为什么中央空调系统会被很多人看成是SARS传播的最大嫌疑者呢?根据笔者近年对许多大楼的调查和测试,发现建筑物和空调系统普遍存在一些不应被忽视的问题。而这些问题却一直没有引起建筑业主、设计者和运行管理人员的重视。在今夏非典疫情没有被控制的特殊情况下,这些问题被充分暴露。比如自然通风问题、空调新风量不足的问题、室内空气品质问题、节能与室内环境之间的矛盾问题等等。今后的空调怎么搞?
设计“人的空调”而不是“建筑的空调”
笔者认为,首先要解决对空调的认识问题,即先要务务虚。长期以来,在很多人心目中,空调是“建筑”的空调而不是“人”的空调。空调是建筑的附属品。建筑达到一定的档次,没有中央空调说不过去。但是对建筑的视觉形象和外在质量如立面、装修,花多少钱也在所不惜。而对室内空气品质这种看不见、摸不着的内在质量,只要过得去就行。但在另一方面,又有空调“高消费”的倾向。比如,冬夏室温倒置,夏季室内有19℃的低温,冬季室内有27℃的高温。在这种不良的热环境和空气环境下长时间生活和工作,人又怎么可能对突发的疫病有免疫力呢?正是业主、开发商和某些设计者的这种心态导致设计中许多误区。这次非典疫情中,可以发现越是高档的大楼、越是豪华的大楼其空调系统越是问题多多。这就好比做衣服,料子是好的、式样很时尚、做工也无可挑剔,但就是不御寒,发挥不了衣服的功能。
设计空调,实际上是在营造室内生态环境。室内生态系统应以人为中心,空调系统是为人服务的,因此,我们要设计“人的空调”,以人为本,而不是“建筑的空调”。而系统的设置又必须与自然、环境、能源相协调,以最小的能源消费代价,满足人对环境的合理需求。应该把我们的设计目标调整到保证室内环境的品质上来。
在防非典的各种措施中,被人们提及最多的就是自然通风。的确,如果许多全封闭大楼,当初能够考虑外窗能够开启或局部开启,室内环境状况会好得多。它不但可以引入新鲜空气、提供排除室内空气的通道,而且给室内居住者提供了亲近自然的心理满足感。更为这次防非典创造了条件。但是,在现代建筑中,自然通风远不是开窗这么简单。尤其对高层建筑,自然通风也是一把双刃剑。第一,开窗不合理会造成紊流和强烈气旋;第二,在霉雨季节高湿度气候条件下,如果将高湿度空气引入室内,反而会造成新的微生物孳生源。第三,我国大城市由于以煤为主的能源结构、汽车尾气未得到彻底治理、大面积的建筑工地,以及近年来频繁出现的沙尘暴等原因,室外空气已经被污染。在部分临街建筑中也发现通过开窗和空调新风系统而引进室内的氮氧化物、一氧化碳和二氧化硫等室外污染物。
因此,现代建筑的自然通风应该是有组织、有控制的自然通风。首先,在设计阶段必须应用计算流体力学(CFD)技术对建筑周围和建筑室内的风环境作详尽分析。通俗一点说,就是用高技术看看“风水”。其次,可以在建筑中采用有控自然通风结构。例如,国外近年来经常采用的“呼吸墙”技术就很好地将玻璃幕墙的视觉效果与自然通风的环境功能结合起来。既可以让室内开窗通风,又避免了高楼开窗的种种不利。同时,它还是一项十分有效的节能措施。
现在有许多建筑采用了“中庭”和“共享空间”这样的建筑元素。可惜的是只发挥了其组织交通流线和观赏功能,反而成为大楼里热环境最差的空间。其实中庭也具有很好的组织自然通风的功能。欧洲最高的德国法兰克福商业银行大楼(52层、300米高)就成功地运用了中庭自然通风技术,成为绿色超高层建筑的典范。
需要指出,在中国大多数城市气候条件下,自然通风无法取代空调。今年来也开发了不少既创造良好的室内空气品质,又节约能源的系统。有些在国外已经是很成熟的技术。但出于上文中所提及的心态,在国内少有业主和设计者愿意问津。
比如,国外近年十分推崇的“独立式新风系统(DOAS)”只不过把现有技术重新整合,将新风单独处理,通过独立风道送入室内。同时采用了除湿技术(Desiccant)和热回收技术,可以增加室内新风供给量而又不增加能耗。国内许多大楼普遍采用的风机盘管加新风的空调系统完全可以做成使风机盘管在干工况下运行、让新风承担室内去湿功能,既保证舒适性,又保证良好的室内空气品质,避免室内的风机盘管机组成为微生物孳生的场所。
国外近年新建的办公楼,尤其是有高大空间的建筑,多采用了置换送风的空调技术。所谓置换通风,就是空调从建筑的下部送风、从上部回风或排风,根据空气流动的“空气湖”和“空气羽”等原理,对人体周围空气进行“置换”,将污染物带走,使工作区保持一个良好的热湿环境和空气品质。国外已经形成很完整的设计计算方法。但在国内却没有开发商和业主愿意接受。表面的理由是“中国的马路比较脏,进入室内的人们鞋比较脏,置换通风会把地上的灰尘扬起来”。其实这并不是技术问题,而是管理问题,很容易解决。而真实的理由是舍不得牺牲空间(采用地板送风要用架空地板,需要增加一定的层高)。在巨大的商业利益面前室内空气品质是没有位置的。
这次抗非典中暴露出来的建筑及中央空调系统的种种缺失反映了我们以前在建设过程中缺乏环境意识和防灾意识。美国在“9·11”以后增强了反恐意识,拟定了一系列空调系统防止生化攻击的技术和管理措施,公共建筑和商业建筑的管理者也制订了紧急情况下空调系统运行预案。日本更是早在上世纪70年代便通过了《确保建筑物中卫生环境的法律(简称“大楼管理法”)》,对建筑和建筑设备的设计、施工、维护管理的技术措施、资质认定和管理办法以法律形式确定下来。在30多年中多次修订。比如对3000平方米以上的特定建筑(主要是人流密集的公共建筑,如办公楼、商场等)明确规定其空调系统必须设两级空气过滤(一级粗效、一级中效)。这样,业主也好、设计者也好,大家都依法办事,不会有什么扯皮。再比如,“大楼管理法”对从事大楼清扫、室内空气品质测定、饮用水水质检查、饮用水储水槽清洁、建筑物消毒除虫和建筑物环境卫生一般管理的企业资质、人员资格等都做了明确的规定,有力地规范了市场。为我们提供了很好的借鉴。反观国内,尽管也有关于室内环境的标准、规范出台,但都是针对“结果”的,似乎对“过程”的管理十分不力。公共建筑的环境和卫生状况存在很多问题,一旦面对灾难,显得束手无措。各路专家又各自强调某一侧面,使公众无所适从。因此,在本文的结尾,笔者建议政府主管部门尽快组织制订我国的“大楼管理法”。用法律或法规的形式,规范建设和开发的行为,为公众确保一个健康安全的环境,规范和引导建筑环境管理这样一个新兴产业。
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