多給建筑做“減法”

2008年11月陳濱參加在奧地利平開菲爾德舉行的氣候響應(yīng)型建筑與構(gòu)件國際會議
古人擇宜居之地,無不考慮山形、地勢、水流,隨坡就勢、枕山環(huán)水,恨不能直接將建筑鑲嵌在自然中。適應(yīng)環(huán)境、擇優(yōu)利用環(huán)境,以便更加舒適地生活,千百年來,人與自然和諧共榮。
隨著社會發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,人類逐步變得“強(qiáng)大”,采用各種工業(yè)化技術(shù)手段控制室內(nèi)環(huán)境已是輕而易舉,照明、通風(fēng)、取暖、制冷均不在話下。漸漸地,人們忽視了與自然環(huán)境的和諧共處,走到高耗能建筑林立的今天。
能源危機(jī)的來臨給人類敲響了警鐘,節(jié)能成為頭等大事。一時間,各種節(jié)能技術(shù)、節(jié)能產(chǎn)品紛紛而上,我們的建筑儼然是一棵掛滿漂亮裝飾品的圣誕樹。大連理工大學(xué)教授陳濱認(rèn)為,與其對一個高耗能建筑采取各種節(jié)能措施,加重它的負(fù)擔(dān),還不如做“減法”,一開始就針對“樹”做文章,將建筑環(huán)境人工調(diào)節(jié)技術(shù)向自然調(diào)節(jié)技術(shù)轉(zhuǎn)變,通過良好的設(shè)計(jì),使建筑環(huán)境更好地適應(yīng)氣候變化,自我調(diào)節(jié),回歸“天人合一”的傳統(tǒng)理念。
陳濱,大連理工大學(xué)建筑環(huán)境與新能源研究所所長,多年從事建筑環(huán)境調(diào)控相關(guān)研究,并有頗多建樹。陳濱介紹,建筑環(huán)境的自然調(diào)節(jié)也就是建筑環(huán)境的被動式控制,指建筑系統(tǒng)通過與周圍環(huán)境相適應(yīng),實(shí)現(xiàn)被動式的供暖、制冷、通風(fēng),且這一過程既不需要依賴機(jī)械系統(tǒng),也不需要消耗額外的能量。周圍環(huán)境則包括了氣候、人類的使用、風(fēng)、地形以及建筑本身所形成的微氣候等。
建筑環(huán)境的被動式控制技術(shù)早就存在,古代建筑大部分的取暖、制冷、照明和通風(fēng)都是被動式的,而且達(dá)到了如今看來仍令人驚訝的舒適程度。
陳濱強(qiáng)調(diào),自然調(diào)節(jié)過程體現(xiàn)的是建筑系統(tǒng)的集成效應(yīng),主要依托建筑構(gòu)造體和建筑構(gòu)件來實(shí)現(xiàn)。但在工業(yè)化建筑建造方式的驅(qū)使下,人們過于看重速度和規(guī)模,這種需要因地制宜的“個性化設(shè)計(jì)”并不受寵,更因缺乏示范工程和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范而存在一定的風(fēng)險,使許多建筑師和開發(fā)商不愿涉足。這就導(dǎo)致了“地域特征”“文化特征”“氣候適應(yīng)性節(jié)能潛力”等建筑功能消失在大規(guī)模工業(yè)化的建造模式中;高耗能建筑林立,傳統(tǒng)的“天人合一”、與自然環(huán)境和諧共處理念被逐漸淡忘;自然健康的生活方式也被伴隨大量消耗和廢棄的生活方式所取代。近代被動式環(huán)境調(diào)控技術(shù)逐漸受到重視,也總是伴隨著能源危機(jī)的緊迫形勢,一旦暫時度過危機(jī),人們便又開始進(jìn)入新一輪的大肆揮霍。
陳濱1999年從日本千葉大學(xué)留學(xué)回國,當(dāng)時她給自己定下的目標(biāo)就是尋找低能耗的采暖方式。十余年來,從引進(jìn)日本的OM太陽房、新型低溫地板輻射采暖系統(tǒng),到對農(nóng)村地區(qū)傳統(tǒng)采暖方式的關(guān)注;從對農(nóng)村地區(qū)涌現(xiàn)出的改進(jìn)型灶炕、被動式太陽房、燃池進(jìn)行廣泛深入地長期實(shí)測,到建立被動式環(huán)境調(diào)控技術(shù)的實(shí)驗(yàn)平臺;直至近年又提出了綜合考慮人、建筑、氣候相互作用關(guān)系的新的學(xué)科體系—BEACH(Building Environment,Adaptive Comfort and Health)理論體系,陳濱不斷刷新著自己對世界和自然的認(rèn)識,也不斷從系統(tǒng)角度對建筑環(huán)境調(diào)控方式進(jìn)行著大膽的探索與嘗試。
2005年,陳濱引進(jìn)翻譯出版了一系列著作,系統(tǒng)地介紹了日本在可持續(xù)性住宅建設(shè)方面的最新研究成果和技術(shù),得到了建設(shè)部門相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和專家的好評。結(jié)合中國實(shí)際,陳濱認(rèn)為,“可持續(xù)性住宅體現(xiàn)的是一種傳承文化,與自然環(huán)境和諧共處,建筑由單純的能源消耗轉(zhuǎn)化為具有自然能源收集、傳輸和儲存等功能的新的房屋建造理念,強(qiáng)調(diào)人、建筑、自然氣候三者之間相互作用、和諧共存的關(guān)系,重視人、建筑對氣候的適應(yīng)性調(diào)節(jié),而不是將建筑室內(nèi)環(huán)境與自然隔絕、以消耗資源能源為代價采用工業(yè)化的手段去控制”。
為了推動這一理念逐步轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí),自2007年起,陳濱在國家自然科學(xué)基金、國家科技支撐計(jì)劃等項(xiàng)目的支持下,先后主持開展了一系列課題研究,從建筑和人兩個方面、多個角度綜合考慮室內(nèi)環(huán)境的營造方法。她正主持開展的“十二五”科技支撐計(jì)劃課題“室內(nèi)健康環(huán)境表征參數(shù)及評價方法研究”,就是其中一項(xiàng)。
