北京南站太热？玻璃穹顶如何应对高温考验|新京报专栏
近期，北京南站为缓解旅客候车时的闷热情况，在候车大厅内撑起了数十把遮阳伞。新京报记者 王贵彬 摄进入7月以来，全国多地进入高温模式，一些使用大面积玻璃材质进行采光的公共建筑物的环保节能问题，也由此引发关注。据央视新闻“新闻周刊”报道，北京南站候车大厅采用的是拱形玻璃屋顶，在阳光照射下，虽有空调，但候车大厅内温度仍上升明显。为缓解旅客候车时的闷热情况，北京南站在候车大厅内撑起了数十把遮阳伞。央视新闻“新闻周刊”主播白岩松据此提出，机场、火车站等公共建筑，大面积采用玻璃穹顶，好像采光变好了，但综合来看到底节能还是耗能，希望建筑界好好思考一下。白岩松提出的问题，有其现实意义，也值得业内加以重视、探讨。但就已经建成的公共建筑而言，其衡量和评判标准，还可以从其设计和产生的时代条件、利弊得失，以及出现问题后是否能修改补救等几方面切入。类似北京南站这种大型公共建筑，就时代而言，采用玻璃穹顶契合了环保节能和采光要求；就利弊得失而言，玻璃穹顶建筑也是优点多于缺点，其现存问题也可以进行补救；而在未来，随着建筑材料等方面的发展更新，玻璃穹顶建筑的环保节能问题，也必将获得显著改进。穹顶建筑，让人类更亲近大自然谈论玻璃穹顶建筑，首先要溯源穹顶，也包括拱形、半圆形等建筑。随着材料、文化和审美，以及采光、保暖等实用价值的多种发展和要求，才有了今天的玻璃穹顶建筑、纤维膜穹顶等建筑。人类喜欢建造穹顶建筑的文化和象征意义一直存在争议，而且无法知晓其精确起源。但是，比较认同的看法是，无论在哪种文化中，穹顶建筑代表着人类亲近自然的愿望，期待与大自然直接相通。而玻璃等透明材料在穹顶建筑上的应用，无疑让这一点表现得更为明显。在人类历史上，美索不达米亚时期就出现了穹顶建筑，后来在不同的民族、国家都有不同形式的应用。如古代的波斯建筑，希腊和罗马建筑，以及中国建筑等。考古发现，最早的穹顶建筑，是由猛犸象牙和骨头建成的几个小住宅，其中的第一个是在1965年由乌克兰一位农民发现，其历史可以追溯到公元前19世纪。在罗马帝国时期，穹顶建筑达到了巨大的规模，浴室、别墅、宫殿、教堂和坟墓大量采用这种形式。西罗马帝国结束后，圆顶成为了幸存的东罗马或拜占庭帝国的教堂建筑的标志性特征。在中国，最早的穹顶建筑是广州博物馆收藏的汉代坟墓模型，建筑时间大致在公元前206年至公元220年的汉代晚期，该坟墓模型使用了浅穹顶。工业革命以后，现代科技与文艺复兴风格结合，使得穹顶构造在政治、宗教和生活建筑中获得传承、扩大，并体现为极致。如巴黎万神殿、佛罗伦萨主教堂、英国格林威治千年穹顶、伦敦皇家阿尔伯特音乐厅、美国国会大厦穹顶和德国国会大厦等，都是穹顶建筑的代表。材料进步，推动了穹顶建筑发展随着材料科学、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时期。穹顶建筑，开始从传统的土、石、木、砖、混凝土、金属材料，转而采用合金、玻璃、塑料、薄膜等先进材料。20世纪50年代，薄膜穹顶就开始在工程中得到应用。到20世纪七八十年代，欧美和日本等国家大量建造薄膜穹顶建筑，不只是政府、宗教机构，其他文化、娱乐、体育和科研机构也开始采用薄膜穹顶建筑。具有代表性的是日本出云体育馆穹顶，其设计的基本理念是以当代的大型空间结构来弘扬传统文化中的木造建筑。该体育馆的穹顶，是由呈放射状布置的木骨架为支撑，精致的折面则用白色半透明的膜材覆盖，设计灵感源于古代传统的折伞。其最大的结构特点，就是综合性材料的运用，包括钢材、木材、薄膜等。英国伊甸园穹顶植物园同样是一个典型。该建筑有着独特外观，包含一个序列的八个相互联系的穹顶，外表巨大，跨度清晰，但又轻质，是一种网格穹顶设计。1967年蒙特利尔世博会上，美国馆的球形设计，使得轻质圆形穹顶风靡今日世界。现代建筑使用玻璃穹顶，也是从20世纪50年代开始的，目的是让建筑轻质，节能环保的同时，也更具现代审美意义。可以说，北京南站玻璃穹顶，也就是在这样的理念下建造的。玻璃穹顶，仍具有不可替代优势北京南站于2006年在原址重建，2008年建成通车，其形状为双曲穹顶，椭圆姿座卧。无论从过去还是现在来看，北京南站都是一座高度现代化的客运车站，也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，一说来源于北京天坛祈年殿，后者是极具中国风格而又精致杰出的三层圆顶建筑。北京南站设计师、英国建筑师泰瑞·法瑞则称，火车站其实是一个城市的礼堂，将自己的作品称为“拍扁的天坛”。但无论灵感源自哪里，北京南站设计和建造的主要目标都是，既要现代化，也要有在多年后不落伍的品位；既要轻质和节省成本，又要节能环保，体现为采光好，省照明用电，在冬天还能节省供暖能源。谁也没有料想到17年后，北京的天气会像吐鲁番那样炙热，以致北京南站要为乘客在候车大厅内撑起遮阳伞。而北京南站的夏季炎热情况，在之前也出现过。为此，2019年酷暑时节，北京南站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、部分可见光，起到隔热作用，使地面温度最高能降低8℃左右。随着高温情况普遍加剧，玻璃穹顶建筑设计，还可以尝试使用三银Low-E等新型玻璃材质，更有效地屏蔽太阳热辐射。此外，在建筑大面积玻璃外面，也可采用活动式外遮阳设备，能大大降低太阳热辐射热能，室内的舒适度也会显著提高，有效降低空调使用等建筑能耗。综合来看，类似北京南站这种大面积的玻璃穹顶设计，具有采光好、材料轻质、造价经济、冬季采暖好等不可替代的优势，而随着材料科学等方面的进步，夏季太热的问题也必然会被明显改善。也因此，玻璃穹顶公共建筑的合理性和高效性仍然值得肯定。撰稿 / 张田勘（科普专栏作家）编辑 / 何睿校对 / 赵琳
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