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建筑绿色智慧 全生命自由呼吸——记建筑学院阻霾“兄弟连”
作者:策划/郭春香 采写/齐延娜 佟玉兴     日期:2015-12-16     来源:ManBetX体育网报     阅读:

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当工业的齿轮将钢筋、混凝土不断地搅拌碾压,石油煤炭过度开采为空气中PM2.5的增长再加一把力,雾霾现象对于现代化城市来说再也不是一个陌生体。穹顶之下的人们只能用口罩或减少外出等封闭化的方式来保护自己,根治雾霾到底有多难?走进“呼吸·细胞·城市生命体”,建筑学子告诉我们——根治雾霾并不是一个遥不可及的梦想。

当“雾霾”遇上“兄弟连”

得知“智慧城市”专项赛事之后,建筑学院的manbetx客户端网页版纷纷筹备自己的课题。魏建男、白靖渊、于正委三个同学从眼下最热的“雾霾”出发,开始了他们的专项挑战。“雾霾从哪里来?”“如何有效阻止雾霾的传播?”“如何将形成雾霾的颗粒物变废为宝?”一系列问题整天萦绕在三位同学的脑海之中,而这三个问题也贯穿了整个课题的始终。

“产生雾霾的源头有很多,但建筑行业是产生雾霾的‘主力军’之一。”于正委说。一个建筑物从建造到使用再到拆除的过程中,都会产生一些对环境有害的影响。首先在一栋建筑物的建造施工过程中,施工工地会产生大量的扬尘和可吸入颗粒物,而这些物质也将直接诱发雾霾天气;其次人们在使用建筑物的过程中所使用的空调等其他设备,也会对环境造成一定污染;最后在拆除一栋建筑物的过程中,拆除现场的粉尘、建筑垃圾等物质均会影响到空气质量。所以如何在一个建筑生命周期内降低雾霾对建筑使用者的影响并减少雾霾的产生以及治理周边雾霾,从而让每一栋建筑都能带动街区生态环境的改善进而改善整个城市的生态环境,已成了一个亟待研究的课题,而“呼吸·细胞·城市生命体”设计正是基于此展开的。

“确定主题之后,就发现从建筑学的角度来解决雾霾难题并非易事,在网上基本查不到相关资料,面对雾霾,网络上只能给出一些戴口罩、防毒面具等防护性措施,缺乏建筑学上的系统概念。幸亏贾志林老师是建筑学方面的专家,给了我们很多建议,我们的课题才进行得比较顺利。”魏建男说。经历前期的实地考察,他们在贾志林老师的指导下逐渐做出了明确的设计步骤。“雾和霾的区别十分大。霾的意思是灰霾(烟霞),空气中的灰尘、硫酸、硝酸等颗粒物组成的气溶胶系统造成视觉障碍的叫霾。当水汽凝结加剧、空气湿度增大时,霾就会转化为雾。雾霾天气是一种大气污染状态,雾霾是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述,尤其是PM2.5被认为是造成雾霾天气的“元凶”。专业性理论知识的学习和实地考察为他们确立一个完整的建筑全生命周期打下了基础。“正如人的生命一样,建筑物也有自己的生命周期,建筑物的建造、使用、拆除就好像是人的出生、生活、死亡。我们的课题是针对建筑全生命周期的三个不同阶段分别提出我们的设计策略,从而改善人们生活的生态环境。”于正委补充道。

