清華大學建筑學院袁鑌：談建筑科學與綠色建筑

　　【袁鑌】：

  從事住宅科學技術獎這一次評選還是注重生態(tài)住宅各方面要求進行的。從我們改變來講，已經(jīng)制定了綠色建筑實際的評價標準，全國在節(jié)約資源和能源，從建設部來講正在制定一系列的政策，發(fā)展綠色建筑。所以建筑和科學技術非常密切，精瑞科學技術獎本身就是從科學技術方面評價一個住宅的性能。所以我覺得今天著重介紹一下建筑科學技術和一些減數(shù)的關系。特別是我想通過一些工程的案例，著重介紹歐洲已經(jīng)被國際建筑界公認的綠色建筑。從科學技術層面上分析綠色建筑的一些設計和技術策略。

  我簡單地介紹一下綠色建筑。如何用非常簡單的話來講，就是用z*小的資源，能源消耗，z*低的環(huán)境負荷，為人類創(chuàng)造出健康、舒適的環(huán)境。全世界建筑界沒有一個非常確切，明確的定義，包括我們這幾年對國際建筑的理解，他們對綠色建筑的說法，包括我們他們的認識來說他們能認可的簡單的概念。  

  綠色建筑本身來講，它本身是很長的過程。從建筑材料的開采，加工制造，一直到建成建筑房，建設本身的過程，以及建成以后的使用，使用中間的維修，改造。到z*后的拆除，這是建筑作為一個產(chǎn)品來講，它是一過程，從這個一個方面來認識的。從空間上也是，因為從環(huán)境來講，不僅僅是本身，強調(diào)的是健康住宅，本身對人有害，要達到一定的標準，應該低于一定的濃度，室外的空氣要清新。比如說二氧化碳的排放所造成的環(huán)境污染，它對q*環(huán)境的影響是十分大的，以及還有酸雨。從q*的空間上關注。第二是關注地域的方面看，對周邊地域都是有影響的。因此應該從戰(zhàn)略的角度看綠色建筑。

  從它的壽命周期來講，建筑的基本功能可以概括為幾項。

  第一，提高資源的利用效率，完全有些困難。提高資源利用效率，減少消耗。盡量采用風能，太陽能等情節(jié)能源，盡量采用可循環(huán)型環(huán)保材料。

 第二， 盡量減少廢氣垃圾排放。

  第三，是盡量保護原有的自然生態(tài)環(huán)境。

  第四，是建造健康、舒適安全的室內(nèi)室外空間。

  第五，功能性能強的綠色建筑。

  第六，自然生態(tài)環(huán)境保護性能與經(jīng)濟統(tǒng)一。設計做好了，但是做的過程中，如果大的玻璃墻，如果沒有考慮，整個慣導怎么更換，沒有考慮建筑受到很強的壓力，所以壽命也是需要考慮的。   

   z*后是經(jīng)濟性能，自然環(huán)境保護要協(xié)調(diào)，必須考慮經(jīng)濟性。如果綠色建筑立面都是高標準的，那很難推廣。所以要倡導高新技術結合。在經(jīng)濟的許可下，是可以用比較好的高技術解決問題。在基礎技術比較低的時候，應該盡量適應。特別是我們國家的情況。

  從現(xiàn)在來看，我們國家目前比較廣泛使用的，綠色建筑是采用技術，它不是一個單調(diào)的方面。我們強調(diào)保溫技術，遮陽技術雨水收集和會用技術，綠色照明技術，例題綠色技術，空氣預熱與冷技術，門窗節(jié)能技術在98年開會時候，在這個會上全世界提高綠色建筑我大概有200多個，從日本來講有做了很長時間的研究，日本技術是77種作為綠色技術?？偟膩碚f問題不是太大，如果能節(jié)約資源，能保證環(huán)境。

  另外也要看到技術水平的提高，相對就要落后和淘汰了。我們國家目前來講，我想簡單的介紹幾個。高長期保溫技術，特別是住宅方面，可能是節(jié)能非常主要技術。再一個像門窗的技術，也是用得很廣泛的。實際上在南方地區(qū)，這樣是一個代價比較小，非常好的技術。這樣的技術非常廣。

   比如像強保溫技術。目前來講，在寒冷地區(qū)用的比較多泡沫塑料為主。主要是保溫曾經(jīng)，還有粘貼的腳層。目前我們國家使用不少問題，主要問題在哪呢？是開膠脫落，很多地方使用了后，一個是施工技術，一個是材料問題。從施工s*先從材料上來講，因為保溫墻里面有好多層，再加上有些地方的質(zhì)量很差。再加上的雨水進去了以后，就透過了。這個問題還很普遍。

