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最近，英国伦敦一座绰号为“对讲机”的摩天大楼成为新闻焦点。这全因该大楼玻璃幕墙反射的强光，它甚至将一辆停在对面的捷豹汽车的后视镜和车身给烤熔了。现代高层建筑玻璃幕墙的设计，革命性地解决了建筑内部的采光问题，但建筑物对外界环境的热辐射干扰及光污染危害却被忽视了。广州市城市规划勘测设计研究院总建筑师胡展鸿在接受本报采访时认为，这个极端案例给我们的规划设计与建筑设计审批提出了新问题。 文：记者 李文 实习生 陆嘉敏 摩天大楼反射光 熔化汽车后视镜 这座绰号为“对讲机”的摩天大楼的玻璃反射光到底是怎样烧熔一辆汽车的后视镜的呢？据《每日邮报》报道，造成这种效果的原因跟用放大镜来生火其实是一样的，即把阳光聚焦在一点上。不过，在大楼的所在地“芬乔奇街20号”，聚焦阳光所用的不是透镜，而是一片朝南覆盖着高反射率凹面玻璃的幕墙，表面积达到了3.3万平方米。物理学家称，这在形状和材料上都是一个巧合，刚好能将大量的太阳光能聚集在一小片区域，产生大量的热。热量之高足够熔化超级跑车后视镜的塑料外壳，甚至能煎熟鸡蛋、使自行车座椅变形，或者在擦鞋垫上烧出一个洞来。所有这些都发生在“对讲机”大楼下方的“热点”区域。 “这与去年奥运会火炬点燃时的原理是完全一样的。”伦敦帝国学院的物理学家西蒙·福斯特说，“他们使用了一个反射性很强的凹面镜，将太阳光聚集到一个点上，点燃了火炬。传说在2000多年前，阿基米德曾使用这种物理方法点燃了罗马舰队的战船。非常有趣的是，仅仅两个月前我刚给一群学龄儿童演示了这一原理。当时我用的是用锡纸包着的凹面纸板，向他们展示如何利用太阳光来煎鸡蛋。” “热点”区域的空气温度可达50℃ 这座一面凹下去的大楼造价达到了2亿英镑，事实上，这样的设计是相当新颖的。“平坦的表面不会产生任何对焦，因此大多数摩天大楼坚持这种设计，比较常见。”伦敦物理研究所的物理学家克里斯·谢博德对媒体称，“向外凸出来的曲线，如伦敦的‘小黄瓜’大楼(瑞士再保险公司大楼)，能使光线散焦，但‘对讲机’大楼的凹形墙面就会使光线聚焦，从而产生媒体报道中的各种不幸后果。” “对讲机”大楼的聚焦效应每天的持续时间大约为两个小时，热探测器在黑色塑料箱表面检测到了93℃的高温，而在自行车座椅上则能达到107℃。这个温度可以轻松地弄弯PVC塑料，其熔点大约为100℃。据估计，在“热点”区域的空气温度能达到50℃。 没人愿意在这样的“烤肉架”下待太长时间。幸运的是，对周围的商店、企业、车主和行人来说，“对讲机”大楼产生的酷热可能只会持续两到三个星期，届时天空中太阳的位置将会改变，阳光的聚焦不会再如此强烈。如果大楼管理者没有找到很好的解决方法，明年夏天烘烤的日子会再次降临。 光辐射损害： 城市被忽略的新问题 胡展鸿认为，这个极端案例给我们的规划设计与建筑设计审批提出了新问题。“‘对讲机’大楼玻璃幕墙外观的设计弧度在无意中造成了凹面镜的聚光效应，造成焦点区域环境温度的急速升高。想想看，一面小小的凹面镜太阳灶在野外便可以拿来生火做饭，换成一面面积达一两万平方米的凹面镜，在焦点区域造成的升温，恐怕点着汽车也是没有问题的。”胡展鸿说，“城市中心摩天大楼林立，随处可见的高层建筑玻璃幕墙有可能会造成光反射污染。这方面的光害大家已经有所了解，比如会因为反射太阳光而让司机的视线受到影响，有可能会引发交通事故。还有研究指出，大城市里白内障的高发，也与这类光污染有一定的关系。现在，‘对讲机’大楼这个极端的个案，实际上指出了建筑光污染的一个新问题—光辐射损害。这是以前大家没有特别注意的问题。” 在胡展鸿看来，建筑物外墙的光反射有可能让我们的家居即使不朝西面也会有类似西晒的效果，这使得我们的居住环境温度升高。在炎热的夏天，即便仅升高4℃~6℃，身心的不适感都会有明显的加强。