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中圖分類號:S611 文獻標識碼:A 文章編號:
1.建筑可持續(xù)發(fā)展設計理念的實踐
綠色建筑是可持續(xù)發(fā)展理念在建筑行業(yè)的實踐結(jié)果。實現(xiàn)綠色建筑,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(shù)上的不斷創(chuàng)新和發(fā)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。目前在建筑設計領(lǐng)域,流行著一些有關(guān)可持續(xù)發(fā)展的設計概念,如:“綠色建筑”、“生態(tài)建筑”、“健康建筑”等等,這些概念中多少都蘊涵了一些可持續(xù)發(fā)展的理念。這些概念正逐漸被建筑師、特別是業(yè)主所接受。
與以往的傳統(tǒng)建筑相比較,可持續(xù)發(fā)展的建筑設計更注重于事先考慮對環(huán)境的尊重與適應,如考慮如何更高效地使用可再生資源,減少不可再生資源的使用,同時營造出更舒適的居住和工作空間。這就要求設計師要基于高效使用資源和保護自然生態(tài)環(huán)境的原則進行設計,而不僅僅是滿足功能和美觀的要求。
在中國,建筑業(yè)對可持續(xù)發(fā)展的沖擊已日益嚴重,來自建筑業(yè)的負面影響主要體現(xiàn)在,一方面建筑業(yè)消耗了大量自然資源,如水、能源、土地和原材料,另一方面惡化了環(huán)境,如造成污染、破壞生態(tài)環(huán)境。
綠色建筑是可持續(xù)發(fā)展理念在建筑行業(yè)的實踐結(jié)果。目前世界上已建成了一些各式各樣的可持續(xù)發(fā)展建筑或綠色建筑,不少學者和設計師根據(jù)他們的經(jīng)驗提出了一些設計策略和方法。雖然在建筑設計領(lǐng)域很少有項目將可持續(xù)發(fā)展作為設計的主要目的,但作者還是收集并篩選出85個運用了可持續(xù)發(fā)展概念進行設計的案例,大多數(shù)案例為國外的建筑項目。從這些案例中我們可以發(fā)現(xiàn)一些規(guī)律性的東西,對設計師在建筑設計中了解和實踐綠色建筑具有借鑒和指導意義。
2.設計案例統(tǒng)計與分析
通過對收集到的建筑設計案例中進行統(tǒng)計分析,我們發(fā)現(xiàn)以下這些設計方法經(jīng)常被用于綠色建筑的設計中:
(1)充分利用自然條件,如氣候條件、水文地質(zhì)條件;(2)盡可能利用自然地貌,如山丘、溪流等;(3)加強建筑護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能;(4)利用自然采光;(5)利用自然通風;(6)采用熱回收;(7)使用建筑遮陽;(8)使用高性能玻璃;(9)使用太陽能;(10)減少資源的消耗;(11)資源的重復利用;(12)資源的循環(huán)利用;(13)使用本地材料。
通過統(tǒng)計上述設計方法的使用頻率,我們可以進行排序,進而發(fā)現(xiàn)哪種設計概念更具有廣泛的實用性。表1、圖1是對85個建筑設計案例的統(tǒng)計和排序的結(jié)果:
表1建筑案例中使用的設計方法統(tǒng)計
圖1建筑案例使用的設計方法統(tǒng)計
從上表1我們發(fā)現(xiàn)40%左右的項目采用了以下一些設計方法,按使用頻率由高到低進行排列:加強護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能;利用自然采光;利用自然通風;使用太陽能;利用自然地貌;使用建筑遮陽;
從上述的排序結(jié)果我們發(fā)現(xiàn),6項常用方法中有5中與建筑節(jié)能有關(guān),如加強建筑護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能、利用自然采光、利用自然通風、使用太陽能、使用建筑遮陽。這主要是因為世界范圍的能源緊缺現(xiàn)狀,已引起了各國政府足夠的重視,很多國家通過法律、法規(guī)、政策的形式對建筑節(jié)能提出了要求。節(jié)能意識的提高帶來了節(jié)能技術(shù)、產(chǎn)品、工藝的發(fā)展,從而為降低建筑能耗創(chuàng)造了條件。
2.1不同用途建筑的比較
不同種類的建筑對環(huán)境和資源的影響不盡相同,為找出不同類型建筑的設計方法是否存在差異,又因為居住和辦公建筑在建筑中占有較大的比例,我們將辦公和居住建筑單拿出來進行統(tǒng)計分析,對85個建筑案例中的辦公和居住建筑統(tǒng)計結(jié)果如下:
表2不同種類建筑設計情況的統(tǒng)計
圖2辦公建筑設計方法的統(tǒng)計情況圖3居住建筑設計方法的統(tǒng)計情況
圖2、3顯示出了在辦公和居住建筑中使用的各種有利于可持續(xù)發(fā)展的設計方法的排序情況。從表2和圖2我們可以發(fā)現(xiàn),在22個辦公建筑項目中有超過半數(shù)的項目采用了下述設計方法:利用自然通風;加強護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能;利用自然采光;使用建筑遮陽。
從表2和圖3中,我們可以發(fā)現(xiàn)在24個居住建筑項目中有超過半數(shù)的項目采用了下述設計方法:加強護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能;利用自然地貌;使用太陽能;資源的回用,特別是水的回用。
通過上述統(tǒng)計結(jié)果,我們發(fā)現(xiàn)對于不同類型的綠色建筑,設計時考慮的側(cè)重面有所不同。
