綠色建筑無論在國內還是海外,早已是被廣泛關注的詞匯。近年來,各種被動節能、零碳建筑鱗次櫛比,綠色建筑的評價標準也是層出不窮。那么,到底什么是綠色建筑呢?
住房和城鄉建設部頒發的《綠色建筑評價標準》對綠色建筑作出了如下定義:在建筑的全壽命周期內,最大限度地節約資源(節能、節地、節水、節材)、保護環境和減少污染,為人們提供健康、適用和高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑。
綠色建筑的設計理念
節約能源:充分利用太陽能,采用節能的建筑圍護結構以及采暖和制冷設備,減少采暖和制冷設備的使用。根據自然通風的原理設置風冷系統,使建筑能夠有效地利用夏季的主導風向。建筑采用適應當地氣候條件的平面形式及總體布局。
回歸自然:綠色建筑外部要強調與周邊環境相融合,和諧一致、動靜互補,做到保護自然生態環境。
節約資源:在建筑設計、建造和建筑材料的選擇中,均考慮資源的合理使用和處置。要減少資源的使用,力求使資源可再生利用。節約水資源,包括綠化的節約用水。
舒適和健康的生活環境:建筑內部不使用對人體有害的建筑材料和裝修材料。室內空氣清新,溫、濕度適當,使居住者感覺良好,身心健康。
當今的建筑都拼命想要抓住環保設計的理念。德國法蘭克福的考莫茲銀行總部大廈、馬來西亞的米那亞大廈以及國內的各種生態綠色建筑業(至少在發達國家)的從業人員似乎都認為綠色建筑領域可以讓他們有所作為。于是綠色建筑產生了大致的趨勢走向,以下五大趨勢成為了生態設計界議論的焦點。
垂直農場——在摩天大樓里種田
按照目前人口的增長速度,到2025年,全球人口將從現在的66億增加到80億。如何改進傳統農業、增加食品生產成為一個擺在人類面前的難題。當傳統的土地已經難以挖掘更多潛力時,人們不由得將目光轉向了空中。有專家提出,可以將莊稼種到空中去一一建造摩天大樓,令其變為可以解決地球上潛在的食物缺乏問題的垂直農場。
垂直農場類似于高樓的發展模式,耕地也從田地向多層甚至高層建筑式的樓層化農場發展,在高樓大廈里通過技術手段模擬農作物的生長環境,使其達到作物生長的最佳模式,同時避免外界不良環境的影響,從而提高作物的產量。簡單地說就是在城市的高層建筑中進行各種農業生產,并且充分利用可循環的能源和溫室技術,進行高效的農業生產。
按照設計,摩天大樓式垂直農場的主要能源來自頂樓太陽能板吸收的太陽能。此外,樓頂還可以安裝風力風渦輪,和風車的原理一樣,能為大樓提供風能。農場的另外一個重要電力來源是將不可食用的植物顆粒(如玉米麩皮)變成燃料,植物廢料先是被加工成粉末狀,接著壓縮成可全部燒掉的燃料顆粒。
在科學家看來,垂直農場不僅僅只是個農產品工廠,它還是一個改造城市基礎設施令其模仿自然循環系統的宏觀計劃。目前,美國、法國和以色列的科研人員都開始探索垂直農場這種新的農業種植方式。專家指出,垂直農場代表了人類農業的未來發展方向。雖然在垂直農場的發展過程中面臨著很多關于資金和技術方面的難題以及傳統習慣的眼光等等,但相信在不久的將來,人們可以從市場上買到垂直農場生產的農產品。
稻草——時刻準備“救命”
如今,稻草似乎是一些綠色建設者和設計者的可持續材料之首選。這種天然材料可廣泛應用于不同的形式。在生態建筑師比爾·鄧斯特(Bill Dunster)最新的家具設計中,運用了模得塞爾(Modcell)系統零售房屋預制板。模得塞爾(Modcell)實驗室甚至有一系列的稻草車間。這些車間供那些計劃用現成的農業副產品來修建房屋、學校和辦公室的人使用。
StramitZED房屋是鄧斯特與稻草板制作商英國斯壯密特(Stramit)公司合作生產的一種有2~4個居室配置的生態住宅。這一住宅的所有類型都符合最新的永久性住宅和倫敦房屋設計指南標準。其設計是基于鄧斯特的建案6級標準。其中,北安普頓的RuralZED是第一個符合6級標準的發展成果。這些房屋是由稻草板、威爾士木材和回收舊報紙絕緣板混合制成的箱子組合成的。
其所需電由太陽能光伏發電板和太陽能光熱板提供,使用之剩余電量被賣給供電廠商。該建筑建造成本高達13.5萬英鎊,聲稱比建造一個標準6級房屋的正常成本低了2萬英鎊。
稻草捆也是模得塞爾(Modcell)零售方案的核心,其使用的是在建造地附近所租用的工作區或倉庫內生產的預制板。這些預制板是通過把未加工的、當地采購的稻草灌注進可持續的木材組合成的面板框架后涂抹上保護性的石灰制成的。這種可立即投入使用的方案號稱節能、經濟、減少二氧化碳排放,并能有效縮短建造時間。
