瓦爾特·翁特里納/ Walter UNTERRAINER
譯_孫菁芬 校_宋曄皓/ Translated by SUN Jingfen, Proofread by SONG Yehao
圖1 Batschuns 村建筑南立面實景
今天,如果在德國境內(nèi)旅行,人們會看到大片的自然景觀上覆蓋著光伏電板。在奧地利,這些光伏電板則幾乎一直擴散到了山頂(圖2)。那些曾經(jīng)為動物們提供食物和棲息地的地方,如今卻被人稱為“太陽能農(nóng)場(Solar Farm)”。而這些設施作為“綠色技術(shù)”和“獲取能源的新途徑”備受贊揚。但與此同時,他們帶來的“精神與美學上的問題”也為人所關(guān)注——他們破壞了阿爾卑斯山地區(qū)敏感的自然環(huán)境(圖3)。這些問題,由于“稅款補貼”政策的介入,讓人們對“可持續(xù)性”與空間和環(huán)境的整體關(guān)系產(chǎn)生了誤解。一直以來,在建造領(lǐng)域和建筑師群體中,“可持續(xù)”這個概念被大打折扣,誤認為等同于“能源效率”。
提高能源效率,利用新能源和清潔能源降低消耗,這些顯然是可持續(xù)性建筑的基本目標,減少CO2的排放量和避免消耗不可再生的化石資源也很必要。但即便用意和出發(fā)點是好的,如果缺乏整體的考慮,也可能帶來事與愿違的結(jié)果。當今的生態(tài)環(huán)境面臨各種問題:物種危機,生物多樣性的減少,自然環(huán)境空間的加速收縮,這些都是未來與生態(tài)圈食物鏈密切相關(guān)的重要問題。這里談論的不是北極變暖導致北極熊沒有生存空間這類話題,而是關(guān)于那些不為人注意的植物、微生物以及各種不同的動物物種,他們的生存空間每天都在萎縮。那些大面積的“太陽能農(nóng)場”,遮擋了土地的陽光,改變了土地的濕度,減少了植物傳播種子和動物活動的空間;它們?nèi)缤ㄖ粯有Q食著自然空間,與可持續(xù)性的初衷背道而馳。更糟糕的是,這些被稱之為“太陽能寄生蟲(Solar Parasite)”的設施,根本就沒有設在自然景區(qū)中的必要。明明在每個地區(qū)都有大面積的有待利用的工業(yè)建筑屋頂和大型公建的屋頂,既能提供場地,又能滿足功能需要。
利用太陽光來發(fā)電對未來確實是一項有趣的舉措,但也需要對此有全局的眼界和通盤的考慮。雖然筆者本人沒有對它做過深入的調(diào)查研究,但在歐洲有一項科學的“生態(tài)收支平衡報表”對市場上的“光伏電板”做過深入的研究。一位與此領(lǐng)域相關(guān)的科學家曾向我保證,到目前為止還沒有真正意義上的“替代技術(shù)”。即便是對于所謂的“替代技術(shù)”,我們也有義務對它做“從搖籃到墳墓”(即全生命周期)的思考:包括對有害材料的公布;如何對它們進行再利用的考慮;對生命周期內(nèi)效果的評估,尤其對光電板生產(chǎn)和組裝過程中消耗能量的公布(即德語中“灰色能量”的概念),這些都是非常必要的。如果把以上因素都考慮在內(nèi),那么那些所謂的“替代技術(shù)”的效用就會大大縮水,它的“可持續(xù)性”也將弱化,而這種所謂的“替代技術(shù)”和“新型產(chǎn)業(yè)”也將面臨困境,更不用說氣候變化對它的推動性影響了。
這個與光電板相關(guān)的例子展現(xiàn)了“可持續(xù)”舉措兩個戲劇化的、有代表性的問題:
