森林里的房子组装完毕,下面我们就来看看它是怎样节省能耗的。
首先,我们必须弄明白,房子主要耗能在哪里。体感舒适的房子,要有合适的温度、湿度和光照,而要让房子冬暖夏凉、光照宜人,就需要人工调节,比如冬季采暖、夏季制冷、夜晚照明等。因此,在考虑如何降低房子的能耗时,一定要看它建在了什么地区,那个地区的自然气候如何。
清益斋所在的贵州,湿度较大,气候温和,夏季不超过25℃,冬季为0~8℃,这样的气候,冬季采暖、夏季制冷都是必需的。设计师主要考虑的是:利用夏季的凉爽风,挡住冬季的寒冷风,避免夏季的强烈日照,因此总的设计原则是最大限度地优化自然通风。
我们常说开窗通风透气,建筑通常在立面上开有侧窗。清益斋将侧窗开在幕墙上,自然风被引入室内,通过内部房间门上方的通风窗进入拔高的大厅,大厅顶部的侧窗有些是可以开启的,根据不同季节开启迎风或背风的窗扇,还可以控制开启的角度,这样室内的风向可以随季节变化:冬季背风,夏季可以利用自然通风将热空气带走,其他季节则可以利用自然通风,提高舒适度。
设计师并不满足于简单的通风换气,还设计了另一条更“曲折”的路线:不仅能让自然风进入室内,还可以在需要时让它包裹房子。由于路线加长,自然风的温度也会有相应变化。内外墙之间的空腔就是自然风的临时停靠站。在玻璃幕墙上方设计有通风百叶窗,下方有通风口,二者同时开启,自然风可以顺畅地进入室内,这适用于室外温度十分宜人的春秋季;而到了夏季,室内主要利用地道风来制冷,为了挡住室外的热,留住室内的冷,幕墙上的窗户就关闭起来,自然风通过上下两个通风口在空腔里流动,进入不了室内,但会把外墙上的热量带走——像不像冷冻冰袋?到了冬季,气温最低可到0℃,室内利用地道风和生物质锅炉供暖,这时幕墙上的通风百叶窗和通风□都关闭了,空腔封闭,效果类似双层玻璃,形成了保温的缓冲层,变成了清益斋冬天的“棉被”。
清益斋巧妙地将通风和保温结合在一起,并且充分利用室外和地道里空气的冷热,而这些冷热源都是绿色环保的,不需要消耗不可再生资源。在自然环境好的地区,新鲜空气含有更多的负氧离子,让居住环境更加健康。而我们常见的封闭的大厦写字楼,完全依靠空调系统,不仅容易滋生细菌,而且常伴有设备的轰鸣噪声。清益斋的自然通风设计,只有地道风是绿色建筑技术的应用,其他都是设计师通过建筑的布局、构造来实现的,这就是设计的力量和价值。
人类在发明电灯之后,室内采光变得极其方便,如果没有自然光线捣乱,灯光亮度可以保持恒定。然而,除了医院手术室的无影灯,没有变化的光线无论应用在哪里都会带给人极度的不舒适感,这个不舒适感并不完全来自视觉,更多的是心理感受。
日本有一句俳句:“春至陋室中,无一物而万事足。”是说一个空荡荡的房间,只要装满了春日阳光,就已经是最美好的,这是因为阳光本身就有着热度和生命。随着季节和一天内时间的变化,阳光进入房间的角度不断改变,制造变化的光影。
建筑师再次通过设计,将清益斋的采光和遮阳处理得富有艺术趣味,同时通过POE(有源以太网)合理配置室内照明,降低能源消耗。
贵州地区冬季日照较少,因此设计师主要考虑夏季遮阳问题。阳光通过大厅顶部的侧窗照进室内,屋顶上另有电动开启的天窗,并在内侧装了电动遮阳帘。墙上的藤编板可以过滤掉一半的阳光,另外还装了手动调节的竹帘。各种开窗设置让光线通过不同的路径进入室内,而各种遮光设施,可以灵活地调节采光量,因此,在不同季节、不同天气、不同遮阳情况下,室内可以有不同的亮度,光线投射下的影子也变得更加丰富多彩。
设想一下,由于设计得巧妙,我们在清益斋里不仅可以呼吸新鲜空气,享受自然光线,而且可以按自己的心意自由控制进入室内的空气和光线,因此可以让生活变得更加清新自然,就像这栋房子的名字——清益斋——一样。
作为一个科技园区的接待大厅,进入园区的人流会经过这里,停下脚步,感受“清益”的环境,从而发现:原来充分利用大自然的阳光和空气,尽可能少地消耗不可再生资源,不仅不会降低建筑的舒适度,而且能让我们的生活更加健康。这些,才是设计师在研究各种绿色建筑技术时真正追求的目标:引导和改变人们的建筑理念,重新认识大自然同人类的关系。