田保生
(江圓鄧建筑設計有限公司 上海 200092)
所謂生態建筑,是基于環保、節能和綠色理念發展起來的現代建筑。隨著世界能源危機和環境危機的日益凸顯,為了有效緩解危機,積極發展生態建筑是一條非常有效的途徑。作為一個世界性大國,我國也應當從理論體系和施工方法上對生態建筑進行研究。特別是需要積極宣傳生態建筑的特點和優勢,發動民間力量,推進我國生態建筑的發展建設。
傳統建筑物由于建筑材料技術及其施工技術的限制,節能性能往往比較差。根據一項研究資料,在社會能源總共給中,建筑物能耗值占據了近百分之三十的份額。我們知道,我國是一個人口大國,建筑物的保有量非常大,而且每年的遞增速度也非常驚人,從而進一步加劇了能源供給壓力。故而,節能是生態建筑非常顯著的一個特點,也是生態建筑設計的基礎性要求。從國外的生態建筑建設情況來分析,如德國的“先進概念”生態建筑,廣泛地利用了各種類型的節能技術,據統計,相對于傳統類型的建筑物,該種類型的生態型建筑物的節能效率達到了百分之七十以上。這個數據是非常可觀的,顯示了生態建筑在節能方面所蘊藏的巨大潛力。因此,追求最大限度地節能,成了生態建筑設計師把握的重點目標。
傳統建筑施工過程中,不僅會產生非常多的建筑垃圾,引起嚴重的環境污染問題,還會使用到很多對環境有害的建筑材料。如一些常用的墻體涂料,就含有一定量的甲醛、乙醛以及苯類化合物等有害物質,不僅污染室內環境,也會威脅人們的身體健康。因此,實現環境友好是生態建筑設計的重要目標。而從生態建筑的實際設計中就可以看出,設計師們不僅廣泛地選用了一些自然材料制作的建筑材料來替代合成材料,還積極運用現代施工技術,將施工污染控制在了最低的水平上。總而言之,環保化是生態建筑設計與施工的重要原則,特別對于環境污染危機日益嚴重的外國來說,提高生態建筑的環保水平對社會主義生態社會的建設具有重要意義。
所謂綠色化,從廣義上來講,包括節能化設計和環保化設計。而從狹義上來說,就是在生態建筑額設計中,充分運用自然元素,來進行建筑物的景觀意象布置,來實現親近自然的“綠色”效果。例如,德國生態建筑設計師世紀初的“綠色巢穴”,屋頂用攀爬類植物覆蓋,來達到減輕太陽輻射和裝飾建筑外觀的目的,同時建筑物的四壁也用不同種類的植物覆蓋,遠觀猶如用葉子編織成的房子一樣,自然風味特別濃郁。入住其中,不僅能呼吸道新鮮空氣,也能舒緩身心,有益于身心健康。故而,綠色化也是生態建筑的一大特色。
建筑物屋面面積也占據了建筑物整體外表面的相當大的一部分,本研究中就以此為例,介紹生態建筑的節能設計。屋面節能的原理是通過改善屋面層的熱工性能阻止熱量的傳遞。主要措施有保溫隔熱屋面、架空通風屋面、屋面外表面做淺色飾面處理、坡屋面、綠化屋面等。其具體措施主要有:第一,在屋面結構施工時,在中間部分設置一層泡沫或者其他保溫材料的“夾心”,從而提高屋面的熱阻;第二,屋面設置架空通風隔熱層。也就是說在最外部遮陽層下部設置通風孔道,使屋頂變成兩次傳熱,避免太陽輻射熱直接作用在圍護結構上;而且,還可以利用通風將“隱蔽”在屋面結構內部的熱空氣帶出去,其在夏季隔熱時發揮出的效果非常好,節能效果也十分突出;第三,通過屋頂坡面的優化設計來實現節能目的。例如,可以是適當的增大坡度,盡量減少太陽光的大角度(此角度為 0~90度之間,理論上直射角越大,被照射物接受到的太陽輻射越強烈)輻射量;第四,是通過屋面的綠化達到節能效果。綠化屋面概念提出的時間雖然并不是很長,但它的發展卻是非常快。作為一種“綠色環保”的節能設計技術,它一出現便受到了人們的青睞,可謂一時間風靡全球。這種節能技術主要是應用一些植物如爬山虎等在屋面表面覆蓋一層綠色植被,達到吸收太陽輻射的目的。這種生態型的節能設計方案擁有得天獨厚的優勢,非常值得推廣應用;第五,屋面的外表面做淺色飾面處理,以降低對太陽輻射的吸收,一般可在屋面表面噴涂淺色涂料或鋪設淺色地面磚。這也是一項很好的節能措施。這種屋面常用于不上人屋面,不過會對屋面的檢修造成不便,且檢修后還需要填補被破壞的涂料層。
生態建筑施工環保的實現主要通過兩種手段,一方面是在建筑材料的選擇上。根據生態建筑的設計要求,建筑材料的選擇應當以自然材料為主,人工生產材料為輔。也就是說,生態建筑應當以木材、新型高分子合成材料等為主體結構;另一方面是建筑施工材料的編算上,要求根據設計方案精確地購買施工材料,盡可能地減少材料的浪費。特別是對于能夠污染環境的材料,一定要做到用多少買多少。此外,在施工過程中,還需要積極對剩余材料(如木屑)進行回收利用,以實現材料利用效率的最高化。
我國接觸生態建筑設計概念的時間并不長,因此在設計理念和設計方法上,相對于國外先進水平,還處在相當落后的地位。這就要求我國在發展生態建筑的過程中,要廣泛地吸收國外先進的設計理念,并通過經驗交流,吸收國外先進的設計方法和經驗,為我所用。同時,還可以將建筑設計師派到國外去進修學習,或者聘請知名設計師來華指導,以盡快提高我國生態建筑的設計水平。
從當前情況來分析,我國尚處于生態建筑發展的初期,因此需要政府給予政策上和財政上的大力支持,才能從根本上打開局面。例如,國家有關部門可以根據實際情況制定補貼政策,對生態建筑的設計者和應用者提供必要的資金,在解除他們后顧之憂的基礎上,刺激更多的人效仿,從而擴大生態建筑的影響力和應用范圍。
我國是一個人口大國,生態建筑對于緩和我國能源壓力和環境壓力具有異同尋常的意義。因此,我國建筑研究單位務必要抓住生態建筑的發展機遇,投入必要的研究資源,積極同國外先進國家進行設計經驗和施工技術交流,盡快將我國生態建筑的發展水平提高上去。