多不足之处。比如说我们现在中国还没有建立一套完整的建筑系统,因此使得我们设计创造方面有很多捉襟见肘的地方,笔触目前还没有一套完整的体系,所以建筑控制方面有很多薄弱环节等等问题我想都有赖于我们从事建筑技术方面的同行们长期的不断努力因此我在这里对今天的论坛,对我们将要展开的有关建筑品质、低碳、可持续发展、建筑教育方面的所有议题表示浓厚的兴趣,在此预祝今天论坛取得圆满的成果。现在正直是清华百年校庆之际,希望通过今天的活动为校庆添上浓厚的一笔,预祝大会圆满成功,谢谢各位。
主持人:感谢邵韦平先生的致辞,下面我们请本次大会的东道主朱文一院长讲话。
朱文一:第十三次全国建筑技术学科学术研讨会今天在清华大学召开,欢迎各位代表光临清华大学建筑学院!刚才邵韦平先生说的一样,建筑技术发展发展已经日新月异,我本人不是搞建筑技术的,但都是在建筑设计这个领域里,所以我个人也感受到当今世界建筑和技术的关系上升到了或者发展到了一个新的类型,建筑与技术自古以来关系密切。今天上升到了新的阶段,我们生活在一个被技术包围的社会和时代,所以前两天中秋节,我利用假期连续两天看了《盗梦空间》,那个是虚构的故事,但可以看到建筑师的领域跟技术的关系可以发展到叫铸梦建筑师,或者潜意识建筑师,现在西方领域以实体建筑盖的差不多了,开始琢磨通过技术的手段建设梦里的建筑,那个导演为我们展示了强大的技术背景里的建筑和城市是什么样子的。事实上盗梦空间受到了广大人民的喜爱,票房通过了3亿。这么专业的片子在中国的票房短短20天突破3亿,这说明建筑与技术的关系,通过各种渠道正在社会里普及。我们知道更多的是网络的发展和计算机技术的发展,现在建筑师已经可以说离不开技术,尤其是新的技术。原来我们知道技术是推动建筑发展的推动力,现在我们可能更加深刻的认识到这一点。
昨天我也问了一下,中国建筑学会一共28年的历史,已经召开了十余次这个会,一直到今天更有现实意义和对未来的中国的建筑技术的发展应该是有深远的影响。这是我对建筑技术的此前的理解。借这次会议我作为会议承办单位代表发言,所以我也说两句清华大学建筑学院,从1946年建立,到今年是64年时间,经历了1988年从建筑系转为建筑学院,下设建筑系和城市规划系。2010年清华大学的热能系并入到清华大学建筑学院,和建筑技术学科合并成立了了建筑技术科学系,2010年清华大学建筑学院建筑细、城市规划系、建筑技术科学系,03年我们成立了景观学系,所以我们现在有四系。现在学生有1100人,这样的规模在中国的高等院校,建筑院校里应该属于中等偏上。大体上清华大学建筑学院目前是处在国内领先,我们的清华百年校庆是明年4月份,现在我们已经处在了百年校庆年里,所以有一系列的实际从上学期开始到明年7月份,15个月是青花百年校庆年。我也相信第十三次全国建筑技术学科学术研讨会这样的专业性的盛会,汇聚全国建筑技术专家的盛会,会为清华大学百年校庆添彩,再次衷心的感谢各位代表尤其是来自海外的光临我们的会场,谢谢!
主持人:谢谢朱院长,下面我们开始我们的第二部分,主旨报告部分,首先有请吴硕贤先生为我们做报告,题目是“推动绿色建筑,促进节能减排,改善人居环境”。
吴硕贤:各位专家、各位老师、各位同学,非常高兴回到母校参加这个建筑技术研讨会,有机会跟大家交流一下绿色建筑的一些想法。
我想我首先还是从奥巴马的经济振兴计划谈起,2009年1月25号,白宫发布《经济振兴计划进度报告》,强调今年内对200万所美国住宅和75%的联邦建筑进行翻新,提高节能水平。戈尔也发表了变革的大气候正在形成的文章,提出了动员全国力量大规模改进建筑物的隔热性能。最近美国两家机构,美国进步研究中心和能源未来联盟制定了一个政策报告,提出建筑物用电已经占到全美用电量的70%,温室气体排放占40%。另外建议美国节能战略包括改造现有建筑,建议全美发起大规模的改建活动。克林顿基金会也宣布通过全球最大的几家银行提出50亿美元改造建筑物。除此之外、法国、英国、德国都把建筑节能推进绿色建筑作为建筑的总的方向。因此,推行绿色建筑是世界建筑业的总的趋势。
第二方面谈一下绿色建筑的几个要点,它的评价体系归纳成生态节能、减废等方面。第一是绿化,在固定二氧化碳方面绿化是最关键的作用,森林中每立方米木材固定0.95吨二氧化碳,大小乔木灌木的二氧化碳固定量最大,一平方米固定1200公斤,以草花花圃为最低,20公斤。另外我们国家的绿化跟国际先进水平比还是有很大的差距,例如根据全国绿化委员会发布的2008年中国国土绿化状况公报,2008年我国城市人均公共绿地面积只有8.98平方米,这跟联合国发展规划署提出人均60平方米的绿地世界平均水平相差甚远。绿化除了增加绿地,还要强调立体绿化。
第二要点是关于节水和保水,目前我国人均水资源短缺非常严重,人均有2200立方米,仅为世界人均的30%,为美国的1/5,加拿大的1/10。另外我们国家有18个省自治区人均水资源量低于联合国审议的人均占有量2000立方米的标准,有400多座城市供水不足,110座严重缺水。推行绿色建筑主要是改善节水和水资源保护。过去我国城市规划和建筑不注重节水房屋,使大量的地面不透水,丧失了很多城市的池塘。平常严重缺水,发大水又会发生洪涝灾害。所以推行绿色建筑和城市生态建设的重要目标是实现节水房屋型社会。积极研究开发高效的节水成效取水用水耗水系统。比如生活方式,淋浴方式每人每次用水70升,泡澡方式是150升,节水潜力非常大。
第三个是建筑节能,我国的建筑运行能耗已经占到总能耗的28%,一栋良好的建筑和不节能的建筑相比,空调能耗相差4到5倍之多。其他工业取得10%的节能效果要做很大的技术创新,但建筑只要设计合理可以取得50%到60%的节能效果,建筑是百年大计,持续效果非常大。另外新增的能源跟节能,比如一兆瓦的电力,节能的消耗的经济要比新增能源要降低4倍。所以节能比新增能源更接近。建筑节能应该关注公共建筑、住宅建筑节能两方面,它们有很大的不同,公共建筑室内环境要求比较高,空调设备和系统可选性大,系统设计也比较复杂,同时照明能耗也大,所以节能效果跟空调、照明性关系很大。因此如果合理的配置空调和照明系统,提高系统效率是非常重要的。居住建筑空调、采暖形式比较单一,运行情况比较简单,因此居住建筑的节能提高建筑围护结构等这些是重点。我国公共建筑面积45亿平方米,过去建筑设计过程中比较强调形式艺术,不注重节能和内在功能品质,使得大量的公共建筑成为浪费能源的样板,也没有跟当地的气候相结合,造成千层一面的原因。在建筑设计节能应该跟气候、地区有很大的关系,比如亚热带地区建筑遮阳、防晒非常重要,采取合理的墙壁。推广绿色建筑照明也是非常的意义重大,包括推广LED灯等等。
第四关于二氧化碳减量和废弃物减量,建筑物一砖一瓦都是能源和资源的固化物,生产制造过程中无不排放大量的二氧化碳,据统计生产一公斤的水泥会排放0.4到0.8公斤的二氧化碳。建筑物资源的利用率占50%,固体废弃物的排放也是占了50%,所以建筑物节材对减少废弃物排放意义很大。首先要重视建筑物的耐久性设计,我国建筑往往没有达到设计使用年限就被拆除,新建平均寿命不足30年。研究增加建筑物耐久性的问题,比如管道寿命使用比较短,大概10到15年,跟建筑相比相对短,所以做明管设计有利于更换,减少对建筑结构的伤筋动骨。另外要研究提升建筑标准化与工业化水平,旧建筑的再利用,研究使用再生建筑材料,选用资源消耗和环境影响小的建筑结构体系。所以节材跟减二氧化碳是密切相关的。