對于辦公建筑,由于使用時間主要集中在白天,可以考慮利用自然采光來節(jié)能。因此設計自然采光是首選和最佳的方案。在22個辦公建筑案例中,有12個案例采用了這種設計方法。
在辦公建筑中空調(diào)耗能所占比重最大,最大限度地利用自然通風可以取得顯著的節(jié)能效果。在22個辦公建筑案例中,有15個案例采用了這種設計方法。因居住建筑具有用水量大的特點,所以在缺水地區(qū),政府部門會要求廢水回用。目前廢水回用技術(shù)是可行和有效的,世界上越來越多的居住建筑開始使用“中水”系統(tǒng)。在24個居住建筑案例中,有12個案例采用了這種設計方法。廢水回用效率通常能達到40%~60%。
由此可見,對不同類型的建筑應分析各自的特點,采用最佳的方法以取得最有效的結(jié)果。
2.2中外建筑案例的比較
表3中外綠色建筑的設計情況統(tǒng)計
圖4中外綠色建筑案例中使用的設計方法的統(tǒng)計情況對比
這也表明我國綠色建筑起步較晚。我國目前已成為世界上第二大能源消耗國,對石油的需求正以每年12%的速度增長。我國目前建筑能耗已占到總能耗的27.5%,因此喚起人們對可持續(xù)發(fā)展理念的關(guān)注、開展綠色建筑的實踐,在建筑開發(fā)和設計領(lǐng)域尤為重要。
建筑產(chǎn)業(yè)具有很強的地域性,建筑設計方法也具有地域性的特點和差異。為找出中外在綠色建筑方面是否存在差異,以下對收集來的建筑設計案例進行分析。國外的70個案例大都來自發(fā)達國家,所以表3也可以看成是我國與發(fā)達國家情況的比較。
從表3和圖4我們可以發(fā)現(xiàn),中外建筑中運用得最多的前5項設計方法:
在我國:加強護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能;利用自然通風;利用自然采光;利用自然地貌;使用建筑遮陽;
在國外:加強護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能;使用太陽能;利用自然通風;利用自然采光;資源的回用。
從上述統(tǒng)計結(jié)果我們可以發(fā)現(xiàn),中外綠色建筑的設計思路和采用的方法并沒有太大的不同,采用的方法也大致相同,因此我們可以在實踐中借鑒國外成熟的經(jīng)驗,為我所用、避免走彎路。以下的這些設計方法在中外都得到了廣泛的使用:加強護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能;利用自然通風;利用自然采光。
我們也發(fā)現(xiàn)太陽能利用和資源的再利用在發(fā)達國家比在我國運用得更為廣泛,這主要是因為技術(shù)發(fā)展水平的差異和產(chǎn)業(yè)扶持政策的不同。在德國使用太陽能可以得到優(yōu)惠政策的鼓勵,因而太陽能在德國得到了廣泛的運用。而在我國缺水的情況日益嚴重,在我國對于缺水城市,不少地方政府強制要求住宅生活廢水回用,因此我國中水的使用正變得越來越廣泛。
3.結(jié)語
結(jié)合筆者多年的經(jīng)驗總結(jié)出,追求可持續(xù)發(fā)展、發(fā)展綠色建筑是建筑業(yè)發(fā)展的必由之路。同時探索尊重環(huán)境和高效使用資源,也能幫助建筑師進行理性設計,例如,解決好建筑的朝向、自然通風、天然采光等因素能使得建筑更趨于理性。只有協(xié)調(diào)處理好建筑與自然生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系,才能實現(xiàn)真正意義上的感性與理性完美結(jié)合的建筑。
【參考文獻】:
(富士康科技集團建廠規(guī)劃處,江蘇 昆山 215316)
【摘要】綠色建筑,按照官方的定義,就是指在建筑的全壽命周期內(nèi),最大限度地節(jié)約資源(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材) ,保護環(huán)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。究其宗旨,綠色建筑的根本出發(fā)點就是為了減少對地球資源的消耗,使得人類社會得以持續(xù)的生存和發(fā)展,這才應該是綠色建筑真正意義所在。
關(guān)鍵詞 綠色建筑;可持續(xù)發(fā)展;環(huán)境保護
1“綠色建筑”的前世今生
2014年,全國各地相繼出臺規(guī)定,凡是單體建筑面積超過2萬平方米的公共建筑必須執(zhí)行綠色建筑標準。一時間,“綠色建筑”如雨后春筍一般在中國大地瘋長。不論是土生土長的國家《綠色建筑評價標準》,還是洋氣撲鼻的舶來品——美國LEED綠建筑認證體系,鱗次櫛比,充斥了中國建筑市場。
在很多人的眼中,“綠色建筑”這個詞匯代表的就是一種“高端、大氣、上檔次”,就是一種強調(diào)高科技設計及包裝,高資本投入的具有高智能化、高信息化的奢侈品。甚至很多地方將諸如“地源熱泵”、“光伏發(fā)電”、“CCHP分布式三聯(lián)供”等等所謂“高科技”的時髦手段作為“綠色建筑”的標配,而完全忽略建筑的適用性。
我們常??梢钥吹竭@樣的“綠色建筑”,當我們投入了大把的資金,耗費了大量的資源而實現(xiàn)的一些所謂“高科技”,所謂“綠色生態(tài)”的措施和系統(tǒng),在實際運營過程中,卻是常年處于半癱瘓或是閑置狀態(tài),就像聾子的耳朵一樣只是淪為一種擺設。這種為了“綠色”而“綠色”的建筑,反而增加了社會資源的額外支出,絕對不是真正的綠色建筑,其對社會資源的浪費和破壞更是讓人痛心疾首。究其原因,還是我們對綠色建筑的誤解所造成的。