    從技術本身來講，如果使用材料是對口的，應該說像這樣的保溫隔熱墻有相當長的使用壽命。我們看了好多地方，這個問題比較普通，這不是技術問題，而是施工的時候于是注意的。像這樣看，做的比較好的就是加一個空氣層，這個保溫隔熱性能和厚度有很大的關系。北京的樓盤節(jié)能的非常好，其中z*主要是強體的保溫。我們清華測試過，他的綜合傳熱性大概是1.36，按照這個傳熱性，遠遠高于我們國家的標準，現(xiàn)在這個傳熱性達到歐盟的普通水平，采取石工工藝，這個翻了一倍。另外施工比較嚴。如果用石材的話，那些問題都是可以解決的。

　　【袁鑌】：國外用稻草磚做的也比較好，他的放火性也非常好?？諝鈹D壓出去以后，下面的放火標準完全達到了甲級墻的標準。在東北也在推廣，也用稻草的。在資源比較豐富的地方，特別是一些農(nóng)村地區(qū)，如果生產(chǎn)稻草加工出來的話，這個也是可以使用的。

  我再講一下門窗，門窗的玻璃是z*重要的，從目前國家的節(jié)能要求來看，加入歐盟等，可以看看這樣表，過去我們北京都是用的但層的玻璃窗，但是大量的熱都從玻璃中散出去了。標準的真空玻璃代價比較高，技術要求也比較高。我們普通住戶3.1是一般的。如果現(xiàn)在住的比較好的，可以做到2.4，一般中等的可以做到2.7，并不是說做到中空玻璃就可以達到國家技術標準，還是根據(jù)性能來選擇。在國外的一些代表性，要求更高一些的，像北歐國家的，我們現(xiàn)在是雙玻璃，性能達到1.5，1.4，但是但是代價太高，我們整個節(jié)能標準并沒有這樣一個要求，這個可能是逐步提高的。

  實際上非常分散了，像我們看到這個圖片，他用的就是加固性氣體。當然現(xiàn)在的玻璃技術也在不斷的發(fā)展，我就不多說了。

  關于清潔能源方面，關于機種集熱，在我們國家使用量很大。另外太陽能光電板，在歐洲，特別是德國，西班牙也是大面積用。在德國新蓋了很多住宅區(qū)，能產(chǎn)生的能源不光可以共自己用，還有多余的，可以向城市供電。所有供電基本都是光電板。當然這個代價還是比較高的，實際上我們國家已經(jīng)有好多的廠家了，z*主要還是成本。太陽能光電板生產(chǎn)一度電的價格是3.5元和3.8元，是我們國家是10倍。這樣的話如果有兩個問題不解決，太陽發(fā)電就很能繼續(xù)。

  美國一些洲，他們從政府的角度，太陽能光電的價格是，白天是向電網(wǎng)供電，晚上再從國家電網(wǎng)上用電，一進一出，用光電板發(fā)電增加了收入，生產(chǎn)是3.8元，國家收購可能是4塊錢，晚上用電3.5元。從政府來講一個是政策支持，咱們用電，實際上 國家把大量治理環(huán)境問題投入支持發(fā)電，減少了二氧化硫。氧化氮污染氣體的排放，保護了環(huán)境，是這樣一個政策的支持。從我們國家來講，規(guī)定清潔能源發(fā)的點，國家應該按照他的成本價合理的應用。上萬瓦都不到，這對國家是一個技術問題，如果這個不解決的話，政策上不支持，還是不行。如果靠太陽能發(fā)電，這也是不太可行。所以我們國家目前太陽能發(fā)電不能保證。還有太陽照明，他是把太陽能的的光線，把它儲存起來，這個在國外已經(jīng)有很多從技術上解決了。當然用的還不是特別廣泛。像太陽光的機器，一個是比較簡單的，是解決照明的。白天要靠人工照明，通過一個反射鏡到地下去，通過一個分配器，分配到各房間去，解決地下室白天的照明。做到不用電，用太陽能它一種是投射式采光機激光導纖維傳輸，把太陽能手機以后，往下傳，可以看他就像下面去一樣，這是太陽能使用的一個，這是光線燈。這個圖片可以看的更清楚了。

　　【袁鑌】：像咱們的臺燈一樣燈口就亮了。在有一些大建筑中，白天晚上基本上靠能耗照明，照明是非常大，這也是節(jié)能的一種辦法。像這個就是集廣器來照明的。這些東西從外觀上來看，和普通燈沒有什么差異，做得還是很漂亮的。還有光電反應器，白天能發(fā)電，10平方米有一千瓦的電力，到晚上也像一個藝術品一樣。這也是一種做法。

