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建筑对环境的影响——以玻璃幕墙为例
发布时间: 2013-08-19   来源:网友戚风投稿 

任何一座建筑都不是独立存在的,只要他被造出来了,就必然要处于一定的环境之中,并与环境保持着某种联系。古今中外的建筑师都十分注意对于地形、环境的选择和利用,并力求使建筑能够与环境取得这种联系。

例如莱特的“流水别墅”和“西塔里森”都是建筑与环境互相协调的范例。这两种建筑,从里到外都和自然环境有机结合在一起,用莱特自己的话讲:“就是体现出周围环境的统一感,把房子作为所在地段的一部分。”莱特是以他的浪漫主义的“草原式”建筑成名的,“草原式”建筑这一名称正是他用来形容其作品与美国西部一望无际大草原相结合之意。从这里就已流露出他对世俗的厌烦而企图寻求世外桃源,并把对大自然的向往当做一种精神寄托。从“草原式”建筑开始而逐渐形成的“有机建筑”论,则更是进一步地为他疯狂地追求自然美,奠定了理论基础。简言之,建筑就是应当模仿自然界有机体的形式,从而和自然环境保持着和谐一致的关系,这种观点应当说是处理建筑和自然环境关系的一种有代表性的主张。

流水别墅

在中国这一片辽阔的土地上,从北到南、东到西、平地到高 原等不同的气候和地理条件下,孕育了多少建筑与环境相协调的例子。

结构简洁的圆型蒙古包,巧妙地避过了北方草原经常刮起的强风,容易拆建的结构既适合游牧民族的生活模式的需要,更刚巧符合了环保再用的原则;

黄土高原的条条冲沟、块块坡地上挖掘而成的黄土窰洞,既不占耕地,还可防止水土流失,冬暖夏凉,适合人类的居住要求。

"杆栏竹楼"是云贵及其他热湿气候地区的最佳智慧之作,"它既可利用通风防潮、冷却除湿的原理来调节热湿气候" 尤其是云南傣族的"竹楼" 最为典型,"它们大多为竹、木结构,屋顶挑担深远,造成大片阴影使下部房屋荫凉,底层架空和带缝的竹、木地板,使底部较为阴凉的室外空气渗透到室内,空气自然流动带走热湿,也避免了雨水淹没和蛇虫的侵扰。"等等太多例子了,在这就不一一讲述了。

回眸我们建筑与环境的发展,长期以来,建筑设计的一些理论大部份是源於西方,而从事建筑设计此行业的专业人员,绝大多数是承袭西方所传授之模式。无可否认,大部份的设计理论、方法及技术均能应用於不同地区,亦为各地区建设发展发挥了很大的作用。然而在"一面倒"学习西方技术的同时,无可否认,也存在着"搬字过纸"的盲目抄袭的情况。导致一些因应地域气候、环境差异等因素 的设计方法或技术,也毫不思考地被完全"借镜"到不同、甚至相反气候的地域中去。其中最突出的例子就是玻璃幕墙大楼。

西格里森

此次上海之旅我们可以看到,在上海的每一个角落都有关于玻璃的建筑,且不说那些高耸入云的玻璃幕墙大楼了,站在上海高340多米的88层的金茂大厦上往下看,映入眼帘的几乎全是鳞次栉比的玻璃大楼。俨然玻璃大楼已经成了一种主流趋势,然而在鲜亮的玻璃大楼的背后,一个个新的问题将接踵而来。      

我们都知道大部份欧美地区均处于寒温地带,全年超过一半以上的寒冷日子需要暖气以维持室内恒温。为了减低供热能源的消耗,致有不少应用太阳能技术来供热的新建筑出现,如全封闭式玻璃幕墙大楼便是其中一种最典型的例子。因其是采用最简单的节能技术——“温室效应”来免费摄取阳光的热量,从而减少人工供热的需要,也同时减少石化能源或电源的消耗。因为能达到节能效果,以及具有现代美的简洁外观,玻璃幕墙大楼才普遍为欧美地区广泛应用。