20世紀70年代,人類社會經(jīng)歷了兩次刻骨銘心的能源危機,人類對自己過往刺激消費、鼓勵建設的行為開始反思。當我們終于認識到地球資源也會枯竭的現(xiàn)實之后,恐慌便時時占據(jù)我們的心靈,有人甚至提出了“地球只剩50年”的口號。這一切不是空穴來風,或者杞人憂天,大自然一次次無情地反噬著不知悔過的人類,這個現(xiàn)實促使著第一棟標榜著“生態(tài)建筑”的住宅于1974年,第一次能源危機的翌年在美國誕生。
2“綠色建筑”的概念及現(xiàn)況
20世紀70年代以來,無數(shù)才華橫溢的建筑師、工程師在“綠色建筑”這個領(lǐng)域里取得了令世界矚目的成就,也形成了一系列建筑風格和形式,國內(nèi)外“綠色建筑”的評估標準和評價機構(gòu)也日趨規(guī)范和成熟。目前中國國內(nèi)最具權(quán)威的綠色建筑評價標準是中華人民共和國住建部的《綠色建筑評價標準》和美國LEED綠建筑認證體系。
綠色建筑,按照官方的定義,就是指在建筑的全壽命周期內(nèi),最大限度地節(jié)約資源(節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材),保護環(huán)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。究其宗旨,綠色建筑的根本出發(fā)點就是為了減少對地球資源的消耗,使得人類社會得以持續(xù)的生存和發(fā)展,這才應該是綠色建筑真正意義所在。
然而,隨著綠色建筑的興起,一些社會怪相也不知不覺的開始滋生。
2.1首先是對“綠色建筑”的盲從
誠然,在大多數(shù)人的眼里,“綠色建筑”在當下不僅代表的是一種檔次和品質(zhì),也折射一個人或企業(yè)對社會的責任心。是一張閃閃發(fā)光的名片,甚至是比身份更加高端的靈魂、精神的一種境界。所以,往往出現(xiàn)不管這座建筑本身是否適合,也不管這座建筑本身是否有條件實現(xiàn),只要被冠以“綠色建筑”的名義,一切就變得合理了。有條件要上,沒有條件創(chuàng)造條件也得上。殊不知,這種性價比極低的所謂“綠色建筑”對我們社會的傷害,對地球資源的透支,比原本沒有做綠色建筑來的更大。所以,一個真正有責任心的企業(yè),在做綠色建筑之前,首先要捫心自問和評估這座建筑本身是否適合做綠色建筑。
2.2其次是對“綠色建筑”的理解不清,盲目追求高科技
在很多人的認知里,“綠色建筑”代表的就是“高科技”,就是太陽能光伏發(fā)電、冷熱電三聯(lián)供,是冰蓄冷、光導管照明、呼吸幕墻。完全不管在后續(xù)的運營中,這些設計會否被運用。也有許多不負責任甚至可以說是不學無術(shù)的媒體,將“綠色建筑”描繪成造價昂貴的商品,在他們報道的背后是對“綠色建筑”的理解不清,卻又誤導國人。這種披著“綠色建筑”偽裝的奢侈建筑商品,帶來的是對環(huán)境更大的破壞,對資源更大的浪費。何其痛心哉!
2.3再其次是對“綠色建筑”成功案例的盲目復制和模仿
綠色建筑發(fā)展數(shù)十年來,取得了很多非常成功的案例,有科技含量高,設計理念超前的,有適合某一地域,融合當?shù)匚幕?,也有從傳統(tǒng)建筑中汲取經(jīng)驗和思想的。除了具備探索、試驗性質(zhì)的概念性設計,這些成功的“綠色建筑”都有一個共同的特點,就是“適用性”。
我們知道,中國建筑的指導性思想就是“適用、經(jīng)濟、美觀”,適用是第一位的,也是“綠色建筑”精神的體現(xiàn)。然而,我們有一些建筑師,拋開“適用性”不管,盲目復制成功案例,從涉及的設備、建筑的形式、利用的新穎技術(shù)等等,一律照搬。記得前一段時間,有評論對建筑形式的抄襲提出的批評說:“走過一城又一城,城城是歐洲”,這個評論無奈而尖刻的反應了建筑業(yè)的一種現(xiàn)狀。舉個例子,北歐嚴寒地區(qū),為了防止積雪過厚而造成雪荷載過大,所以在房屋的設計建造中往往出現(xiàn)高聳的屋面,而我們國內(nèi)的有些建筑師完全不顧地域和氣候條件的不同,在中國各個城市種下了數(shù)量龐大的北歐屋頂。實在可笑。
“綠色建筑”也是一樣,如果我們不顧地域、文化和氣候的差異,一律復制抄襲,那只會留下笑柄。一個負責任的建筑師,應當充分地考量建筑的地域、氣候甚至文化等等特點,只有“適用”的綠色建筑才是有意義的,才是有社會責任和擔當?shù)慕ㄖ?/p>
2.4第四是對“綠色建筑”的實施目的有嚴重的觀念偏差
近年來,“綠色建筑”在國內(nèi)得到了廣泛的認同,從中央到地方政府,相繼出臺了不少鼓勵和獎勵政策?!熬G色建筑”給企業(yè)不僅帶來了社會的認可度,也帶來了一定的物質(zhì)回報。然而,在“綠色建筑”評審的過程中,還是存在著很多為了“綠色”而“綠色”的投機行為。有的項目僅僅就是為了取得一張證書。還有的項目,扭曲了綠色建筑的本意,鉆政策的空子,做表面文章。筆者曾經(jīng)看到過這樣的項目,一個園區(qū)幾十棟廠房,挑選其中規(guī)模最小的一棟做“綠色建筑”的評審,最后整個園區(qū)卻也貼上了通過綠色建筑評審的標簽。這種為了迎合評審而做的表面文章,在全國的“綠色建筑”中不在少數(shù)。
3近現(xiàn)代建筑中,能夠體現(xiàn)“綠色建筑”精神的經(jīng)典作品
上一章節(jié)中,筆者列舉了一系列當下“綠色建筑”的怪相,這些怪相之所以能夠滋生,甚至橫行,究其根本原因,還是我們整個社會對“綠色建筑”真正的精神理解不透。這不是推行一兩本規(guī)范,或者一兩條政策所能根治的,這需要我們循序漸進的引導國人。