第五关于室内环境,包括两方面,一个是室内空气品质一个是物理环境,包括声、光、热的环境。我们在研究环境问题的时候,比较重视户外环境,实际上室内环境是非常重要的。因为空气品质低劣会造成病态的反映,由于建筑节能导致建筑密闭性的增加和新风量的减少,另外大量的新型合成材料在建筑中大量应用,这些会有对身体有害的有机挥发物。另外家用电器的大量使用,有些电器会产生抽样颗粒物等等。再有空调系统以及没有清洗更换也会成为一些霉菌等细菌的滋生地,还有厨房、卫生间的气流的不合理,室外空气污染影响了室内等等。所以现在空气品质已经引起发达国家的高度重视,美国环境保护署经过五年的调查显示,很多民用和商业建筑内的空气污染程度是室外空气污染的数倍乃至数十倍,世界卫生组织公布的2002年报告显示,人们受到的空气污染主要来自室内。所以美国将室内空气污染归为危害人类健康的五大环境因素之一,我们国家这方面由于豪华装修、不科学的装修引起的室内品质恶化更为严重。所以推行绿色建筑的时候,要注意这方面的解决措施。
下面谈一下关于室内的热物理环境跟光环境,首先谈一下热环境,世界卫生组织对健康住宅提出判定标准,对热舒适型标准是主要舒适空间常年保持17度到27度之间,相对湿度保持在40%到70%之间。我们国家只有在有集中采暖的住宅在冬季基本可以达到这个标准,但黄河以南很大的领域,有几亿中国人生活在不满足健康住宅的热环境的室内环境里。比如我们对上海某中低收入家庭的住宅小区的调查发现,有52%的家庭冬季基本不使用空调,有36%的家庭感觉很冷的时候才开空调。对重庆的调查表明,冬季有78%的时间室内空气温度低于10度,有夏季1/3室内温度高于38度。对长沙调查中也发现,平均调查对象的白天平均室温只有8.9度,很多人希望有更舒适的热环境。温度过高过低都会诱发心血管疾病,老年人大部分都在家里度过,因此虽然我们面临节能减排的重大压力,但对解决建设小康社会来讲,我们认为还是把建设良好的室内热环境作为绿色建筑的重点,这方面我们还是任重道远。我国建筑物理没有得到足够的重视,因此商品房设计和施工都忽视了这方面的特性,而且售价非常高,很不合理。再谈一下声环境,室内声环境在我国各地对噪声与振动干扰的投诉数量高居局首位。根据科学家的研究,噪声对人体产生慢性压力,即使睡觉中,身体各部位都对噪音有反映,即便认为已经习惯了,生理变化依然存在。噪声干扰还会影响我们深入的思考,影响创新型国家的建立。另外我们环境噪声超标非常严重,根据中国环境建筑总站编制的报告显示,交通干线两侧噪声超标已经超过50%,尽管这个标准定的并不高,我们虽然规定了民用建筑隔声规范,为分户墙及楼板的隔声量一级应大于小于50bB,二级应是大于小于45bB,三级应大于小于40bB。而我们并没有严格的执行,英国是会严格执行的,他们通过检测住宅,不符合隔声标准就不能出售,只要符合楼板跟墙体的构造,就可以免检,所以他们有严格的保证。改造声环境的方面,还要做好公共建筑的声学设计。
谈一下光环境,日照对人的生理心理健康非常重要,做好各类建筑的采光照明设计,避免光污染,同时可以节省照明用电,这方面有很多的措施可以改善我们的光环境,不详细谈了。另外光环境问题很大,有很多教室光环境很大,造成中国很多青少年近视高发的原因,要引起重视。另外光环境控制和光生态保护方面我们有很多课题要研究,因为人类包括动物植物都是长期在靠天然采光来生活的,所以我们养成日出而作日落而息的长期进化过程,如果干扰了这样的规律就会引起很严重的后果,这方面我们研究的很不够。现在强调城市的夜景照明,一方面为城市增光添彩,促进商业的繁荣,但另一方面我们要注意控制,不要使得晚上照明形同白昼,这样对周围的居民光污染引起的健康问题是非常严重的,也值得研究。
第六个要点关于节地和生物多样性、生态建设这方面,关于生物多样性大家比较清楚,而且现在物种已经以50倍的自然灭绝速度消失。我们要注意顾全生态金字塔,尽可能保存最基层生物生存的环境,且多采用包含乔、灌木的复层绿化,还应注意保留和建筑湿地。大家知道,一方水土养一方人,实际上也养一方动植物,这个地方的动植物都是适合这一方的水土和气候,如果过多的移植外来品种就会引起生态紊乱。所以我们城市规划设计建设中应该注重开辟有利于动物跨越迁徙的生态廊道。再有节地,应该优先利用城市废弃地,开发地下空间,设计中研究和实施紧凑型、节地型方案,五这方面日本做的比较好,在符合人的环境心理的行为的前提下,尽量压缩我们的设计的空间。我们现在中国的设计哲学有很大的问题,出现暴发户的心理,什么空间都越大约好,这样不仅浪费很多的土地,而且造成空调的能源的极大的耗费。因为空间越大,空调的能耗就越高。
第七个要点关于垃圾处理和污水处理,我国地下水和地表水污染非常严重,这方面我不展开讲,我们没有实施雨水和污水的分流,所以推行绿色建筑制定水系统规划的时候,要做好雨水、污水的分流,使得雨水、中水得到充分利用,减少污水的处理量。再有城市的垃圾处理,现在问题非常严重,1/3城市被垃圾所包围,大家知道前不久广州因为要建垃圾的焚烧站,引起市民和政府很大的矛盾,目前广州下决心要开始施行垃圾分类预处理,规定如果违反垃圾分类要罚款等等措施。这个问题现在应该是城市建设的重大问题,也是我们科学研究公关的重点领域。
前面简单谈一下推行绿色建筑的七个要点,下面谈一下推行绿色建筑的意义,首先是节能减排的重大举措,刚才已经谈到二氧化碳排放建筑业占40%,运行能耗占28%,但实际上跟建筑相关的能耗还不止这个,比如很多建筑材料的生产,比如钢铁、玻璃、水泥等等,统计能耗的时候是算在工业能耗里,但实际上终端用户是在建筑,如果把建材相关的能耗加在一起,大概能耗跟建筑业相关的能耗占46.7%,也就是说建筑业占到节能减排的半壁江山,所以我讲建筑业如果不作为,我们节能减排至少是半句空话。我们国家能源总耗量1980年5亿吨标煤,占世界总能耗6%,005年增加到了14%。估计2030年将进一步上升到20%,将达到48.5亿吨标准煤。所以建筑节能已经势在必行,一定要走的绿色低碳建筑这条路。
第二个就是推行绿色建筑也蕴藏着巨大的商机,刚才讲世界上50%资源用于建筑所产生的固体废弃物50%也来自建筑物,建筑业的产业关联度高,目前我国城镇和村镇房屋建筑面积达到530多亿平方米,每年还将新建面积15-20亿贫困户,通过发展绿色建筑、每年有可能创造1到2万亿的宏大消费市场,贡献力非常大。所以推行绿色建筑运动,既是节能减排重大举措,改善人居环境的重大利民工程又是拉动经济发展、促进就业的关键性新兴产业。
下谈一下我国绿色建筑面临的问题,主要我觉得我们推行绿色建筑的重要性不足,为做好国家层面的顶层设计形成一个系统工程来统一协调加以推进。另外如何推行绿色建筑还没有形成统一正确的认识,存在一些认识上的误区。比如说照搬西方发达国家的一些绿色建筑的设计理念和评价标准,另外没有从建筑全寿命周期进行综合评价,没有强调投入产出的效益,有些措施从某一个阶段讲可能节能,但从整个全寿命周期考量就未必,这方面我们没有做很细致的研究和统计工作。另外也谈一下研究,我们非常薄弱,相关的研究机构跟研究队伍力量不足,所以不能为绿色建筑事业提供强有力的科技支撑,实际上钱学森早在1996年提出要迅速建立建筑科学现代科学技术大部门,提出要用建筑科学建立二十一世纪社会主义中国的人居环境。但是我们实际上在建筑领域科研机构非常薄弱,过去我们国家还有在文革以前还有国家级的建筑科学研究院,各个省市都有建筑科学研究所,但后来体制改革之后,这些都归为国资委管理,使得基础研究相对停滞。一直到2007年,才在华南理工大学建设国家实验室,实验室数量也严重不足,无法进行重复性验证工作,未指定标准所需的重要参数也无从获得,使得我国绿色建筑相关的标准规范只能套用发达国家的标准为主,缺乏自主研究和科学验证。例如国外节能设计标准一般两三年就要修订一次,而我国标准2005年生效以来一直没有加以修订,所以这方面我们差距很大。另外没有建立起全面清晰的建筑能耗的检测统计管理体系,严重缺乏基础数据的积累。再有我们的公共财政对绿色建筑的支撑力度不足,出台的政策措施不够系统配套等等,一些主要的问题。
