探索可持續(xù)發(fā)展的當(dāng)代綠色工業(yè)建筑

楊 寶，喬利利

（1.中國(guó)中元國(guó)際工程有限公司，北京100089；2.北京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，北京100045）

1 走向未來(lái)的工業(yè)建筑

1.1 傳統(tǒng)工業(yè)建筑缺乏可持續(xù)發(fā)展

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)傳統(tǒng)的工業(yè)建筑大部分沒(méi)有做到可持續(xù)發(fā)展。大量的城市噪音、空氣污染、水源污染、垃圾排放從工業(yè)建筑中產(chǎn)生，影響著城市居民的健康。同時(shí)，環(huán)境污染不僅嚴(yán)重?fù)p害了人們的身心健康，而且也嚴(yán)重影響到工業(yè)建筑自身的使用，最簡(jiǎn)單的例子便是工業(yè)建筑普遍短命。

在當(dāng)今低碳社會(huì)和綠色建筑浪潮的影響下，可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為世界發(fā)展的主題，綠色建筑的理念也已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域。我國(guó)《“十二五”建筑節(jié)能專項(xiàng)規(guī)劃》指出，到“十二五”期末，我國(guó)建筑節(jié)能要形成1.16億t標(biāo)準(zhǔn)煤的節(jié)能能力，其中在綠色建筑環(huán)節(jié)，要形成4500萬(wàn)t標(biāo)準(zhǔn)煤的節(jié)能能力。這就要求包括工業(yè)建筑在內(nèi)的建筑業(yè)必須積極走上綠色發(fā)展之路。

1.2 從傳統(tǒng)工業(yè)建筑到現(xiàn)代工業(yè)建筑

在人們的觀念里，相對(duì)于民用建筑，工業(yè)建筑追求的僅僅是經(jīng)濟(jì)實(shí)用。一般的工業(yè)建筑給人的印象總是“笨重”、“龐大”、“丑陋”、“粗獷”等，這是人們對(duì)工業(yè)建筑的基本認(rèn)識(shí)。但是，進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，社會(huì)分工有了新的變化，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)已經(jīng)與數(shù)十年前不同，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展方式也由粗放式為主轉(zhuǎn)變?yōu)榧s式為主，企業(yè)的升級(jí)改造日新月異，現(xiàn)代化的高精尖工業(yè)取代了傳統(tǒng)工業(yè)。在此背景下，工業(yè)建筑也有了新的需求：一方面，出于對(duì)人員的健康保護(hù)，對(duì)建筑室內(nèi)外環(huán)境要求更高了，與此同時(shí)，建筑的建造成本和能源消耗也大幅提高；另一方面，人們對(duì)于工業(yè)建筑形象也有了新的需求，工業(yè)建筑也需要成為體現(xiàn)時(shí)代特色和精神訴求的新建筑。

2 工業(yè)建筑的優(yōu)勢(shì)和價(jià)值

工業(yè)建筑的優(yōu)勢(shì)在于其具有典型的示范性樣板作用和獨(dú)一無(wú)二的創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)代建筑先驅(qū)格羅皮烏斯認(rèn)為，工業(yè)建筑應(yīng)當(dāng)是住宅建筑的樣板。一直以來(lái)，工程師就尋求用最少的勞動(dòng)力、時(shí)間、原材料和資金生產(chǎn)出最簡(jiǎn)潔產(chǎn)品，工業(yè)建筑很早就已經(jīng)開(kāi)始在工廠像其他產(chǎn)品一樣裝配和制造，這比建筑行業(yè)為住宅建筑采取同樣的預(yù)制裝配措施要早得多。在這一方面，工業(yè)建筑無(wú)疑是具有領(lǐng)先性優(yōu)勢(shì)的。對(duì)每一項(xiàng)建筑工程來(lái)說(shuō)，有技巧性的、創(chuàng)新性的方案，包括形式、材料、色彩、從內(nèi)而外每個(gè)細(xì)節(jié)都體現(xiàn)出完整、清晰的觀念。工業(yè)建筑由于其特殊性在追求綠色建筑的創(chuàng)新方面更具優(yōu)勢(shì)。新的材料、形式、構(gòu)造細(xì)節(jié)等，都可以在綠色工業(yè)建筑中得到嘗試創(chuàng)新，在這一方面，工業(yè)建筑面臨的不僅是巨大的挑戰(zhàn)，同時(shí)也是巨大的機(jī)遇。

