中国建筑上海设计研究院有限公司 200062
摘要:1992年世博会的官方主题是发现探索,但非官方的主题不可避免地是人与环境之间矛盾的关系。许多国家馆的设计师都喜欢在建筑物中采用这个非官方的主题。英国馆走上历史舞台,担负起了推动历史前进的重任。
关键词:1992年世博会英国馆;经典;人与环境;时代精神;现代技术
Abstracts:The official theme of Expo 92 is Discovery,but the unofficial theme is inevitably the troubled relationship between man and his environment.Many of the national pavilion designers preferred to adopt this unofficial theme in their buildings.The British Pavilion went upon the historical stage and is responsible for turning the wheels of history.
Key:British Pavilion in Expo 92、Classic、Man and His Environment、The Spirit of the Age、Modern Technology
历届世博会通常也是创新建筑的展示舞台,无数经典建筑承载着历史革新的使命在这个舞台上大放异彩,1992年世博会的英国馆也在这个舞台上成为不可磨灭的深刻印记。
1.历史背景
1992年世博会的官方主题是发现探索,但非官方的主题不可避免地是人与环境之间矛盾的关系。许多国家馆的设计师都喜欢在建筑物中采用这个非官方的主题。在英国馆的设计竞赛中,所有三名入围的建筑师都决定选择非官方的主题。在西班牙南部的炎热气氛中,主题的一个明显的方面是如何为游客提供舒适的凉爽环境,并结合能源效率和环境保护。最后,尼古拉斯·格里姆秀和合作伙伴的设计赢得了比赛。它采用了各种被动的气候调节方式,并持续,实际地对其进行了梳理。与此同时,由格里姆秀所列出的10个概念,决定了他选择的设计方法。这些可以归纳为三个主要的命题:
(1).这座建筑应该体现时代精神。它将由典型的现代材料制成。
a.它将使用工业生产技术进行组装
b.这会给这些材料和技术以坦率直观的表达。
c.它不会诉诸任何“历史主义”的建筑主题。
d.这将是一座现代化的建筑,但本质上是严肃地解决实际存在的问题。
(2).该建筑应该是一种展示现代技术,并可以应用于解决全球问题的示范。
(3).这座建筑必须表达英国的精神。此外,它的预制零件将在英国工厂生产,然后运往现场。
作为现代建筑师的先驱,尼古拉斯·格里姆秀坚持把现代时代的精神归功于先进的技术和建筑,并且有义务参与,利用和表现先进的技术。随着公众越来越关注全球问题,一些人提出回应,建议打破二十世纪的现代主义传统,回归本土自然方式打造的建筑。但是,格里姆秀认为,现代社会所产生的问题只能通过坚持先进的技术来解决,而不是回归过去。我们不能说谁是对的,但至少,作为一个试探性的例子,英国馆让我们以不同的方式思考。
在这样的背景下,英国馆走上历史舞台,担负起了推动历史前进的重任。这样的背景显著地影响了设计的方法。
基于塞维利亚的气候特点和博览会的开幕时间,主要的能源策略将是节约和使用更少的能源。由于是一个临时建筑展览会,设计师选择未装饰的建筑作为展览的一部分,包括拆除后可重复使用的预制构件、展示时代精神和本次博览会主题的先进技术等等。此外,还由于这样的特殊结构和基本内涵,设计师使用了我们所不熟悉的新方法。我们可以在下一部分看到,他们做出的每一个决定都与其背景有关。
