印度格柵建筑：不用空調(diào)也涼快

費扎·塔巴蘇姆·阿茲米

印度建筑曾在數(shù)百年間以錯綜復(fù)雜的格柵結(jié)構(gòu)為特色。時至今日，隨著建筑師們不斷尋找為建筑物降溫的好方法，格柵結(jié)構(gòu)漸漸重獲青睞。

| 古老設(shè)計逐步復(fù)興 |

一走進微軟位于印度北部諾伊達(dá)地區(qū)的辦公樓，你立馬就能察覺到這座建筑參考了泰姬陵的風(fēng)格。

辦公樓內(nèi)部通體象牙白，不時可見漂亮的拱門和“加利”（即鏤空格柵隔斷）。就視覺感受而言，整棟樓不僅致敬了宏偉壯麗的泰姬陵，也稱得上是最高水準(zhǔn)的工作場所。

光線穿過結(jié)構(gòu)錯綜復(fù)雜的加利隔斷，營造出莊重的光影與縱深效果。配合著節(jié)能照明設(shè)施，加利隔斷有助于將建筑物的碳足跡保持在較低水平。這棟辦公樓之所以能得到美國綠色建筑委員會的認(rèn)可，獲得由其頒發(fā)的可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域最高級別認(rèn)證——“能源與環(huán)境設(shè)計先鋒”鉑金級認(rèn)證，原因之一便是采用了加利隔斷。

“加利”一詞的本意為“網(wǎng)”，該結(jié)構(gòu)多用于中亞和南亞。加利隔斷一般由切割出裝飾圖案的大理石或紅砂石制成，16至18世紀(jì)的印度建筑以此為鮮明特色。17世紀(jì)中葉建在印度阿格拉的泰姬陵就采用了雕刻精美的加利隔斷，將虛與實、凸與凹、曲與直，及光與影規(guī)律地融合在一起。1799年由拉其普特政權(quán)統(tǒng)治者建在齋浦爾的“風(fēng)之宮”有953扇窗戶裝了格柵，這種設(shè)計旨在讓微風(fēng)吹進室內(nèi)。

正如專攻文物保護的建筑師亞京·龐佳所說，除了能為建筑物增添藝術(shù)氣息，格柵結(jié)構(gòu)還能促進空氣流通、阻隔陽光、建立隱私屏障。

如今，為了找到可持續(xù)的建筑物降溫法，建筑師們重新開始采用古老的格柵結(jié)構(gòu)來建造舒適、低碳的建筑。

| 有效應(yīng)對氣候問題 |

建筑行業(yè)面臨嚴(yán)峻的氣候問題。2019年，建筑業(yè)碳排放量創(chuàng)歷史新高，占全球二氧化碳排放量的38%。建筑物降溫格外耗能，而且預(yù)計到2050年全球空調(diào)機組的數(shù)量將增加兩倍多。

與此同時，世界各地的酷暑期越來越長，氣溫也越來越高。2022年，印度經(jīng)歷了一波又一波超強熱浪，德里5月份的氣溫甚至創(chuàng)紀(jì)錄地高達(dá)49攝氏度。

面對快速推進的城市化進程和呼嘯而來的超強熱浪，印度正在尋找既具有可持續(xù)性，又節(jié)能環(huán)保的建筑物降溫法。2019年，印度政府發(fā)布《印度制冷行動計劃》，概述了為落實可持續(xù)的節(jié)能降溫法需要采取什么行動。該計劃強調(diào)了被動式降溫干預(yù)措施的重要性，也就是要利用建筑原理來降溫。這種方法既能提高建筑物對氣候的適應(yīng)能力，也能削弱因建筑物與道路吸熱、儲熱導(dǎo)致的城市熱島效應(yīng)。

就職于印度科技學(xué)院的杰出科學(xué)家賈亞拉曼·斯里尼瓦桑說：“印度已處于高溫的重壓之下，預(yù)計未來幾年情況會更糟?？照{(diào)的需求量會因此增加，進而又會釋放出大量的熱?！彼€補充說，仍需其他建筑物降溫法，比如從最初設(shè)計階段就盡可能地降低建筑物對空調(diào)的需求。

面對這一挑戰(zhàn)，部分建筑師從古人的方法中汲取靈感，其中就包括加利隔斷?！斑@是實現(xiàn)可持續(xù)降溫、解決通風(fēng)問題的環(huán)保措施?！苯ㄖ熕_欽·拉斯托吉說道。拉斯托吉也是“零能耗設(shè)計實驗室”的創(chuàng)辦理事，這家位于德里的實驗室專門研究零耗能建筑。

采用被動降溫法和將建筑物內(nèi)部與外部環(huán)境隔開的圍護結(jié)構(gòu)能降低室內(nèi)溫度，從而大大提高建筑物內(nèi)部的熱舒適性。如此一來，建筑物對空調(diào)的需求也會降低，可減少高達(dá)70%的能耗。