我想提出一些建议措施,首先做好绿色建筑的顶层设计,大张旗鼓的宣传绿色建筑的理念和肠倡导绿色消费,加大支持,建立实验室,加强对绿色建筑相关标准规范的研究、推广和修订。改革建筑学教学体制,今天我们开这个建筑技术研讨会也会对这方面展开讨论的,现在有很多新的现象很好,像重庆建筑大学成立建筑技术科学系,我们华南理工大学也准备培养建筑技术的专门,西安交通大学成立人居环境这样一个学院,这是比较大规模的跟其他领域的专家交叉合作来解决建筑领域的问题。因为有些问题可能是在某一个领域,甲领域出现的,但解决这个问题的关键可能是在其他领域,要借用其他领域的技术解决建筑领域的问题。另外提倡精心规划与设计是推行绿色建筑和城市生态建筑的核心环节,有绿色建筑的强大科学技术作为内涵的图纸和没有这样技术支撑的图纸,只是从视觉、形式艺术设计的图纸是完全不一样的。精心规划和设计是要使得规划师和建筑师和相关领域专家共同设计、规划,体现在图纸里。制定不同级别绿色建筑标准,有步骤、有计划的推进。建立专业化咨询、测评机构,鼓励建立节能服务公司。开展建筑工业化研究的技术开发,鼓励从事各种与绿色建筑相关的材料、构件等产品的研发和生产基地建设。制定相关政策,鼓励企业和个人积极推广可再生能源。尽量鼓励其他相关领域的科学家和技术人员到城市和建筑领域大显身手,共同解决技术难题。我们学科交叉非常薄弱,实际上建筑领域在发达国家有很多物理学家等其他领域的学家参与到科研队伍里。我们的建筑领域的教授、专家应该在建筑技术科学领域应该是两个背景,一方面是建筑领域的人跨到相关技术领域去发展,这是一个重要的来源。另外是吸引其他领域的,包括物理学家、化学家、生态学家到建筑领域来,共同研究。刚才我们讲绿色建筑的七个要点,很多东西靠传统的建筑学背景的人是无法解决的,一定要跟相关的领域的专家共同克服。因为这些问题是在建筑领域发生的,我们建筑领域没有能力解决,又没有提出呼吁其他的领域专家共同公关,所以使得建筑领域问题多多,这是我们的很大问题,推行绿色建筑要迅速解决这些问题。还有必须重视发展现代技术建筑科学。
我刚才报告的是中国科学院的咨询项目,邀请了很多的人员组成这个课题组,包括吴良镛、齐康、何镜堂等专家,我这个报告还只是修改稿,没有最后定稿,也希望听听大家的意见,谢谢大家!
主持人:非常感谢吴院士高屋建瓴的把国家整体在能源建筑领域存在的问题和可能的对策做了比较好的阐述,下面我们请剑桥的Alan Short教授给我们做讲座,他的讲座题目是关于不同气候区域的一些节能的公共建筑的环境设计策略。为了把更多时间让给Alan Short教授,我们采用了中英文的两种版本的模式,我们把Alan Short教授的PPT右边简单粗略的翻译了一下。有请Alan Short先生!
Alan Short:(英文)
主持人:有没有什么问题。因为翻译非常的简略,主要是关健词,Alan Short教授我的理解,建筑师可以在绿色上可以做很大的贡献,比如乡土措施的再发现,比如利用一些通风的东西也可以做到很好的特点。他做的焊接管对咱们国内的绿色建筑有非常大的影响,而且他一直在践行着自己的追求,非常有特点。现在利用几分钟,刚才介绍嘉宾的时候没有介绍咱们的主任委员,首先介绍一下我们的常务副主任高辉教授,还有其他的副主任委员,宋德萱教授、杨维菊教授、栗德祥教授等。
剩下的几分钟,我们在系馆前面合个影。
下面我们进入下一个部分,首先请栗德祥先生做一个讲座。
栗德祥:各位代表,各位朋友上午好,我今天简要的讲一下城镇与建筑低碳发展路径探讨,就是我们怎么去做。这个是讲讲背景,尽管专家们在人类活动对全球气候影响上是意见不一,但是对高碳社会的不可持续性这一点大家是有共识的。由于碳减排和可持续发展是正相关的,因此低碳已经成为转变发展模式、调整能源结构的难得的机遇,也是新的经济增长点,为此世界各国都在分力强占话语权。我们国家是主动的承诺二氧化碳减排在2005年的基础上到2020年单位GDP碳减排下降40%到45%。
我们城市建设是碳排放的大户,碳减排任务非常艰巨,建设低碳型城市、社区和绿色建筑,走低碳发展的到路是我们唯一的选择。首先我们要建立碳素循环的概念,可以看出来,碳源、碳汇过去是平衡的,而过去大气中二氧化碳的含量增加了,可以看到碳是循环的,如何让它平衡这是我们要做的事情。碳循环如果放在一个城市里大体上是这样一个图,上面是能源和资源,经过我们城市的功能、用能、排放,碳排放到大气当中,这一块是碳原,碳汇是海洋、湿地、林木这些吸收和固定二氧化碳。实际上我们要做的是什么呢?就是这些箭头,怎么能源和资源减量,怎么用可再生能源替代,我们在整个城市各个系统中怎么低碳化,这就是我们应该说是建筑师、规划师要做的事,当然也有怎么增加碳汇这部分,怎么保护湿地、造林等等发展这个事业,吸收和固定二氧化碳。
我们在城市与建筑低碳发展方面有三个层面,一个是宏观层面,低碳生态城、中观层面,低碳社区、园林,微观层面,低碳绿色建筑。首先从宏观层面来讲,低碳生态城,我们举一个小的例子,就是一个岛屿、一个镇,大连獐子岛如何做低碳生态城,说明一下我们做的过程中的几个步骤。首先对现状进行分析,对资源进行评价,然后确立城市发展目标以及目标定位。第二步确定发展模式和技术路径,这点比较重要,首先各个系统如何低碳化,然后建立循环型低碳发展模型,来确定低碳发展的技术路径,通过情景分析形成低碳发展的行动路线图,就是红的这一块。这要通过成本效益的分析,采用哪些技术能够首先实现低碳这个目标,然后进一步怎么发展可再生能源替代化石能源,逐步达到超低碳和微碳的目标,有可能小规模的城镇通过可再生能源的全覆盖,可以达到零碳的目标。
中观层次是园区或者绿色校园、城市综合体这个层面,重点说一下城市综合体。从概念上讲,城市中的商业、办公、居住、旅馆、餐饮、会议、娱乐、交通等这些要素进行组合,其中三项以上的话进行组合就可以说是城市综合体这样一个概念。城市综合体低碳发展中的作用,由于城市综合体的紧凑、集约、复合、规模化发展,城市运行效率大大提高。建筑、交通、能源、产业等系统的碳排放减少。这是城市综合体可以成为低碳发展中的重要路径,像德国波斯坦广场、北京的万达广场等,还有杭州,现在开多媒体峰会力度很大,准备十年投资3000亿,打造20个新城,一百个综合体,杭州发展综合体方面非常的突出,而且有些综合体已经建成,我们有兴趣的话可以去参观、学习,挺有意思的。
微观层面就是低碳型绿色建筑,怎么样来做低碳生态建筑呢,我们想这样,就是说以生态原理和木桶原理作为思想,集成整合这些低碳技术,通过减少碳源增加碳汇达到这个目标,这个目标是综合性的,低碳、零污染、高效移居、持续发展,这样的建筑我们可以称之为低碳型的绿色建筑。下面举几个例子,一个是南方绿色技术展示中心,现在由于用地问题没有实施,但这个是一个小房子,1400多平方米的小房子,它的主要特点是通过综合的低碳技术的整合,可以实现可再生能源替代率100%,全覆盖,这样就可以说它成为一个零碳的房子,现在零碳的房子在世博会上看的到。主要是靠被动式或者基础节能这块,就是建筑的外维护结构这块做好,或者是在充分用被动式的办法解决室内环境控制的一部分问题,剩下这部分问题要靠设备解决,在能源结构上讲,是可再生能源的全覆盖,采用六台5000挖风机和6000挖光伏发电,采用的电能可以满足整个建筑运行的需求。这是青岛天然公司的生态办公楼,实际上是一个适用型建筑,主要采用被动优先的基础上,在能源系统上用风光互补的能源屋顶形式,它做到低碳排放,还没有做到零碳。这个是北京科技大学体育馆,是奥运柔道跆拳道馆,主要有三方面是解决的比较好。一个是用148个光导管解决主场地的照明问题,这主要是为赛后,因为比赛期间需要人工照明,因为有转播、比赛采光要求,色温、光度、稳定性是要有严格的要求的,所以比赛时关闭,但赛后,现在学生的训练和对外开放就白天基本不要开灯了。第二是赛中赛后的功能转换,这是游泳馆,比赛期间是用脚手架搭建,上面做热身场地和服务用房,比赛之后把脚手架拆掉,把瓷砖贴上就变成游泳馆,转换比较迅速。这边是临时坐席,有是用脚手架搭建,比赛后就很快变成两个篮球训练场地,赛中赛后的灵活的、迅速的转换这是提高效率的一种表现。再有太阳能热水系统,在游泳馆上,有800平米的太阳能集热气,满足运动员和学生体育锻炼后的洗浴问题。再有一个实例是三星奥运展示中心,在奥运期间充分发挥了它的功能,奥运之后就拆除了。它主要是展示,展示绿色的理念,一个是它本身的奥运服务功能充分的体现,同时拆除以后的材料大部分可以回收再利用。这个是联合国工发组织国际太阳能中心在兰州黄河边上,一个是要体现在黄河百里风景线上是一个点,再一个是太阳能中心,要把太阳能利用在这个房子上充分体现出来,同时作为国际培训太阳能技术人才的时候作为一个活的教材,在这里可以参观各种太阳能技术,所以它既有展示性,起教育作用,同时在黄河边上是一个景点。
