一些大型公建中,具有良好设计愿景的开放空间,例如希图利用空间设计的手法调节环境、提高室内环境品质和舒适度,或者促进建筑人文环境的公共开放空间,在实际使用过程中,反而成为使用中的“鸡肋”,着实“食之无味,弃之可惜”。使用过程中的问题往往集中在以下几个方面:
1: 设计之初的主观判断与建成环境不符。
在对北京一座 18 层高层办公建筑的调研过程中,业主不断向笔者抱怨该建筑中庭空间在使用中存在的问题并请求找到经济合理的改善措施。该建筑由国外著名建筑设计公司主持设计,建筑师在设计中为了创造令人震撼的室内空间效果,并且在室内环境方面利用中庭空间的热压通风作用提高室内的自然通风环境,设计在两个矩形的建筑体块中间插入了一个 18 层通高的中庭空间,其体量与两个主体体块相当。而在使用过程中,由于中庭的高度与平面的比例失衡,导致中庭的通风作用过度,强大风压驱使大量气流灌入 9层(中和面)以上的使用空间中,室内在任何季节都几乎不能开窗自然通风,否则过大的穿堂风将影响使用者的正常使用。而在 9 层以下的室内空间却几乎感受不到中庭通风的益处。18 层通高的中庭空间,既没有更好的提高建筑空间的使用效率,又没能在室内物理环境品质上有所贡献,反而给使用者带了更多的困惑,那么仅仅剩下的“视觉震撼”还剩下多少意义呢?
2014 年 6 月,人民网的一则新闻“深圳图书馆 看书得打伞”的报道引起了社会的广泛关注和激烈讨论,直至 2015 年都持续地被国内各大主流媒体当做热门新闻。该建筑被评论为“只求外观好看,不够人性化”的建筑设计。暴晒区域靠近建筑东侧的玻璃幕墙的通高边庭区域,在夏季7-9 月的上午 9 点至 12 点引起使用者严重的光环境和热环境的不舒适感受。图书馆作为读者的阅读空间,在室内物理环境的热、光、声环境都较其他公共建筑更为严苛,深圳图书馆在使用期间产生的问题则是经验的主观判断与建成环境不符的典型。此类设计问题在诸多建筑建成环境中屡见不鲜,是建筑在满足了坚固、安全、美观的基本要求后,出现的时代新问题。
2:模拟数据不能真实反映使用情况
一些经过生态设计或称绿色建筑设计的(大型)公共建筑当中,不乏可以在学术研究的期刊或者报道中找到其希图利用中庭开放空间调节室内环境的相关资料。但相较于模拟工况,在实际的使用过程中情况更加复杂,设计之初的模拟数据在受到复合因素的影响下,往往偏离预设轨道。例如通风井在建筑设计中通常经过模拟计算,引入垂直空腔可以利用拔风效应实现建筑被动的自然通风,但往往因为实际建筑在建造过程中围护结构施工的气密性或者围护界面开启方式问题,导致风井空间无法形成风压,阻碍空气流通。
3:某些空间在部分季节中的物理环境恶劣
在对清华大学照灡院食综合服务中心的调研中,中庭所产生的问题比较典型。有些公共建筑中,夏季缺乏有效遮阳措施,夏季中庭温度过热的现象明显。实际监测发现,在除夏季之外的其他季节中,拥有透明天窗的通高中庭提供了良好的自然采光,空间内白天几乎完全不依赖人工照明,冬季温暖的阳光形成“温室效应”,使该空间明亮且温暖。然而在夏季,“温室效应”的加剧,又无遮阳通风措施,导致位于中庭的就餐空间片刻无法停留。
经过实际的物理环境测试,该中庭在夏季正午 12 点整温度达到 43.2℃,而此时刻室外温度仅为29℃。与该中庭一墙之隔的边庭空间在该时段温度为 32.4℃,食堂内部空间受到主动式空调的调节,在该时段的平均温度为 30.6℃,中庭巨大的热负荷导致室内热舒适度受到不利影响。
可见合理设计中庭空间与气候、季节的关系的重要性,体现出调节作用的意义。同样的情况还出现在其他很多建筑当中,在调研过程中屡见不鲜。
4: 空间利用率低,造成资源浪费
在对 54 个公共建筑的 32 个中庭空间和 22 个院落空间的利用率进行了统计。通常作为交流共享或者主要交通组织的中庭空间,其人群密度④约在2 FTE/h·100m2左右。而院落空间的人群密度小于 0.5 FTE/h·100m2 ,在夏季或冬季等极端气候条件下,院落空间的人群密度则更低。相较于办公类建筑办公区域的平均人群密度 5~8 FTE/h·100m2来说,使用率相对较低的原因一方面是由于空间性质决定,而另一方面也受到空间设计不得当,空间环境品质不佳的影响。
5: 不当的空间设计可能增加能耗负荷
在寒冷地区,基本所有建筑功能性的室内空间均采用热源调节室内温度。然而诸如庭院、中庭、天井、风道、阳光间等空间往往在冬季或夏季少采用空调控制。一方面由于此类空间面积较大,采用主动式控制效果不明显;另一方面由于此类空间通常与室外环境联系紧密,受到室外温度环境波动较大,故而为了避免能源浪费不宜采用整体的控制系统。作为室内与室外“缓冲”的过渡空间,原本作为节约能耗作用的空间常常会增加建筑的能耗负荷,例如庭院空间的插入在寒冷地区的冬季存在不利影响,会增加室内空间的能源需求,前文提到的夏季中庭空间的过热问题也可能需要消耗更多的能源来解决。被动式设计中常常采用的空间策略往往是把“双刃剑”,合理利用并充分发挥中庭开放空间的作用则显得十分重要。
6:通过评价体系认证的绿色建筑不一定让人更满意、更健康、更有效率
通过 Sergio Altomonte和 Stefano Schiavon的联合研究所选取的 65 座已经通过 LEED 认证的建筑和 79 座普通建筑的基于网络的主观问卷调查工作的结论,反映出现行评价体系在评价人的主观感受方面的不足。研究将室内环境质量分为 17 个参数,进行使用者主观满意度打分,打分涉及建筑平面、家具、室内舒适度、空气质量、光环境、声环境、清洁与维护、总体评价 8个方面。参与被调研的人数达到 21477 人,其中 LEED 认证建筑中 10129 人,非 LEED 认证建筑 11348 人。调研问卷的打分方式为-3,-2,-1,0,1,2,3 七个级别,-3 分对应最不满意,3 分对应非常满意。表 1-3 所示为该项调研的平均结果,17 个打分子项中有 9 项结果显示出 LEED 建筑并不优于非 LEED认证的建筑。LEED 认证的建筑在互动交流、照明方面劣势较明显,分差大于 0.2。在使用面积、视觉舒适度、视线私密性、噪声方面劣势其次,分差在 0.1-0.2 之间。在舒适的家具、温度和隔声方面其使用者满意度也略输于非 LEED 认证的建筑。
以上公共建筑的问题,也反映了建筑在从设计到最后运营,全生命周期中,需要关注的问题。通过对 13 个国家的 73 个建筑案例的实际调研,T.Ramesh 等人的研究表明“建筑的运行阶段的能耗占建筑全寿命周期能源消耗的 80%-90%,对建筑的全寿命周期的能源需求起到了至关重要的作用。中庭等开放空间,在公共建筑中起到气候调节、能源节约,提升舒适的积极作用毋庸置疑,而如何将其价值体现最大化,得到使用者的良好反馈,建筑师与使用者的共同参与至关重要。
选自北京交通大学李珺杰老师《中介空间的被动式调节研究》