城市中的建筑節(jié)能與環(huán)保

　　9月23日，＂規(guī)劃的有限與無(wú)限＂論壇在首都劇場(chǎng)盛大開講，這次論壇匯聚了來(lái)自美國(guó)、瑞士、德國(guó)和中國(guó)的知名專家學(xué)者,探討了諸如:全球化背景下地方文化的傳承、歷史名城的保護(hù)和發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展城市設(shè)計(jì)、新都市的誕生、歐洲近50年城市發(fā)展歷程、城市中的建筑節(jié)能與環(huán)保等話題。該論壇持續(xù)兩天時(shí)間,明天,原美國(guó)紐約規(guī)劃局局長(zhǎng)Alexander Garvin將以＂美國(guó)半個(gè)世紀(jì)以來(lái)城市規(guī)劃發(fā)展的概況＂為題進(jìn)行演講，北京市規(guī)劃委員會(huì)總體規(guī)劃處處長(zhǎng)溫宗勇將介紹＂北京市總體規(guī)劃修編＂。

　　此次論壇是正在舉辦的“無(wú)止境藝術(shù)展”一部分，2004首屆中國(guó)國(guó)際建筑藝術(shù)雙年展之“無(wú)止境藝術(shù)展”已于9月10日開幕，期間將展出當(dāng)代國(guó)際建筑大師和中國(guó)著名建筑師的設(shè)計(jì)作品，并將同期舉辦建筑論壇，特邀參展的國(guó)際建筑大師進(jìn)行學(xué)術(shù)演講，時(shí)間從2004年9月16日持續(xù)至10月2日。

中國(guó)建筑科學(xué)研究院教授 Robert Neierhans(瑞士)

主持人：建筑理論家 顧孟潮
講演人：中國(guó)建筑科學(xué)研究院教授 Robert Neierhans(瑞士)
主題：城市中的建筑節(jié)能與環(huán)保

【現(xiàn)場(chǎng)實(shí)錄】：

【Robert Neierhans】：非常感謝咱們組委會(huì)邀請(qǐng)我，給我這樣一個(gè)機(jī)會(huì)，來(lái)給大家演講。

我們是一個(gè)很小的小機(jī)構(gòu)，為政府工作，這次來(lái)中國(guó)，是為了一個(gè)節(jié)能的項(xiàng)目，這次跟大家講話我感覺(jué)還有信心，因?yàn)槲也恍枰虼蠹彝其N什么，我只是把我們辦公室的情況給大家介紹一下就可以了。

我們這次完全是向中國(guó)政府負(fù)責(zé)，來(lái)中國(guó)主要是做能量的進(jìn)口、節(jié)能這樣的項(xiàng)目，在瑞士我們有很多的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)然我們這次是做節(jié)能項(xiàng)目，也就是說(shuō)我們這在節(jié)能方面有很多的經(jīng)驗(yàn)。我們這次做這個(gè)項(xiàng)目并不是向中國(guó)銷售一些建筑材料這些東西，我們這次只是把我們以前所做的項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)帶到中國(guó)來(lái)。

這次我們來(lái)還有另外一項(xiàng)任務(wù)，就是跟中國(guó)業(yè)界的人相互之間有一個(gè)溝通，讓他們能夠從我們這兒學(xué)習(xí)到一些經(jīng)驗(yàn)，在以后項(xiàng)目的發(fā)展上可以得到有利的幫助。

我們這次要講的其中之一是關(guān)于加熱和制冷，也就是說(shuō)這個(gè)項(xiàng)目的空調(diào)，但是我們要講的并不是它的技術(shù)部分，而是它的思想部分。

所以我下面要介紹的主要內(nèi)容是如何來(lái)防范在新開發(fā)的建設(shè)項(xiàng)目中開發(fā)出不成功的空調(diào)系統(tǒng)。

剛才Erle先生所介紹的華麗的建筑，他有它的空調(diào)系統(tǒng)很成功，但是我們要介紹的是要把成功的空調(diào)系統(tǒng)涉及到很多普通的建筑里面，不需要花很多的錢。因此我們就分成了幾個(gè)階段來(lái)做我們的項(xiàng)目，第一個(gè)部分就是叫SHAC，以后的部分是跟其他人進(jìn)行合作。