其实据我们了解玻璃幕墙不仅仅有可吸收红外线;减少进入室内的太阳辐射;降低室内温度;轻巧美观;不易污染;节约能源;在光线的反射下,室内不受强光照射,视觉柔和等。

另外,在现代化高层建筑的玻璃幕墙中,还采用了由镜面玻璃与普通玻璃组合,隔层充入干燥空气的中空玻璃。中空玻璃是一种良好的隔热、隔音、防结霜、防潮、抗风压强度大、美观适用、并可降低建筑物自重的新型建筑材料,它是用两片(或三片)玻璃,使用高强度高气密性复合粘结剂,将玻璃片与内含干燥剂的铝合金框架粘结,制作成的高效能隔音隔热玻璃。据实验检测,在冬天,当室外温度为-10℃时,室内单层玻璃窗前的温度为-2℃,而中空玻璃窗前的温度是13℃;而在夏天,双层中空玻璃可以挡住90%的太阳辐射热;虽然阳光依然可以透过玻璃幕墙,但晒在身上不会感到炎热。因此,使用中空玻璃幕墙的房间可以做到冬暖夏凉,极大地改善了生活环境。

然而,对地处亚热带的中国南部地区的上海来说,玻璃幕墙大楼除了美观之外,不见得有什麽其他好处。试想想,同样地"温室效应"只会使湿热地区室内热环境"热上加热"。“温室建筑”的原意是要在寒冷的气候中创造热湿气候,然而在热湿气候中再以玻璃温室来强化炎热的气候岂不严重违反自然?要使热量平衡,室内达到舒适的环境,需要消耗加倍的能源来制冷。全面玻璃大楼的单位空调设备量甚至可能膨胀为一般RC大楼的三、四倍,不但使投资成本暴涨,也伤害地球环境。

不过,尽管有空调来制衡增加的热量,但是由於热浪透过大楼四周玻璃进入,自然使大楼热量分布不均,那麽制冷负荷也很难达到平均,"因此常使外周区焦热如焚,内部区冻如寒天,室内冷热分布不均,忽冷忽热,而造成使人的血管急剧放大缩小,损及健康。"为了临时解决室温不均的问题,在上海有些玻璃幕墙大楼的使用者或小业主便直接地在幕墙上 开窗洞,突兀地装上个别的窗口式冷气机以补足冷风量,这反而使亮丽新潮的大楼变成千疮 百孔,体无完肤的立体面,可说是被"毁容"了。由此可见,不考虑地域气候的因素,而盲目"崇洋",可说是建筑设计的"悲哀"。这样的玻璃幕墙大楼往往是最不环保、最消耗能源的建筑物。

另外一个问题接踵而至,那就是光污染。试想想那么一大块玻璃立在那里,在阳光的照耀下,怎么可能不会反射阳光呢。光污染就这样形成了。首先它是制造意外交通事故的凶手。矗立在交通繁忙道路旁或十字路口上的一幢幢玻璃幕墙大厦,就像一大块几十米宽、近百米高的巨大镜子,在太阳光下熠熠闪光,并对地面车辆和红绿灯进行反射(甚至是多次反射)。反射光进入高速行驶的汽车内,会造成人的突发性暂时失明和视力错觉,在瞬间会刺激司机的视线,或使他感到头晕目眩,给行人和司机造成严重危害。据我了解,由于这种光污染,上海已经造成了好几起交通事故,直接威胁到了人们的生命安全。

光污染

其次,光污染也给附近的居民生活带来了麻烦,尤其是那些建在居民小区附近的玻璃幕墙,会对周围的建筑形成反光。据光学专家研究,镜面建筑物玻璃的反射光比阳光照射更强烈,其反射率高达82%~90%。夏日阳光被反射到居室中,使室温平均升高4~6℃,空调开支大幅增长,影响人们的正常居住使用。更有甚者,长时间在白色光亮污染环境下工作和生活的人,容易导致视力下降,产生头晕目眩、失眠、心悸、食欲下降及情绪低落等类似神经衰弱的症状,使人的正常生理及心理发生变化,长期下去会诱发某些疾病。国家环保局每年都接到全国各地对光污染的多起投诉,并对此予以高度重视。

此外,玻璃幕墙很容易被污染,尤其在大气含尘量较多、空气污染严重、干旱少雨的北方地区,玻璃幕墙更易蒙尘纳垢,这对城市景观而言,非但不能增“光”,反而丢“脸”。又由于一些玻璃幕墙所用材质低劣,施工质量不高,出现色泽不均匀,波纹各异,导致玻璃幕墙如同哈哈镜一般。在阳光下,每块玻璃不是显现均衡一致的光影,而是四处漫射。显然,这样的建筑物,难以使人联想到明快、豪华,只能使人感到光怪陆离和滑稽可笑,城市形象也因此大打折扣。

