百年一遇的盛夏、创纪录高温、闷热夜晚以及持续数周的难以忍受的酷热:关于今年夏天,来自各行各业的评论层出不穷。事实是:天气很热,实在太热了。但与其抱怨酷热,不如保持冷静的头脑,寻找解决方案。
我们如何利用今年的经验,在明年更好地度过下一波热浪?其他国家又是如何应对的?在这篇文章中,我们将踏上真正炙手可热的领域,探讨那些以前从未提出过的问题:为什么我们只为寒冷的冬天建造,而不终于也为耐热而建造?
事实:2026年的创纪录夏季
2026年的夏天不适合神经脆弱的人——或循环系统脆弱的人。大规模热浪一次又一次地以明显超过35°C的温度袭击欧洲心脏地带。几年前还能被轻描淡写为“美好的夏日”的日子,今年已经进入了新的维度。
极端高温不再是非同寻常的天气事件。气候模型清楚地表明,从长远来看,炎热的日子和热浪将继续增加。而我们的建筑行业呢?现在面临着一个大问题。尤其是我们所有人都面临这个问题:我们的许多建筑和整个城市都是为完全不同的温度而规划的。
几十年来,我们在供暖方面的隔热和能效上投入了巨大资金。我们的房屋变得越来越密封和隔热性能越来越好:从三玻节能窗到最高效的供暖系统,再到比光明抵御黑暗更可靠地抵御寒冷的门。
但一旦夏天来临,恰恰是这些导致了问题:热量积聚、通风不足、闷热潮湿的空气以及顶层免费的桑拿房。问题是:为什么我们能如此好地保护建筑免受寒冷,却对夏季高温几乎无能为力?
事实上,在德国有一系列针对夏季隔热的措施。在《建筑能源法》(GEG)中确实有降低建筑内热风险的规定。然而,规划、现有建筑存量与实际气候发展并不总是完全吻合。有时它们之间隔着天壤之别——或者几十年的差距。
所以问题是:当零星的炎热日子变成强烈的热浪时,我们现有的防热方案是否仍然足够?还是说,与其只在一些细枝末节上做调整,我们不如直接采用全新的防热方案?这正是今天要讨论的内容。
历史背景:德国的供暖热潮
要理解我们为什么会这样建造,值得回顾一下过去。德国一直有一个问题:冬天。因为在过去几个世纪里,冬天夺走了无数生命,那些没有合适供暖的人就这样被冻死了。这已经字面意义上地深深烙印在了人们的记忆中。
过去:冬天供应充足
传统上,德国以漫长而寒冷的冬天而闻名。我们中的许多人从童年时代就熟悉这些漫长的寒冷期。连续三周的暴雪混乱:以前很正常,今天则更像是例外。此外,在最近几十年里,还出现了不断上涨的能源价格,以及供暖带来的高二氧化碳排放,例如使用煤炭、石油或天然气。
因此,节能建筑的重点几十年来一直放在隔热、高质量窗户和高效供暖技术等因素上,也就不足为奇了。从能源角度来看,这绝对是合理的。目标是以尽可能少的热量损失,同时消耗尽可能少的能源。
今天:夏天的问题
现在让德国栽跟头的是一个非常简单的原理:建筑不区分“想要的热量”和“不想要的热量”。良好隔热的建筑围护结构的意义在于减少双向的热交换。这在冬天极其实用,但在夏天可能会成为问题。
冬天,热量留在室内,这自然是一个巨大的优势。这样我们就能消耗更少的能源,在四面墙内达到适度的温暖。一旦升温,就能相当长一段时间保持舒适温暖。
但恰恰这一点在夏天是有问题的。一旦热量进入室内,它就会留在那里。而今天我们还有完全不同的额外问题。毕竟,现在使建筑内部升温的已经不再主要是来自外部的热量或多人存在。
主要元凶是电脑和显示器、通常很强的照明、运行中的家用电器、机器或服务器。特别是在办公楼中,由此经常产生巨大的热负荷。
防热:问题在哪里?