格柵結(jié)構(gòu)將一整扇普通的窗戶分割成若干小洞，如此便可阻止熱浪直接進入建筑物內(nèi)部。龐佳指出，傳統(tǒng)加利隔斷的洞，其深度幾乎與大理石或砂巖的厚度相同。他還說：“這樣的深度在減少太陽強光直射的同時，還能實現(xiàn)漫射照明?！?/p>

格柵結(jié)構(gòu)是利用文丘里效應(yīng)實現(xiàn)降溫的，與空調(diào)機組的原理類似。龐佳說：“空氣穿過小洞時，流動速度加快，進而可深入室內(nèi)。小洞將空氣壓縮，待重新釋放后，空氣的溫度會降低?！?/p>

| 應(yīng)用實例遍布全球 |

現(xiàn)代降溫技術(shù)的興起限制了格柵結(jié)構(gòu)的發(fā)展，但正如龐佳所說：“對全球氣候變暖的擔(dān)憂漸漸將人們的關(guān)注點轉(zhuǎn)向了格柵結(jié)構(gòu)的復(fù)興。傳統(tǒng)的建筑形式已經(jīng)證明了自己具備對抗不利環(huán)境的卓越性能?！?/p>

從中國佛山的時代全球創(chuàng)客小鎮(zhèn)，到法國阿德格角的納卡拉酒店，再到西班牙的科爾多瓦醫(yī)院，格柵結(jié)構(gòu)已應(yīng)用于現(xiàn)代建筑的外立面，可以調(diào)節(jié)自然光、優(yōu)化能耗、提升舒適度。

英國諾丁漢大學(xué)可持續(xù)建筑設(shè)計研究員艾莎·巴圖爾說：“在世界各地關(guān)注可持續(xù)圍護結(jié)構(gòu)的建筑師群體中，鏤空外立面越來越受歡迎?！?018年，巴圖爾評估了三層隔斷遮陽系統(tǒng)，結(jié)果顯示加利隔斷的性能優(yōu)于全玻璃幕墻和遮陽板，后兩者可使陽光照射的角度發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

“加利隔斷提升了人們在建筑物內(nèi)的熱舒適性和視覺舒適感?！卑蛨D爾說道，“重要的是學(xué)習(xí)傳統(tǒng)的建筑方法，而不是過分神化傳統(tǒng)建筑的性能?！?/p>

位于新德里的《旁遮普獅報》總部大樓融合了印度傳統(tǒng)建筑的加利隔斷與現(xiàn)代設(shè)計特色。這棟大樓由多次獲獎的“共生工作室”設(shè)計，通體包裹在白色鏤空的玻璃纖維加固混凝土外立面之中，讓人聯(lián)想到加利隔斷?！肮采ぷ魇摇钡穆?lián)合創(chuàng)始人布麗塔·古普塔指出，這一設(shè)計旨在充分利用自然光、降低溫度、增強空氣對流。

古普塔解釋道：“雙層加利隔斷能降低玻璃外面的空氣溫度，從而將溫度較低的空氣吸入室內(nèi)。如此便可減輕空調(diào)的負(fù)擔(dān)?！?/p>

這個建筑項目利用數(shù)字模擬技術(shù)，根據(jù)每面墻能照到多少陽光，設(shè)計出了不同的鏤空分布模式。比如，朝北外立面的不透明度為81%，朝南的則為27%。古普塔補充說，加利隔斷還有助于滿足建筑物的自然采光需求，確保白天無須人工照明。

另一個有效利用加利隔斷的現(xiàn)代建筑是印度古爾岡圣安德魯斯技術(shù)與管理學(xué)院的學(xué)生宿舍樓。這棟宿舍樓的一個顯著特點是利用了物理學(xué)的煙囪效應(yīng)，即加利隔斷上每塊磚的旋轉(zhuǎn)角都是為了將太陽輻射量降到最低而設(shè)計的?！凹永饬⒚婵捎米鞲魺嵴?，因為這種結(jié)構(gòu)能擋住70%的強光直射，進而可將建筑物的得熱量降到最低?！崩雇屑f道。他設(shè)計的這棟宿舍樓能捕捉熱空氣，再將其排放到室外。拉斯托吉還指出，采用加利隔斷大大降低了該建筑的能源花銷，減少了35%的空調(diào)需求量。

其他國家也漸漸注意到格柵結(jié)構(gòu)的益處。西班牙衛(wèi)星運營公司“伊斯帕薩特”位于馬德里的衛(wèi)星控制中心采用了類似的設(shè)計，以便減少太陽輻射量、提高室內(nèi)舒適度。該中心運用三種不同密度的鏤空隔斷來幫助過濾光線，減少刺眼的陽光。