最后我说地谈发展有几个关键点,第一是低碳发展路径选择上,要多样化、复合化和地方化,在实现方式上要因地制宜,提倡猫论,只要达到低碳目标,各种发展方法和策略都应该鼓励。这样才能把我们整个国家绿色化、低碳化起来。第二在低碳技术层面,首先要进行气候设计,让自然做攻,要抓住关键,对症下药,优化整合适宜技术,以超技术整合代替高技术集成。这是建筑师的任务,超越技术把它整合起来,使它效率最高,而不是高技术的叠加。第三在管理运行层面提高城市运行效率,全面提升城市建设质量,只有高效、优质的城市才能成为低碳城市。目前我们城市运行的效率不高,潜力非常大,要提高运行效率。还有建设质量,现在质量不太高,实际上延长建筑寿命,这在实现低碳的路上应该说贡献率是很大的。第四在低碳行为方面,要普及低碳观念,提倡低碳生活方式,实现低碳消费。第五实现城市可持续发展,关键是用实际行动回答,我们的发展是否影响了邻居和后代?如何使用这些向后代借来的资源?就是现在我们所使用的资源老实说,是从后代借来的,这个我们要怎么珍惜、使用。还有我们给后代留下的是遗产还是遗憾。第六节能减排要求真务实,不能搞转移排放也不能搞装饰门面。我们的很多误区就是转移排放,比如我们做光伏电池,实际上它生产过程中是有比较高的碳排放,有污染的,但你做出的东西人家可以把它作为低碳的产品,实际上是把它的污染和排放转移到了生产环节,包括比如我们在獐子岛,他们引进的是海源热泵,在大连那个地方,海水温度有时候就是一度两度,这时候是不节能的,耗电量非常大,当然是把锅炉、烟筒拔掉了,实现当地没有单排放了,可是我们用的煤电,这里把碳排放转移到了源头--生产,这一点我们不能认为它是低碳排放,实际是上高碳的。
我就说到这,谢谢大家!
主持人:谢谢,下面我们请高辉教授做报告。
高辉:在我讲主题之前,咱们这次是建筑技术的学术年会,第13次了,与建筑技术专委会81年就成立了,一开始是民间组织,几所大学凑在一块,主要是教学交流经验。后来发展起来就联系了各个不同领域的人员加入,涉及的面更宽,除了定期的举行学术研讨会进行教学交流以外,还进行其他的相关技术交流,比如生态技术、绿色建筑、低碳建筑等等,实际上现在涉及的领域非常广。从成立到现在,我们已经29年了,这29年过来实际上是非常不容易,大家在一块,所有委员在一块,是一个非常团结的集体,推动建筑技术的交流、推动建筑技术为国家服务都起到了非常大的作用。今天到了第13届,衷心的祝愿咱们大会接着继续和谐、可持续的举行下去,为我们国家可持续发展贡献一份力量。
我今天要讲的是我们实际参加的一个项目,就是我们在今年6月份,去西班牙参加的“太阳能十项全能”欧洲赛区的比赛,这是美国能源部举办的一个竞赛,02年发起的精彩,对世界所有大学开放,02年举行第一届,要求参赛大学首先要申请,把你要参赛的建筑理念、技术要有一个申请报告递上去,周期是两年。我们参加这个竞赛是08年9月份申请的,10月份批准的。整个周期到今年7月份结束,将近2年时间。要求每个参赛队实际建设一个74平米的太阳能住宅,把这个住宅运到竞赛地,前几届是在华盛顿,在那里实际的盖出来,用一周的时间盖出来,然后用一周到十天时间测试,再评出名次。这期间对公众展示,每次参观人数都在十万人,像这次公众参观19万,公众影响力非常大。他要求建筑只能用太阳能满足所有能源需求,你的采暖、空调、生活、照明等等,只能用太阳能,其他不能用,所以它是只能用太阳能,把太阳能技术集成到极致的比赛,也反映了各个国家在太阳能领域的技术。从02、05、07、09年这四届都是在美国华盛顿举办的,从今年开始第一次在欧洲比赛,明年还是在美国举办。这是07年的第一名,德国的,他们是07年第一次参加,在欧洲也是两所,05年的时候有西班牙第一所参加,到07年是两所。所以欧洲参加美国这个比赛的参与度不是很高。
这个竞赛为期两年,但最后一个是最关键的是你把东西运过去,在那里建起来,把它进行实际的测试和评比。有十个单项进行评比,由此得名是“太阳能十项全能”,这是太阳能的科技竞赛,也像奥林匹克一样,叫做“太阳能十项全能”竞赛,从十方面对建筑本身的节能、能源消耗、家电。这是05年的竞赛现场,里面不同、各个学校的作品。这是05年的第一、第二,这是第三、第四。这就是05年第一次西班牙参加的竞赛,这是欧洲大学第一次参加的竞赛,因为比赛会去筛选之后你才能去参赛,竞赛是有竞赛补贴的。我们今年参加的竞赛组委会给我们十万欧元补贴,但这是远远不够的,差的非常多。他们这一年参加这个竞赛大概花了200万欧元。这个小房子看着不大,但五脏俱全,你要运过去,很短时间内把所有东西建好、按好、运行起来,这是非常大的挑战。这是07年,德国第一次参加,国家商务部直接抓这个事情,第一次参加就拿了第一名。这个是西班牙理工的,拿了第五名,这是它最好的成绩了。这是09年的,这是德国又一次参加,这一年也拿了第一,但对它的争议比较大,建筑每平米造假是两万欧元,整个一个立方体,这全都是光伏玻璃。这是竞赛的评比的十项,从02到09年,建筑、工程、市场性,他会对你的设计项目进行市场性的分析。有公共交流,大概十万以上的人参观,现场的整个过程都要有宣传,我们会对厂家、公众有宣传。还有舒适度,对室温控制有非常严格的控制,室温控制在23到25度,这个范围非常小,室温控制的要非常稳定,也就是恒温了。湿度是40%到45%,这也是非常窄的范围。还有电家设施,就是家电、设施的节能包括运行的可操作性。热水、照明,能量平衡,就是说所有的电、热等等这些孟良的提供要掌握平衡。同时还有电动车出行,就是富裕电量要冲到这个车里,富裕多少电,这是一个考核指标。由于马德里理工跟美国能源部签了一个协议,在10、12年在欧洲办两次,因为需要把东西运过去,花费是非常大的,他们一般是整车运,运费就要一百多万。到欧洲举办,所以欧洲的学校参与的高了。我们实际08年的时候得到这个信息,我们申请了欧洲第一届的竞赛。这是我们10年这届,最开始申请学校筛选出的学校。亚洲一开始还有以色列,但在第四阶段退出了。西班牙是地主,参与的学校多一些。还有英国的剑桥也申请了,但是第三阶段不知道什么原因退出了,德国四所、法国两所,本来保证有20所参与,但最后实际上只有17所。这是经过调整的十项,分五个大项,每个分两个子项,包括建筑、工程与建造、太阳能系统、能量平衡、舒适条件、家用电器与设备、交流与公众意识、工业化与市场、创新性、可持续性。前面八项都跟创新与可持续性相关联的。