而从设计角度来看，高层建筑玻璃幕墙的角度、大楼外表面的形状以及建筑群体布局上的巧合都可能造成光反射聚焦的问题。“城市建筑光污染其实是个普遍性的问题。即便建筑物本身是方方正正的，但如果各栋建筑的位置恰好呈斜摆状，也有可能变身为一组斜镜面，将太阳光反射到一个集中的区域内。” 玻璃幕墙容易 加剧“热岛效应” 胡展鸿指出，热辐射的问题不光玻璃有，一些抛光表面的建材如釉面砖、不锈钢、石材等也一样存在，只是反光玻璃在这个问题上显得最为明显。不过，玻璃作为建筑材料本身是无罪的，关键要看设计者怎么用心地运用它。“采用玻璃材料，可谓现代建筑与古代建筑区分开来的革命性特征之一。现代建筑几乎没有不用玻璃的。摩天大楼采用玻璃幕墙的设计并不是单纯地从外观好看上来考虑，而是有其实际功能的考量。正因为有了玻璃幕墙，高层建筑的采光问题才得以很好地解决。摩天大楼的内部进深动辄达到十几米，如果达不到一定的窗墙比例，不采用玻璃幕墙，内部可能采光不足，室内视野受影响，既增加日间照明能耗，也影响室内人员的心理感受。”胡展鸿说。于是乎，在寸土寸金的大都市核心区，玻璃幕墙高层建筑成了最直接的选择。 目前，建筑设计技术审批对节能环保的关注更多体现在建筑物单体上，对建筑群体较为忽略。在胡展鸿看来，如是思路的一个结果，就是光污染问题被推到了建筑物外部的环境中，如今高层建筑物外墙比较常用的镀膜玻璃就是一个典型的例子。这种玻璃因为镀了一层反射膜，能很好解决建筑物内部的吸热、透光问题，能节省建筑物内部的制冷成本，但同时，它会把最高达到90%的光辐射反射到周边环境，如果从建筑物室外环境的角度来看，对于外部的“热岛效应”无疑等同于火上加碳。 法律盲区： 热辐射损害谁来负责？ 虽然在对待玻璃幕墙热辐射的问题上，如今人们普遍还不够重视，但有设计师已经注意到了这类问题，在设计时，巧妙地将不可替代的玻璃的正面作用发挥到极致。胡展鸿介绍：“香港汇丰银行总行大厦在建造时就有了这方面的意识，它巧妙地利用了玻璃的反光，部分解决了建筑内部的照明问题。可见，反光也不都是坏事。广州珠江新城的西塔，采用了高透玻璃，外观看起来较为深色，就不会对周围造成刺眼的反光。有时设计师会将玻璃幕墙的表面处理成漫反射或者散射的效果，甚至微调每一块玻璃的角度，来减少对周边物体造成的辐射损害。也可在满足必要采光需求后多用陶板、水泥纤维、金属板等实体材料来代替玻璃建材。” 胡展鸿认为，英国的“对讲机”大楼实际上是给我国提了一个醒。“英国伦敦的摩天大楼其实不多，对建设的监管更严格，相比而言，中国的城市建设速度位居世界前列，这使得我们面临更多建筑热辐射的干扰。如果市民的汽车不幸在摩天大楼的热辐射之下自燃了，或者市民的家因此着火了，这究竟该由谁来负责呢？我翻遍相应的法规，发现在这个责任追溯的问题上其实是存在法律和规范上的模糊。因此，首要是完善有关法律法规，建立建筑规范标准；其次，因为在有相关缺陷的建筑建成后再解决光污染的问题，改造总是麻烦多多，真正让建筑物内外都具有绿色环境，需要在每栋建筑单体与群体的规划设计之初就对此充分关注，系统问题系统解决。” 城市要降温 规划需先行 所谓“热岛效应”，是指由于人为原因，改变了城市地表的局部温度、湿度、空气对流等因素，进而引起城市小气候变化的现象。胡展鸿表示，玻璃“烤肉架”会加重城市高楼森林里的这个问题。想要让“热岛”中的热量及时散出去，除了需要建筑设计师对建筑物的细致考量，还需要规划师的共同努力，运用现代计算机模拟手段，确保自然风在高楼之间顺畅快速地流动起来，这能有效阻止热岛环流的形成，并且带走热量。 建筑物周边的地面少一些沥青、水泥垫层，多一些透水性好的砖石、水池、绿地，也能给我们的城市中心有效降温。通过确定适宜的建设强度、在规划控制上有章法、建立目标明确的工程建设管理，是可以让我们的城市真正“绿色”起来的。 |