  還有德國的一個太陽能光電墻，就是太陽能光電屋頂。所以太陽能的使用范圍，利用辦法也在不斷突破。

  我先介紹一個這兩年我們安抵建筑設計顧問有限公司，獲得了今年國家教委的設計一等獎?，F(xiàn)在正在申報藝術創(chuàng)新獎。這是朝西的路口，他大概是六層，主要是玉蘭室及還有500人的報告廳。因為他需要準備發(fā)展24小時開放，讓同學們24小時可以不出去，可以在里面讀書。在這個設計當中，我們也是為當?shù)貧夂钸M行了細致的調(diào)查研究，大概有這幾條措施。這個地址在濟南，冬天它要朝南，相當于一個盆地。所以第一個就是遮陽設計非常重要。

  我們同時要注重采暖與空調(diào)的節(jié)能，把空氣予以處理，降低空調(diào)的消耗。下面是空調(diào)的采暖，正好這個有一個大水塘，原來是一個臭水池，后來被改造了。原來是一個垃圾場，全部是回填的垃圾，現(xiàn)在重新建起了植被系統(tǒng)。當時節(jié)能推廣不起來，所以把外圍的設計保溫，外床的設計保溫重新做了，還有自然通風，自然采光都是有關系的，按照技術措施來解決。因為我們想這個學校還是沒有錢，這個造價的話，使用一年多了，投資每平米占2100塊錢，包括所有的加在一起，它的節(jié)效果只有原來能耗的1/2。

  下來是節(jié)約土地的問題，因為當時究竟蓋在哪，還是在這里。因為垃圾清理以后，把土地重新處理了以后，差不多10來畝地就可以清理了，把臭水塘改造，改造成一個水池，重新填，重新做，把這塊地做了。夏天的時候z*熱平均氣溫36度，z*冷的氣溫零下1.4度。我們第一個比較注重遮陽。他朝西主路口，所以我們覺得朝西從遮陽起，這個比較簡單，花不了什么錢，而且還可以不通風結合起來。我們就用遮陽墻的辦法。

這是下午3、4點照的照片，這個遮陽墻的效果就非常好。東面是采用立體花架，我們拍照的時候，花還沒有長起來，其葉子爬滿了墻壁上。這個屋頂上，屋頂上是做綠色的，現(xiàn)在種的植物還沒有爬起來。這是朝南，用的水平，這是水平遮陽板。這是中午的時候，基本上可以連起來，應該再加一點效果會更好?，F(xiàn)在是有效果，但是太陽島下午的時候，還要照進去。我們也考慮到了，因為這里住的比較新，所以在這個玻璃頂部上，住了一個遮陽的。原來我們想遮陽植物的，因為這個需要27萬多，學校覺得這個代價太多了，后來買了一些玻璃廢管組合起來，起到一個遮陽的作用。這花的代價都很少，大家可以看一下。

  這個水平遮陽水平我們算過，因為冬天有太陽照射，到冬天大部分的時間體樣都能透過。原來是水平遮陽板，到冬天的時候，這個水平遮陽板全部都能照進來。這個遮陽的設計，代價比較小，花錢都比較少，測試下來的效果非常好。

  對圖書館來講，不開燈的話，就可以節(jié)約很多的能源。其中有一塊頂光，既不希望照成懸光，又希望太陽比較均勻一點。這個閱覽室照射下來的效果還是非常好的。這是需要做好的，開展的大多數(shù)時間基本上不需要。

  推風設計是其中非常重要的。這個通風設計如果設計得比較好，他可以夏天空調(diào)啟動時候很晚。別的地方需要開空調(diào)，他不需要，室內(nèi)很舒適。實際上綜合利用起來，用空氣往上，熱空氣上升的過程中，有地方出去，造成一個副壓，冷空氣就可以壓出去。我們特意造了一個大煙囪，里面用的像活動的百業(yè)一樣，到冬天的時候全部都封閉起來了。夏天開啟了以后，熱空氣往上跑，這個代價也比較少，如果全自動控制，那比較高，是電動的，一個是30度，一個是45度，一個是90度?，F(xiàn)在一半能動，一半不能動?，F(xiàn)在的通風效果非常好。新書搬進去就沒有氣味，這個房間不用空調(diào)還是非常舒服。他們自己測量下來，做的差不多兩年了，從來沒有低于過13度。z*冷的那一年大概是13度，就不用供暖。