我们参加这个竞赛目的其中有这么几个方面,一个是教育学生,因为这是一个大学参与的竞赛,就是说主体参与人都是大学生,这次有研究生和本科生,前面阶段有很多参与,后面实际到现场的我们光学生就有23个,是一个挺大的团队,教育学生在可再生能源领域学习、钻研,激励他在这方面做工作,甚至你参加这个活动有可能学生今后就做这个行业。提高公众意识,再促进太阳能新技术的市场化,竞赛成果有助于太阳能建筑吸引公众,通过工业化建造技术的创新,与太阳能技术的有机整合,加快太阳能与建筑一体化的市场推进进程。我们这次做,比如太阳能光电技术,有并网技术,这次我们做了一个混合技术,包括微电网技术,这是全国非常强的。还有太阳能光热、制冷、水资源利用、新材料、新技术,家用电器的整体节能和解决方案,整个综合性非常强。再有推广太阳能住宅,因为我们在那参展,当时就有参观的人说这房子卖不卖,我们办的是ATA,不允许卖的,东西必须全部运过来,当时还有房地产商找到我们,我有地,我得盖。对于我们国家的意义,就是我们现在建筑能耗巨大,前面也都讲过了,能耗非常巨大,碳排放也非常巨大,现在来讲,我们做零能耗,实际这次竞赛主题就是零能耗,甚至是负能耗。在我们国家,做零能耗,作为普及的建筑为时尚早。但超低能耗,利用可再生能源节能是非常可行的,而且现在已经在做了。
这是一个世界能源未来的发展趋势,大家从图上可以看出来,我们到2030年常规能源到了顶点,开采难度和储量都会很有限,开采成本会非常高。所以常规能源的利用就到达顶点,在这之后不可能再多了,只能是下降趋势,越来越少。可人类的消耗,虽然在提高效率,但总量是减不下来的,所以总量还是继续增加,这个缺口怎么办,就要被可再生能源取代。在可再生能源里,本世纪中,可再生能源和常规能源应该是一半一半的概念,到本世纪末,实际上可再生能源就要占到主要的部分,而这其中,太阳能是最主要的一部分。所以说,应该二十一世纪是太阳能的世纪,是从常规能源向可再生能源转换的世纪。建筑的发展趋势是往绿色、低碳的方向发展,建筑绿色能源的趋势又是往太阳能的方向发展。太阳能首先建筑商是可以直接利用的,然后容易跟建筑结合,而且可以就近使用,可以多方式多用途,另外具有分布式能源的特征,像前两年大病冰灾,南方大面积停电,这都是集中能源系统造成的。可再生能源是很好的分布式能源,但现在可再生能源在并入电网的时候,它的质量是有问题的。所以现在下一步,奥巴马上台以后,一件很大的事,建筑节能还有智能电网,这都是为今后用可再生能源做准备的。
我们太阳能建筑作为节能建筑的特殊形式也是生态建筑的重要组成部分,是建筑能源绿色化的必然趋势,也是未来建筑的必由之路。所以未来的建筑及其能源绿色化趋势,一个是能源与绿色能源一体化设计,被动优先,主动、被动相结合进行优化,太阳能为主,多能互补,当然我们竞赛是单纯的以太阳能,但实际我们使用的时候可以多能互补的。比如我们用的地能、风能都可以跟它集成,造价大幅度降低。还有新技术、新材料应用、技术创新。还有设计方法,我们要有更理性的设计方法,支持建筑设计,而不是光简单的把空间和形式做好了就行了,而是有更多的技术含量,作为我们建筑师,可能被动设计技术是最应该掌握的,其他的技术我们都应该掌握才能更好的把这些技术运用于建筑。
我们的竞赛意义还有提高国际影响,因为我们到了国际上跟国际顶尖大学在一起,一个平台比,一个是我们要向他们学习,还有你有好的技术、产品也可以展示出去。再有促进太阳能各领域的交叉研究,因为我们这次涉及的方面非常多,这个小房子不大,但涉及的专业非常多,我们有自动化、电力、暖通、化工、结构、建筑等等,好几个学院在一起做的这个项目。促进教学、科研与实践的相结合,我们跟厂家、通过竞赛,可以发现产品的缺陷,因为这种发现不是一般用户能够发现的,对于厂家可以非常好的促进产品再开发和产品理念。包括跟各个厂家的合作,还有包括这次机遇,一个是国际合作,还有跟我们本土的厂家今后在这个领域上怎么发展,他也接触了国际的最先进的技术。我们做社会宣传的时候有专门的网站,大家有兴趣可以看到我们相关的资料。同时在媒体,包括中央电视台、天津电视台、纸面媒体等全部做了报道。我们这个建筑实际上前几天刚拉回来,在天津港压了一个多月,我们在西班牙港口罢工耽误了两天,本来给十天建造,但压了两天,最后耽误了两天时间,弄的特别紧张,八天盖完这个建筑。这是当时的一些宣传报道,中央电视台,这是最早得到信息的时候,因为我们有一个毕业生在美国上学,我们通过他了解了这个竞赛,参与了这个竞赛。我们开始做的理念,一个是建筑上突出中国的传统,天人合一,技术上用了一些我们的自有技术结合了其他的技术,再有包括未来发展等等都做了一些设计上的考虑。这是我们当时入围的通知,这是我们团队去西班牙的时候,这只是一部分,实际上我们团队非常庞大。这个建筑必须有资质的工程师签设计文件,这个文件她们要审,安全性、规范各方面,他们签字这个图纸递交上去才有效。这是我们做的模型,还在西班牙参加巡展。
这是3月份我们遇到组委会主席,他到北京有会,我们有一个交流,他希望我们这个唯一的东方团队参加这个竞赛。这是去年,美国能源部部长对我们这个项目也很关心。这是我们做的预算,组委会一个团队包括所有花费、建造怎么也要花费170万欧。这是我们做的预算,这是到各个厂家调查情况,跟厂家谈合作的事。5月份我们做了一次中期汇报,和场地的探勘,这是国际房地产博览会,我们有专门的展区,做的技术交流。在马德里王宫西侧河边上,一上地图就可以找到,这是当时的一些情况。这是场地我们在这块,后来有一些学校没参与,就拿掉了。这是参加的团队,德国的、西班牙的、法国的,以色列,以色列做的也很有意思,但西班牙作为联合国的主任轮执国,以色列可能在西安盖定居点,触犯了联合国,他要执行这个,由于政治的原因没让他参加最后的阶段。由美国、芬兰HUT、墨西哥ITESM,德国的,西班牙的,法国的,德国有四家,美国有两家,巴西最后一个阶段,一个大的赞助商退出了,去不了了。我们还算幸运,拿这么一点钱,坚持到最活了。这是诺丁汉的,这是我们的,这是当时在展会上交流,这是组委会主席。这是美国能源部“太阳能十项全能”的主席,这是当地媒体的采访。这是当时做的报告,这是马德里理工07年参加竞赛。当时必须非常详细的示功图,包括施工计划,甚至参观路线都要设置的非常清楚,都是要给分的。整个历程就是从08年9月份申请,然后10月份获得批准入围,通过一个阶段一个阶段递交文件,前几天我们递交了第七阶段的更新文件。在12月在校园预建造,在3月24号落成,然后我们的团队,4月7号拆了,我们团队6月5号到达马德里,本来7号建造,结果集装箱压在港口,没来,延迟了两天,就那两天是晴天,结果之后就开始下雨,连着一个礼拜,马德里历史上没有的下雨,连续几天下大雨,把我们折腾坏了。17号,按照预定的时间建造完成,6月18号到27号进行测试、评比和公众展示,6月27号闭幕,最后给五天拆除,我们只用了四天,原来还定的几个工人装集装箱,结果突然告诉我们工人的保险拿不出来,老板不在不能进入场地,他们对安全要求非常严格,我们带的脚手架一套也不能用,现租,所有装备是当地买的,管的特别严。然后拆没有工人我们自己的学生连拆带装集装箱,去的时候是四个,后来装了三个大集装箱,学生们确实够辛苦。集装箱大前天才运到天津。这是我们在学校建造的过程,这是做的一些测试,这是天津老领导高德占等来参观了解情况,这是我们的最后一个集装箱,这是我们到马德里开幕式那天,这是开始建造。这是开始测试和对公众开放,这是竞赛现场。这是西班牙大使到我们这里参观,这是美国住房部副部长参观,这是美国佛罗里达大学的,用了很多地方性的材料。这是西班牙技术大学的,做了一个通风降温烟囱。这个是加泰罗尼亚建筑大学的,公众很喜欢,但最后排名倒数第一,这个建筑没有按时完成,按理说不应该参赛的,去年10月份在美国的竞赛,有四个团队太阳能光电系统出了点问题,结果四个团队这一项就是零分。这是我们一块跟同济大学的老师,因为同济去的学生少,主要是一批工人,按理说这个竞赛都是学生做的,我们在国内建造到现场全是学生干的,所以学生通过这个竞赛收获非常大,包括跟各个学校的交流,参与才能了解里面的很多奥妙,包括建筑建造过程中,集成太阳能的技术过程中,你所了解的东西是不一样的。这是我们得的竞赛精神奖,获奖词这样说,为参与“太阳能十项全能”,克服了巨大的困难,抱着坚定不移的信念,那种为着充分展示其自身文脉而面临挑战与机遇并存的信念,我们要特别赞扬这只来自于天津大学的团队。
谢谢大家!