早在“綠色建筑”的概念誕生以前,或者伴隨著一系列評價標準成熟的過程中,建筑史上早已出現(xiàn)了很多具有“綠色建筑”精神的經(jīng)典建筑作品。由于當時的技術(shù)條件限制,可能它們還無法完全達到今天的評價標準,但是它們的理念契合了“綠色建筑”的精神。筆者盡量選取第三世界的建筑作品予以論述,想表明的是“綠色建筑”不一定完全是高科技、高成本,而應當是高度融合環(huán)境的、“適用”的建筑。
3.1干成章嘉公寓(圖1)
印度建筑師查爾斯·柯里亞設計的干成章嘉公寓,建于20世紀70年代,位于印度孟買附近的海濱區(qū)域,典型的高溫高濕的南亞地區(qū)?;诋?shù)氐臍夂騿栴},柯里亞提出了“形式追隨氣候”的口號。在建筑設計的過程中,建筑師不僅要考慮太陽入射角度和百葉窗的設置問題,還要將建筑的平面、剖面、體量造型結(jié)合在一起,進行綜合考慮。將不利的氣候條件,轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄖ?chuàng)作中的優(yōu)勢。
3.2馬來西亞建筑師楊經(jīng)文自宅(圖2)
該建筑位于馬來西亞吉隆坡橡膠種植園的附近的赤道地帶,北緯3.1度,東經(jīng)101,海拔22米,全年無明顯季節(jié)變化,屬熱帶雨林氣候,最突出的問題是太陽輻射嚴重。所以,如何減弱白天強烈的太陽輻射對室內(nèi)物理環(huán)境的影響,是建筑設計所面臨的首要難題。在世界能源日趨緊張的狀態(tài)下,建筑師采用通風、對流、遮蔭、綠化,反射玻璃等方法,創(chuàng)造建筑物內(nèi)部和外部的雙重氣候,并建造適應外部環(huán)境的被動式的低能耗的建筑。
圖2楊經(jīng)文自宅
3.3埃及建筑師哈?!しㄙ惖摹盀楦F人的建筑”
埃及建筑師哈?!しㄙ?Hassan Fathy)一生致力于為發(fā)展中國家的貧困人口的建筑活動及研究。他主張以較少的投入來創(chuàng)造一個以提高鄉(xiāng)村地區(qū)經(jīng)濟和生活質(zhì)量的本土化環(huán)境。他一生最大的探索之一就是用灰泥代替水泥的土坯建筑,為生活在第三世界付不起房租的窮人解決住房問題。這種土坯建筑適于埃及炎熱而干燥的氣候,使白天室溫低,晚間土坯散熱后又比室外高,通過將房子圍成無頂?shù)脑鹤赢a(chǎn)生豎井作用來給室內(nèi)降溫。這種就地取材的建造模式完全契合了“綠色建筑”的精神。
縱觀上述案例,也許他們并不能完全滿足今天“綠色建筑”的評價標準,也許他們也沒有我們在當今的“綠色建筑”中常見的太陽能、地熱、冰蓄冷、光導管等等高科技的措施和手段,甚至還有一些建筑,依然深深的烙印了數(shù)千年來一直沿用的傳統(tǒng)技術(shù)。但他們確實是從“綠色建筑”的精神出發(fā)的偉大作品,建筑師在構(gòu)思他們的時候,真正的做到了“為了減少對地球資源的消耗,使得人類社會得以持續(xù)的生存和發(fā)展”。這才是比領(lǐng)取一張“綠色建筑”的憑證或標識更有價值的事情,更值得我們肅然起敬。
4結(jié)語
關(guān)鍵詞:綠色生態(tài);自然環(huán)境;設計要點;地域特色;
Abstract: this article elaborated the modern architecture in the design should be paid attention to when introducing natural elements, combined with local characteristics, make it is with the person this energy saving, green ecological building.
Keywords: green ecological; The natural environment; Key points of the design; Regional characteristics;
中圖分類號: TU2 文獻標識碼:A 文章編號:
由于環(huán)境的惡化,節(jié)能環(huán)保已成為當下世界共識。近年來國家大力推行節(jié)能減排政策,綠色環(huán)保理念已被大眾熟知和接受,隨著人們意識的提高,各類綠色節(jié)能、回歸自然生態(tài)的建筑已被廣泛認可和使用。然而,在城市化的快速推進過程中,卻對綠色生態(tài)住宅建筑缺少統(tǒng)一的標準和定義,筆者認為應包括以下幾層涵義:首先是結(jié)合當?shù)氐淖匀簧鷳B(tài)環(huán)境合理地安排組織建筑與其它相關(guān)因素之間的關(guān)系,使住宅建筑與環(huán)境成為一個有機的結(jié)合體;其次是擁有良好的室內(nèi)氣候條件和較強的生物氣候調(diào)節(jié)能力,滿足人們工作生活所需的舒適環(huán)境,人與建筑和自然環(huán)境之間形成良性的循環(huán),能實現(xiàn)未來可持續(xù)發(fā)展;再次就是在住宅建筑精神上既要體現(xiàn)時代性,也要反映地域的歷史與人文環(huán)境。
一、現(xiàn)代綠色生態(tài)建筑的特征分析
生態(tài)型建筑環(huán)境要有潔凈的空氣、水源與土壤,不受到工業(yè)污染,也不易遭受自然災害的侵襲,基本特征如下:
1)建筑物要盡量保持和開辟綠地,在建筑物周圍種植樹木防風、遮蔭,改善景觀,保持生態(tài)平衡。重視室內(nèi)空氣質(zhì)量,保持新風在室內(nèi)的流動。重視人文景觀的保護,建筑物附近有價值的古代文化或建筑遺址應予保留并予妥善安置。
2)建筑物的資源、能源和其他消耗至最低程度。建筑物應該充分有效地使用水、能源、材料和其他資源。盡量利用清潔能源(如地熱與太陽能、水能、生物能和風能),保護與改善自然環(huán)境。在滿足人們的健康、舒適、安全使用的情況下降低消耗、節(jié)省資源。
