清华大学建筑学院教授袁镔教授，发言题目：建筑科学与绿色建筑。
【袁镔】：
从事住宅科学技术奖这一次评选还是注重生态住宅各方面要求进行的。从我们改变来讲，已经制定了绿色建筑实际的评价标准，全国在节约资源和能源，从建设部来讲正在制定一系列的政策，发展绿色建筑。所以建筑和科学技术非常密切，精瑞科学技术奖本身就是从科学技术方面评价一个住宅的性能。所以我觉得今天着重介绍一下建筑科学技术和一些减数的关系。特别是我想通过一些工程的案例，着重介绍欧洲已经被国际建筑界公认的绿色建筑。从科学技术层面上分析绿色建筑的一些设计和技术策略。
我简单地介绍一下绿色建筑。如何用非常简单的话来讲，就是用最小的资源，能源消耗，最低的环境负荷，为人类创造出健康、舒适的环境。全世界建筑界没有一个非常确切，明确的定义，包括我们这几年对国际建筑的理解，他们对绿色建筑的说法，包括我们他们的认识来说他们能认可的简单的概念。
绿色建筑本身来讲，它本身是很长的过程。从建筑材料的开采，加工制造，一直到建成建筑房，建设本身的过程，以及建成以后的使用，使用中间的维修，改造。到最后的拆除，这是建筑作为一个产品来讲，它是一过程，从这个一个方面来认识的。从空间上也是，因为从环境来讲，不仅仅是本身，强调的是健康住宅，本身对人有害，要达到一定的标准，应该低于一定的浓度，室外的空气要清新。比如说二氧化碳的排放所造成的环境污染，它对全球环境的影响是十分大的，以及还有酸雨。从全球的空间上关注。第二是关注地域的方面看，对周边地域都是有影响的。因此应该从战略的角度看绿色建筑。
从它的寿命周期来讲，建筑的基本功能可以概括为几项。
第一，提高资源的利用效率，完全有些困难。提高资源利用效率，减少消耗。尽量采用风能，太阳能等情节能源，尽量采用可循环型环保材料。
第二，尽量减少废气垃圾排放。
第三，是尽量保护原有的自然生态环境。
第四，是建造健康、舒适安全的室内室外空间。
第五，功能性能强的绿色建筑。
第六，自然生态环境保护性能与经济统一。设计做好了，但是做的过程中，如果大的玻璃墙，如果没有考虑，整个惯导怎么更换，没有考虑建筑受到很强的压力，所以寿命也是需要考虑的。
最后是经济性能，自然环境保护要协调，必须考虑经济性。如果绿色建筑立面都是高标准的，那很难推广。所以要倡导高新技术结合。在经济的许可下，是可以用比较好的高技术解决问题。在基础技术比较低的时候，应该尽量适应。特别是我们国家的情况。
从现在来看，我们国家目前比较广泛使用的，绿色建筑是采用技术，它不是一个单调的方面。我们强调保温技术，遮阳技术雨水收集和会用技术，绿色照明技术，例题绿色技术，空气预热与冷技术，门窗节能技术在98年开会时候，在这个会上全世界提高绿色建筑我大概有200多个，从日本来讲有做了很长时间的研究，日本技术是77种作为绿色技术。总的来说问题不是太大，如果能节约资源，能保证环境。
另外也要看到技术水平的提高，相对就要落后和淘汰了。我们国家目前来讲，我想简单的介绍几个。高长期保温技术，特别是住宅方面，可能是节能非常主要技术。再一个像门窗的技术，也是用得很广泛的。实际上在南方地区，这样是一个代价比较小，非常好的技术。这样的技术非常广。
比如像强保温技术。目前来讲，在寒冷地区用的比较多泡沫塑料为主。主要是保温曾经，还有粘贴的脚层。目前我们国家使用不少问题，主要问题在哪呢？是开胶脱落，很多地方使用了后，一个是施工技术，一个是材料问题。从施工首先从材料上来讲，因为保温墙里面有好多层，再加上有些地方的质量很差。再加上的雨水进去了以后，就透过了。这个问题还很普遍。
从技术本身来讲，如果使用材料是对口的，应该说像这样的保温隔热墙有相当长的使用寿命。我们看了好多地方，这个问题比较普通，这不是技术问题，而是施工的时候于是注意的。像这样看，做的比较好的就是加一个空气层，这个保温隔热性能和厚度有很大的关系。北京的楼盘节能的非常好，其中最主要是强体的保温。我们清华测试过，他的综合传热性大概是1.36，按照这个传热性，远远高于我们国家的标准，现在这个传热性达到欧盟的普通水平，采取石工工艺，这个翻了一倍。另外施工比较严。如果用石材的话，那些问题都是可以解决的。