主持人:非常感谢高教授的演讲,有请东大的杨维菊教授。
杨维菊:各位朋友大家好,我把重点跟大家讲讲。我这篇文章主要谈有关现代建筑遮阳的形式,一个是遮阳在现代建筑节能领域起到越来越重要的角色,有相关的资料表明,窗户的遮阳获得的节能是建筑能耗10到24%,用于遮阳的建筑投资不足2%,其效益显而易见。而虽然经济发展,建筑技术的日趋成熟,现代建筑遮阳是一个发展趋势,功能也是复合发展。另外具体的表现为三个主要的发展方向。一个是遮阳的表皮化、多样化和与建筑一体化的设计。
这个文章里,前面我们也讲到了遮阳的目的,主要是阻断直射阳光透过玻璃进入室内,防止阳光过分照射和加热建筑围护结构,防止眩光,并减少传入室内的太阳辐射热量。以消除或缓解室内高温,降低空调的用电量。因此针对不同朝向在领域设计中采取适宜合理的遮阳措施是改善室内环境、降低空调能耗、提高节能效果的有效途径。
这里有几个形式,表皮化里也讲到了,随着科学技术的发展,和生态环境保护意识的增强,建筑表皮不再是简单的内外空间分割,其功能变得日益负责,它要行使诸如这样、采光、通风、保湿等功能。另外这里提到了,建筑门窗开的越来越大或者形成大面积的玻璃幕墙。玻璃建筑将室内外空间融为一体,使人们充分感受自然景观。依据遮阳层的表皮,我们这里又写了三个,一个是外遮阳,这里讲到外遮阳用的比较普遍,分水平、垂直、综合的等等。固定遮阳我们考虑的比较多,另外是混凝土遮阳用的比较多。这几年的发展,我们提倡用灵活性、互动性的各种材料。外遮阳优点大家知道,是太阳辐射在遮阳层上所产品的热量停留在建筑外部,散热性好,缺点是保护维护比较难。现在建筑遮阳设计的表面,对建筑造型,起了很大的影响。我们外遮阳能有效的减少建筑得热,但效果与遮阳结构、材料、颜色等密切相关,同时也存在一定的缺陷。由于直接暴露在室外,不仅使用过程中容易积灰、不易清洗。而且还要考虑风、雨带来的腐蚀作用。内遮阳里,可取的样式比较多,效果来讲不如外遮阳好,内遮阳装饰反射部分阳光、吸收部分阳光,透过部分的阳光,而外遮阳只有透过那部分阳光会直接到达窗玻璃外表面,并有部分可能形成冷负荷,尽管内遮阳同样可以反射掉部分阳光,但吸收和透过的部分均变成了室内的冷负荷,只是对得热的峰值有所延迟和衰减。但因构件位于室内,便于维护和清洁。下面是一个法国的国家图书馆,用的是内遮阳。第三较为广泛运用的双层皮常将遮阳层置于两个建筑表皮层之间,双层玻璃间形成的空气层与可调节遮阳层共同作用,满足建筑的遮阳、自然通风和自然采光要求。在双层皮结构中,遮阳体被外层的玻璃保护起来,避免风雨的侵蚀。有几个例子时间关系不讲了。
还有第二是遮阳的功能多样化,当前作为可调节遮阳层或建筑表皮上可调节遮阳构件,功能已经超过了这样太阳辐射的这一单一功能,向多功能发展。如引导自然光产生地能、防尘、安全防护等。目前主要有导光遮阳板的功能。这是导光板的问题,虽然能够拒绝太阳能社的侵入,但也可能影响室内的自然采光,因此可以将遮阳板向阳部分做成具有反射能力的光面,通过一定的物理折射方式,使其在遮阳光线的同时又能按需要折射太阳光。另外是光电遮阳板,将太阳能光电与可调节遮阳板结合,构成复合功能的太阳能综合利用装置。不断调节角度的遮阳板追踪太阳光线,最大限度的吸收太阳能。这是德国某太阳能工厂的光电外遮阳板,最近南京市在组织太阳能与建筑一体化,另外太阳能在建筑立,可能要考虑几个因素,一个是屋顶上设置,一个是在阳台上设置,还有要在设置遮阳板,这对节能建筑、绿色建筑发展会有更多的内容。第三多功能材料,随着科学技术的发展,具有特殊性能的遮阳材料不断出现,如利用具有控制阳光特性的夹层玻璃做遮阳构件,不仅可以减少阳光穿透的能量,还可以减弱使人眩目的太阳可见光。
这是遮阳一体化的领域,这里有一些例子,有很多资料上看到这样形式、方位、材料、运用,整体遮阳与传统的针对采光口的遮阳形式相比较,二者各有千秋。对于办公建筑而言,整体遮阳有利于控制建筑立面的整体效果以及智能化整体控制。第二对玻璃幕墙,整体遮阳往往采用双层表皮,形成空气间层,起到热缓冲的作用。第三整体遮阳会对建筑采光、通风有一定的影响。单独控制的遮阳系统由于具有灵活性的特点,这方面受到的影响较小。以上提到的两种遮阳系统各有利弊,设计师根据不同的需求来进行选择,以达到使用和节能的平衡。
下面是一些小节部分,建筑遮阳是一项传统的形式和构配件,发展至今已经有顽强的生命力,说明它具备一定的实用性,遮阳的成功应是建筑设计的构思源泉之一,但我们不能盲目模仿、引进其他建筑案例中成功的遮阳概念和构配件,而应该根据具体情况,区别对待,同时现代建筑遮阳形式需要考虑建筑方位、建筑高度的制约性以及建筑所处的地理位置等多方面问题。充分利用可再生能源的同时,要进一步研究遮阳的作用与效果以及相关的产品和制作工艺,并发觉建筑遮阳的价值和应用前景。
主持人:下面我们有请宋德萱教授,
宋德萱:我简单介绍一下我们最近承担的一个科研项目,对我们来讲,大约两年多的时候在这个项目里,而且觉得很累,我记得08年就是在这里科技部答辩,这是科技部十一五支撑项目,给了我们大约一千多万,我分到1/10,这也是对同济大学的肯定,我们有一个团队,有十多个教授,我分管里面一块,农村住宅的节能流程的一些研究。
为什么把这个问题提出来呢,我们为什么涉及到农村呢,现在农村发展速度非常快,农民进城、地域动迁、道路建设,把农宅大量扩建了。所以这里应该有大量的精力挖掘农村住宅的节能,当然我们题目很大,关于设计讨论的。我处在节能这块,所以这里有几个值得我们讨论。一个是它是一个被动化、圆形态、低技术的领域,他们很穷,很多技术很原始。但现在我们挖掘、总结,很多都是大师化、城市化、国际化的问题。让农民做可能有知识背景的问题,所以我们科技部要求我们城市的人研究农村课题,这是一个矛盾点,我们做到今天发现这个矛盾在这上,我们不了解农村,但我后面会想到怎么了解农村。
研究的难点与突破的地方有几个方面,首先我们是现代的城市人研究农村问题,这是一个大山,第二是我们开着汽车去看农耕生活,这可能又是一个矛盾,而且我们建筑师大量是五谷不分的,第四地主老宅与民居传承,我们要把握这个度。怎么办呢?我在两年中招了很多农村背景的博士生、硕士生,我的面世会问他小时候在哪里长大的。第二入学考试,考试里很多都是农村题目,你画画你的家乡平面图,讲讲最原始的和环境、气候结合的概念。第三关于农村调研竞赛,有些学校也参与了这个竞赛,一共有八、九百份,我们设立了一、二、三等奖,有很多学校参与,这个竞赛对广泛的调研农村住宅很有帮助。我们农村调研做了非常多,里面有节能这一块。第四是当一回农民,我今年春节到了江苏,做工程项目,来了三天,去体验。夏季在江浙一带走了一遍。
我们觉得在整个研究当中,如何找到一种规律、研究方法,这是我们最大的要突破的地方。第一农村住宅关于双重性的问题,比如住房的冬夏二季双重关注。还有低技术的倾向,以小见大的特点,小农思想。我觉得务农感言有几个,一个是农民不好当,农宅节能上没有特色,而且很多农村住宅去农村化的过程中失去了特色。我们研究涉及很多方面,我列了一个很大的研究框架,通过我们很多学生、研究生的调研、梳理,整理了很多,比如说一些遮阳体系,以南方为主,浙江、福建的作法。还有围合适当中的做法。你不要小看这些水井,对改善热环境有很大的好处。
下面有几个我们研究当中做的模板体系,发现了很多传统构件和做法,或者是设计的规律,我们整理了一些东西。当然这个模板正在不断的完善,我现在放几个,首先是井的问题,还有民居当中利用地源的考虑。我们做科研的目的是指导以后农村住宅的建设。
这些模板在我们研究当中得出了一些结论性的东西,一个是围合当中如何就地取材、冬暖夏凉。第二农村住宅由于宅基地限制,都是独栋、单排的,不可能派生出第二种建筑类型了。还有地下水应用、过渡空间的利用,这就不展开了。
在我们整个研究当中,节能方法受到了客观条件的限制,也存在大量的不足,怎么发扬光大融合到现代技术当中也是很大的矛盾。这里是如何利用水体改善环境,还有如何利用绿化,还有阳光间的利用等等,室内通风考虑,遮阳方面的考虑。这是我们学生调研的一些成果,在浙江有一些改建做的非常到位。我觉得整个农村住宅的研究,有几个问题绝对不能抛开,一个是当地特色如何反映,第二如何梳理引导,我们觉得流程是重要的,创新是必要的,现在我们做的工作要把过去的东西梳理出来、流程下来,科技部的专家意见不一样,有的说讲创新的应该多,有的讲和现代技术怎么结合,这可能十二五中再去拓展。科技部可能开会之前给了指令,视察项目要看用的可能,会上我们没有争论,这两者应该并举,但前者尤其重要,如何研究传统,在传统中发现精华。第三就是宅基地分配、规划管理当中如何给农村住宅扩展设计的可能领域提供空间,我觉得要创造一个山水农村,现在可能离山水农村越来越远。
我就讲到这里,谢谢大家!