“伊斯帕薩特”衛(wèi)星控制中心由西班牙建筑事務(wù)所“埃雷羅斯”設(shè)計，建筑師胡安·埃雷羅斯是該事務(wù)所的聯(lián)合創(chuàng)始人。他說：“我們最終選擇給原先的外立面加上了由五毫米厚金屬板構(gòu)成的第二層外立面。在鏤空程度方面，我們考慮到了人們對照明及熱量的需求。”

埃雷羅斯還表示，建筑本體與格柵結(jié)構(gòu)之間的一米空隙還產(chǎn)生了艙效應(yīng)，既可遮陽又可通風(fēng)。他說：“兩個外立面之間的空隙成了通風(fēng)廊道。”

| 傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)融入科技 |

技術(shù)進步讓格柵結(jié)構(gòu)更富于變化。仿生學(xué)是從大自然中汲取靈感創(chuàng)造非生物系統(tǒng)的科學(xué)。動態(tài)的格柵外立面設(shè)計便試圖效仿自然界中的熱適應(yīng)方法。例如，部分格柵外立面設(shè)計模擬出了人類皮膚的質(zhì)感，能幫助建筑物通過數(shù)千個“毛孔”呼吸。

矗立在阿布扎比熾烈沙漠陽光下的安巴爾塔就有這樣的動態(tài)外立面。安巴爾塔雙子樓由英國凱達(dá)建筑事務(wù)所設(shè)計，其反應(yīng)靈敏的“智能”外立面可根據(jù)氣溫或開或合。這個設(shè)計的靈感來源是加利隔斷以及傳統(tǒng)的阿拉伯木雕窗格。

“阿拉伯木雕窗格是個新奇的系統(tǒng)，能為建筑減少20%的陽光直射。”提議采用鏤空結(jié)構(gòu)的英國工程咨詢公司“奧雅納”前任董事約翰·萊爾說，“裝有引擎的格柵結(jié)構(gòu)根據(jù)太陽運動或開或合，這樣便可將非直射自然光引入室內(nèi)?！?/p>

動態(tài)外立面與樓體間隔兩米，內(nèi)置程序讓其能根據(jù)太陽運動作出反應(yīng)，從而削弱刺眼的陽光、提高日光滲透率。整個動態(tài)外立面隨太陽運動而轉(zhuǎn)動，為雙子樓遮陽?！皧W雅納”提供的數(shù)據(jù)顯示，這一設(shè)計已將雙子樓的碳排放量減少了40%。

盡管格柵結(jié)構(gòu)正逐步邁向復(fù)興，仍有幾個問題值得警醒。有人擔(dān)心鏤空的外立面不能徹底攔住昆蟲。為了防止昆蟲進入建筑物內(nèi)部，可在格柵外立面之外加裝玻璃或防蟲網(wǎng)。

此外，由于科技含量高，動態(tài)外立面的設(shè)計與制造往往耗時過長、造價高昂。盡管如此，這類結(jié)構(gòu)的諸多好處也為深入探索能效優(yōu)化方法提供了思路。

采用大理石等傳統(tǒng)材料建造現(xiàn)代建筑既不可行，又不劃算，而且單一的建筑材料也無法適應(yīng)所有氣候。如今的格柵結(jié)構(gòu)大多由中密度纖維板、混凝土、磚塊、木材、石料、聚氯乙烯板及硬石膏制成。

氣候干燥的地區(qū)還會添加木質(zhì)纖維等材料來為建筑物加濕。夜間，當(dāng)風(fēng)穿過冷卻的鏤空結(jié)構(gòu)，會留下潮氣。待白天氣溫升高，建筑物吸收的潮氣又會散入空氣中。整個過程與植物的蒸散作用類似。

在不同氣候條件下，格柵結(jié)構(gòu)的性能不同。也就是說，整體如何設(shè)計、具體做成哪種幾何圖形、鏤空密度如何、采用哪種材料，還有以何種方式排列，都要根據(jù)氣候條件調(diào)整，并不存在通用的設(shè)計方案。舉例來說，在炎熱干燥的氣候條件下，鏤空深度為十厘米、鏤空面積占比為30%的格柵結(jié)構(gòu)能提高建筑物的熱舒適性，但在炎熱潮濕的氣候條件下，或許就需要增加鏤空面積了。

拉斯托吉指出，盡管前期設(shè)計略微復(fù)雜，但格柵結(jié)構(gòu)可以通過保障自然采光、提供良好通風(fēng)條件的方式，助力建筑節(jié)能。

“想建造既符合環(huán)保要求又具備經(jīng)濟可行性的建筑，格柵結(jié)構(gòu)設(shè)計是關(guān)鍵。”拉斯托吉說，“可持續(xù)性不是個附加概念，而應(yīng)該是一種生活方式?！?/p>

[編譯自英國廣播公司網(wǎng)站]

編輯：馬果娜