首先,對可持續(xù)的思考和行動需要在各個層面上開展——從地域到地區(qū),從街區(qū)到單體建筑再到建筑內(nèi)的材料、使用方式、生產(chǎn)方式和建造細節(jié)。忽略其中任何一個層面都將導致它的成果大打折扣,變成一種“圖有其表”的解決方案。
其次,如果“技術(shù)解決方案”要成為“替代性的解決措施”為人推廣,那它的作用和效果需要進一步的可測量、可量化、可記錄。那些片面針對某類問題的解決方案(比如新的獲取能源的方式)很可能會帶來其他的環(huán)境問題(比如浪費土地,提高用水量,隔離物種,以及盲目的生產(chǎn)機械設備等);對問題片面的思考方式只會讓環(huán)境及能源問題繼續(xù)像今天一樣無法解決。
以下要介紹的是3個截然不同的案例,它們均來自筆者過去25年職業(yè)生涯中從事的與德奧地區(qū)能源效率及可持續(xù)建筑發(fā)展相關(guān)的工作項目。這3個案例面對的挑戰(zhàn)和應對的解決方案各不相同,但它們都有一個共同點,即采取了與項目特色相匹配的、因地制宜的措施,遠遠超過了單純提高能源效率。它們是對可持續(xù)性及能源課題進行了整體化全面考慮的措施。
第一個案例是在奧地利西部代菲斯村的一座小鄉(xiāng)村學校(圖4),這是一個通過競標獲勝拿到的項目。村政府的官員們認為,這個村子存在有很大的發(fā)展問題,即一直以來它都只是個純粹的“臥村”,村里的每個人從上幼兒園到進養(yǎng)老院,都得去鄰近的村子,因此帶來了很多的交通問題和連帶的負面壓力。于是出現(xiàn)了“一個沒有學校的村子就不是村子”這樣的口號。這里曾經(jīng)沒有任何教育設施,沒有圖書館,沒有文化場所,甚至沒有體育訓練場。與此同時,社區(qū)管理者決定,本次項目不僅是要做個跟“可持續(xù)”相關(guān)的項目,而必須將社區(qū)改建為一個徹底的高能效的建筑,并使其成為居民建造的榜樣。這個學校建筑是一個保溫性能很好的房子,同時帶有一套基于空氣集熱的太陽能系統(tǒng)(圖5~7),這套系統(tǒng)可以收集太陽光的能量并將其儲存在一個32m3的石頭里(利用石頭的熱惰性,作為蓄熱介質(zhì)材料)。在有需要的時候,將石頭中的熱空氣釋放出來,使其通過一個密閉的循環(huán)系統(tǒng),借助表面輻射來加熱房間。
圖2 光電板覆蓋景觀
圖3 阿爾卑斯山體景觀中的光電板
圖4 Dafins村航拍
圖5 Dafins村小學東南側(cè)外景(空氣集熱屋面板)
圖6 空氣集熱屋面板細部
圖7 透過空氣集熱屋面板的光線
圖8 Dafins村小學西北立面冬景
圖9 Batschuns村被動式住宅航拍
圖10 項目總平面
當學校(圖8、11)1988年投入運營的時候,這個運轉(zhuǎn)良好的小建筑的巨大意義和作用便立竿見影地顯現(xiàn)了出來。很多所大學都開始著手研究這個學校,利用傳感器對它進行常年監(jiān)測,并利用計算機的模擬軟件來指導它改良。這個學校由一個充滿技術(shù)風險的實驗性建筑變成了一個可供參考的示范建筑。只要有新的需求,就會有新的途徑。當所有的參與者在設計過程中都聚集一堂的時候,這個項目在各方面的運作效果就能完全被發(fā)揮出來。Dafins村的這所學校是一個榜樣,它展示了在一個小村莊的聚落生活中,社會與文化的可持續(xù)性,它跨越了村莊的邊界傳播開來。學校的小學生們將自己畫的校園建筑的小卡片,帶著“我們的供暖來自太陽”這樣的標題,寄給了那些對他們感興趣的,想與之交流并來造訪的奧地利的其他學校;與此同時還在奧地利全境引發(fā)了一場關(guān)于“公共建筑的責任”的廣泛討論。
