玻璃穹顶公共建筑的合理性和高效性在面临高温考验时仍然值得肯定。根据央视新闻“新闻周刊”的报道,北京南站候车大厅采用了拱形玻璃屋顶,尽管有空调,但在阳光照射下,候车大厅内的温度仍然明显上升。
为了缓解旅客在候车时的闷热情况,北京南站在候车大厅内支起了数十把遮阳伞。央视新闻的主播白岩松提出了一个问题,即机场、火车站等公共建筑大面积采用玻璃穹顶,可能会提高采光效果,但综合来看,到底是节能还是耗能,建筑界应该好好思考一下。
白岩松提出的问题具有现实意义,也值得建筑行业内部重视和探讨。穹顶建筑代表着人类对自然亲近的愿望,无论在哪种文化中都有这样的象征意义。而透明材料如玻璃的应用使得这种愿望更加明显。
在人类历史上,穹顶建筑早在美索不达米亚时期就出现了,并在不同的文化和国家得到应用,如古代的波斯建筑、希腊和罗马建筑,以及中国建筑等。工业革命以后,穹顶建筑得到了传承和发展,并在政治、宗教和生活建筑中得到广泛应用,如巴黎万神殿、佛罗伦萨主教堂、英国格林尼治千年穹顶、美国国会大厦穹顶等都是穹顶建筑的代表。
随着材料科学、计算机技术、建筑学和美学等方面的发展,穹顶建筑进入了更新换代的时期,开始采用先进材料如合金、玻璃、塑料和薄膜等,取代传统的土、石、木、砖和混凝土等材料。从20世纪50年代开始,薄膜穹顶开始被广泛应用,欧美和日本等国家不仅在政府和宗教机构建造了薄膜穹顶建筑,其他文化、娱乐、体育和科研机构也开始采用这种建筑形式。例如日本的出云体育馆穹顶就以当代大型空间结构来弘扬传统的木造建筑。
现代建筑开始在20世纪50年代采用玻璃穹顶,目的是使建筑既轻质、节能环保,又具有现代审美意义。可以说,北京南站的玻璃穹顶正是基于这样的设计理念建造的。
北京南站在2006年重建,并在2008年建成通车,它的形状是双曲穹顶,椭圆姿座卧。无论从过去还是现在看,北京南站都是一座高度现代化的客运车站,因此被评为北京当代十大建筑之一。
北京南站的设计灵感有多种说法,一说源于北京天坛祈年殿,该建筑是精致杰出的三层圆顶建筑,极具中国风格。北京南站的设计师、英国建筑师泰瑞·法瑞则称火车站是一个城市的礼堂,并将自己的作品称为“拍扁的天坛”。
不管灵感来自何方,北京南站的设计和建造主要目标是既要现代化,又要具有多年后依然不落伍的品位,既要节省成本,又要节能环保,体现在采光良好、省照明用电、节省供暖能源等方面。
然而,没有人料想到17年后的今天,北京的天气会像吐鲁番那样炙热,以至于北京南站不得不为乘客在候车大厅内撑起遮阳伞。之前,北京南站在2019年酷暑时节还给候车大厅的玻璃屋顶涂上了一层蓝色涂层,这种新型纳米材料能隔绝紫外线、红外线和部分可见光,起到隔热作用,使地面温度最高能降低8℃左右。
随着高温情况的普遍加剧,玻璃穹顶建筑设计可以尝试使用一些新型玻璃材质,如三银Low-E玻璃,更有效地屏蔽阳光热辐射。此外,在大面积的玻璃外部,也可以采用活动式的遮阳设备,大大降低阳光热辐射热能,有效减少空调等能源消耗。
综合来看,像北京南站这样的大面积玻璃穹顶设计具有采光良好、材料轻质、造价经济、冬季采暖良好等不可替代的优势。随着材料科学的进步,夏季高温问题也必然会得到明显改善。因此,玻璃穹顶公共建筑的合理性和高效性仍然值得肯定。
(作者为科普专栏作家)