【袁镔】：国外用稻草砖做的也比较好，他的放火性也非常好。空气挤压出去以后，下面的放火标准完全达到了甲级墙的标准。在东北也在推广，也用稻草的。在资源比较丰富的地方，特别是一些农村地区，如果生产稻草加工出来的话，这个也是可以使用的。
我再讲一下门窗，门窗的玻璃是最重要的，从目前国家的节能要求来看，加入欧盟等，可以看看这样表，过去我们北京都是用的但层的玻璃窗，但是大量的热都从玻璃中散出去了。标准的真空玻璃代价比较高，技术要求也比较高。我们普通住户3.1是一般的。如果现在住的比较好的，可以做到2.4，一般中等的可以做到2.7，并不是说做到中空玻璃就可以达到国家技术标准，还是根据性能来选择。在国外的一些代表性，要求更高一些的，像北欧国家的，我们现在是双玻璃，性能达到1.5，1.4，但是但是代价太高，我们整个节能标准并没有这样一个要求，这个可能是逐步提高的。
实际上非常分散了，像我们看到这个图片，他用的就是加固性气体。当然现在的玻璃技术也在不断的发展，我就不多说了。
关于清洁能源方面，关于机种集热，在我们国家使用量很大。另外太阳能光电板，在欧洲，特别是德国，西班牙也是大面积用。在德国新盖了很多住宅区，能产生的能源不光可以共自己用，还有多余的，可以向城市供电。所有供电基本都是光电板。当然这个代价还是比较高的，实际上我们国家已经有好多的厂家了，最主要还是成本。太阳能光电板生产一度电的价格是3.5元和3.8元，是我们国家是10倍。这样的话如果有两个问题不解决，太阳发电就很能继续。
美国一些洲，他们从政府的角度，太阳能光电的价格是，白天是向电网供电，晚上再从国家电网上用电，一进一出，用光电板发电增加了收入，生产是3.8元，国家收购可能是4块钱，晚上用电3.5元。从政府来讲一个是政策支持，咱们用电，实际上国家把大量治理环境问题投入支持发电，减少了二氧化硫。
氧化氮污染气体的排放，保护了环境，是这样一个政策的支持。从我们国家来讲，规定清洁能源发的点，国家应该按照他的成本价合理的应用。上万瓦都不到，这对国家是一个技术问题，如果这个不解决的话，政策上不支持，还是不行。如果靠太阳能发电，这也是不太可行。所以我们国家目前太阳能发电不能保证。还有太阳照明，他是把太阳能的的光线，把它储存起来，这个在国外已经有很多从技术上解决了。当然用的还不是特别广泛。像太阳光的机器，一个是比较简单的，是解决照明的。白天要靠人工照明，通过一个反射镜到地下去，通过一个分配器，分配到各房间去，解决地下室白天的照明。做到不用电，用太阳能它一种是投射式采光机激光导纤维传输，把太阳能手机以后，往下传，可以看他就像下面去一样，这是太阳能使用的一个，这是光线灯。这个图片可以看的更清楚了。
【袁镔】：像咱们的台灯一样灯口就亮了。在有一些大建筑中，白天晚上基本上靠能耗照明，照明是非常大，这也是节能的一种办法。像这个就是集广器来照明的。这些东西从外观上来看，和普通灯没有什么差异，做得还是很漂亮的。还有光电反应器，白天能发电，10平方米有一千瓦的电力，到晚上也像一个艺术品一样。这也是一种做法。
还有德国的一个太阳能光电墙，就是太阳能光电屋顶。所以太阳能的使用范围，利用办法也在不断突破。
我先介绍一个这两年我们安抵建筑设计顾问有限公司，获得了今年国家教委的设计一等奖。现在正在申报艺术创新奖。这是朝西的路口，他大概是六层，主要是玉兰室及还有500人的报告厅。因为他需要准备发展24小时开放，让同学们24小时可以不出去，可以在里面读书。在这个设计当中，我们也是为当地气侯进行了细致的调查研究，大概有这几条措施。这个地址在济南，冬天它要朝南，相当于一个盆地。所以第一个就是遮阳设计非常重要。
我们同时要注重采暖与空调的节能，把空气予以处理，降低空调的消耗。下面是空调的采暖，正好这个有一个大水塘，原来是一个臭水池，后来被改造了。原来是一个垃圾场，全部是回填的垃圾，现在重新建起了植被系统。当时节能推广不起来，所以把外围的设计保温，外床的设计保温重新做了，还有自然通风，自然采光都是有关系的，按照技术措施来解决。因为我们想这个学校还是没有钱，这个造价的话，使用一年多了，投资每平米占2100块钱，包括所有的加在一起，它的节效果只有原来能耗的1/2。