首先要说明一点:隔热本身不是问题,恰恰相反。如果安装了良好的隔热层,它会保护室内免受室外热量的侵袭。毕竟它根本不让热量进入。真正的问题是其他构件,例如深色屋顶,由吸收热量、储存热量并因此让屋顶结构内部沸腾的材料制成。
大面积的玻璃窗、缺乏遮阳以及更能储存热量而不是释放热量的建造方式,也会在连续多天酷热难耐的情况下导致巨大的热量输入。我们还记得:热量一旦进入室内,就会留在那里。
在以往的夏天,大自然极大地帮助我们解决了这个问题。因为建筑可以在白天吸收热量,将其储存在构件中,并在夜间释放到室内空气中。特别是混凝土和砌体以良好的蓄热体而闻名,能在白天保持室内凉爽。通过适当的通风,这些暖空气在夜间或清晨排到室外,凉爽的空气流入室内。
然而,今年我们感受到了自然界限在哪里。如果夜间室外温度下降不够,这种热带夜晚会导致室内温度一天比一天升高。在三四天的高温天气和过于温暖的夜晚之后,我们就会被迫蒸桑拿,而且短时间内看不到尽头。
良好隔热的墙体是一回事,但窗户呢?特别是在办公楼中,窗户是最大的热工薄弱环节。冬天热量从这里流失,夏天阳光将过多的热量带入室内。三层玻璃也帮不上忙。
这里最重要的是:窗户朝向哪里?是否有遮阳装置,在阳光到达玻璃之前就将其拦截?因为只有这样,我们才能防止热量首先找到进入我们房屋的路径。但城市过热的问题真的只在于我们的建筑吗?
热岛:内城的高温风险
为什么我们的城市特别热?这里不再只是单个建筑的问题,而是整体城市规划。在我们的大多数城市被规划时,这种极端问题——持续高温——还不存在。通常更多是关于在有限的面积上容纳尽可能多的人和商铺。许多城市也是自然发展起来的,或者在遭受破坏后(例如二战)需要快速且廉价地重建。所以对于热浪这种情况也没有进行规划。
我们的城市比其周边地区升温更快,夜间降温更慢。因为混凝土、沥青和立面在白天储存热量。一旦太阳落山,终于应该吹来一些凉爽的空气时,城市却释放出白天的热量,把原本宜人的空气加热得令人不适。这样一来,夜间的降温效果自然就完全丧失了。这就是所谓的热岛效应。
此外还有地面硬化的问题。在硬化地面上,雨水几乎无法储存和蒸发。我们的城市在这里缺少了一个重要的自然降温效应,例如通过绿化区域。说到植物:树木和绿地可以拦截灼热的阳光,在它们直接照射到街道、大型广场或建筑之前。没有这种遮阳效果,自然的降温作用就无从发挥。
此外,密集的建筑也给城市气候带来了问题。在如此密集排列的建筑之间,热量积聚,只能极其缓慢地向外扩散。空调让这一切变得更加严重:虽然它们冷却了室内,但将抽出的热量排放到室外。如果内城几乎每个住宅或办公单元都有空调,热负荷还会进一步增加。毕竟城市中的热量无处可去。
让我们把视野从城市进一步向外扩展。最好直接跨越国界。如果炎热在世界其他地区几个世纪以来都是家常便饭:这些国家是如何应对的?最重要的是:我们能从中学到什么?
其他国家如何应对热浪
在地中海地区,炎热绝对是日常——而且已经持续了几个世纪。西班牙、意大利和希腊等国家表明,防热不需要高科技也能实现。有趣的是这里的传统地中海建筑:遮阳、浅色立面、小开口、阴凉的内部庭院和过渡空间,在外部世界过于炎热时提供宜人的气候。
大多数庭院或房屋的建造方式都配有一个阴凉的内部庭院。但这个区域远不止是宜人的停留场所,如果朝向正确,它能为整个建筑降温。这是如何实现的?屋顶都向内部庭院倾斜,使雨水直接流入其中。通过茂密的植被,这些区域储存水分,除了蒸发降温外,还提供充足的阴凉。
此外,深窗洞以及木制百叶窗、拱廊、藤架和挑檐都能保护建筑免受直接阳光照射,从而最大限度地减少通过立面进入内部的热量。地中海建筑不仅美观,而且在对抗持续高温方面也经受住了考验。
另一个熟悉热浪的国家是日本。在那里,不仅是持续的高温,还有因海洋位置而带来的高空气湿度,都要求采用适应性的建筑风格。在传统建筑中,窗户和开放区域的设计使得穿堂通风始终能提供宜人的空气。