3 發(fā)展可持續(xù)發(fā)展的綠色工業(yè)建筑

3.1 綠色建筑的發(fā)展成為社會(huì)主流

綠色建筑這一概念源自20世紀(jì)60年代，當(dāng)時(shí)主要聚焦于建筑技術(shù)發(fā)展的研究，希望通過(guò)技術(shù)的進(jìn)步取得建筑節(jié)能領(lǐng)域的發(fā)展和突破。綠色建筑關(guān)注的范圍，既有新型建筑材料的研發(fā)和既有構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的創(chuàng)新研究，也有新型建筑結(jié)構(gòu)體系的探索和可再生能源的利用等諸多方面。隨后數(shù)十年，關(guān)于綠色建筑的實(shí)踐在世界很多國(guó)家展開(kāi)，眾多的研究成果包括建筑節(jié)能技術(shù)、綠色種植技術(shù)、可再生能源技術(shù)、新能源技術(shù)、循環(huán)再生技術(shù)等逐漸應(yīng)用于建筑實(shí)踐。時(shí)至今日，綠色建筑的發(fā)展已經(jīng)成燎原之勢(shì)，遍布全球。

3.2 綠色工業(yè)建筑中離不開(kāi)設(shè)計(jì)

工業(yè)建筑的綠色節(jié)能設(shè)計(jì)不是一個(gè)單獨(dú)學(xué)科，是一個(gè)設(shè)計(jì)與實(shí)踐結(jié)合的過(guò)程，是一個(gè)系統(tǒng)工程。這個(gè)工程要求從前期的規(guī)劃中就考慮建筑的低碳策略，將綠色、低碳、節(jié)能、環(huán)保等概念引入，并貫穿到整個(gè)設(shè)計(jì)之中。設(shè)計(jì)伊始就應(yīng)該有各專業(yè)工程師介入，共同制定建筑的綠色計(jì)劃。例如，如果暖通工程師最初沒(méi)有介入的話，后期往往是很多補(bǔ)救的措施，這些措施將難以成為最優(yōu)化的措施，進(jìn)而造成浪費(fèi)。

以建筑節(jié)能為例，節(jié)能設(shè)計(jì)首先要有節(jié)能設(shè)計(jì)的目標(biāo)，目標(biāo)的設(shè)定應(yīng)該是科學(xué)合理、符合經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的，同時(shí)，節(jié)能設(shè)計(jì)的目標(biāo)又要具有一定的前瞻性和長(zhǎng)遠(yuǎn)觀點(diǎn)。這個(gè)目標(biāo)，除了滿足國(guó)家規(guī)定的節(jié)能百分比要求外，還可以根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)提出更高要求。只有不斷的提出更高要求，才能不斷取得突破和超越；在指定節(jié)能目標(biāo)的基礎(chǔ)上，要綜合各方面因素，選取最合適的節(jié)能技術(shù)和策略，這一步則是最為關(guān)鍵性的，是決定性的。同時(shí)，建筑節(jié)能的技術(shù)需要合理組織、靈活運(yùn)用，不能簡(jiǎn)單堆砌或者顧此失彼。沒(méi)有合理規(guī)劃的節(jié)能措施往往難以達(dá)到節(jié)能的目的，反而造成資源和能源的浪費(fèi)。

4 大力發(fā)展綠色工業(yè)建筑

早在2010年6月，我國(guó)《綠色工業(yè)建筑評(píng)價(jià)導(dǎo)則》就已經(jīng)編制完成，并于同年8月由住建部批準(zhǔn)頒布。在此《導(dǎo)則》基礎(chǔ)上，由機(jī)械工業(yè)第六設(shè)計(jì)研究院會(huì)同中國(guó)建筑科學(xué)研究院等14家單位參編的《綠色工業(yè)建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》已于2011年通過(guò)審查，2013年8月發(fā)布，2014年3月1日起實(shí)施。該標(biāo)準(zhǔn)在世界上首次提出“綠色工業(yè)建筑”的概念，抓住了工業(yè)建筑的特點(diǎn)和共性問(wèn)題，并為各行業(yè)工業(yè)建筑進(jìn)行綠色設(shè)計(jì)提供了有力依據(jù)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)工業(yè)建筑的節(jié)地、節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、室外環(huán)境和污染物控制、室內(nèi)環(huán)境與職業(yè)健康、運(yùn)行管理等方面提出了評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。其中，關(guān)于室內(nèi)污染和職業(yè)健康部分的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，是《綠色工業(yè)建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》的創(chuàng)新之處，反映了以人為本的精神。