說(shuō)到關(guān)于能源的利用和節(jié)約的問(wèn)題，我們是在20年前的時(shí)候開始的。一個(gè)建筑它的能源的消耗主要分成幾大塊，就像這個(gè)餅狀圖，藍(lán)色的地方是HVAC大概消耗了39％；紅色是熱水大概6％的能量，黃色的部分指比如說(shuō)做飯等消耗了6％，所有的這些加起來(lái)大概消耗了50％左右。因此，說(shuō)到這次國(guó)家項(xiàng)目，我們要把中心放在藍(lán)色的區(qū)域里面，也就是說(shuō)取暖和空調(diào)這部分，因?yàn)樗鼈兪窍淖疃嗟?。這四個(gè)它們都是使用燃油作為能源，它們四個(gè)是在過(guò)去的25年當(dāng)中使用最多的。在1980年的時(shí)候，每升油可以為一平方米提供能源，到了后來(lái)的時(shí)候就逐漸的下降，因?yàn)楹髞?lái)新的建筑越來(lái)越多，如果要做一下計(jì)算的話，一個(gè)冬天可以燒40個(gè)油就可以解決冬天的取暖問(wèn)題了。如果要和汽車所消耗的然有相比較，建筑物用燃油作為能源的構(gòu)體的話，可能它的消耗量要比汽車小的多。市場(chǎng)并不是沒(méi)有秩序的，因此我們也確實(shí)需要政府給我們一些相應(yīng)的規(guī)定.

實(shí)際上這次中國(guó)政府這幾天開會(huì)討論決定了，關(guān)于房屋的隔熱層已經(jīng)出了新的規(guī)定，在以后的新建的建筑當(dāng)中整個(gè)的隔熱已經(jīng)有了新的規(guī)定了，我左邊的圖表示的不太對(duì)，像玻璃窗的隔熱系數(shù)是1.5，但是在修改后的話應(yīng)該是2.6，在墻壁和屋頂，這上面寫的是2.0，修改后的應(yīng)該是1.2。我剛才講的不對(duì)，這個(gè)數(shù)字的修改，應(yīng)該是從左邊的2改到1.2，左邊是窗戶，墻壁應(yīng)該是從1.5改到0.6。在瑞士這樣相應(yīng)的規(guī)定是屋頂和墻壁，屋頂是0.3，墻壁要小于1.0，正是因?yàn)橛辛诉@個(gè)隔熱層的調(diào)整，所以才使得原來(lái)的燃油的消耗量從每平方英尺消耗20升燃油供一冬天的取暖，到后來(lái)變成每平方英尺消耗40升燃油供一冬的取暖。瑞士也有關(guān)于熱能保護(hù)的規(guī)定，就像我們的呼吸一樣，這個(gè)房屋也是要有新空氣補(bǔ)充進(jìn)來(lái)替換原來(lái)的空氣。我們有一套更換空氣的循環(huán)系統(tǒng)，它并不是為了加熱和制冷，它僅僅是把空氣形成一個(gè)對(duì)流，我們有了相應(yīng)溫度的空氣以后，空氣通過(guò)與對(duì)外的對(duì)流就可以形成降溫或者溫度的調(diào)整。如果是安裝了這樣一個(gè)機(jī)械設(shè)備，你要實(shí)現(xiàn)空氣的流動(dòng)，你就要安裝葉片風(fēng)扇，但是，這個(gè)電能的運(yùn)用方法不一樣，它的效果就不一樣，如果你用1千瓦時(shí)的電，每用20到40度電取暖的時(shí)候就可以相當(dāng)于節(jié)約一度電。就像在座的很多人也知道了，還有一種設(shè)備是熱力泵，如果使用這個(gè)熱力泵的話，大概是每五、六度電當(dāng)中節(jié)約一度電。在瑞士還有一些規(guī)定，是關(guān)于室外的陰涼方面的規(guī)定，在中國(guó)目前還沒(méi)有這樣的規(guī)定，因此，這方面的市場(chǎng)對(duì)我們來(lái)說(shuō)還很大。