3)建筑物應有合理的朝向布局,以充分利用太陽能。建筑物的形體布置合理,應減小建筑物的體形系數(shù),以減少采暖與制冷能耗,建筑物的圍護結(jié)構(gòu)應該采用高效保溫隔熱構(gòu)造,并具有良好的自然采風系統(tǒng)以及充分的自然通風條件;建筑物內(nèi)的房間設置、布局恰當,既滿足使用舒適度,又節(jié)省能源。
4)回收并重復使用資源。從舊有建筑物中拆除的建筑材料,如磚石、鋼材、木料、板材和玻璃等,盡可能保護好,根據(jù)不同情況,力求回收利用,做到:建筑材料——建筑——建筑材料——新建筑的良性循環(huán)。并積極利用其他工農(nóng)業(yè)廢棄物料。使用先進技術(shù),降低建筑運行管理費用。在結(jié)構(gòu)條件允許情況下盡量不要拆除舊建筑,應對其進行改造以適應新的使用功能,節(jié)省建筑造價。
因此,現(xiàn)代生態(tài)型建筑是資源和能源有效利用、保護環(huán)境、親和自然、舒適、健康、安全的建筑,是“可持續(xù)發(fā)展”的建筑。
二、綠色生態(tài)建筑建筑設計要點
綠色生態(tài)一般是指人與自然的關(guān)系,綠色生態(tài)建筑應該處理好人、建筑和自然三者之間的關(guān)系,它既要為人創(chuàng)造一個舒適的空間小環(huán)境(即健康宜人的溫度、濕度、清潔的空氣、好的光環(huán)境、聲環(huán)境及具有長效多適的靈活開敞的空間等);又要保護好周圍的大環(huán)境——自然環(huán)境,同時對自然界的索取要少、對自然環(huán)境的負面影響要小,見圖1,
圖1 某辦公樓綠色生態(tài)建筑設計
具體分析如下:
1.不同用途建筑的比較分析
不同種類的建筑對環(huán)境和資源的影響不盡相同,為找出不同類型建筑的設計方法是否存在差異,又因為居住和辦公建筑在建筑中占有較大的比例,設計者將辦公和居住建筑單拿出來進行統(tǒng)計分析,對85個建筑案例中的辦公和居住建筑統(tǒng)計結(jié)果如下表1。
表1 不同種類建筑設計情況的統(tǒng)計
從上表1 我們可以發(fā)現(xiàn)在24個居住建筑項目中有超過半數(shù)的項目采用了下述設計方法:
(1) 加強護結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能;
(2) 利用自然地貌;
(3) 使用太陽能:
(4) 資源的回用,特別是水的回用。
通過上述統(tǒng)計結(jié)果分析,我們發(fā)現(xiàn)對于不同類型的綠色建筑,設時考慮的側(cè)重面有所不同。因住宅建筑具有用水量大的特點,所以在缺水地區(qū),政府部門會要求廢水回用。目前廢水回用技術(shù)是可行和有效的,世界上越來越多的綠色生態(tài)住宅建筑開始使用“中水”系統(tǒng)。在24個居住建筑案例中,有l(wèi)2個案例采用了這種設計方法,廢水回用效率通常能達到40~60%。
2.綠色生態(tài)建筑設計要點
由此可見,對不同類型的建筑應分析各自的特點,采用最佳的方法以取得最有效的結(jié)果。對于綠色生態(tài)住宅建筑,設計時主要應注意以下幾方面:
2.1 以人為本,創(chuàng)建人與自然和諧共生的生態(tài)環(huán)境
在設計中強調(diào)以人為本,決不是“人類中心論”。建筑活動的主要目的是為人類生產(chǎn)、生活提供健康、無害、舒適的環(huán)境。我們強調(diào)高效節(jié)約不能以降低人的生活質(zhì)量,犧牲人的健康和舒適性為代價。但也不能只強調(diào)人的健康和舒適,而不顧對自然環(huán)境造成污染與破壞。建筑應滿足人與自然的和諧共生,利用自然條件創(chuàng)造優(yōu)美的外部視覺景觀,改善室內(nèi)環(huán)境品質(zhì),提高舒適度,降低環(huán)境污染。滿足人們生理和心理需求,才是綠色生態(tài)建筑的基本內(nèi)涵。
2.2 使用潔凈能源,保護自然資源降低能耗綠色生態(tài)
建筑要通過優(yōu)良的設計、優(yōu)化工藝和采用適宜的技術(shù)、新材料、新產(chǎn)品,改變傳統(tǒng)建筑產(chǎn)業(yè)的粗放、浪費污染型的生產(chǎn)工藝,實現(xiàn)清潔生產(chǎn)、工藝生態(tài)化。要盡可能提高自然資源和能源的利用效率,降低能源消耗。積極采用潔凈能源,采用清潔的生產(chǎn)技術(shù)(如自然通風和通風道技術(shù)),減少廢棄物。把提高資源、能源利用效率和保護生態(tài)環(huán)境兩大課題結(jié)合起來,以最低的資源,最少的污染獲取最高的社會經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。
2.3 循環(huán)、有效利用資源與能源
循環(huán)使用建筑材料,廢物再生利用,水循環(huán)使用,能源的多級多層次利用,使用高效率的設備和控制系統(tǒng)。擴大代用、再生利用材料資料,將開發(fā)利用可再生能源等有用的經(jīng)驗轉(zhuǎn)化為標準、規(guī)范條文,以利推廣。
2.4 保護利用環(huán)境,尊重歷史、自然設計與地方相結(jié)合
利用基地周邊的自然條件,保留和利用地形、地貌、植被、濕地和自然水系,保持綠色空間,保持歷史文化與景觀的連續(xù)性,使建筑空間布局充滿活力。并盡可能減少對自然環(huán)境的負面影響,如減少有害氣體、廢棄物的排放,減少對生物圈的破壞,圖2。
關(guān)鍵詞:綠色建筑;性能模擬;設計;教學體系
中圖分類號:S611文獻標識碼: A
一、綠色設計方法的創(chuàng)新
1、綠色設計競賽激發(fā)學生的科研創(chuàng)新能力
