【摘 要】 本文介紹可持續性建筑設計的規律性情況,通過與普通建筑設計要求的對比,明確建筑設計在現階段需要哪些方面進行可持續設計,提高設計項目在使用中的可持續性(節能與能耗降低),并說明設計應用過程中需要注意哪些問題。
【關鍵詞】 可持續性、建筑生命周期、綠色建筑、節能建筑、設計策略、評價標準
1、建筑可持續發展的內容
可持續發展的定義包含兩個基本要素:“需求”和對需要的“限制”。發展是人類生存的基本需求, 建筑是人類改變和適應周圍環境的一種開發行為, 建筑行為包含了以不同形式大量消耗、改變和轉化自然資源的過程, 顯然這些行為在各方面對環境造成了影響, 也將影響到人類的可持續發展。可持續建筑也稱之為生態建筑、綠色建筑。2004年8月,國家建設部將可持續建筑明確定義為:為人們提供健康、舒適、安全的居住、工作和活動的空間,同時在建筑全生命周期(物料生產、建筑規劃、設計、施工、運營維護及拆除、回用過程)中實現高效率地利用資源(節能、節地、節水、節材)、最低限度地影響環境的建筑物,即要求在建筑設計、建造及使用中充分考慮環境保護的要求,將建筑物與環保、高新技術、能源等緊密結合起來,在有效滿足各種使用功能的同時,能夠有益于使用者身心健康,創造符合環境保護要求的工作和生活空間結構。從上面定義我們可以知道能源的利用效率是可持續建筑的重要組成部分,也是建筑設計的主旨所在。能源效能利用率作為可持續建筑的核心,具有重要意義:一方面,節能意味著對建筑運行費用的節約,產生經濟效益;另一方面,煤、石油消耗的減少,可更新能源的利用可以減少CO2 、NO2 等排放,提高環境質量;第三方面,對能量效率的要求可以促進對建筑材料的更新與發展。
2、可持續建筑的起源、概念、特征
可持續發展作為人類面臨的巨大挑戰,其影響深入到社會生活的各個方面。作為資源與能源消耗的建筑業,其在社會可持續發展中具有重要意義。可持續觀念與建筑的結合實際上始于20世紀70年代的能源危機。然而,其主要內容也就是能源,并沒有涉及到可持續的其他方面。雖然在20世紀70、80年代產生了大規模的“太陽能運動”,并且在世界各地建造了一批太陽能建筑。然而,由于對太陽能的利用技術并不成熟和穩定,而且由于沒有和建筑設計有效地結合,這一運動并沒有產生理想的效果,最后也就沉寂下來。
美國綠色建筑委員會在1995年制定了能源與環境設計先導計劃并于2000年發布2.0版本。該系統通過可持續場地設計、水資源利用、能源與大氣、環境質量、材料與資源、革新設計六個方面對可持續建筑進行評估,在每一方面設定若干評分標準。相對于其他兩個評價系統,LEED系統最為突出的一點是設定了認證等級:通過、銀獎、金獎、白金獎。由得分多少決定認證等級,從而也就可以了解在設計方面所達到的標準。
加拿大自然資源部制定并資助的C-2000計劃,由于制定標準過高,內容復雜,導致難以通過,因而影響不是很大。相對來說,同樣由加拿大自然資源部制定并資助的商業建筑激勵計劃,由于只針對能源方面,要求標準與C-2000相比有所降低,獲得了建筑業主、建筑師與工程師的普遍歡迎,因而得到了較快的發展。
但這些系統的設立只是規定了設計的原則與評價模式,對具體的設計方式并沒有涉及。因而,在很大程度上只具有指導意義,對于設計過程的操作性比較模糊。一方面可持續發展的主題被廣泛的使用,另一方面,其操作性概念卻依然模糊。同時,由于可持續建筑的范圍非常廣泛,涵蓋了能源、環境、材料、資源、文化等各個方面,實施起來分項內容多,初始投資大,回報期長,因而較為困難。在設計中,往往可以把某一方面作為突破口,帶動可持續建筑的發展。
3、可持續建筑的設計目標