通過一場由大學組織的監(jiān)測測評,經(jīng)過了3年的時間,我們對這座房子有了全面的了解。學校75%的供熱由太陽能供給,建設費用比沒有太陽能設備的同等類型常規(guī)建筑多出14.9%。這個效果并不令人驚奇,但對于這個案例的推廣效應來說,已經(jīng)足夠高了。
從案例1的推廣意義來看,第二個項目又前進了一大步。這個項目位于奧地利的Batschuns村(圖9),其能源節(jié)省率達到了90%,額外開支最多只有3%,這種基于經(jīng)驗和新方法所取得的改進對建筑師來說,意味著設計中有更大的自由度。
圖11 Dafins村小學南立面夏景
圖12 地形模擬
圖13 周邊的農(nóng)房建筑
圖14 建筑東北側(cè)冬景
圖15 建筑北入口無障礙設施
圖16 建筑外立面細部
圖17 歲月流逝后外立面木板墻的質(zhì)感
圖18 浴室地面細節(jié)
圖19 從建筑室內(nèi)向外遠眺景觀
圖20 室內(nèi)展廳
這座房子(圖10、12)成為了當時奧地利的首批被動式住宅,其能源需求量是12kWh/m2,而其中用來供熱的占9kWh/m2。它是一個預制裝配式的,保溫性能很好的木結(jié)構(gòu)建筑,在負荷分析和材料使用上參考了周邊的木構(gòu)農(nóng)房(圖13),但又不是簡單的照搬抄襲。它只選用那些貼近自然的、無害的材料,摒棄了那些對木頭的化學處理及油漆工程(圖13~15)。這座建筑會安詳?shù)刈匀焕匣?,而建筑的高品質(zhì)則體現(xiàn)在那些優(yōu)雅而實用的建筑細部上(圖1、圖16~18)。
整個住宅沒有承重內(nèi)墻和柱子,以便其可以隨功能需要更新的時候有更多的改造靈活性。所有的室內(nèi)空間均由家具分隔(圖19~21)。建筑內(nèi)的設備電氣都可根據(jù)需要在水平和豎向上聯(lián)通,如此一來便可靈活適應各種布局方案,同時也滿足了“可循環(huán)式的生活設計”理念。這些圖片只是為了說明,可持續(xù)與空間的詩意并不沖突對立。相反,“可持續(xù)”還伴有美學的、實用的、舒適的、生態(tài)的、經(jīng)濟的等等優(yōu)點。這個住宅接待了上千位參觀者的到訪,且讓一些曾經(jīng)對節(jié)能建筑抱有懷疑甚至處于對立立場的建筑師,開始重新反思他們的態(tài)度,并引發(fā)了一場討論。
圖21 室內(nèi)起居室及廚房
圖22 玻璃保溫效果:室內(nèi)舒適度對比
圖23 結(jié)構(gòu)完好的樓房被拆毀的普遍場景
只有當生態(tài)建筑滿足實用、美觀、舒適而且造價經(jīng)濟的條件時,它才是成立的。美學上的標準是多樣化且無法明確計量的,但“可持續(xù)”、“舒適指數(shù)”、“能源消耗量”以及“造價費用”這些因素卻可以進行后續(xù)監(jiān)測。同樣的,這個項目也請維也納大學做了后期的測量和監(jiān)測,以證實它是低能耗、舒適的(圖22)。