建筑學專業(yè)學生對綠色建筑技術(shù)的研究和探索對中國綠色建筑的發(fā)展和未來有著導向作用。目前國際綠色建筑行業(yè)水平整體領(lǐng)先,在校建筑學專業(yè)學生及教師對綠色建筑設計與技術(shù)也越發(fā)關(guān)注,同時引發(fā)行業(yè)內(nèi)對綠色建筑技術(shù)的深層次思考,通過舉辦有影響力的綠色建筑設計大賽,可促進國內(nèi)外建筑學專業(yè)學生之間在綠色建筑領(lǐng)域的交流。
建筑學專業(yè)在讀學生把對未來綠色建筑的設想在競賽作品中呈現(xiàn)出來是綠色設計理念最好實現(xiàn)路徑。以人、建筑和自然環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展為目標,在利用天然條件和人工手段創(chuàng)造良好、健康的居住使用環(huán)境的同時,盡可能地控制和減少對自然環(huán)境的使用和破壞,在建筑的全壽命周期內(nèi)最大限度地降低對環(huán)境的沖擊,競賽要力求低能耗、低排放、無污染,為人們提供健康、舒適和高效的使用空間以達到建筑與技術(shù)的最完美結(jié)合。
2、建筑性能模擬技術(shù)的綠色教學方法
將信息技術(shù)引入綠色教學,諸如通過計算機處理現(xiàn)場條件的數(shù)據(jù),分析數(shù)據(jù)的結(jié)果,充分顯示多媒體計算機在建筑學教學中的巨大發(fā)展?jié)摿?。如BIM建筑信息模型的建立,是建筑領(lǐng)域的一次革命,麥格勞-希爾將其定義為“創(chuàng)建并利用數(shù)字模型對項目進行設計、建造及運營管理的過程”。再如在設計教學中幫助學生學習Ecotect軟件,對太陽輻射、熱工學、光學、聲學等建筑設計各階段的全面技術(shù)性能進行分析。同時對用于采光分析的Radiance,通風分析的Airpak等軟件進行介紹,此外Revit、Design builder等量化軟件的應用,可使學生的設計作品更直觀和有深度。讓學生了解這些技術(shù)手段的優(yōu)勢,為綠色設計教學注入高科技力量。所以基于先進的三維數(shù)字設計解決方案所構(gòu)建的“可視化”的數(shù)字建筑模型,提供“模擬和分析”的科學協(xié)作平臺和利用模型對項目進行設計和推敲,以更好地達到教學目的。當前常用的建筑性能模擬軟件及其主要功能見表1。
運用建筑性能模擬軟件能夠在設計的各個階段為設計師提供數(shù)據(jù)支撐,推動設計的科學化和合理化。建筑設計是分階段進行的,在不同的階段有不同的設計內(nèi)容,并且隨著設計的深入會有不同的專業(yè)參加到設計過程中,相應的建筑性能模擬也應該分階段進行。首先應該明確建筑設計各階段的設計目的,確定和設計過程相對應的模擬過程,最終實現(xiàn)兩個過程的協(xié)同工作。
二、綠色建筑設計教學實踐
1、設計準備階段
這一階段,除了常規(guī)的帶領(lǐng)學生完成場地踏勘和分析外,還針對綠色建筑設計課題的特點設置案例分析、軟件學習和專題講課的教學內(nèi)容。
1.1案例分析
為使學生盡快對綠色建筑有直觀的認識,這一環(huán)節(jié)是要求每個學生選擇國內(nèi)和國外各一個綠色建筑實例作詳細解析和研究,從所選建筑當?shù)貧夂?、生態(tài)策略、技術(shù)手段等方面作深入分析,并將結(jié)果整理成演示文件,安排專門的教學時間在課堂上相互交流,使學生在較短的時間內(nèi)集中接受較多的知識。
1.2軟件學習
在設計開始前對學生集中進行軟件培訓,設計教學中主要使用Ecotect軟件,同時還對用于采光分析的Radiance、通風分析的Airpak和噪音分析的CadnalA1等軟件進行介紹,鼓勵學生在課外自學軟件并運用于輔助設計。
1.3專題講課
因為綠色建筑在本科教學中尚未形成完整的教學體系,學生普遍對綠色建筑的理解不夠深入和系統(tǒng),教師還進行了幾次專題講課。課程一是綠色建筑概論,首先是對綠色建筑的相關(guān)背景知識、基本概念等進行講述,使學生對綠色建筑有初步的認識,了解自然環(huán)境和建筑之間的相互關(guān)系,了解可再生資源技術(shù)的原理和應用方法,了解綠色建筑設計的工作步驟。課程二是綠色建筑技術(shù),在學生初步建立了綠色建筑觀念后,結(jié)合實際案例對常用的綠色建筑設計手法和實用技術(shù)進行講解和總結(jié),使學生在設計中不再“無計可施”。課程三是對綠色建筑的相關(guān)標準和評價體系進行講解,包括中國的《綠色建筑評價標準》和美國的LEED評價體系等,讓學生對綠色建筑有更全面的了解。課程四是建筑物理知識的回顧和總結(jié),帶領(lǐng)學生重溫建筑物理課程的重要知識點,使學生在運用軟件分析時對得到的各種數(shù)據(jù)心中有數(shù),進而對學生進行逐步深入的指導分析。
2、設計中期階段
在設計階段一開始就強調(diào)從綠色建筑角度出發(fā)來指導設計,更關(guān)注理性化的設計推導過程,最大限度地調(diào)動各種技術(shù)策略的均衡應用,從而達到設計方案生態(tài)效益最大化。
在設計階段的前期,運用Weather Tool工具對建筑所處的氣候條件進行分析,得到項目所在地的溫度、濕度、風力風向、適宜朝向等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。學生通過氣候分析,結(jié)合場地的實際情況,再綜合考慮建筑功能等情況設計出草圖,在軟件中建立初步模型進行分析。建議學生在方案前期考慮幾種不同的布局模式,然后分別建立模型在軟件中從日照、采光和溫度等方面通過數(shù)據(jù)進行直觀的比較。在比較中加深對方案布局合理性和周圍環(huán)境對建筑影響情況的認識。