此外,大型挑檐、开放式平面布局以及建筑或房间之间的有顶过渡区域,都能提供空气流动和遮阳。因此我们可以得出结论,传统建筑运用阴影、空气和过渡空间来解决问题,而不是通过空调等技术手段来解决热工问题。建筑本身因此成为了室内外之间的气候接口。
德国建筑行业:应对热浪的措施
我们如何最好地让建筑具备耐热能力?照搬地中海建筑?不,那太短视了。德国需要同时适应夏季、冬季以及两者之间过渡季节的建筑,最好还能应对极端天气的房屋。归根结底,我们需要的是一个坚固的建筑围护结构,具备灵活的温度调节能力。
重要的是要理解,被动措施始终具有最高优先级。因为它们在建筑运营期间不会产生额外的成本或排放。这包括建筑规划的以下组成部分:
- 建筑朝向
- 通过厚实墙体实现的蓄热质量
- 通过外部遮阳和绿化实现遮阳
- 借助合适的窗户位置实现自然穿堂通风
- 限制真正合理的窗户面积
- 浅色立面和大型挑檐
只有在考虑过这些要点之后,我们才应该考虑我们钟爱的技术。最重要的是,以尽可能少的技术实现尽可能高效的冷却。毕竟电子设备总是会产生一定的余热。在这方面,智能家居领域尤其值得关注,要充分利用全部自动化潜力,例如通过智能夜间通风。
概念:抗热韧性城市规划
重要的是,在城市规划中将城市作为一个整体系统来考虑。除了建筑本身,还包括街道、广场、能源供应和交通流等基础设施。我们如何设计绿地,当我们不再想要大面积停车场时地下车库的屋顶该怎么办,以及我们如何保证建筑之间的空气能够自由流通?
我们需要的不仅仅是更多的城市行道树,然后孤独地挤在一条条林荫道上。更重要的是大面积连通的绿地,能够储存雨水。在大型硬化地面上,我们需要浅色表面和阴凉,而不是会升温的深色沥青。雨水也必须能够可靠地排出。这就是海绵城市原则的应用。
除了绿化立面和屋顶之外,新鲜空气通道也有助于缓解夏季的热量积聚。建筑不应单独对待,而应共同作为一个综合体来处理并进行相应的规划。只有这样,我们才能确保无论是高温干旱期还是暴雨,都不会让我们的内城瘫痪,或者——更糟糕的是——在一段时间内不再宜居。
几乎更重要的是:让现有建筑具备耐热能力
幸运的是,新建建筑相对容易适应。但大多数城市已经存在了几十年。有些美丽的内城,在那里进行这种调整并不总是可能的。此外,我们不能忘记,没有人确切知道二三十年后会是什么样子。
而现在已经属于城市景观多年的建筑,在几十年后依然会存在。它们的规划既没有针对我们今天的气候,也没有针对未来的气候。因此,这里开始了一场平衡术:在现有建筑中可以加装什么?至少应该考虑多远的未来?
并不是每一栋受文物保护建筑都能在立面上或屋顶上安装绿化。最好的做法是将防热措施与翻新目标结合起来。例如,在本来就要进行的屋顶翻新中使用更浅的屋顶颜色,就已经能有一点帮助了。
结论:德国需要新的防热方案吗?
最终,我们必须告别“建筑在今天的条件下是否正常运作?”这个问题,转而更长远地思考未来。重要的是,规划中的建筑在其使用寿命期间极有可能出现的条件下是否也能正常运作。而在这方面,最好参考气候地图,而不是回顾历史。
要让我们的房屋和整个城市具备耐热能力,我们实际上已经不需要什么大规模的新方案了。这里不需要聪明的头脑再绞尽脑汁。许多应对持续热浪的解决方案比我们的建筑技术古老得多。它们存在于那些传统建造方式中,这些方式在那些我们今天在德国面临的问题几个世纪以来一直是日常的国家中得到了验证。
我们的目标应该是设计和改造建筑,使其尽可能少地需要技术冷却。迄今为止,节能建筑的核心问题是:如何防止热量在冬天从建筑中逸出?现在,第二个问题变得同样重要:如何防止建筑在夏天根本不过度升温?
为了具备未来适应性,我们的房屋必须两者兼备:既能保持热量,又能抵御酷热。除此之外,最终不仅仅关乎单个建筑,而是关乎具有抗热韧性的城市。我们今天使用和规划的建筑,在20年、50年或100年后应该依然矗立。因此,一个成熟的防热方案成为长期规划目标,希望能为持续宜居的环境提供保障。即使在强烈的热浪期间也是如此。