第三個項目再次涉及到一個新領(lǐng)域。歐洲大陸相對亞洲,在當下幾乎沒有人口增長。同其他大陸相比,歐洲可以說是一個已經(jīng)“建設完”的地區(qū),它對新建筑的需求量是相當?shù)偷?。制造“可持續(xù)建筑”這一課題的重點,不再是“建造一座節(jié)能新建筑”,而是越來越多地落在“如何處理現(xiàn)有建筑”上。大量“現(xiàn)狀建筑”的改造,對于能源消耗以及隨之而來的環(huán)境問題有著越來越重要的意義。其他因素,如財政預算的調(diào)整、人均居住面積的增長、舒適度的缺乏等也使得對現(xiàn)有房屋的改造迫在眉睫。這里所說的舊建筑改造不是針對那些座落在歷史老城市中心,中世紀文藝復興時期或者19世紀建造的歷史老宅。由于中心歷史城區(qū)的建設密度和整體性,這一區(qū)域在能源負荷上受到了很大的限制,因此他們的最佳選擇是細微化的改造。這里所說的舊建筑改造的對象,主要是指二戰(zhàn)之后,在1950~1980年代期間建造的房屋,它們占了相當大的建筑容量。與此同時,考慮到它們的能耗狀況、對土地的占用以及依賴私車的交通模式給環(huán)境增添的負擔,這些在那個年代被普遍接受的標準和建造方式在當今來看都是有很多問題的。它們建造的時代,是將石油作為廉價供熱能源的年代,是一個還未意識到化石能源會耗盡的年代。
上面陳述的那些狀況最終簡化成了這么一個問題“到底該拆了重建?抑或整修改造?”
在歐洲的不同國家這個問題有著截然不同的答案。在德國、奧地利和瑞士,拆除老宅幾乎是不可能的,因為它們佇立在街區(qū)和一群建筑中,是業(yè)主自我認知和辨識的一種個體象征。拆掉它就意味著毀掉業(yè)主的社會領(lǐng)地,抹掉他的個人歷史和回憶。也許在其他地方會喜歡全新而陌生的表象,但對老房子的“現(xiàn)代化改良”、“修復”、“改造”、“更新”在這些地區(qū)卻是最能滿足“社會與文化可持續(xù)性”的措施。
從生態(tài)的觀點來看,只要建筑主體(比如建筑的結(jié)構(gòu)體)還能繼續(xù)使用,那將其完全拆除就是一個極其不環(huán)保的舉措(圖23)。因為拆除房屋不僅完全毀掉了現(xiàn)狀建筑內(nèi)殘余的“灰色能量”(即它們曾經(jīng)在建造過程中消耗的能量),而且在“新建”過程中,又要重新消耗一次能源。拆遷房屋不僅會帶來大量的機械及能源損耗,還給身邊的鄰居及自然環(huán)境帶來了大量的噪聲、灰塵、垃圾等負擔,消耗資源。有大量的案例顯示,那些在房屋拆除的基址上建起來的新房,其建筑質(zhì)量比起拆掉的老房子也沒好到哪里去。在歐洲,拆除房屋的花費是很大的,尤其是廢墟的垃圾轉(zhuǎn)運和填埋。在這種情況下,“給一個房子兩次機會”這句口號就成了環(huán)保的呼聲了。這種舉措很少只對房子做單純的清理維護,一般都會伴隨在原址上更新設施、增加功能、追加建筑面積等舉措。
兩年前,筆者所在的事務所贏得了一項在德國安貝格城的街區(qū)整修項目競標(圖24),其主要任務就是為這類居住區(qū)找到一種更新的模式和途徑。在歐洲,大量的在1950~1970年間建成的房子類型都差不多,差異不大,因此帶有同樣的優(yōu)點和問題。這個競標由巴伐利亞州政府發(fā)起,并計劃于2011年11月完成第一階段的街區(qū)整修。