在方案構(gòu)思階段有了初步的設計思路之后,可建立簡單的模型,對方案從日照、通風等方面進行比較和分析,經(jīng)過多方案的比較,找出建筑的最佳布局和組合方式,進行深入設計,如圖1所示。通過對設計中可能存在的不同規(guī)劃布局形式進行風環(huán)境分析,得出最佳的布局模式。在確定建筑布局之后,對建筑內(nèi)部空間和技術(shù)細節(jié)進一步深化,對房間布局、遮陽方式、開窗方式和大小、是否應用附加陽光間和是否增加室內(nèi)通風井等不同的情況進行分析,建筑性能模擬技術(shù)能夠為以上分析提供有效的數(shù)據(jù)支撐。圖2為對窗戶遮陽設計進行的模擬研究。
在此階段教學中,邀請建筑結(jié)構(gòu)和建筑設備等方面的教師參加教學工作,為學生提供相關(guān)專業(yè)方面的技術(shù)支撐;同時,邀請各專業(yè)的老師參加畢業(yè)設計中期評圖,和學生對方案進行當面溝通,為學生下一階段的工作提出意見和建議,從不同的專業(yè)角度指導學生對設計方案進行調(diào)整和深化。要求學生根據(jù)綠色建筑評價的相關(guān)標準對方案進行自我評價,發(fā)現(xiàn)問題,進而對設計方案進行修改和完善。通過前兩個階段的工作,設計逐步推進,逐步形成最終方案。最終方案的形成要避免過分強調(diào)技術(shù)的傾向,因為技術(shù)不是方案的全部,設計需要綜合考慮建筑功能、建筑與環(huán)境協(xié)調(diào)和建筑文化屬性等方面的因素。
3、設計成果階段
在最后一個月的最終設計成果階段,要求學生在設計中不僅要體現(xiàn)一個最終的設計方案,還應該通過圖表說明方案逐步分析深化的過程,使學生在設計階段中得到的照明、采光、通風分析和噪聲分析等圖紙能直接運用到正圖中。同時還要求對在設計中使用的設計策略和技術(shù)手段進行專題說明。通過綠色建筑設計課程的學習,學生較全面地了解了綠色建筑概念,初步掌握了如何入手進行綠色建筑設計,能熟練運用輔助設計軟件。
三、教學總結(jié)
近年的教學實踐表明:
構(gòu)建完整的綠色建筑設計教學體系需要進一步優(yōu)化課程設置,調(diào)整教學模式,整合各個相關(guān)專業(yè)的知識。學生應在本科階段加強數(shù)字技術(shù)的學習,除了掌握傳統(tǒng)的AutoCAD、SketchUp等軟件外,還要引導學生在本科中高年級時學習Ecotect等分析軟件,并在設計課程中進行運用,在實際使用和交流中得到提高。在綠色建筑設計教學中將設計理念和實際操作結(jié)合十分重要,盡可能創(chuàng)造條件使學生有機會親自去了解材料、設備,甚至參加建造和實踐相結(jié)合的教育方式能在培養(yǎng)學生設計能力的同時,培養(yǎng)他們的社會認知、適應和影響能力。綠色建筑涉及建筑學以外多個學科的知識,綠色建筑教育需要多領(lǐng)域?qū)<覅⒓拥浇虒W過程之中。
結(jié)束語
以上對綠色建筑教育的實踐只是對綠色建筑教學的初步探索,還需要繼續(xù)開展更多的實踐和研究,加強同國內(nèi)外院校間的交流和合作,吸收先進經(jīng)驗,通過實踐逐步構(gòu)建完善的綠色建筑教學體系。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:建筑設計;可拆卸性設計;OPEN 1住宅
中圖分類號:TU2文獻標識碼: A 文章編號:
可拆卸性設計是綠色設計的重要組成部分。綠色設計GD(Green Design)就是實現(xiàn)產(chǎn)品綠色要求的設計,綠色設計即在產(chǎn)品整個生命周期內(nèi),優(yōu)先考慮產(chǎn)品環(huán)境屬性(可拆卸性、可回收性、可維護性和可重復利用性等),并將其作為設計目標,在滿足環(huán)境目標要求的同時,保證產(chǎn)品應有的基本性能、使用壽命和質(zhì)量等[1]。目前已有一些粗略的面向拆卸的設計準則(Design for Disasscmbly DFD)[2]。本文利用文字說明和實例對照的方式, 完善和補充了拆卸性設計準則,以供在建筑設計中參照使用。
1、可拆卸性設計產(chǎn)生的社會背景
隨著社會的發(fā)展,城市更新的速度日益加快,現(xiàn)代化的城市中需要拆解的建筑比較多,體量巨大。細致緩慢的拆解過程難以適應當今社會的建設的節(jié)奏,在發(fā)達的機械技術(shù)的推動下,當今建筑的拆解普遍采用推倒、爆破等手段,這些方式雖然簡潔、方便,但是它耗費了大量的人力物力,造成了大量的資源浪費。環(huán)境危機的爆發(fā)使人們對爆破、推倒的拆解建筑的方式開始反思,為了減少建筑垃圾和保護環(huán)境,人們也開始了積極的完善和研究謹慎、有序的可拆性方式。
2、可拆卸性設計的概念及其發(fā)展
可拆卸性設計是面向建筑體系、部件和材料回收,方便日后變更及最終拆除(部分或全部)的建筑設計。這一設計過程包括裝配方法、部品、材料、施工技術(shù)以及信息和管理系統(tǒng)的系統(tǒng)開發(fā)。其總體目標是減少廢棄物污染,提高資源利用效率,增進經(jīng)濟效益,并最終方便地清除建筑物,回收部件和材料以便循環(huán)利用、再制造及再生利用。