2 位置和方向
1.英国馆
2.西班牙馆
3.河流入口
4.西门
5.北门
6.贵宾入口
7.服务大楼
8.单轨铁路
9.缆车
10.停车场
11.拉丝奎瓦斯的斯塔玛丽亚修道院
英国馆位于欧洲大道的尽头,另一端是西班牙馆。设计者们在西班牙馆的庭院和喷泉中利用水来缓解极端气候,并考虑将主入口处建成以水为主题的开放性特征。西班牙馆正面朝东,向北偏转。因为博览会在上午10:00开放,所以光线在正面只会照射一个小时。因此,主入口处的水几乎整天都在阴凉处,并作为一种主要的冷却介质。随着太阳向南移动,入口处光线被遮蔽,然后太阳继续向西,绕到了西班牙馆的背面,这样使西班牙馆起到了大型砖石建筑同样的效果。
3空间布局
英国馆采用的主要策略之一是在馆体主框架内创造独立的空间。主框架内部主要采用被动的冷却方式,空调系统仅限于内部的吊舱和大厅下部的半地下室。(1)因此,温度从外部到内部的吊舱逐渐下降。
4 基本框架
这是真正的高科技建筑,其风气调节功能和结构特点不言而喻。建筑物的每一面都根据其方向使用了不同的被动冷却装置。
4.1 东墙
东墙是长70米、高20米的水墙,给人留下了最深刻的印象。在精心控制下,水如幕帘般流下来进入三米宽的池塘,池塘一半在展览馆外面,一半在展览馆里面。参观者穿过池塘,通过水墙的入口进入展览馆。在通过水墙时,水的声音让他们感到凉爽。当外部温度为38℃时,展览馆的玻璃墙保持在24℃左右,与外部湿球温度相同。水墙在此作为一个散热器,有着如同100kW的电气设备所带来的2000kW的散热功率。(2)通过光伏电池提供电源,26个潜水泵将水从池塘泵到屋顶。设计师这一富有想象力的想法,使太阳的热辐射直接转化成了驱动散热装置的动力。
4.2 北墙和南墙
北墙和南墙的冷却是通过外部遮阳设备实现的。弓形桅杆之间撑起的PVC涂层聚乙烯织物膜,在中心4米位置,跨越了展览馆的整个高度。它采用了造船业的技术,并固定在圆形空心钢管上,就像游艇的帆固定在桅杆上一样。南面的高处,在紧密的金属支柱之间固定着百叶窗样式的织物面板,以遮蔽主要织物并再次降低太阳的辐射。
4.3 西墙
展览馆的背面是西墙,没有重要的景观。在塞维利亚,下午和傍晚是最热的,因此设计师试图创造出西班牙大型砖石建筑同样的效果,为西部异常强烈的阳光提供一道屏障。这些构件可在英国预制后,现场进行组装。他们使用了一个采用集装箱技术设计的水箱,水箱内充满了水,强度足够,并通过丁基橡胶衬里很容易的达到了防水效果。这些水箱长7.2米、高2.4米、厚0.9米,采用轻型钢框架和异型钢墙,结构上独立。(3)水箱外部使用了特殊的油漆来反射太阳辐射,内部通过隔热材料来保护水箱不受辐射的影响,使水的温度大约保持在30℃左右。
在屋顶,V型钢结构支撑着一系列样式精美的双曲面遮阳装置。它们就像一扇大型的百叶窗,保护着屋顶免受直接的太阳辐射。这一本质上的风冷结构,保证了屋顶相当的轻,否则需要大量的隔热才能达到同样的效果。此外,轻型结构使得建筑物内的热量在夜间可以迅速扩散。该装置还支撑着为潜水泵提供电源的光伏电池。屋顶遮阳板延伸出东西面,对高处带来阴凉。
没有安装雨水落水管。当积水超过80毫米时,就会外溢流入周围的滴水嘴。积水的蒸发带走大量的热量,并再次降低了太阳的辐射热。
5.吊舱
展览馆的上层有两个建筑上彼此分离的吊舱,舱内完全由空调进行降温,在此温度被降至22℃。冷空气散发至建筑物的其它部分,使得走廊尤其的凉爽。吊舱外包裹着铝,以反射更多的辐射。吊舱内相当的黑,避开了塞维利亚强烈的高温。
6.通风与空调
