隆炎君 何 佳
(1.中國建筑西南設計研究院有限公司,四川成都 610000;2.四川省環境保護科學研究院,四川成都 610000)
早在1992年,聯合國環境和發展大會通過的“里約熱內盧宣言”就提出“可持續發展”思想的基本內涵。即要改變以犧牲環境為代價,掠奪性的,甚至是破壞性的發展模式,從傳統的資源型發展模式,走上良性循環的生態型發展模式,促使經濟與社會、環境協調發展。
這些年,伴隨著科學技術飛速進步與社會生產力的高速發展,資源過度消耗、氣候變異、環境污染和生態破壞等一系列問題逐漸暴露出來。環境生態持續發展是經濟、社會可持續發展的必備條件。越來越多的生態與能源危機爆發,使人們清醒地意識到,以犧牲生態環境為代價的高速文明發展史是難以為繼的。在未來城市發展建設中,必須優先考慮生態環境與資源的合理利用。
而建筑正是城市發展與人類生產生活的主要載體,建筑的資源消耗占全球總資源消耗45%以上。耗用自然資源最多的建筑產業必須改變發展模式,走可持續發展之路。不破壞生態環境的,節約資源的,可持續發展的建筑才能適應新時期的發展要求。綠色建筑應運而生,漸成體系,并在不少國家實踐推廣,成為世界建筑發展的方向。
綠色建筑是指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。
綠色建筑并不是指一般意義的立體綠化、屋頂綠色建筑花園,而是代表一種概念或象征,指建筑對環境無害,能充分利用環境自然資源,并且在不破壞環境基本生態平衡條件下建造的一種建筑,又可稱為可持續發展建筑、生態建筑、回歸大自然建筑、節能環保建筑等。綠色建筑以人、建筑和自然環境的協調發展為目標,在利用天然條件和人工手段創造良好、健康的居住環境的同時,盡可能地控制和減少對自然環境的使用和破壞,充分體現向大自然的索取和回報之間的平衡。
目前,石油、煤炭、天然氣這三種傳統能源占能源消費約90%以上,伴隨傳統能源日漸趨于枯竭。節能技術的開發與新能源技術的運用顯得越來越重要。為了減少對不可再生資源的消耗,綠色建筑主張調整或改變現行的設計觀念和方式,使建筑由高能耗方式向低能耗和零能耗方向轉化,依靠節能技術,提高能源使用效率以及開發新能源(如太陽能、核能、風力、水力),使建筑逐步擺脫對傳統能源的過分依賴,實現一定程度上能源使用的自給自足。
目前眾多低能耗生態建筑都集成了以下多種綠色技術。
常用的節能節水技術有:
超低能耗圍護結構——包括新型外墻保溫材料,隔熱屋頂技術,低傳熱玻璃外窗等,蓄熱外墻技術,遮陽措施等。蓄能裝置——利用相變儲能材以蓄熱蓄冷,控制釋放時間,減小能量的流失。循環水再利用系統——包括雨水收集系統和中水回收系統等。節水設備——包括節水型水流開關,節水馬桶,節水洗衣、洗碗機等。節能照明系統——包括LED節能燈具,智能燈具控制技術,風光互補路燈等。常用的新能源利用技術有:太陽能光伏發電——利用光伏太陽能板發電,應運用在太陽能資源豐富的地區。風力發電系統——成本較太陽能發電設備低,應用于風能豐富的地區。太陽能集熱器熱水系統——利用集熱板收集太陽熱量,提供生活熱水。空氣源熱泵熱水系統——將空氣能與熱泵節能技術有機地結合起來,吸收空氣中的低溫熱能,提供生活熱水。地(水)源熱泵空調系統——將地下土壤,地下水或地表水作為熱交換的冷熱源,為空調系統提供能源。生物能熱水鍋爐——利用廢棄的秸稈或其他植物作原料制成的環保燃料。
綠色建筑對能源的利用應因地制宜,對建筑外環境做詳細的調研,對可利用的外部資源做仔細的評估,應以不破壞生態環境為前提,選擇可行的,利用率高,適合當地的綠色技術。
場地規劃應因地制宜,與周邊自然環境建立有機共生關系,保持或提升場地及周邊地區的生物多樣性指標,避免開發活動對當地生態系統產生影響。開發前應對可利用的地形、地貌和地表水體、水系以及雨水等自然資源進行勘察,對利用和改造方式進行技術經濟評價。
場地開發應保持和利用原有地形,盡可能的保留原有的植被與水體,應保護并利用場地淺層土壤資源和植被資源。做好場地的雨洪水控制。保證雨水能自然滲透涵養地下水,利用地下水應通過政府相關部門的審批,應保持原有地下水的形態和流向,不得過量使用地下水,避免造成地下水位下降或場地沉降。
“生態補償”對綠色建筑設計是一個重要的概念,是指對場地整體生態環境進行改造、恢復和建設,以彌補開發活動引起的不可避免的環境變化影響。室外環境的生態補償重點是改造、恢復場地自然環境,通過采取植物補償等措施,改善環境質量,減少自然生態系統對人工干預的依賴,逐步恢復系統自身的調節功能并保持系統的健康穩定,保證人工—自然復合生態系統的良性發展。
