可持續建筑的環境響應型設計與建設方法

■張 健，刁 艷 ■遼寧科技大學建筑與藝術設計學院，遼寧 鞍山 114051

建筑的重點用途是給人們的生活創造一個合適宜居的空間。又因為如今人們會把室內作為主要生活空間，建筑所創造的空間質量就變得不可或缺。建筑的安全性、能源效率、溫度、室內空氣水準、光照等不只對人們的健康有著影響，也對人們的生活水準和生產率有所影射，進一步對全社會的經濟性有所影響。

1 方案設計階段需要留意的幾項要素

人們的身心健康和是否安全都與室內空間有所關聯，比如溫度、濕度、大氣質量、照明及噪音限制等。

場地規劃:維持場地內的自然條件和基本屬性不變。將建筑置于最合理的方位和對周邊的各種綠植加以保護。高效借助場地原有資源，做到不遺漏不改變。減少各個季節的資源消耗。

高效開發自然資源:使用高科技被動式太陽能來調節室溫，將使用自然光和天然氣流及利用節能照明和高效電氣等手段發揮到極致;優選可回收利用建材以及提高水的可循環利用率實現能源高效性。

2 響應于環境的場地規劃

一切的可持續空間在進入方案初始階段時，有必要設計者直接指導如何選取地塊，規劃地塊的根本意圖是認清地塊的自身屬性，若要建筑與地塊很好的結合在一起就需明確是否場地能實現之前的一切假設，從而優化建筑的使用性能。

(1)選址、植被和景觀。能否盡可能地降低建筑物對自然和周邊的破壞取決于環境是否響應了原有的地塊規劃。對地塊內的綠植加以保護甚至可以對周邊建筑群起到正面影響。地塊微自然環境，如溫度、濕度和季候風等，原有的地域特點及原有綠植等都會在一定情況下左右建筑的自身屬性及對周邊微自然技術的調整。

建造建筑時，需第一時間考慮在原有地塊上的改建，盡少的破壞尚未開發土地。優越的地理位置可以在大環境下微量調節季節對建筑使用者的氣候影響。倘或建筑北有可以遮擋各種不利季節氣候的山體，南向有通透的陽光，就稱南坡為地利。

花卉綠植既能美化環境，也能夠通過對四季氣候的微調整來達到提升建筑節能水準的效果。盡可能的保證場地里的原有樹種和綠植種類比起將其他樹種引進到本地塊會更好的控制規劃成本，要在一開始做好統籌。同理，種植本土作物會同樣起到上述效果且不會降低其環境效益，更能做到不破壞當地生態系統的完整。

所選基地毗鄰公共交通以及貿區同樣也非常重要。同時也應該考慮所在區域現有的基礎設施和服務體系，例如供水、供電以及垃圾管理等情況

基地周圍潛在的污染源、空氣質量、高噪聲不僅對人的健康與舒適感產生影響，同時也會影響建筑整體的建造費用，如需使用造價昂貴的玻璃窗材料來降低噪聲對室內的影響，建筑空間中的自然通風系統將會受到大氣中的各種污染的破壞。

(2)建筑朝向。建筑的朝向非常重要，關系到是否有利于建筑使用者的健康、舒適和建筑節能。建筑的再利用中采取的天然照明、被動式太陽能采暖技術和天然氣流手段也都跟建筑所在方位有一定聯系。

在北緯地區，墻面和窗戶朝東和朝南優于朝西與朝北，因為北窗易受寒風襲擊，而毫無遮擋的西窗戶在夏天會使過多的太陽輻射進入室內。

因此，在冬天最大限度地利用太陽能的典型做法就是設計好朝向，使窗面和窗戶盡可能朝南。使得南向表面在晴朗無云的冬日可以從上午九點至下午三點無阻擋的接受太陽輻射。建筑的朝向角度可以在正南向向東西各偏轉30 度的范圍內浮動。如果窗戶安裝在西墻上應當安裝適當的夏日遮陽措施，最大限度減輕潛在的室內過熱問題。倘或該建筑的地塊內以夏季風為主導，那么建筑的朝向就需根據對該季節的主風向采用自然氣流循環和降溫系統的方式來處理。