下来是节约土地的问题，因为当时究竟盖在哪，还是在这里。因为垃圾清理以后，把土地重新处理了以后，差不多10来亩地就可以清理了，把臭水塘改造，改造成一个水池，重新填，重新做，把这块地做了。夏天的时候最热平均气温36度，最冷的气温零下1.4度。我们第一个比较注重遮阳。他朝西主路口，所以我们觉得朝西从遮阳起，这个比较简单，花不了什么钱，而且还可以不通风结合起来。我们就用遮阳墙的办法。
这是下午3、4点照的照片，这个遮阳墙的效果就非常好。东面是采用立体花架，我们拍照的时候，花还没有长起来，其叶子爬满了墙壁上。这个屋顶上，屋顶上是做绿色的，现在种的植物还没有爬起来。这是朝南，用的水平，这是水平遮阳板。这是中午的时候，基本上可以连起来，应该再加一点效果会更好。现在是有效果，但是太阳岛下午的时候，还要照进去。我们也考虑到了，因为这里住的比较新，所以在这个玻璃顶部上，住了一个遮阳的。原来我们想遮阳植物的，因为这个需要27万多，学校觉得这个代价太多了，后来买了一些玻璃废管组合起来，起到一个遮阳的作用。这花的代价都很少，大家可以看一下。
这个水平遮阳水平我们算过，因为冬天有太阳照射，到冬天大部分的时间体样都能透过。原来是水平遮阳板，到冬天的时候，这个水平遮阳板全部都能照进来。这个遮阳的设计，代价比较小，花钱都比较少，测试下来的效果非常好。
对图书馆来讲，不开灯的话，就可以节约很多的能源。其中有一块顶光，既不希望照成悬光，又希望太阳比较均匀一点。这个阅览室照射下来的效果还是非常好的。这是需要做好的，开展的大多数时间基本上不需要。
推风设计是其中非常重要的。这个通风设计如果设计得比较好，他可以夏天空调启动时候很晚。别的地方需要开空调，他不需要，室内很舒适。实际上综合利用起来，用空气往上，热空气上升的过程中，有地方出去，造成一个副压，冷空气就可以压出去。我们特意造了一个大烟囱，里面用的像活动的百业一样，到冬天的时候全部都封闭起来了。夏天开启了以后，热空气往上跑，这个代价也比较少，如果全自动控制，那比较高，是电动的，一个是30度，一个是45度，一个是90度。现在一半能动，一半不能动。现在的通风效果非常好。新书搬进去就没有气味，这个房间不用空调还是非常舒服。他们自己测量下来，做的差不多两年了，从来没有低于过13度。最冷的那一年大概是13度，就不用供暖。
我们现在不能采用自动控制，所以就需要管理。晚上的时候把窗户打开，到早晨把窗户关起来。我们今年测试了，晚上的进风量很大，这样长时间可以维持晚上比较凉的空气。它的用量可以大大的减少，不光通风，节能也做得好。到冬天的可以要把它封闭起来。要是投资多一点，做一个自动控制软件，用软件控制一下，现在因为投资问题，我们还是用人工的办法。如果管理的好，效果就非常好。有时候没有及时关窗、开窗，效果就会差一点。
当时国家对建筑还明确要求外砖，就是使土砖膨胀。当时窗户设计还是比较好。实际上现在窗户的高度还达不到3米，就大概2.9米的样子。最后是因为经济问题，买了塑钢窗。即便是这样，现在综合下来节能效果还是好一点。
还有绿化，这有高大的遮阳乔木，到了冬天也挡不了多少，这两年效果就出来了。
室内绿色也做了很多，室内绿色就是生物调节气，可以调节气侯，由于通风比较好，里面全部都长的很好，因为它这方向是朝东的。
另外一个就是要利用好有效资源。这里更好有一个大水塘，所以就把这个利用起来了，原来是想把它作为空调里冷却水，后来发现这个水质还是有问题，如果这个水质用时间长了，会把惯导堵塞。但是跟厂家一联系，投资比较贵，学校出不了这么多钱。后来在地下打东西，直接引到水里。当时预计这个项目是可以的，但是时间久了，从施工到现在三年了，主要是上面落了很多的灰尘，下面的管道像穿了一个棉袄。现在主要问题是灰尘问题，大概明天就准备清理。这个也是节约投资的一个办法。