“穹顶之下”的建筑减霾绿色技术探究

面对雾霾我们该怎么做?魏建男、白靖渊和于正委向记者全面地介绍了他们的建筑全生命周期防霾除尘系统设计。针对探索到的问题,他们将重点放在了建筑屋顶除霾系统和建筑防霾除尘系统两个方面。他们对建筑屋顶(因其一般情况下是城市中最靠近天空的地方)进行改造利用,设计了一套电力自供应的雾霾吸收处理系统,它的第一个作用是吸收雾霾,将雾霾颗粒沉积下来做成培养基,用于屋顶绿化。另一个作用是收集雨水,对雨水循环利用,将其应用于部分家庭用水,例如卫生间用水。而建筑除尘系统则分为四个部分:表皮系统、净化系统、呼吸系统、清理系统。通过这四个系统的相互作用构成了建筑防霾除尘系统,从而达到防霾的目的。表皮系统是由数个可自动旋转的构件组成,通过不同的旋转形式以达到不同的采光效果,从而满足不同时间段对日照的不同需求。净化系统是由三层固定在表皮系统的高效复合滤网上下交错组成。呼吸系统是采用双层幕墙结构,内外两层幕墙之间形成相对封闭的空间。清理系统则由雾霾净水收集系统和智能除尘装置组成。四个系统的相辅相成犹如一个完整的细胞结构,从不同的角度切断雾霾的传播途径,从而将产生雾霾的颗粒物变废为宝。

“经过一些调研我们还了解到,在建筑的初期阶段,全国各地的工地建筑都会使用防落保护网,它们的材质只是普通的纤维丝,作用就是普通的防止钢材不慎掉落砸伤人,而我们将其改成一个具有三层材料的保护网,从而将它的功能扩展到减少雾霾传播、吸收施工工地产生的大量扬尘和可吸入颗粒物等多个方面。”白靖渊说。他们构想的防落保护网打破以往材料使用上的常规,依次采用木纤维、棉布、木纤维,这是经过多次的比较之后确定的两种材料,它们的质量比较轻,成本低,吸收能力强,而且相对于木纤维来说棉布的吸水能力更强,保持湿润以更好地吸收建筑时的粉尘。使用之后,将粉尘抖落下来用作营养土壤,或者说使用几年之后它的寿命到了,就可以把它做成绿基的材料,这样就形成了一个良性循环。

当然,伴随着城市现代化的进程,面对旧城建筑物的拆迁,如何重新利用拆迁所剩的建筑垃圾实现可持续发展,怎样让建筑在生命周期的最后产生剩余价值,都是他们的设计出发点。他们将废旧的建筑材料压缩制作成一道墙,也就是“绿色吸附墙体”。它建设在不同阶段和不同季节,初期的绿色吸附墙体像海绵一样,以吸附散落在城市中的颗粒扬尘为主。当吸附墙体吸附空气中的颗粒之后,会在墙体的缝隙中形成土,达到一定的密度后,可对墙体进行适度的植物种植。绿色吸附墙体既解决了景观的需要,又能够做到对建筑垃圾的低碳利用,同时吸附并固定了空气中的有害颗粒,一举多得。于正委说:“建筑全生命周期相当于人体的生命细胞,如果每一个细胞都健康有活力,那么整个人就会很健康。以点带动线,线带动面,面带动体,整个城市就会防治雾霾,就会达到生态绿色。我们也大体算过成本,不是很高,可实施性非常强,具体建造也不是很难。”

成功=艰苦的劳动+正确的方法

“贾老师一直叮嘱我们提高效率,不要熬夜,熬夜行动只能偷偷进行。连熬了五个晚上的通宵,最后才把课题做出来。加上老师的指导帮助我们确定好了所有的大方向,确保我们在做课题的时候不至于跑偏方向,天时、地利、人和,我们才能取得今天这么好的成绩。”于正委说。

“当比赛结果出来的时候,很欣慰但也有一点失落。挑战杯是国内最具综合性的赛事,不只是建筑学之间的比较,它的覆盖面很广,能够从众多作品中脱颖而出是对我们的一种肯定。或许是期待值过高,比赛成绩与原先预期的结果有一定的差距,这也让我们感到一点失落,但是我们会带着这份欣慰和失落继续前行。”魏建男说道。

当谈及毕业后的选择,三个人不约而同地选择了考研,他们说是因为对建筑学的热爱,想继续深造下去。于正委说:“因为建筑学要涉及的知识很多,天文地理都要懂一些,像是关于地域性、文化概念、场所精神等,一个从事建筑行业四十余年的老建筑师都不敢轻易说自己了解建筑,我们也只有通过不断地充实自己才能减少自己对建筑学了解的空缺。”