在建筑物的西墙外面有四个空气处理装置,它们将外部的新鲜空气从高处送入四个水平的椭圆形通风管道。管道高出大厅约9米,横跨了吊舱下展馆的整个宽度。热气通过高处的百叶窗,从东西两面的顶部排出,百叶窗根据空气的方向和压力自动打开,热空气顺着百叶窗上升排走,而冷空气留在了下方。
展览馆的两个吊舱和贵宾套房由位于各自区域上空的空气处理设备与馆外空气进行循环,而办公室和一楼饮食区则由位于西墙服务塔的各自空气处理单元进行空气冷却。(4)
地下厂房安装有两台水冷式冷水机组,将冷却水分配至空调设备和冷库。
7.照明
东面完全上釉,为主要空间提供了足够的阳光。因此,只有吊舱和地面很少一些区域需要提供人工照明,但是这些区域对环境光线的要求并不高,只需实现普通照明和电视显示器等。
晚上,可以透过整个东面的水墙看到展馆内开阔的内部空间,使用是150瓦的Thorn Lighting’s Sunspots牌金属卤化物灯,(4)其流明的发光效率是白炽灯的8到10倍。与其它节能灯相比,其显色性也很高。
水下使用的是300瓦聚光灯,人行道裙板上的荧光灯、扶手上的栏杆照明和大厅桌子下面的地下照明灯提供循环照明。这些地区的照明度相当低,只有约40勒克斯,以增强展览的效果。(4)
7种基本灯具的特性
8.缺点
1 屋顶上的太阳能发电装置没有储存设备,尽管塞维利亚通常天气晴朗,但晚上必须用电。
2 屋顶上没有雨水下水管道,设计者想要通过积水的蒸发来冷却屋顶。但屋顶仅由铺设在槽钢檩条之间的隔热金属甲板上的单层PVC防水膜组成,(6)而目前即使是普通建筑还需要至少两层防水层。这种简单的处理方式对一个永久性的建筑来说太危险了,此外支撑曲面遮阳装置的支柱很容易刺穿防水层。
3 产生冷水的原水是从河里抽取的,氯化物和硫酸盐含量高,这将使得制冷机组中的冷凝器管寿命有限。
4 吸入新鲜空气的空气处理装置和排放废气的百叶窗安装在相同的高度,影响了吸入的空气质量。可以将进气处理器的位置移至低处,可将进气管道埋在地下并穿过池塘的东面,使空气在传输过程中通过泥土和水进行冷却。
9.结论
英国馆在很大程度上采用了节能策略,如方向定位、空间布置、封闭的被动风气设计、通风和照明的选择等等,这是使用了一系列高科技的被动风气设计的成功示例。这些不同的冷却装置可在最热的日子将室内空间的温度降低约10℃。传统的建筑,如果没有遮蔽、没有水墙、没有来自水箱的散热器,将多消耗约50%的能量。
整个建筑除地下室之外都由预制构件固定。在建筑物拆除时,这些部件可被重复使用。它也是建筑环境保护设计中最重要的概念之一。用于西墙的抽水泵,太阳能电池板和水箱可以为第三世界的项目重新利用。
参考文献
[1] Colin Davies(1992年),《英国馆塞维利亚博览会英国馆》,国际标准书号:0714827479
[2] Richard Haryott(1992年),《9月份太阳能展馆》;《BIBA杂志》第36页
[3] Colin Davies(1992年),《英国馆塞维利亚博览会英国馆》,国际标准书号:0714827479
[4] Tom Harris(1992年),1992年《塞维利亚服务》第14卷“建筑服务”;《CIBSE杂志》第39页
[5] Colin Davies(1992年),《英国馆塞维利亚博览会英国馆》,国际标准书号:0714827479
[6] Tom Harris(1992年),1992年《塞维利亚服务》第14卷“建筑服务”;《CIBSE杂志》第39页
论文作者:王莹
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第24期
论文发表时间:2018/1/26
标签:英国论文; 建筑论文; 西班牙论文; 展览馆论文; 屋顶论文; 格里论文; 水箱论文; 《建筑学研究前沿》2017年第24期论文;