主持人:下面请孙院长。
孙一民:今天我从建筑师的角度理解大型公共建筑和体育馆为代表的建筑我们怎么做、怎么尝试的。这几年大型公共建筑在中国发展的很快,这里还有很多问题。我们从建筑实践的角度看到的是这些做法和决策,这里我不想谈具体项目的评价,我更关注涉及到我们的主题框架里的内容。比如这样的建筑怎么实现,需要花多少材料、工艺实现,这一点我非常敬佩这两个大项目,我们中方合作建筑师,把那么复杂的建筑构思用一个非常低技术的办法实现。为什么呢?这么漂亮的建筑要经过这样的一些加工过程,而且这里相当多的工艺基础是农民,因为大家知道,我们建了那么多建筑,支撑这些建筑的背后都是农民工,所以我们的技术条件是这样的。这栋建筑我关心的是背后的东西,白色是结构,黑色导管是冲气的,这代表了这栋建筑需要24小时不断给压力,这样的做法我确实很钦佩把它实现了,但实现之后怎么做,08、07年我们看到很多赛后利用的作法,到了2010年,同样的主题、同样的建筑,这个说法在变,甚至去年开始主要建筑的建造者、使用者都换了,都可以看到讲一套做一套,最后实施还有一套东西。我们去参观,这是08年10月份我去看的,这是导管不起作用的情况。我不知道这些导管将来支撑多少年,这是当时在建设过程中网上非常流行的被偷拍的水立方的表皮。
这是奥运前后,国内一些重要工程投标,受这样的影响,整个大型工程已经变成非常印象化和职业建筑师该做的内容,不要说跟今天会议的主题,跟职业范围也越来越远。这样的理解的话,这也是网上看到的照片,非常有意思,很代表我们现在的现实,我后面简单把我们参与,也是同样大型工程的两个奥运场馆、亚运场馆。这是我们这几年一直探讨的,07年我们承担的可持续设计的设计策略在体育建筑中的应用,国家重点实验室带队,我们也有科技部创新团队,谈大型公共建中可持续设计的策略,这是奥运场馆摔跤馆,交通压力非常大,这是大学投资的,造价最低的,钱要一点点的算,最后这个场馆是奥园工程里最便宜的,1.7亿,相当于高校场馆偏低的造价。我不知道这算不算太阳能,就是用一种垂直天窗,为什么呢?因为水平天窗做起来容易,维护起来不容易。我们强调的是用最简单的办法,保证达到节能采光的目的,但希望维护和建造代价和难度最低。这栋建筑我很感兴趣,这是50年代高校里都有的建筑,质量很差的红砖,但他把红砖有规律的抽出来,这种方式蛮有意思的。这是测试赛的情况,体育场馆最大的问题是既要采光又要遮蔽,这是遮蔽之后的情况,这是不遮蔽时候。遮蔽本身又是蛮复杂的技术,这里我们用的是垂直天窗,所以遮蔽很简单,用的是电动的窗帘,这个窗帘我参加了投标,说有天窗的投标40万下来。站在这个位置上拿一个摇控器就可以把所有天窗遮蔽起来。非常简单的、成熟的东西,可以保证奥运最后的使用。这里有一个防排烟的作法,有组织的结合自然通风,最后就可以形成低造价的做法。对大部分场馆来说,节约了能耗,就代表了多开放,尤其是高校这样的场馆,因为场馆如果不开着灯给学生用那使用的时间就更长了。这是另一个羽毛球馆,我们是完全不同的地段、不同的设计构思,但把自然采光和自然通风做了很重要的主题。这是遮蔽之后采光时候的效果,奥运的时候是艺术体操和羽毛球,对室内控制要求很高。这是休息定,结合造型做的天窗,大家看赛时的状况。
我再说一下亚运工程,我们做了游泳跳水馆。这个场馆给我们最初的投资额只有1.6亿,完全不可能建出来的。水立方按10亿建下来的,而我们的标准唯一差别是他是一万观众席,我们是4000观众席,但其他功能是一样的。这个场馆我们做下来2个亿出头,这是我们当时利用的一些设计方式,调整建筑构件,最后形成中标方案的造型。这是平面,都是正常的布置,这是热身池,赛后给市民使用。这里有几点,一个是这样的纵向空间,我们考虑隔断,因为隔断代表每个空间级单独使用,互相不受干扰。可以看到整个体积的高度区别,这边最高的是有十米跳台的部分,而到了训练房,不做地下水了,把水池抬起来,空间非常的节约。所有的游泳馆空间都是要加热空调的,如果空间体积减下来,代表耗能会减少,最直接的是运营起来省钱。这是建造过程中的状况,这种方式还有一个好处,大家可以看到相对非常精致的做法,是在工厂加工的,不需要现场做了,整个施工期间下面还在做,而这是悬吊方式到位的,不需要一般的网架。这些方面的选择也是建筑师不得不考虑的内容。这是施工工地,我们要想想这个过程。这是完成之后的图片,这是热身区,赛后要给老百姓使用的,我们采用了一部分测光的采光。这是主比赛厅,大家可以看到天窗。这还是热身区域,这部分空间,赛时会用的空间,赛后我们希望可以转成大众服务的空间,因为游泳在南方是最受欢迎的健身,佛山游泳中心我们04年完成,今年夏天游泳最高峰的时候要控制流量,水池就像下饺子一样。这是比赛厅,这是天窗的感觉和效果。这是三天前去现场用普通相机拍下来的,体校学生在训练,这是阴天情况下的光线效果。
另外是在广州的南沙区,赛时是武术馆,做是按体育中心做,是广州最南端,珠三角海口的最中心点那个位置上。我们用了非常景点的平面,导引出来把关注疏散等方式结合起来,这是观众厅的平面,这里是休息厅,通过采光和通风的作法,也是天窗、侧窗的概念。这是最后建造的效果。天窗在中心区,这是遮蔽之后的效果,比赛的时候是用人工光解决。这是天窗不遮蔽的时候的效果,现在都在非常紧张的测试,这是三天前去现场的时候,拼武术的地板,这是天窗的效果,那天马上台风来了,要下雨,开了几个灯光。这是效果。在我们这样的主题下,低碳也好,绿色也好,有很多东西都是西方国家转过来好像指挥我们这样做那样做,但我们的场馆做的,很多内容我们思考的,我可以谈低碳,也可以谈低能耗,实际上都是80年代我们在母校的时候教育的,我们都是这样做的,今天还是这样做,没有加任何东西,没有因为奥巴马提倡什么,没有因为哥本哈根重新思考什么东西。如果全球按照我们那样的教育做的话,可能低碳压力没有那么大。所以我们除了跟着他们谈之外,还要想想我们该怎么做,好多内容就像大型体育场馆,我尽量避免提绿色,我也不想提低碳,因为低碳的东西我算不清,好像木头用加拿大的才行。另外我们要花这么多钱建这样的场馆,可能寿命不一定有多少年,这几年到底给老百姓用没用,所以总跟着他们走应该是不对的,另外作为建筑师,很多东西有很多研究目标。如果拿不到项目,做的东西业主不接受,那没办法,还要用旧的方式做,所以这里有很多矛盾,建筑师我们坚持的是最简洁、明确的做法,如果起到低碳、节能减排的作用,我觉得其实已经达到目的了。这是我的观点,谢谢大家!