通過(guò)窗口進(jìn)入到室內(nèi)的陽(yáng)光，我們要把它遮擋一部分，這樣就保證室內(nèi)的人不會(huì)受到陽(yáng)光的照射，但是我們又要保證進(jìn)入室內(nèi)的熱量是足夠的，超出范圍的熱量我們還必須把它轉(zhuǎn)移到其他的地方去。因此，如果要是在瑞士的話，就必須符合瑞士的規(guī)定，就必須要有相應(yīng)的設(shè)備，從65％的熱能降到10％的熱能，由此可以看出這之間的幅度多么大。而且用了這種自然的遮蔭的設(shè)備以后，我們還可以不必忍受空調(diào)系統(tǒng)所帶來(lái)的噪音、風(fēng)吹等等這些不健康的因素的影響，如果我們感覺(jué)室內(nèi)有些暗的時(shí)候，我們也可以把這些設(shè)備抬起來(lái)，讓陽(yáng)光透進(jìn)來(lái)，這樣我們也可以不必開燈。如果感覺(jué)陽(yáng)光太強(qiáng)或者太熱的時(shí)候，我們可以把這些遮蔭的設(shè)備給關(guān)閉，去遮擋住大部分的陽(yáng)光，從而起到降溫的作用，如果感覺(jué)到室內(nèi)較暗的時(shí)候，我們又可以把這個(gè)設(shè)備抬起來(lái)，讓陽(yáng)光充分的透進(jìn)來(lái)。同時(shí)我們?cè)诤芏辔镔|(zhì)偶合這方面也有一些相關(guān)的規(guī)定。具體來(lái)講也就是說(shuō)陽(yáng)光輻射所帶來(lái)的熱內(nèi)、人所散發(fā)的熱能、各種電氣設(shè)備所散發(fā)的熱能都裝在一個(gè)整體封閉的冷卻系統(tǒng)里了。

這樣的話我們就不僅僅是用天棚屋頂作為一個(gè)屋頂了，它實(shí)際上還是一個(gè)儲(chǔ)存熱能的設(shè)備了。在夜晚的時(shí)候，這些儲(chǔ)存在屋頂或者是其他地方的熱能就會(huì)慢慢地散發(fā)出來(lái)，所以整個(gè)建筑根本不需要空調(diào)系統(tǒng)，也就是說(shuō)這些東西不需要花一分錢。

我們并不想給這些設(shè)計(jì)建筑的人太多的規(guī)定限制，束縛到他們的手腳，除此之外他們可以任意地發(fā)揮他們的想象力，但是他們必須要遵循不能超過(guò)這種限額的數(shù)字。比如說(shuō)輸入能量的數(shù)字是每平方米5瓦特，我的辦公室有50平米，如果準(zhǔn)備有這個(gè)空調(diào)系統(tǒng)，我非常不喜歡這個(gè)空調(diào)系統(tǒng)，如果假設(shè)我不開這個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的話，就會(huì)感覺(jué)到很熱。我算了一下，這個(gè)空調(diào)消耗30瓦特的電，如果跟瑞士相比較，如果不用空調(diào)的話，就可以節(jié)約很多的能源。目前中國(guó)這面的情況是一方面浪費(fèi)的能量，另一方面卻并不是很舒適。主要的原因是因?yàn)槲覀兊慕ㄖ锝^熱層太薄，它的熱量散失的很快，所以我們要不斷地補(bǔ)充熱能。為了能夠不斷地補(bǔ)充熱能、熱量，我們就必須要向加熱系統(tǒng)提供相當(dāng)高溫度的空氣。