可拆卸性設計,這一概念出現(xiàn)在1990年代初,源于消費產(chǎn)品面向拆除的設計理念。在制造業(yè)內(nèi),面向拆卸的設計正日益成為一個熱門的話題。尤其在歐洲,對產(chǎn)生廢物和污染的限制導致了對“擴大生產(chǎn)者責任”的立法的強調(diào)。簡單地說,這需要那些創(chuàng)造產(chǎn)品的人,對設計其整個生命周期負責,包括其最終的處置和回收與再利用,以實現(xiàn)風險最小的經(jīng)濟效益??刹鹦缎栽O計在20世紀晚期已具備了一些基礎(chǔ),包括N.J.Habakren的 “支撐體” 住宅,開放建筑運動,以及Stewart Brand有關(guān)適應性建筑的論述(Habraken, 1981; Kendall and Teicher, 2000; Brand, 1994)。1940年、1950年以及1960年的國際風格曾有一些與可拆卸性設計想合拍的屬性,例如結(jié)構(gòu)模塊,開放平面,暴露結(jié)構(gòu)和機械系統(tǒng),以及可再生材料混凝土、石材、鋼材以及玻璃的使用等。
3、可拆卸性設計案例分析
3.1案例的理論背景
6S體系理論:基地-結(jié)構(gòu)-皮膚 -設備-空間計劃-擺設(布蘭德,1994),由F. Duffy命名并建立框架、1994年S.Brand在 “建筑如何被認識”一書中予以完善修改。下面的案例研究將使用這一理論進行闡述。這些類項,是為了幫助形容建筑處于不斷的摩擦中的“變化剪切層”。(如圖1)像空間規(guī)劃這樣的快速變化層,被不夠靈活的慢速變化層(如結(jié)構(gòu))所控制,從而造成他們之間的摩擦。
3.2案例的概況
OPEN_1住宅(如圖2)是Bensonwood Homes公司的一個產(chǎn)品,該公司位于美國罕布什爾州,是一家新型的木架構(gòu)設計企業(yè)。OPEN_1住宅中使用了Open-Built™系統(tǒng),明確地使用了布蘭德6個“變化剪切層” 的理論框架。Open-Built™系統(tǒng)的基本前提是解脫,設計側(cè)重于每個子系統(tǒng),將其與任何其他子系統(tǒng)相分離。這些子系統(tǒng)可隨時間推移進行升級或維修,而不改變或損害建筑結(jié)構(gòu)。
1)基地:OPEN_1原型居住單元被建造在一個斜坡基地上,使用混凝土地下基礎(chǔ)。作為埋于地下、相對不可接近的集合體,一個混凝土地下基礎(chǔ)并不符合整體可拆卸原則。但它對地面上部及接入點暴露或接近機械、電氣和管道系統(tǒng)(MEP)卻非常有利。
2)結(jié)構(gòu):OPEN_1住宅的結(jié)構(gòu)是基于預制木框面板及木框支撐內(nèi)的護板和面層的使用。(如圖3)這些面板嵌入模塊單元,厚纖維素絕熱層,所有護板均在工廠制作好,并最終在現(xiàn)場拼裝。該建筑外觀設計上應用網(wǎng)格系統(tǒng),也整合了內(nèi)部構(gòu)件。一層使用空腹鋼桁架,二層使用Open Built™間隔裝置,它產(chǎn)生了地面和天花板之間的一個空間,藏有管道和設施。屋頂系統(tǒng)采用結(jié)構(gòu)性隔熱面板(SIP)系統(tǒng),這是預制的,并
可在拆卸時切割成板塊。
3)表皮:窗戶帶有特殊構(gòu)造,無需銷毀周圍框架的情況下可以比較容易地拆卸和更換。窗戶使用自粘防雨構(gòu)件進行安裝,進而又可以移動片修剪而出。墻板用2英寸襯條局部襯出,使電線沿框架水平或垂直行走。
4)設備:一個開放管槽嵌于內(nèi)墻基礎(chǔ),經(jīng)由一個活動面板可以接近。所有的管道都整合到房子的特定區(qū)域。地板填充系統(tǒng)容納了所有管道和其他設施,并通過置于木結(jié)構(gòu)的預制天花板塊隱藏起來。
3.3案例的成功之處
1)建立了虛擬元件庫。設計與施工利用了虛擬元件庫,它們可以相結(jié)合形成獨特的結(jié)構(gòu),緊接著數(shù)據(jù)直接的進行自動化預制過程。
2)建設用時比較短,成本低,環(huán)境破壞少。完成的外殼,內(nèi)部裝修,機械,電力和供水系統(tǒng)大約30天就完成了,用時比較短。此建筑的很多的材料和組件可以重復使用,同時它能夠減少施工、翻修和拆遷中的垃圾,不僅避免了大的浪費,而且減少了對環(huán)境的破壞。
3)建筑空間可根據(jù)需求來變化。建筑包括不同的,解構(gòu)的,可使用的層次,它們被高效率的裝配和隨著時間的變化所改變??筛鶕?jù)住戶的要求來任意的更換空間。
4可拆卸性設計的準則:
4.1易拆卸
建筑設計中要采用簡單的跨結(jié)構(gòu)體系,簡單的形式和標準的尺寸網(wǎng)格,把管道、機械,電氣等系統(tǒng)聚攏,使用模塊化、獨立、規(guī)范化的材料和系統(tǒng),這樣可以更容易的分離組件和材料,也可以更方便的修理、更換、再用和循環(huán)再造。
4.2靈活的連接
在建筑設計中減少或者是消除焊接、過盈配合等拆卸性不好的連接,在滿足設計要求的前提下,盡可能采用一些可拆卸性的活連接,比如螺紋連接、鍵連接、叉連接、嵌連接等??刹鹦缎曰畹倪B接不僅可以節(jié)約人力和物力,而且可以使材料能夠更好的保存完整,利于材料、配件等的循環(huán)利用,以達到節(jié)省資源。
4.3記錄并使用預防原則選擇材料
在施工圖和材料的標簽上以及設計說明中要對所選用的材料進行記錄,這樣有利于在建筑拆解的過程中節(jié)省時間,材料的選擇要考慮對未來的影響,具備高品質(zhì)的材料具有保留或者是回收利用的價值。
5、結(jié)語
隨著綠色建筑設計思想的興起,可拆卸性設計得到了廣泛的重視和研究,并取得了很大的進展,但是,從目前國內(nèi)外的可拆卸性研究看,可拆卸性設計還有待于進一步的提高。為了進一步拓展可拆卸性設計在建筑設計中的應用,還應該研究出更多具有高品質(zhì)并且具有良好回收性能的零部件以及材料,以此完善建筑設計中的可拆卸性設計。
參考文獻:
綠色發(fā)展論文 綠色建筑 綠色經(jīng)濟 綠色金融論文 綠色化工論文 綠色冶金技術(shù) 綠色消費研究 綠色施工總結(jié) 綠色化學教育 綠色包裝技術(shù) 紀律教育問題 新時代教育價值觀