多年來,我國建筑室內(nèi)外環(huán)境設(shè)計(jì)指標(biāo)制定都是沿用前蘇聯(lián)的模式,以恒定不變的室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)參數(shù)作為人工環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依據(jù)。陳濱指出,這種將物理環(huán)境參數(shù)恒定控制水平作為調(diào)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量評判依據(jù)的做法,忽視了人的氣候適應(yīng)性熱舒適需求、建筑抵御氣候變化的能力、建筑設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)健康的問題以及人的健康生理節(jié)律與氣候的和諧共振關(guān)系等諸多因素對建筑室內(nèi)環(huán)境健康效應(yīng)的綜合作用。而在這種情況下,出現(xiàn)氣候越寒冷,室內(nèi)溫度越高、穿得越少的不合理現(xiàn)象,也就不足為奇了。
“室內(nèi)健康環(huán)境表征參數(shù)及評價方法研究”正是在新時代背景下針對這一問題開展的,對改善民生、建設(shè)未來健康住宅具有重要的理論研究及工程應(yīng)用指導(dǎo)作用。課題將通過問卷調(diào)查和實(shí)測調(diào)查的方式,重點(diǎn)研究典型地區(qū)居住建筑的構(gòu)建方式、居住者的日常生活狀態(tài)對室內(nèi)環(huán)境健康效應(yīng)的影響,了解不同地區(qū)居民健康狀況的環(huán)境影響因素等;從建筑、醫(yī)學(xué)等多視角,采用多學(xué)科交叉的研究方法,綜合研究物理環(huán)境、空氣環(huán)境以及人體生理指標(biāo)共同影響的健康環(huán)境表征參數(shù)及其評價方法,并開展相關(guān)科學(xué)問題的研究,為設(shè)計(jì)未來健康住宅、改善城鎮(zhèn)居民的生活質(zhì)量、倡導(dǎo)健康及與自然環(huán)境和諧共存的生活方式提供理論依據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)支撐。
課題已于2012年5月正式啟動,已開展了國內(nèi)外相關(guān)背景調(diào)研,組織實(shí)施了相關(guān)調(diào)查,目前各項(xiàng)數(shù)據(jù)正在整理之中。
值得一提的是,BEACH理論體系就是為了強(qiáng)化建筑設(shè)計(jì)過程中自然調(diào)節(jié)技術(shù)的集成應(yīng)用,摒棄一味采用工業(yè)化技術(shù)手段控制室內(nèi)環(huán)境的做法而創(chuàng)立的。該體系綜合考慮人、建筑、氣候三者的關(guān)系,多學(xué)科交叉合作,從如何適應(yīng)氣候變化、綜合考慮人的生命活動現(xiàn)象與自然萬物的共振協(xié)調(diào)關(guān)系以及建筑物的自然調(diào)節(jié)潛力入手,開展基于被動式調(diào)控技術(shù)的室內(nèi)健康環(huán)境綜合表征參數(shù)的制定研究,進(jìn)而構(gòu)建自然調(diào)節(jié)建筑熱環(huán)境設(shè)計(jì)指標(biāo)體系,研究編制相關(guān)的設(shè)計(jì)施工規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn),完成基于被動式控制建筑系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)構(gòu)建和相關(guān)技術(shù)開發(fā),最終達(dá)到以最小的資源和能源消耗營造健康舒適的室內(nèi)環(huán)境的目標(biāo)。
此外,陳濱還與北京中醫(yī)藥大學(xué)合作,在建筑環(huán)境與中醫(yī)傳統(tǒng)觀念的互助研究上進(jìn)行了大膽嘗試。她們將中醫(yī)“五臟應(yīng)時”的研究成果—季節(jié)和晝夜變化與人的健康生理節(jié)律之間的關(guān)聯(lián)性,用工程化的量化數(shù)據(jù)重新描述,通過分析得到滿足人的“五臟應(yīng)時”健康生理節(jié)律所對應(yīng)的等效熱環(huán)境設(shè)計(jì)指標(biāo),進(jìn)而豐富、完善自然調(diào)節(jié)建筑理論體系。
十八大落幕,“美麗中國”一詞首入十八大報(bào)告。陳濱指出,建筑環(huán)境自然調(diào)節(jié)的發(fā)展理念,體現(xiàn)的正是“健康促美麗”的觀念,不僅要建設(shè)長壽命、低能耗、更加宜居的可持續(xù)性健康建筑,更倡導(dǎo)綠色健康、與自然和諧共存的生活方式,非常契合“美麗中國”的內(nèi)涵,發(fā)展前景廣闊。
陳濱也在期待,期待更多熟悉建筑氣候設(shè)計(jì)過程、建筑材料的熱濕調(diào)控特性、室內(nèi)環(huán)境被動式控制等專門知識的志同道合者的出現(xiàn),期待得到更多的助力,更期待在“美麗中國”的建設(shè)過程中作出更大的貢獻(xiàn)。
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