這個位于艾格里斯(Eglsee)街至普萊西(Plech)街之間的街區(qū)建于1959~1963年,是在德國“泛汽車化(德語Vollmotorisierung)”時期建造的。它是一個允許機動交通自由行駛的住宅區(qū),現(xiàn)狀建筑均接近50年的房齡(圖25)。在競標籌備階段曾對街區(qū)的居民做過一次集中的訪談調(diào)研。居民表示,他們對街區(qū)的居住生活很滿意,同時他們也很擔心建筑師們的“房屋現(xiàn)代化美化行動”會毀壞他們成長的回憶。那些居民當然是了解住宅區(qū)的現(xiàn)狀缺陷的,比如缺少無障礙住宅,幾乎沒有可用的陽臺,以及高得讓人難以忍受的建筑能耗(圖26~ 28)。
設計團隊提出的策略是“建筑的針灸式改良法”——針對現(xiàn)狀中的問題點,采用最小的“手術(shù)”以達到最佳的“治療效果”。在29項措施里最重要的一項是:使板樓里的雙面走廊通往綠地,與此同時,讓所有的底層住宅都實現(xiàn)無障礙(圖29)。考慮到嬰兒車的使用,現(xiàn)狀入口被拓寬并提供具有更好采光、更大面積的雨罩。那些形式精致的陽臺也因建筑新增的儲存空間而被解放,成為更具私密性的、更為實用的戶外空間(圖30~34)。建筑的能耗量在10項因素的共同作用下大幅降低(圖35~38):如建筑外保溫、換氣窗、整體預制、可預熱空氣的低技術(shù)通風系統(tǒng)等等;摒棄對生態(tài)有害的部品和保溫材料。在現(xiàn)狀車庫屋面上設置的折板式綠化,為建筑提供了垃圾分類空間和自行車的停車空間。如此一來綠化屋頂也創(chuàng)造了建筑的第五立面,讓它由一個簡單的瀝青屋面變成了一個可以提供蔭涼的綠化屋面。
圖24 Amberg城航拍
住宅建筑的能源效率
Eglseer街66/68號住宅建筑
建筑信息
建造類型: 實體建筑
建筑類型: 居住建筑
建筑層數(shù): 3
建筑層高: 2.62m
建筑基底面積:440.9m
凈建筑面積: 1 131m
外墻面積: 731.1m
窗戶面積: 141.6m (占16.2%)
體型系數(shù): 0.5
室內(nèi)溫度: >19℃(由EnEV提供)
換氣方式: 自由換氣
換氣比率: 0.7次/小時
總建筑面積由建筑體積乘以0.32的因子得出, 以此來區(qū)分通常所說的凈使用面積
圖26 Eglsee街多戶式居住建筑改造前能耗需求量分級
圖28 Plech街現(xiàn)狀住宅建筑特定區(qū)域能耗監(jiān)測
圖25 住區(qū)現(xiàn)狀
圖27 Plech街住宅建筑改造前月能耗和可用能源量
圖29 規(guī)劃方案總平面
圖30 帶儲藏間和私密空間的新陽臺方案
圖31 車庫上的綠化方案
圖32 改建中的陽臺
圖33 建造中的入口液壓升降梯
圖34 建造中的起居室新窗戶
圖35 通風方法及熱水模式
圖37 改造前后單位CO2排放及燃料費用對比
圖36 改造前后能耗對比
圖38 改造前后能耗分級對比
所有這些措施如果沒有居民的支持和認可是無法實現(xiàn)的,而如果在項目之初缺乏整體規(guī)劃,同樣也無法成功。從最終的改造成果來看,它并不是一個徹底的、吸引人眼球的全新設計,而是一場小心翼翼的、謹慎而持續(xù)的改造;一場為滿足當下和未來居民需求的改造。
建筑的品質(zhì)隱藏在細部和對整體的全局考慮中,老房子不僅單方面從能源的角度需要被更新和改造,也要從如何讓現(xiàn)狀建筑適應我們的時代,要從各個層面去思考。這既是當今歐洲的建筑師面臨的挑戰(zhàn),也是擺在他們面前的機遇。