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采光建筑可以解冻能源账单

作者:马克•安德森
利用自然光可以节省75%的建筑照明能源,同时还能降低制冷成本,但这种古老的做法尚未得到建筑专业人士的广泛认可。

日光继续席卷美国的建筑业。联邦和州的税收减免,以及高性能建筑认证系统的激增,将经典的设计元素融入现代建筑行业。

2005年《能源政策法案》(Energy Policy Act of 2005)提供的激励措施允许每平方英尺60美分的税收减免,用于新的商业照明,比2001年的标准减少50%的用电量。与此同时,美国绿色建筑委员会(USGBC)发布的一系列基准邀请基于保护环境的绩效标准的创新,这在许多州也获得税收抵免。进一步推动这一运动的是,一些研究一再表明,日光建筑节省了金钱和能源,创造了更好的工作和学习环境,提高了幸福感,并促使零售购物者掏出塑料。

然而,即使是在专业人士中,日光照明也是一个不断变化的目标。日光照明是一种将自然光源与受控电器装置结合起来,以最低的热量和眩光产生节能照明的概念。

华盛顿州新建筑研究所(New Buildings Institute)的项目主管凯西·希金斯(Cathy Higgins)说:“即使在业内,人们也不总是对它的含义达成一致。”“但在绿色建筑中,最常见的一个属性就是采光。”

采光的开始已经有几个世纪的历史了——古罗马的万神殿将采光与通风联系起来。但最近气候变化、能源节约和燃料成本上升的共同作用,将这种做法推向了今天的主流。

俄勒冈州塞勒姆的建筑师内森•古德说:“我想说,在过去的5年或10年里,采光已经崭露头角。”“但在商业建筑上,正确的采光是非常困难的。这是一个简单的概念,但要做好它却不容易。这不仅仅是在建筑上安装天窗。如果你做得不对,你失去的能量会比节省的更多。

根据美国能源部(U.S. Department of energy)的数据,良好的采光设计可以节省75%的建筑照明能源。而且由于传统照明产生热量,采光也可以降低制冷成本。

采光架和天窗位于变量的现代菜单上方,协调工作,使自然光线均匀地分布在室内空间。但是,计算机控制,以及原材料和产品设计方面的技术进步,已经带来了诸如阴影和镜片等组件的进步,创造了一系列复杂的可能性。

高科技玻璃玻璃可以在没有红外线的情况下让可见光进入,而窗玻璃可以填充凝胶作为绝缘材料,或者通过通电使玻璃在特定的日子里变得更暗或更亮。新的太阳能电池板实际上嵌入玻璃中来漫射光线并发电。

“对建筑师来说,关键之一是每隔几年对自己进行一次再教育,”Good说。“现在,例如,你可以得到绝缘玻璃,使你能够在双层玻璃内部产生非常薄的银涂层。这是一个与我们10年前完全不同的产品,它是一个了不起的产品。”

甚至天窗本身也在进化。一种新品种利用光伏电池跟踪太阳。

波特兰建筑师格雷格·阿克(Greg Acker)说:“太阳能跟踪器可以让光线一整天都保持在房间的中央。”“这不是一个昂贵的天窗,而且它不需要电力就能运行。在晚上,它旋转回来,它不需要很多能量来旋转。

与此同时,几份同行评议的报告显示,在日光充足的大楼里工作的员工效率更高,购物者倾向于更频繁地消费,学生更容易学习。Heschong Mahone集团的一项具有分水岭意义的研究称,对学生来说,采光比教室规模更重要。同样的研究表明,有日光照射的商店的销售额比没有日光照射的商店增长了40%。

波特兰霍尔斯特建筑事务所(Holst Architecture)项目经理加布里埃尔•多米内克(Gabriel Dominek)表示:“工作效率与采光有关。”“这些研究正在陆续发表,人们也在更加认真地关注它们。”

许多人关注美国USGBC的能源与环境设计领导(LEED)评级系统,这是高性能建筑的基准。该系统提供认证、银牌、金牌和白金的排名,在一些州可以与税收抵免挂钩。该委员会于2000年发布了第一套标准。从那时起,安理会的成员增加了十倍。

俄勒冈健康与科学大学(Oregon Health and Science University)新建的16层健康与治疗中心(Center for Health and Healing)正在追求LEED铂金级(Platinum)的评级,但它是在传统预算的基础上设计的。

Acker说:“波特兰滨水区的OHSU新建筑的南侧有遮阳板。”“这些遮阳板伸出约三英尺,由光伏板制成。它在发电的同时将热量从建筑物中带走。

据古德介绍,诺姆·汤普森位于俄勒冈州希尔斯伯勒的总部是西北地区第一批充分利用现代灯架和电气照明控制的建筑之一。

“那座建筑于1996年完工,即使在今天仍然是一个很好的例子,”Good说。“从那以后,已经有几栋建筑吸取了教训,继续向前发展。”

许多专家甚至提出,除了节约能源、提高生产力和产生自然光源之外,采光还有一个更重要的方面。

波特兰可持续发展办公室(Portland Office of Sustainable Development)的绿色建筑专家迈克·奥布赖恩(Mike O"Brien)说:“如果你在建筑上使用日光,就会给居住者与外部的某种联系。”“观察天气和季节的变化对人们来说非常重要。”

Good补充道:“在西北地区,采光是最重要的设计理念之一,因为我们有很多天都是阴天。如果有人占领了一座建筑,这是至关重要的。这是我们理智的一部分。”

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