如果我們能通過(guò)接收陽(yáng)光使空氣變熱的話，這個(gè)速度是很快的，但是同時(shí)我們還保持著暖氣系統(tǒng)和控制系統(tǒng)一直加熱。我們能做的是什么呢？那就只有是把窗戶打開，來(lái)散熱，這就等于是浪費(fèi)了能量。因此，如果一個(gè)建筑物在溫度這方面控制的比較好的話，就允許它安裝小功率的暖氣系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)，就像這三張圖上顯示的，表面溫度可以從33度降到31度，或者是24度，最右邊的是22度，最右邊也是自己調(diào)節(jié)房間的熱量、溫度，調(diào)節(jié)得最好的房子。如果通過(guò)陽(yáng)光給室內(nèi)空氣加熱，從20度加熱到22度的時(shí)候，這個(gè)時(shí)候地面的溫度也達(dá)到了22度的時(shí)候，地面的暖氣系統(tǒng)和供熱系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，保持溫度為22度，因此我們稱這個(gè)系統(tǒng)叫“自調(diào)節(jié)系統(tǒng)”。因此我們也并不需要安裝什么非常昂貴的技術(shù)系統(tǒng)。

以上講的都是我在瑞士的一些經(jīng)驗(yàn)，那中國(guó)現(xiàn)在是什么情況的呢？我們用這種明亮的藍(lán)色代表哈爾濱，用黑色的線代表北京，然后其他不同顏色的線代表不同的城市，左邊這個(gè)表示的部分表現(xiàn)的是在冬季的時(shí)候，各個(gè)城市的溫度的變化，可以看出哈爾濱在冬天的時(shí)候是比較冷的，北京比哈爾濱稍稍暖一些，在夏季的時(shí)候溫度的變化主要集中在右半部分，幾個(gè)城市的溫度都相對(duì)比較高。我并不打算跟大家一起分析這些數(shù)據(jù)，我只是把這些數(shù)據(jù)展示給大家看一下，我們確實(shí)要把這些數(shù)據(jù)當(dāng)作考慮的范圍。這些都是濕度的數(shù)據(jù)。這個(gè)是用另外一種方式來(lái)表示剛才同樣的數(shù)據(jù)，當(dāng)時(shí)是曲曲折折的曲線，這個(gè)是圓滑的數(shù)據(jù)。黑色的線是代表北京，在全年溫度變化中的一個(gè)平均溫度的走勢(shì)，上面的綠線是瑞士，藍(lán)色的線同樣還是哈爾濱。

一般來(lái)說(shuō)低于15度這樣的氣溫就需要取暖了，也就是說(shuō)我們?cè)谶@兒畫一條線，低于15度的范圍都需要用熱能來(lái)補(bǔ)充，哈爾濱就是從藍(lán)線上面的任何一個(gè)點(diǎn)達(dá)到紅線的水平，北京和瑞士都是一樣。濕度的最大允許水平是不能超過(guò)11，也就是說(shuō)這幾個(gè)城市在夏天的時(shí)候，他們的濕度都超過(guò)了這個(gè)水平，我們就需要把這個(gè)濕度的水平降下來(lái)，降到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)線或者這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)線以下。因此，我們看了這個(gè)圖以后我們就清楚了，在冬天的時(shí)候要給他補(bǔ)充熱量取暖，然后達(dá)到紅色線取暖的溫度，因此這個(gè)部分是取暖的時(shí)間，是一年當(dāng)中消耗的取暖的能量。這其面其他的部分都不用翻譯地只翻譯這個(gè)紅色的部分就可以了，A是指不同區(qū)域，U是指隔熱的系數(shù)，這里面是說(shuō)如果降低了它的隔熱系數(shù)會(huì)怎么樣？升高了隔熱系數(shù)會(huì)怎么樣？

把綠線的部分加熱到紅線的水平都是一樣的，有了我們這種免費(fèi)的空調(diào)系統(tǒng)，也就是說(shuō)是自然調(diào)節(jié)系統(tǒng)，它可以把綠線的水平調(diào)節(jié)到黑線的水平，也就是說(shuō)可以真正的消耗能量來(lái)增加取暖的是從黑線到紅線的地方，這就節(jié)約了能量。在這里，只有這個(gè)“V”是很重要的，這里面是要增加它的空氣流量。