主持人:我简单的把清华建筑教育的发展和未来目标向各位汇报一下,这是我们自己觉得能体现清华特色的版本,实际上这几天得到的信息,建筑技术科学的发展,包括东南大学组织的建筑技术科学很重要的会,他们也要成立建筑技术科学系,这是我们向各位学习的很好的机会。如何在建筑学的体系里考虑这个问题,是我们下一步要考虑的问题。
首先在常规意义上讲,如果我们讲建筑的技术问题,能不能解读的更建筑学一点。我们想把它提升两个东西,就是建筑和技术,这是为什么我们把建筑构造、建筑物理、计算机、绿色合在一起,合之后成立建筑与技术研究所。现在单纯直接提建筑技术科学的话,有一个东西可以更强调一点,可以说服务于建筑,甚至是建筑的原初的动力。归根到底还是要为建筑学,很多人就是因为这些词的内涵的纠结、争论,导致服务于建筑或者来自于建筑本身就是建筑的技术的东西把它适当的边缘化了,这是非常糟糕的情况。
所以我们在想这个问题,明确提出四个方向,原来具备的我们叫建筑物理环境,这是最重要的体系,但我们还是希望对建筑设计有更大的贡献。第二是绿色建筑的问题,其实绿色建筑的问题有很多朴素的东西很绿色的,这毫无疑问,即便今天我们国家的能耗看上去很凶,但实际上咱们假设中国人按照欧洲或者美国的标准生存的话,能耗将会更大。这是非常值得我们思考,也是本土化,包括乡村的留存,我们也要留存我们值得珍惜的东西,但放到这,建筑师可以发挥更大的作用,他的责任是非常整体、综合的角色。第三是建筑工艺研究,咱们传统叫建筑构造,但现在也不是原有所涵盖的东西了,它是最新的,对我们的影响或者教育带来什么东西,我们要做很大的思考。最后一部分是建筑环境的模拟,计算机利用不简单是数字设计那么简单,计算机最大的潜力就是有无穷强大的计算、储存能力,这时候我们就用它模拟环境,声、光、热都可以,当然取决于软件先进性、取决于算法等等。但这个永远不能忽略,是非常重要的问题,所以如果简单的归纳清华建筑技术方面的几个重点,第一传统的物理环境,但希望跟建筑设计发生密切联系。第二绿色,不但建筑可能会扩到城市。第三我们叫做建筑工艺学研究,一定要精确,材料、结构。最后是传统的计算机体系的,但我们希望把它扩大,希望对环境进行模拟。
所以这就是说我们的学科方向的重点,要把建筑和技术的关系看成创造力的源泉,创新的源泉,也是表达工艺和美。简单的历史不说了,如果分成几个标签的话有这么几个,传统节能绿色、声、光、计算机、构造体系。我们面临的问题非常明显,人数匮乏,体现在两个,一个是教职工匮乏,一个是研究生和博士生匮乏,这也毋庸讳言,我们要发现问题解决问题,我对此非常乐观。现在我们只有两个教授在这个所里,这么重要人员组成却是这样的,还需要学院学校的大力支持。我们其他的老师学科分布是这样的,也非常明显,一个学科领域平均不到两个人,这个问题非常严重,形不成一个团队,更不要说形式梯队了。
当然了也不是否定自己的成绩,毕竟清华包括吴院士也是我们的杰出校友,培养了很多的人,英国也有一个康健(音译)教授,非常不容易。所以还有很多特色,做了很多工作。
在研究和其他的工作方面,有哪些东西呢?绿色方面,清华起步比较早,集中体现在建筑方面有一系列的软件、模拟平台和很重要的国家的咨询项目。建筑这方面,其实很重点的是对咱们国家绿色建筑体系,评估体系也好、决策体系也好,做了一些政策咨询性的影响。同时配合部里的标准,咱们叫星级的认证体系,做了大量的时政的工作。这是一些国家支持的项目,比起兄弟单位还是规模、数量需要再提高。但回到刚才的问题,如果现有的人群下,老师已经很疲劳了。
还有一些生态城的咨询研究,我讲绿色建筑不仅仅着眼于建筑体系,一定要扩大到城市、规划层面,这边有交叉学科的优势,所以很多生态城项目里做了大量咨询工作。还有一些节能,绿色奥运的认证,场馆认证,我们做了基础性的工作,也获得了一些奖励。
声学最大的特点是最近集中在一个大问题上,轻型结构雨噪声问题,水立方最大的问题就是怎么对噪声进行遮蔽、处理,还是很吓人的,如果外面下大雨,里面运动员、观众可能会有群发事件的问题。我们做了一系列的研究,搭建了实验平台,就在清华里。这是一些横向的咨询问题,主要集中在剧场方面。对声学做了一些工作,非常不错,但我们希望在理论工作上做更深的工作。工程积累非常丰富,但对高校来说,科学研究出理论性成果更为重要。这是光学体系,翟教授退休之后,我们的担子就落在了一个96年入校的教师身上,他下午会讲莫高窟和一个自然基金会的一个项目,只能突出重点,也是一个思路,中国传统的东西、光环境的研究非常有特色,只能抓住一些重点。也有高精尖的,这是日本的一个探头,一套大概三、五十万,硬件建设上也有一个东西可以向大家汇报,在中央美院新学院大楼里,占据了很大一块空间建了一个光学试验室,可能目前是规模来说还有效果来说,目前在国内应该还算可以。
计算机,其实我们这边最值得有意思的成果有几个方面,一个是建筑设计的大力接入,大家知道徐卫国老师是我们的所长,有很多工作跟国际上前沿的教学设计单位有密切联系,跟国内学校也有很强的联系,这是非常重要的一个领域。还有是王古(音译)老师工作很多年有一套建筑遮阳的软件。来自高校的代表,每个高校如果感兴趣,可以领一个表,我们要给每个教学单位赠送一套这样的软件。
在建构体系,我们做了一些工作,没有太张扬,帮着科技部灾后重建里提了一些比较务实的做法,教学体系比较有特点的东西是全面接入到三年级碱建筑设计过程中,给二级学科建筑、技术、静观、历史、城市规划等等让学生三年级的时候表达兴趣,制定不同的任务设定书。今年的题目是来自美国外教的共同努力下,设计一个墙,两米多。咱们的模型实验室归我们所管了,进了很多优良的设备。这些东西已经在建构教学里发挥了重要作用,受到了学生的欢迎。每年90来个学生,报名的就有47个,后来考虑实验室安全、设备使用、辅导老师的数量,筛选到30个,如果只有20个就可以保证安全了,因为实验室很危险。我们建筑技术这块也有一个东西可以汇报一下,承担非常有特色的就是建筑师业务实践的工作,清华这边从来没有把建筑师业务实践放羊,我们进行了很精密的筛选和分布,分派学生的工作体系,而且最近三、五年已经把学生实习平台拓展到了国际,有新加坡、西班牙、法国、美国,都在接收我们的四年级学生。由于教学改革,在我们读书的时候80年代末期,这个东西是一学期的事,现在压到了10到12周,非常局促,但没办法。
杂志出版这块我们比较重视,总共我们这个领域体系里有三本,第一本《生态城市与绿色建筑》,今年刚创刊,技术方面清华确实是学术的窗口,供国内国际高手专家交流的平台,今年拿到了刊号,现在准备出第三期。《照明设计》是跟德国合办的,在这个领域影响力比较大。右边是邱部长抓的《低碳照明》,专门讲绿色。人少也有好处,年轻人成长的比较快,还有一些书这样的成果。还有一个领域,研究生、博士生不多,但即使这样我们还是保证教育的质量,每年所培养的学生包括本科毕业学生都可以获得学校的优秀毕业生或者优秀研究生的称号,非常不容易,对我们所来说比例相当高。
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