讲到这里,我们又不得不提玻璃幕墙的维护工作。幕墙的重要组成部分是玻璃,而玻璃又是易损件,因此管理和保护又变得十分重要。对于玻璃幕墙的维护又是项很复杂的项目

定期检查

(1)在保修期内由供方组织定期检查、回访,发现质量隐患及时排除。

(2)胶条及注胶随时检查,如发现脱落或损坏及时更换或修补。

(3)定期用擦窗机进行清洗。

(4)表面修补:局部损伤或划伤用修补漆。

(5)检查:一是表面检查法:外观目测表面是否有损坏现象。二是内部检查法:检查玻璃是否损坏,发现损坏及时更换。连接件定期检查是否腐蚀和松动。五金件是否有功能性障碍。胶条是否脱落、龟裂,涂胶是否有缺陷。检查部位有否损坏。玻璃是否结露。

定期保养

(1)用溶剂清洗。用二甲苯、甲苯、无机酒精或乙醚等溶剂去掉油脂和上光材料之后进行清洗及淋漂,注意不要用太强的溶剂以免损坏固定玻璃的密封胶。

(2)正常清洗及淋漂。应该经常清洗,淋漂且擦干玻璃,尤其是在施工期间,应该用柔软、清洁的无尘粒布料以及中性的肥皂、洗漆剂或微酸性的清洁溶剂。洗涤后立即用清水淋漂,然后用一个清洁的橡皮扫帚将余水擦去。因为在涂层玻璃上指纹印、油污、污斑、灰尘、渣尘、密封剂的残渣、抓痕以及任何表面的擦伤都比在普通玻璃上更为显眼,所以我们在管理和清洗涂层玻璃时应格外小心。因此在整个工程期间涂层玻璃可能要求经常清洗,在涂层玻璃窗板之间应该总是用隔层板的。

(3)表面损伤。被混凝土沾污,在暴风雨期间从混凝土或建筑砖石中有时释放出的含碱或含氟物质可能弄脏或腐蚀玻璃,在窗拱前的混凝土结构应设计好,使滴下的水不会滴到玻璃上。制造预制板和其他混凝土墙材料时应该充分地搅和,使之成为均匀的水合物,并完全固化,混凝土的表面处理工作(酸化喷沙,凿石眼、灌浆,上防水材料等等)应该在安装玻璃之前就结束,而且应将碎块清除干净。

这样算下来又是一笔不下的开支啊,好在中国政府了解到了事情的严重性,对幕墙建筑的问题给予了高度重视,建设部于1996年颁布了《幕墙工程技术规范》,1997年又颁布了《加强建筑幕墙工程管理的暂行规定》,使控制幕墙工程质量有了法规依据。各地根据自己的实际情况,也采取了一些相应的可行措施。据统计,从1984年上海联谊大厦第一座玻璃幕墙建筑拔地而起至今,上海各类既有建筑幕墙工程总面积1000余万平方米。当时“绚丽夺目”的外墙,如今成了一块块浪费着电能、热能的玻璃片。并且,目前上海的建筑能耗约占全市总能耗的1/4,其中公共建筑能耗又占上海建筑总能耗的“大头”。例如在浦东陆家嘴金融中心区,仅空调用电负荷一项就已经占到了整个浦东新区总用电负荷的1/10,而其面积仅为整个新区的0.33%。这些所耗费电能的50%以上通过玻璃幕墙又“悄悄”地流失了。所以上海市决定,在上海已拥有的2239幢玻璃幕墙建筑中,有10年以上的既有建筑玻璃幕墙工程的建筑玻璃幕墙有545幢,而且这些建筑使用的大规模单层玻璃幕墙不仅隔热性差,还存在着安全隐患。上海市将把他们的综合改造作为上海市下一阶段建筑节能改造的一项重点。

另一方面,开发和利用新的玻璃材质也是一条很好的出路。如选用LOW-E型低辐射玻璃、微晶玻璃、茶色玻璃(反射率11%)、宝石蓝色玻璃(反射率12%)等反射率低的镀膜玻璃安装幕墙,值得推广。上海大剧院选用了一种新颖的白色毛玻璃,玻璃上面有细密的白色圆点,形成一种朦陇的半透明质感,非常吻合大剧院的文化品位和高雅格调。

上海大剧院

近些年来,人们正在不断加强环境意识,在实践方面不仅竭力保护环境,而且努力创造良好的环境。让自己设计的建筑尽量配合环境,再也不是自己创造环境来适应自己的建筑。本人也希望今后的玻璃幕墙建筑能更加的适应环境。从玻璃幕墙看开去,希望以后的建筑能与环境更加协调。

责任编辑: Ellen
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