3 建筑圍護結構

建筑圍護構件可以起到分割建筑空間的作用，即室內、外的界限。建筑圍護結構包括了建筑的屋頂、外墻、窗戶和地基等元素。當然圍護構件本身就充當著隔離建筑與室外熱交換和氣流循環的媒介。因而建筑內部與室外的熱交換等效率就由建筑圍護構件自身屬性是否優良來決定。

以下為建筑的圍護結構關聯屬性:

溫度:圍護結構可以將室內外熱量加以控制隔離;空氣:圍護結構可以組織室內外氣流的交換往復和循環;水:圍護結構可以阻擋夠雨、雪、冰雹和潮濕氣體進入室內;噪聲:圍護結構加強了建筑自身的密閉性，從而達到隔聲效果;光:遮擋，引導自然光線;人員及其他生物體:圍護結構能夠提供安全、私密性和衛生。

(1)保溫隔熱材料。保溫隔熱材料是可持續建筑圍護構件的重要組成，它們一般是指那些能夠用來有效阻隔熱傳導的建材。現已研制出較多種類，而它們各自又有不同的屬性和性能，一般叫做R -值，表示建材引導熱量透過構件的效果。針對各種環境下的各種情況，需要安裝可以應對其氣候特點的R-值構件。

材料的隔聲性能是指材料能夠減少聲音在空氣中傳遞的能力。隔聲效果的好壞取決于建材自身的屬性，如質量、密度等。

(2)窗戶。一些立面構件如窗戶等能夠為建筑提供氣流循環、降噪、利用自然光及保證人們在屋內屋外的視線交流。在圍護構件的能效中窗戶的作用是十分積極的，這是由于空間熱量的半數流失源于窗戶。而下列因素決定了窗的根本性能:

U-值:為通過構成窗體原料的熱量傳導值;太陽輻射得熱系數;可視光透光率:是指光線穿透玻璃的能力;

其他因素;例如玻璃真空層間充入稀有氣體及安裝鍍有低輻射膜的玻璃等。

(3)地基與地下室地面。提高建筑圍護構的隔熱性的較好方法是對地基和地下室面層進行有效的的隔熱隔濕改良。隔絕了熱量的地面基礎面層可以有效阻隔熱傳導，和多余氣體入室。

(4)墻面和屋面。高反射率墻漆的使用可極大改善高溫地帶的室內過熱隱患。為達到削弱空氣制冷壓力的目的，最宜在東、西墻面放置可以遮擋陽光的設備;某些需要緩解常年室溫過高問題的建筑，需要在建筑的南面進行遮陽。同時在建筑的方案處理階段可以從建筑自身的造型因素方面著手對窗和墻進行光輻射遮擋，而老建筑的遮陽似乎只要合理的綠化率達標即可。

4 蓄熱材料

一切可以吸收熱量進而將其存儲的建材被稱為蓄熱材料。人們用大型建材如土質墻或石質墻來調控氣溫，這些建材在日間吸收太陽輻射并將其存儲，在晚上利用日間存儲的能量，替代不可再生資源的消耗。

混凝土、理石、磚瓦和大型器皿中的蓄水為常用的蓄熱建材，他們的熱量釋放速度要比吸收速度稍緩。

5 可持續的建筑材料

有很多材料為天然材料諸如磚木、鋼鐵以及水泥砂漿等。天然材料的使用極大的破壞了我們的大自然，同時建材的搬運、損耗和廢物的產生等也加快了環境污染。

一個生命循環的全過程中皆有顧及是否自身對自然有所影響的材料被稱為可持續建材。利用回收的和可循環使用的，或可利用回收的和可循環使用的建料已經以相同方式而使用的，或能夠以不同方式或異于原本的使用途境而被再次利用。

合理挑選建材對保護我們日漸衰竭的非再生資源是十分有利的，也能夠把建筑在修建和消耗資源方面的本息降到最低。與此同時使用可持續建料諸如低毒、無毒的天然建料、天然殺菌建料等，也能夠起到防止空間污染的目的。

［1］斯泰里奧斯.普萊尼奧斯.可持續建筑設計實踐［M］.北京:中國建筑工業出版社，2006.4 -10.

［2］姚潤明昆，李百戰.可持續城市與建筑設計［M］.北京:中國建筑工業出版社，2006.198 -202.