4.1 綠色工業(yè)建筑與節(jié)地

隨著城市化進(jìn)程加快，我國(guó)大量土地資源消失，建設(shè)項(xiàng)目中節(jié)地的要求也越來(lái)越突出。綠色工業(yè)建筑節(jié)地，首先要充分研究工業(yè)生產(chǎn)形式以及內(nèi)部的物流特點(diǎn)，再以此為依據(jù)進(jìn)行合理規(guī)劃設(shè)計(jì)，充分利用有限的土地資源；其次，設(shè)計(jì)合理高效用地的單體建筑也非常重要。要地上、地下統(tǒng)籌考慮，充分考慮立體空間的應(yīng)用，打破以往工業(yè)建筑以單層空間為主的思維，充分研究、科學(xué)論證，做到疏密得當(dāng)、簡(jiǎn)潔高效；第三，要充分利用非耕地類的土地如荒山、荒灘、劣地等，盡量不占越來(lái)越寶貴的耕地資源；第四，在工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中，要合理處理建筑物內(nèi)產(chǎn)生的廢棄物、污染物，以免污染周邊耕地，這也是節(jié)地的重要體現(xiàn)。

4.2 綠色工業(yè)建筑與節(jié)能

能源節(jié)約和新能源的開(kāi)發(fā)是解決當(dāng)今能源危機(jī)的兩個(gè)重要方面。因?yàn)榻ㄖ哪芎恼嫉饺鐣?huì)能耗的30%～40%，因此，建筑領(lǐng)域的節(jié)能在整個(gè)社會(huì)的節(jié)能中至關(guān)重要。

工業(yè)建筑在節(jié)約能源方面，具有較大的潛力。在綠色工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中，能源消耗應(yīng)該成為一個(gè)重要設(shè)計(jì)目標(biāo)參數(shù)，這個(gè)參數(shù)決定著工業(yè)建筑設(shè)計(jì)從最開(kāi)始選址到正常運(yùn)行的每一個(gè)細(xì)節(jié)：在總體規(guī)劃和選擇結(jié)構(gòu)形式中，要明確地根據(jù)太陽(yáng)的方位來(lái)判斷；要將氣候條件和擬采用的綠色技術(shù)相結(jié)合；要合理組織流線以減少交通方面能源消耗；要充分利用工業(yè)建筑運(yùn)行過(guò)程中的采暖通風(fēng)空調(diào)以及生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢熱為生產(chǎn)服務(wù)。總的來(lái)說(shuō)，優(yōu)秀的綠色工業(yè)建筑內(nèi)部?jī)H僅需要很少的機(jī)械或者人工采暖、通風(fēng)和采光。

關(guān)于綠色工業(yè)建筑的節(jié)能，建筑師應(yīng)形成以下認(rèn)識(shí)：首先，最便宜的能源其實(shí)就是好的節(jié)能設(shè)計(jì)方案，好的節(jié)能設(shè)計(jì)方案是最佳選擇；第二，因?yàn)橐浞掷帽粍?dòng)式太陽(yáng)能。而且，現(xiàn)代工業(yè)建筑往往有條件充分利用太陽(yáng)能采暖、自然通風(fēng)等被動(dòng)節(jié)能措施；第三，有條件時(shí)，優(yōu)先使用可再生能源。盡管目前可再生能源相對(duì)昂貴且效率不及常規(guī)能源，但可再生能源的使用能夠節(jié)約石化礦物能源且環(huán)境污染小。就太陽(yáng)能應(yīng)用來(lái)說(shuō)，盡管目前應(yīng)用太陽(yáng)能比較昂貴，但使用太陽(yáng)能仍然是值得的。目前，國(guó)外很多綠色工業(yè)建筑在設(shè)計(jì)中嘗試用技術(shù)方法將可再生資源轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋崮艿冉ㄖ牡哪茉矗瑢?shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能建筑設(shè)計(jì)一體化。例如，在屋頂安裝太陽(yáng)能光電裝置和風(fēng)力渦輪發(fā)電裝置，將太陽(yáng)能和風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能等，實(shí)現(xiàn)建筑自身能源供給平衡，即建筑運(yùn)行不再需要額外的能源供應(yīng)，甚至建筑自身產(chǎn)能大于消耗，并能將剩余的電能輸送給城市電網(wǎng)。

綠色工業(yè)建筑節(jié)能主要是外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能，包括屋頂、外墻、門(mén)窗等部位。在這些部位，要優(yōu)先采用綠色環(huán)保建材作為保溫隔熱材料，以起到節(jié)能作用。高性能保溫隔熱材料一方面可以減輕建材的使用量，另一方面也能減輕建筑結(jié)構(gòu)自身重量，減少熱量損耗和資源損耗。同時(shí)，建材使用量降低可以加快施工進(jìn)度，節(jié)約了人力資源。

