环保的建筑/事与愿违的建筑 – Great London authority

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今日讲一座环保设计建筑的实例,这一座玻璃蛋是伦敦市政府的办公室,位于泰吾士河南边,邻近著名景点伦敦塔桥。这一座建筑是由著名建筑师 – 诺曼·福斯特设计的,我亦曾多次介绍过诺曼·福斯特的建筑,其实我并不想太过集中讲福斯特的建筑,因为我先前已讲过他所设计的香港机场, Commerez银行,大英博物馆和千禧桥。但若要我立时想起一个自我阴影的例子,就未必想得起,而且我刚刚在5月时曾参观过这大厦,所以便顺便写多一篇,之后便开始讲维港两岸的建筑。


上星期我在环保家居DIY(温度篇),环保家居DIY(通风篇),环保家居的DIY(阳光篇/开阳单位篇)详细讲了各种因素会影响建筑物的用电量,今日先简单引用这例子作为环保建筑的示范,大伦敦政府只有10层高,而福斯特所采取的手法是希望这大厦比正常情况下用少一些能源,总之尽量绿化。
首先从外形着手,福斯特所选用的做法是令整个大厦成鸡蛋形状,这便可以比一般四四方方的大厦减少受热面,而且由于高层受热/失温面多,所以高层的面积减少,下层面积增多。因此这大厦是上细下大的,而且上层的楼板是向南倾,这样高层的空间便形成一个斜面来阻挡从南方射来的夏天太阳光线,但在冬天时由于阳光的角度比较低,所以冬天的阳光可以射进室内。就是这样一个外形上的考虑,这大厦在夏天时便可以减少因阳光而产生额外的热力,另外,在冬天时借助阳光的热力来温暖室内,减少对暖气的需求。一个设计上的考虑便同时减少泠/暖气的用电量。


大家可能会问虽然高层的空间便会为楼下阻挡阳光而很热?无错,所以这大厦在高层加了太阳能发电板,第一:发电,第二:隔光,据我所知这太阳能发电板是后加的。


另外,讲到通风,每层的窗是可以开启的,但只是有开启的窗不可做成有效的对流,所以每层的地板都有气孔,将从室外吸至室内并经窗口流出从而做成对流。玻璃幕墙的商业大厦都会有提供鲜风的设施,而这大厦再进一步利用自然对流的作用来减少对鲜风的需求,亦帮助大厦失温。


但这方法亦不能够完全取代泠气,空调系统有分水泠和气泠,大伦敦政府的空调系统是水泠的,而水是从四周地下水处抽来的,并且用作水泠的空调系统,然后这些水泠后的水用作冲厕用,然后这些污水会沿污水管去到空调系统的四周,将空调系统的温度再进一步降低,当然入水和出水是分开, 但水管的溫度會經過水管的外則而交換溫度,所以這大廈的用電量比正常的大廈小25%,用水量也因使用地下水的关系而有所减少。


当然空调系统的的水不会全是来自地下水,否则四周的大厦可以因为地下水的减少令泥土涨力减少而下沉。但这地盘是在河边,水位甚高所以可以有此可能使用地下水。


從這例子可以看到建築師設計一座環保建築是從第一筆已開始考慮環保的問題,而不是做好了一个设计然后东一块,西一块来想环保建筑。建筑师永远是站在环保线上的最前线。


首先,福斯特在空间设计时将会议厅放在2楼,首层是完全空的,除了入口大堂和通往2楼的会议厅和地库展厅的斜坡外,连地板都没有。
到2楼的会议厅,会议厅之上有一个8 層高的空間,而這空間是由一條旋轉樓梯連接至頂層的員工餐廳的,這條樓梯亦可以通往各層的辦公室。


設計的目的是希望可以讓會議廳有一個美麗的河景和寧靜的環境,另外,市議會希望會議是可以對外開放於公眾,進一步營做open政府的形象,所以会议厅是设有观众席,而所有层数的办公室都可从旋转楼梯处看到部份员工的工作, 讓參觀者可以更了解市政府的運作,而這旋轉樓梯亦希望鼓勵員工使用樓梯通往各層,从而减少用电梯。


这样的构想在理论层面是可行的,但是为避免多余的声浪影响会议的进行,旋转楼梯在会议期间是封闭的。由于会议是经常进行的, 於是便形成人盡量避免使用樓梯的慣性,所以在這裡上班的人多數都是很少用樓梯。


但是这楼梯设在大楼的正中心部份,而且面对河景,所以如果这楼梯是很少人用的话便相当浪费。不过这真是一个突破。 因為一般建築師在開則時都會把會議廳放在比較隱蔽的地方,因為一般會議廳需要較好的隔音效果而且未必需要有陽光.至于,市长和其他重要官员的办公室就放近河边,其他员工就会依职级来安排座位。


大伦敦市政府的会议厅的设计绝对是革命性,因为很少会议厅可以有这样大的空间,但音效的确是一个大问题。昨日我登出了大伦敦政府的切面图,这是原先设计的图像但之后发现了这样的蛋形空间会令声波反弹至会议厅,在这里讲话的人可能根本完全不能听到别人和自己的说话,于是福斯特和一众工程师将上层的蛋形空间改变成层叠式的蛋形空间,这才可以让声波传至顶层,所以,这空间是非常传声的,于是更少人使用这楼梯。


在我读大学时,曾有一位在福斯特任职的电脑技术员来到我的大学讲解如何用电脑设计这大厦,他们是先做好这大厦的外形,然后再计算大厦的受热程度再更改外形。之后便计算会议厅和蛋形空间音效问题,并再作调整。跟着再根据层高切出楼板的空间和面积,再计算旋转楼梯的级数和转向。


最后是计算玻璃幕墙上每一块的玻璃,我之前在大英博物馆讲过用三角形的玻璃来制造三维曲线的玻璃幕墙是比较低成本的,因为可以同一大少的玻璃来制造这幕墙,减少订做异数件的数目。


大伦敦市政府的会议厅和蛋形空间是用三角形的玻璃,但为求制造自然通风的效果就需要用长方形玻璃来作为可开启的窗户,但每一块需要特别订做。 而當時這一位的電腦技術員就展示如何利用電腦準確計算每一塊的玻璃的大少和彎度.在10年前来说是非常高的技术,而这技术以往只是用在画船和飞机上,在建筑上使用是甚少的。但近年开始有建筑计算的学科出现,计算三维曲线的技术变得相当简化,而软件方面亦变得相当容易使用,很多学生都开始懂得如何使用。不过,福斯特在这方面还是在英国有着领导的地位。


但有一点不能不讲的是,这大厦在环保层面上是相当先进,但大厦的侧面还好,大厦的正面就十分奇怪,而且在这里上班的人并不是经常开启工作间的玻璃来做成自然对流的作用。因此这建筑物在英国不是有太崇高的地位。


总结一句,这大厦是希望用家尽量用楼梯上落,但可惜反而减少人用楼梯上落。另外,虽然用了很多时间设计玻璃幕墙来希望用家开窗做成自然通风,但用家一般都为免麻烦而没有开启。


大家说这是不是事与愿违的建筑?


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