因为济南的夏天很热，所以玻璃通风也是很重要的。除了通风，在这里我们做的一个水管，水管上面全部扎上眼，水面还挺均匀的，让它喷水幕。这个地方是一个大水槽，这样水也浪费，他又可以增加水体蒸发。本身水幕就是遮阳，再加上大大蒸发，可以降低大大的辐射。施工完以后，又听说水幕循环水势用下来都很正常。
再一个就是地道风。
这也是一个投资比较低的办法。我们大概用了30－40米长的地道，这样就够了。今年测试下来，7月份的时候，室外大概31、32度的时候，经过地下的水道，气温非常稳定，大概在21到22度。连续测了一个礼拜，基本上都是这个温度。我们当时想就用这个办法，把自然风吹进来，送到室内去。当时一共做了三条。这个花的钱比较少，但是节能效果非常显著。这是我们一个建筑实践。
下面再介绍一个欧洲的绿色建筑工程案例。
我先介绍一个西班牙维利亚博览会英国馆，绿色建筑的技术绝对不仅仅是玻璃窗，实际上技术策略是非常好的。包括办公楼，餐馆，商业建筑，对不同类型的建筑都有当地的自然条件，自然资源，都有很多又便宜又适用的技术。1992年有100多个国家参加这个博览会，其中很多都是以文化为主题，其中做的最有特点的是英国馆，当时是撒切尔夫人做的指示，要向全世界展览英国的技术，要支持可持续发展。按照撒切尔夫人的指示，进行了一次竞赛。这是英国馆的外形，它非常有特点，因为是处于地中海气侯，他有什么特点呢？他展览会大概从4月中开始，大概到10月中这一段时间，这个维利亚非常热，白天也非常热，热到40多度，极端温度到45度，可是到晚上一下能降到20度左右，所以白天的温差非常大。
如果用现代的技术是很容易的，白天就送冷风，晚上再送暖风，这样能耗消耗非常大，这样就没有热河特点了。所以专门调查的这个自然气侯，而且他专门到维利亚调查，这个院里也是民居一个院里。非常阴凉，一般都有水体，结合这样的气侯，英国馆还有一个特点，正好是南北长，东西短。这样的话，怎么来设计，怎么解决照明，怎么舒服，他想的很多办法。他就在东南西北这个墙里面用不同的办法。因为它的入口在东面，所以在墙里采用了一般水幕墙，他整个是上面是不锈钢的玻璃喷头，它淋水，白天就用水两动一样，就淋下来了，也不挡光。它这是高技术了，他玻璃上有一种陶瓷，这个反射厉害，除了水幕，这个陶瓷把大部分辐射都能反射掉。喷下来的水收集起来，再调换下去，再淋，这样就蒸发掉了一些水量。这样进去以后，一看到水，本身就有阴凉感，再加上他蒸发，再加上的隔热，就解决了东面的。最主要的是西墙，中午就照到了，中午大量的太阳直接热辐射。所以他采用西边采取集装箱，把集装箱的东西拿出来以后，把它落起来，里面用一个启程，然后通输，白天把水通进去，装满水，太阳一照，他把太阳的辐射都吸收了。再往房间里辐射，到晚上水温以后，他成了暖气片了。温度一下降到20度的时候，他正好采暖，所以晚上空调不送冷风了，就集装箱解决了，就利用了这样的特点。
这个南墙也是很厉害的。南墙可以看，他做了一个遮阳板，他为了解决照明，他全用了，是透光的。但是这么薄，太阳一照就不得了了，基本太阳照不到里面，而且效果非常好。所以整个上午都是用不同的办法处理，太阳直接辐射就解决了。还有屋顶，夏天屋顶的辐射也是非常厉害的，屋顶像帆一样，一个是光电板，实际上他做的双重屋顶，这样把太阳的光电板落起来，这个和艺术造型结合在一起，又有水，又有帆。再加上地下遮阳的造型，整个英国像航海国家的一样。本来英国就是用轻钢，他把这套技术引进进来。
为什么能耗少呢？因为一天24小时量是非常大的，他外光点板循环供电解决了。这么一处理以后，基本上最主要的空调能源解决的。再加上墙体是玻璃了，南墙和北墙，白天光线也不错。只有在屋顶部分做了一些空调，但是温度要在高于26度以后他才开启，达到26度他就关闭，所以能耗非常少。他是一个临时建筑，好多国家拆了就当垃圾了，就处理掉了。他在波浪管设计的时候，他面对英国的工业建筑。他这个模数正好是一个小时间，其他所有的部件都是在英国加工运回来的，完了后拆，拆了以后打包回去。而且展览馆期间，耗能极低，基本上没有材料的浪费。设计很巧妙，造型也很有特点，材料也是很先进的。