4.3 綠色工業(yè)建筑與節(jié)水

水資源短缺已經(jīng)成為世界性問(wèn)題。據(jù)有關(guān)資料，我國(guó)人均淡水供應(yīng)只有2000m3，按照世界銀行標(biāo)準(zhǔn)（世界平均水平是3000m3）屬于缺水國(guó)家。同時(shí)，我國(guó)人均淡水供應(yīng)正在急劇減少。另一方面，我國(guó)淡水資源分布極不平衡，南方較為充足而北方嚴(yán)重缺水。還有一點(diǎn)不容忽視，由于以前粗放式的發(fā)展，我國(guó)大部分河流和湖泊等天然水源均受到不同程度的污染，有超過(guò)6億人口正在飲用被污染的水。

對(duì)于綠色工業(yè)建筑的節(jié)水，要從開(kāi)源、節(jié)流、高效利用和創(chuàng)新利用4個(gè)方面考慮。開(kāi)源方面，主要是提高非傳統(tǒng)水源利用率，工業(yè)建筑一般所占區(qū)域大，建筑層數(shù)低、屋頂面積大，同時(shí)地面鋪裝面積大，雨水完全靠自然滲透是不現(xiàn)實(shí)的，反過(guò)來(lái)，將屋頂、硬質(zhì)路面、廣場(chǎng)等區(qū)域的雨水進(jìn)行收集、儲(chǔ)存、凈化，將會(huì)是一筆不小的資源；節(jié)流方面，主要是減少水資源流失和浪費(fèi)；高效利用方面，是指利用技術(shù)創(chuàng)新，安裝節(jié)水型設(shè)備和器材，正確、科學(xué)地設(shè)計(jì)城市管網(wǎng)，使水資源的利用更加高效合理；創(chuàng)新利用方面，是指依托技術(shù)創(chuàng)新，加強(qiáng)水的循環(huán)使用。可以通過(guò)污水、廢水凈化系統(tǒng)、中水系統(tǒng)等設(shè)置達(dá)到這一目的。

4.4 綠色工業(yè)建筑與節(jié)材

根據(jù)法國(guó)《環(huán)境建筑報(bào)》，綠色建筑材料可分為以下5個(gè)類別：材料有利于環(huán)境；不含有某種有害成分；可減少建造、維護(hù)、拆除過(guò)程中的環(huán)境影響；建筑運(yùn)行過(guò)程中對(duì)環(huán)境影響；有助于形成安全而健康的室內(nèi)環(huán)境。綠色建材的宗旨是保護(hù)人體健康、保護(hù)環(huán)境的。綠色建材在生產(chǎn)中，采用清潔的生產(chǎn)技術(shù)，大量使用工農(nóng)業(yè)或者城市廢棄物，盡量少用天然資源和能源，生產(chǎn)出的建材無(wú)毒、無(wú)污染、無(wú)輻射，有利于人類身心健康和環(huán)境保護(hù)。

目前，業(yè)內(nèi)綠色建材主要有以下三類：首先是一些傳統(tǒng)綠色建材，如鋼材。這類建材的特點(diǎn)是可回收、可循環(huán)利用。雖然材料的生產(chǎn)消耗了大量能源，但材料的重復(fù)使用有利于節(jié)材節(jié)能；其次是用工業(yè)生產(chǎn)和建筑廢棄物為原料在經(jīng)濟(jì)合理的條件下制造的建筑材料，如利用建筑廢棄物現(xiàn)場(chǎng)制造各種磚材。據(jù)報(bào)道，我國(guó)某企業(yè)研發(fā)出一種移動(dòng)式建筑垃圾處理——制磚組合生產(chǎn)線，即移動(dòng)制磚工廠。該生產(chǎn)線將建筑垃圾處理移動(dòng)破碎站與移動(dòng)制磚機(jī)配套，把“磚廠”移動(dòng)到拆遷和施工現(xiàn)場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)制作道牙磚、植草磚、廣場(chǎng)磚等十幾種市政用磚。這類建筑材料的特點(diǎn)是既獲得了新的建筑材料，又消化了大量廢棄固體垃圾，一舉兩得，實(shí)現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展；第三類是新研發(fā)的各種新型綠色建材。這類建材主要特點(diǎn)是在某些方面有著很強(qiáng)優(yōu)勢(shì)，如保溫方面。對(duì)于新型建材是否能夠推廣，還要綜合各方面因素由市場(chǎng)進(jìn)行判斷。對(duì)于建筑師來(lái)說(shuō)，一方面在設(shè)計(jì)中要積累材料信息，在經(jīng)濟(jì)合理的情況下積極使用新型綠色建材，同時(shí)，也要加強(qiáng)甄別能力，防止因?yàn)榫G色建材魚(yú)龍混雜而失去判斷力。