現代社會,人類盲目的利用機械空調來改善生活和工作環境,將生產生活空間與自然環境生硬地分離開來。在大量能源消耗的同時,外部環境更加惡化。人類對氣候的改造步入了惡性循環。事實上,人類對于環境的舒適需求,常常無需現行空調設備也能得到滿足,例如我國陜北的窯洞在嚴寒的冬季其室內仍保持著15℃上下的舒適室溫,西雙版納干闌住宅在酷熱的夏季仍可在室內創造出蔭涼的空間。這正是綠色建筑設計的另一個關鍵點——注重地區氣候與建筑的關系,根據當地氣候特征,運用建筑物理的原理,合理組織各種建筑因素,最大程度的適應當地的氣候。其實,不難發現大部分的日間照明可以由日光提供,制冷可以由流動的空氣辦到,采暖可以從日照以及辦公設備中獲得。從綠色建筑的設計觀來看,氣候所包含的某些因素是當作資源來考慮的,而不完全是對立面。考慮地方氣候特點,充分利用氣候資源是最基本,最重要的綠色技術。我國地域遼闊,不同地區的氣候、地理環境都存在差異。設計時應因地制宜、充分分析建筑所在地域的氣候、自然環境,使建筑與當地地理氣候建立良好的關系。
1)充分使用可再循環材料及可再利用材料。可再循環材料指材料本身就是可再循環材料或建筑拆除時能夠被再循環利用的材料。可再循環材料包括:鋼材、銅材鋁合金型材、玻璃、石膏制品、木材等。可再利用材料指在不改變所回收物質形態的前提下進行材料的直接再利用,或經過再組合、再修復后再利用的材料。包括砌塊、磚石、管道、板材、木地板、木制品(門窗)、鋼材、鋼筋、部分裝飾材料等。使用可再循環材料及可再利用材料,可以減少新材料的使用及生產加工新材料帶來的資源、能源消耗和環境污染。在滿足使用性能的前提下,鼓勵使用利用建筑廢棄物再生骨料制作的混凝土砌塊、水泥制品和配制再生混凝土;鼓勵使用工業廢棄物、農作物秸稈、建筑垃圾、淤泥為原料制作的水泥、混凝土、墻體材料、保溫材料等建筑材料。2)使用可快速再生天然材料。快速再生天然材料指持續的更新速度快于傳統的開采速度(從栽種到收獲周期不到10年)。可快速更新的天然材料主要包括樹木、竹、藤、農作物莖稈等在有限時間階段內收獲以后還可再生的資源。快速再生天然材料及其制品的應用一定程度上可節約不可再生資源,并且不會明顯地損害生物多樣性,不會影響水土流失和影響空氣質量,是一種可持續的建材,它有著其他材料無可比擬的優勢。我國目前主要的產品有:各種輕質墻板、保溫板、裝飾板、門窗等等。3)優先選用當地材料。宜選用距離施工現場500 km以內的本地的建筑材料。綠色建筑除要求材料優異的使用性能外,還要注意材料運輸過程中是否節能和環保,因此應充分了解當地建筑材料生產和供應的有關信息,以便在設計和施工階段盡可能實現就地取材,減少材料運輸過程資源、能源消耗和環境污染。
綠色設計并不忽視建筑學的內涵,尤為強調從方案設計入手,將綠色設計策略與建筑的表現力相結合,重視建筑的精神功能和社會功能,重視與周邊建筑和景觀環境的協調以及對環境的貢獻,避免沉悶單調或忽視地域性和藝術性的設計。
綠色設計還應吸收傳統建筑中適應生態環境、符合綠色建筑要求的設計元素、方法乃至建筑形式,采用傳統技術、本土適宜技術實現具有中國特色的綠色建筑。
我國地域遼闊,不同地區的氣候、地理環境、自然資源、經濟發展與社會習俗等都存在差異。因此綠色建筑的設計應注重地域性特點,因地制宜、實事求是,充分分析建筑所在地域的氣候、資源、自然環境、經濟、文化等特點,考慮各類技術的適用性,特別是技術的本土適宜性。設計時應因地制宜、因勢利導地控制各類不利因素,有效利用對建筑和人的有利因素,以實現極具地域特色的綠色建筑設計。
綠色建筑是在全壽命周期內兼顧資源節約與環境保護的建筑,綠色設計應追求在建筑全壽命周期內,技術經濟的合理和效益的最大化。為此,需要從建筑全壽命周期的各個階段綜合評估建筑場地、建筑規模、建筑形式、建筑技術與投資之間的相互影響,綜合考慮安全、耐久、經濟、美觀、健康等因素,比較、選擇最適宜的建筑形式、技術、設備和材料。
[1]JGJ/T 229-2010,民用建筑綠色設計規范[S].
[2]GB 50378-2006,綠色建筑評價標準[S].
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[4]仇保興.發展節能與綠色建筑刻不容緩[J].中國經濟周刊,2005(9):21-23.
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