可持續建筑相對普通建筑而言, 體現“可持續發展”的理念, 更加關注資源節約與環境友好。不同綠色建筑之間可以存在差異, 并不苛求所有綠色建筑都達到一致的標準, 根據可持續建筑的“綠色度”, 可以使用《綠色建筑評價標準》對可持續建筑進行評價和分級。因此不同的建筑可以根據自身的特點和要求, 確定可持續建筑設計目標。我國的可持續建筑評價標準(ESGB)——用于評價住宅建筑和辦公建筑、商場、賓館等公共建筑。
評價指標體系包括以下六大設計指標:
3.1 節地與室外環境;
3.2 節能與能源利用;
3.3 節水與水資源利用;
3.4 節材與材料資源利用;
3.5 室內環境質量;
3.6 運營管理(住宅建筑)、全生命周期綜合性能(公共建筑)
4、可持續建筑設計策略與設計原則
根據美國國家公園出版社出版的《可持續發展設計指導原則》提出了可持續的生態建筑的設計原則:
4.1 重視對設計地段的地方性、地域性理解, 重視地方場所的文化脈絡。
4.2 增強適用技術的公眾意識, 結合建筑功能要求, 采用簡單合適的技術。
4.3 樹立建筑材料蘊能量和循環使用的意識, 在最大范圍內使用可再生的地方性建筑材料。
4.4 避免使用高度能耗、破壞環境、以及帶有放射性的建筑材料, 爭取重斷利用舊的建筑材料、構件。
4.5 對當地的氣候條件, 采用被動式能源策略, 盡量應用可再生能源。
4.6 完善建筑空間使用的靈活性,以便減少建筑體量, 將建設所耗的資源降至最少。
4.7 減少建筑過程中對環境的損害, 避免破壞環境、資源浪費以及建材浪費。
5、可持續建筑在全壽命周期項目管理中的設計問題
可持續建筑設計的在全壽命周期項目管理中涉及到5個方面的問題:
5.1 一是基于建筑節能思想的設計,其內容涉及空調系統節能設計、供熱系統節能設計等。而根據設計技術的不同,空調系統節能設計又可分為空調用制冷系統的節能設計、變風量空調節能設計、蓄冷空調設計、熱量回收設計等。供熱系統節能設計又可以分為地輻射系統供熱設計、鍋爐供熱系統節能設計等;
5.2 二是基于可再生能源綜合利用的設計。其內容涉及太陽能的綜合利用、地熱資源的綜合利用以及風能的綜合利用設計等。太陽能的綜合利用設計又包括太陽能供熱系統設計、太陽能暖房設計、太陽能空調系統設計等;
5.3 三是基于建筑生態環境綠化思想的設計,其內容涉及外圍護結構綠化設計、室內綠化設計和室外綠化設計等。外圍護結構按照綠化位置的不同又可以分為屋面綠化設計、外墻綠化設計、散水綠化設計、窗臺及陽臺的綠化設計等;
5.4 四是基于資源集約化利用思想的設計。其內容涉及在工程項目的設計中,最大程度地節約土地資源,實現土地資源的集約化利用;通過有效的節水設備和節水系統的設計最大程度地節約水資源,并實現水資源的合理循環應用;在設計中盡量選用可再生的建筑材料等;
5.5 五是基于環保與健康思想的設計。環保設計有兩個方面的意思:一方面是要在工程項目設計中,采用環保技術減少工程項目建設和運營中對環境的污染和危害。例如,在污染性大的工廠設計中做好廢氣、廢水等處理系統的設計;另一方面是在工程項目的設計中融入環保設計的思想,選用環保型的建筑材料,采用環保型的建筑結構,最大限度地減少不可再生資源的消耗,將工程在建設和使用階段對環境的影響降到最低程度。同時,降低室內有害物質的含量,控制各種污染源,保證工程能夠為使用者提供健康舒適的使用環境等
6、可持續建筑理論在項目設計過程中的應用
在建筑設計中,可持續建筑的設計策略及設計問題都有最有效的方法來解決。大到城市規劃、商業建筑布局、現代化商業街區建設,小到室內裝潢設計、工業產品研究開發等,當然包括綠色建筑的建設。所有這些都存在最有效的方法,讓同等的投入價值最大化的方法。
7、結束語
實現可持續發展的建筑設計,是擺在中國建筑設計師面前的新問題,任重而道遠,不僅需要觀念和技術上的不斷創新和發展,設計水平的不斷提高,同時更需要政策的引導和扶持,以及全社會的參與。
參考文獻
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