下面我就總結(jié)一下軟季候的概念是可以在中國(guó)各個(gè)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)的，第一點(diǎn)是外面的氣候越冷，那么它的隔熱的系數(shù)就越好或者是越高。同時(shí)在夏天的時(shí)候，我們也就有了更多的制冷的效果，所有這些都是在技術(shù)上操作起來(lái)都是非常簡(jiǎn)單的，就像剛才那位同事所介紹的，利用地下的一個(gè)通道，用自然通風(fēng)的辦法來(lái)調(diào)節(jié)建筑的冬暖夏涼的方式一樣。

第三點(diǎn)也就是外面的氣候越暖，我們也就越需要空氣壓縮機(jī)來(lái)制冷。

第四點(diǎn)是無(wú)論做任何一個(gè)建筑，來(lái)做空調(diào)系統(tǒng)的話，強(qiáng)調(diào)的是必須要使用靈活的和高效率的遮陰涼系統(tǒng)。

下面一點(diǎn)是說(shuō)室外的濕度越高，房子的防滲透性就越好。這個(gè)數(shù)字是加熱區(qū)域，這個(gè)單位數(shù)是以百萬(wàn)平方米為單位，也就是說(shuō)70代表7000萬(wàn)平方米?？v軸代表的是每平方米消耗多少度千瓦時(shí)電，而且這個(gè)例子是在瑞士的蘇黎世，如果每平方米消耗200度電來(lái)供一冬取暖的話，就相當(dāng)于消耗20升油一樣，就像我上張圖講的一樣。在1971年到1975年之間我們新建的建筑面積大概有800萬(wàn)平方米，因?yàn)橘|(zhì)量很差，因此相當(dāng)?shù)南哪茉?，后?lái)就開始了加強(qiáng)執(zhí)行節(jié)能這方面的法律，以后的建筑就會(huì)變得越來(lái)越節(jié)能，每平米消耗的電力數(shù)就會(huì)越來(lái)越少?？梢钥吹街虚g這幾列比較寬，這正是我們大興土木的時(shí)間，可惜的是那個(gè)時(shí)候的建筑大多都是質(zhì)量很差，很不興的是你們中國(guó)目前也在大興土木。而且你們這邊浪費(fèi)的熱能每平米消耗的熱能甚至于要超過(guò)燃燒20升油。

我們現(xiàn)在在瑞士所做的是什么呢？我們所要做就是把當(dāng)年大興土木時(shí)所做的建筑，因?yàn)樗麄兿牡谋容^多，把消耗的水平降到紅線的地方上。你們是不是知道我們也打算在北京奧運(yùn)場(chǎng)館來(lái)做這方面的工作呢？我相信，在奧運(yùn)會(huì)之后，你們一定還會(huì)重新地建設(shè)這些項(xiàng)目，因?yàn)檫@些項(xiàng)目不太好，消耗的能量很多，因此我們現(xiàn)在才與中國(guó)建筑設(shè)計(jì)院一起合作，來(lái)加強(qiáng)目前在建的很多項(xiàng)目的隔熱系數(shù)，另外有可能會(huì)增加隔音的設(shè)計(jì)。

說(shuō)到節(jié)能這個(gè)項(xiàng)目，我們主要有這么幾項(xiàng)工作，我們主要是讓空氣流動(dòng)，但是僅僅是為了通風(fēng)換氣。允許每天的氣溫在中間的水平上下有一些波動(dòng)，把整個(gè)建筑體看成是一個(gè)熱力的緩沖體，夜間的時(shí)候讓它自然的冷卻下來(lái)，如果有必要的話，就讓那些熱量在其他人我在里面的時(shí)候慢慢地散失掉。非常感謝！

【主持人】：歐洲對(duì)這個(gè)節(jié)能的工作，比我們?cè)?0年或者早20年，他們的工作做的是比較好的，我們要在這個(gè)方面新的建筑里面要不斷的完善。但是他們的歐洲是對(duì)舊的建筑怎么做節(jié)能，是大范圍的，所以這個(gè)工作是更復(fù)雜的。非常感謝！