4.5 綠色工業(yè)建筑與職業(yè)健康

傳統(tǒng)工業(yè)建筑中一般都有大量余熱和煙塵散出，大量化工類工業(yè)建筑不斷排出大量酸、堿、鹽等腐蝕性物質(zhì)或者有毒、易燃、易爆氣體，還有很多工業(yè)建筑內(nèi)部時(shí)刻產(chǎn)生大量電磁輻射，對(duì)人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。現(xiàn)代綠色工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中，要緊緊圍繞以人為本的原則，不僅要關(guān)注人在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的身體健康，還要關(guān)注人的精神健康，力爭(zhēng)創(chuàng)造宜人、舒適、高效的綠色空間。在這里，不僅僅生產(chǎn)活動(dòng)能夠高效有序進(jìn)行，人與人之間的交流溝通也能夠得到滿足。具體設(shè)計(jì)時(shí)，要打破傳統(tǒng)觀念的束縛。例如迪斯·喬比恩建筑事務(wù)所設(shè)計(jì)的法蘭克福奈爾曼售后服務(wù)部中，企業(yè)決策者和建筑師力求給廣大員工提供積極的趣味性空間。整個(gè)設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)自然采光、自然通風(fēng)的重要性，并且按照人員規(guī)模和比例精心設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)，同時(shí)為員工設(shè)計(jì)了精彩的生態(tài)休息大廳作為交流的場(chǎng)所；再例如德國(guó)諾伊格鮑爾與羅斯設(shè)計(jì)的格特拉克研發(fā)中心，設(shè)計(jì)理念強(qiáng)調(diào)建筑的開(kāi)放性、交流性。在建筑師的精心設(shè)計(jì)下，該建筑內(nèi)部各部門(mén)之間清晰可見(jiàn)，視覺(jué)上形成溝通。

4.6 綠色工業(yè)建筑與環(huán)境保護(hù)

對(duì)于工業(yè)建筑來(lái)說(shuō)，真正的“生態(tài)建筑”幾乎是不存在的，這其實(shí)是個(gè)偽命題，因?yàn)樯鷳B(tài)建筑本身是不破壞自然環(huán)境的。但建筑總是會(huì)形成對(duì)環(huán)境的破壞，工業(yè)建筑的破壞往往更加明顯。對(duì)于工業(yè)建筑來(lái)說(shuō)，盡可能地減少因?yàn)榻ㄖ嬖趲?lái)的環(huán)境污染、將因建筑的存在而對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)面影響減少到最小就是生態(tài)。值得期待的是，綠色工業(yè)建筑有可能采取科學(xué)高效的綠色措施來(lái)達(dá)到節(jié)約資源和避免浪費(fèi)的效果。同時(shí)，在工業(yè)區(qū)規(guī)劃時(shí)，要考慮到對(duì)基地內(nèi)部生物群落的影響，盡可能地使綠地聯(lián)通，保護(hù)生物群落以及生態(tài)走廊。再例如，工業(yè)建筑要避免在一些特殊地區(qū)建設(shè)，如生態(tài)敏感區(qū)、動(dòng)植物保護(hù)區(qū)、水源保護(hù)區(qū)以及歷史文化保護(hù)區(qū)等。

［1］（德）H·M·耐特.建筑美學(xué)與能效設(shè)計(jì)［M］.孫 巖，白 楊，梁昕，譯.遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2006.

［2］住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，綠色工業(yè)建筑評(píng)價(jià)導(dǎo)則［R］.北京：住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部，2010.

［3］許遠(yuǎn)超，李國(guó)順.國(guó)標(biāo)《綠色工業(yè)建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》編制及要點(diǎn)［J］.建設(shè)科技，2012（6）.

［4］（英）湯姆·伍利.綠色建筑手冊(cè)-1［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

［5］常 宏.綠色節(jié)約與工業(yè)建筑的保護(hù)及再利用［J］.城市建設(shè)理論研究，2012（4）.

［6］金邦才.現(xiàn)代綠色工業(yè)廠房的設(shè)計(jì)及建設(shè)實(shí)踐［J］.建筑設(shè)計(jì)管理，2012（4）.

［7］田 光.建筑垃圾制磚機(jī)推動(dòng)綠色建材行業(yè)的發(fā)展［J］.綠色建筑，2012（1）：2.