相變材料(PCM)
相變材料(PCM-Phase Change Material)是指隨溫度變化而改變形態并能提供潛熱的物質。由固態變為液態或由液態變為固態的過程稱為相變過程,這時相變材料將吸收或釋放大量的潛熱。相變材料可分為有機(Organic)和無機(Inorganic)相變材料。亦可分為水合(Hydrated)相變材料和蠟質(Paraffin Wax)相變材料。
我們最常見的相變材料就是水,當溫度低至0℃時,水由液態變為固態(結冰)。當溫度高于0℃時水由固態變為液態(溶解)。在結冰過程中吸入并儲存了大量的冷能量,而在溶解過程中吸收大量的熱能量。冰的數量(體積)越大,溶解過程需要的時間越長。這是相變材料的—個最典型的例子。
這些材料的優點在于它們既可以用來儲存加熱能源,又可以儲存制冷能源。相變材料可以嵌進墻壁和天花板,吸收熱量以幫助保持工作空間的涼爽,從而減少對空調制冷的需求。
巴斯夫的相變儲能材料已納入Racus天花板瓷磚系統中,同時針對新建或改建項目被應用——由基準相變材料發展而來。這種瓷磚含有一種特殊的蠟微膠囊。該蠟微膠囊在白天吸收并儲存熱量,從而從固態變為液態,而到了晚上,當氣溫下降,這種蠟微膠囊釋放熱量并恢復成固態。這種瓷磚系統已經應用于沃特福德的維多利亞式露臺翻新項目中。
同樣,杜邦公司提供的相變材料被稱為Energain。這一可在輕量面板中獲取的材料用于把熱質添加到輕型結構上。該公司稱用該材料可降低室內溫度高達7℃,可提高空間舒適度并降低空調用電費用。
蜜蜂和生物多樣性
龐大的野生蜂群帶來了越來越多的威脅,包括蟲害和疾病(如瓦螨)。同時,日益減少的野生花卉不能為其提供足夠的食物和寄居所。
養蜂所需的全部設施僅僅是一個小后花園或在遷徙時蜂群可抵達的一個屋頂。更重要的是,在城市園林、公園、鐵路沿線和綠蔭道上有種類豐富的植物。
這個想法并不像第一次聽到時那樣瘋狂——這個世界對蜜蜂來說,最適宜的居住地可能是倫敦皮卡迪利福特南和梅森高級百貨商場的屋頂。其蜂箱甚至具有獨特的建筑風格和一些優雅的黃金點綴。
蜜蜂以城市中種類繁多的花園植物為食。這意味著,在城市中創造此類環境的重要性不僅僅體現在保護現有野生生物上,而且還會促進物種的進一步多樣化和為蜜蜂提供更多的食物。幫助設計師和規劃者考慮生物多樣性和達到新法規要求只是拯救蜜蜂和我們自己免于滅絕的進程中的一步而已。
可持續材料
除了在市場中存在的由回收材料制成的數以百計的產品之外,金斯頓大學的研究人員正致力于在建筑行業使用那些已經應用在其他行但幾乎沒有在設計和建筑業中使用過的可持續材料。
Rematerialise,一個集合了來自15個國家的1200種可持續材料樣本的圖書庫正由金斯頓大學推出。這些材料被選擇為那些資源消耗性材料的一種環保的替代品,包括本來會被運往垃圾填埋場的消費產生的、后工業化的廢液、廢料和垃圾。該圖書館擁有這些回收材料的可持續方面的屬性信息、應用技術數據和當前使用案例。最近,該數據庫作為零售商馬莎百貨新娜建造使用的適當可持續材料的參考資料使用。
綠色建材是相對于傳統建材而言的一類新型建筑材料,它不僅指新型的材料,也應該包括環境協調之后的傳統建材。綠色建材區別于傳統建材的基本特征可歸納為以下五個方面:其生產使用的原料盡可能少用天然資源,大量使用尾礦、廢渣、垃圾、廢液等廢棄物;采用低能耗制造工業和環境無污染的生產技術;在產品配制或生產過程中,不得使用對人體和環境有害的污染物質,產品中不得含有汞及其化合物,不得使用鉛、鎘、砷等金屬及其化合物的顏料和添加劑;產品的設計是以改善生產環境、提高生活質量為宗旨,即產品不僅不損害^體健康而且應有益于人體健康,產品具有多種功能功效等;產品可循環或回收再利用,無污染環境的廢棄物。
十年前,我們無人知曉何為綠色建筑。如今,綠色建筑已經得到了政府、公眾和市場的認同。在未來的工作中,如何將綠色建筑與各層級規劃具體結合起來、落實在空間、體現于政策,是規劃師們接下來需要積累與思考的重要議題。綠色建筑代表了二十一世紀建筑行業的發展方向,是符合世界發展趨勢和人類需求的發展趨勢。為了達成城市可持續發展的目標,讓我們行動起來,一起為綠色建筑添磚加瓦吧!