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1 概念區(qū)分與界定
工業(yè)化發(fā)展多年后“現(xiàn)代主義”功能至上的建筑理念逐漸被時間遺棄,建筑呈現(xiàn)出現(xiàn)代化折衷主義的特點?,F(xiàn)代建筑理論呈現(xiàn)多元化、矛盾化、復(fù)雜化、集約化、交叉化等多方面的發(fā)展趨勢。在建筑與社會發(fā)展、自然生態(tài)結(jié)合越來越緊密的今天,每種可持續(xù)建筑理論都有其側(cè)重方向,由此出現(xiàn)了形形、各式各樣的建筑標簽,但究其根本原理又發(fā)現(xiàn)它們之間存在某種內(nèi)在聯(lián)系。
(1)節(jié)能建筑:上世紀末,由于全球?qū)κ?、礦產(chǎn)等不可再生能源進行普遍無節(jié)制的使用和開采,造成了世界性的能源危機。能源危機爆發(fā)后,節(jié)能建筑的相關(guān)理論和研究成為了炙手可熱話題。顧名思義,節(jié)能建筑就是通過設(shè)計與技術(shù)手段,考慮氣候與能耗因素,遵循節(jié)約原則,降低建筑在建造、使用、維護過程中的各種能源消耗,是一種能效利用率高的建筑。我國《民用建筑節(jié)能設(shè)計標準》頒布于 1986 年,表明了我國在 80 年代貫徹國家節(jié)約能源的政策下,研究學者就已對建筑降低使用能耗有初步的研究成果。2005 年隨著節(jié)能省地型建筑的提出,政府部門對建筑在節(jié)約能耗、節(jié)約水資源、節(jié)約材料、節(jié)約用地方面做出了更為具體的新要求。
(2)生態(tài)建筑:意大利建筑師 Paola·soleri 以生態(tài)學范疇的理論為基礎(chǔ),將其交叉融合至建筑學鄰域,取建筑單詞的前半 Arc,結(jié)合生態(tài)學的后半 ology,于 20 世紀 60 年代創(chuàng)造了建筑學的新方向——建筑生態(tài)學(Arcology)。這標志著將建筑視為地球生態(tài)的一部份,將建筑融入整體生態(tài)環(huán)境考慮。但由于兩學科多方向的深度交織、多元化發(fā)展等原因,造成生態(tài)建筑概念界定不確切,給生態(tài)建筑概括出一個既簡單又明確的概念非是易事。部分研究人員將有機建筑、地域建筑、自然建筑、綠色建筑、氣候建筑、健康建筑甚至御寒建筑、空氣上升建筑等同于生態(tài)建筑,雖然這些類型建筑在某些方面確實符合建筑生態(tài)學范疇,但片面的將生態(tài)建筑等同于它們是不準確的。確切來說生態(tài)建筑是“根據(jù)當?shù)氐淖匀簧鷳B(tài)環(huán)境,運用生態(tài)學、建筑技術(shù)科學的基本原理,采用現(xiàn)代化科學技術(shù)手段,合理地安排并組織建筑與其他領(lǐng)域相關(guān)因素之間的關(guān)系,使其與環(huán)境之間成為一個有機結(jié)合體?!?/p>
(3)綠色建筑:綠色建筑的概念同樣最開始出現(xiàn)于二十世紀末,我國《綠色建筑評價標準》中將綠色建筑定義為“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,創(chuàng)造自然和諧共生的建筑”。其中全生命周期指建筑從初期規(guī)劃開始,到建筑設(shè)計、具體施工、投入使用、圍護管理直至最后報廢拆除的整個過程,最大程度上壓縮資源和能源的消耗,控制不可回收利用建筑垃圾的產(chǎn)生??梢钥闯鼍G色建筑是凌駕于節(jié)能建筑的理論,它包括了能源節(jié)約與環(huán)境節(jié)約方面內(nèi)容,其考慮同時涵蓋了經(jīng)濟和環(huán)境因素。綠色建筑把環(huán)境和建筑作為一個整體,進行總體考量,注重各專業(yè)的相互關(guān)聯(lián),從建筑生命周期開始到結(jié)束的過程中,減少建筑對使用者和整體環(huán)境的有害影響。
(4)可持續(xù)建筑:可持續(xù)建筑的概念和由其衍伸的原則、技術(shù)、評定等理論的形成,都源于可持續(xù)發(fā)展的提出。由于世界范圍內(nèi)對可持續(xù)發(fā)展概念定義的共識,因此可以將可持續(xù)建筑定義為:對世界的可持續(xù)發(fā)展有積極貢獻的建筑,是既滿足當代人的需要,又不對后代人滿足其需要所構(gòu)成危害的建筑??沙掷m(xù)通過結(jié)合環(huán)境,降低建筑的建設(shè)對周圍環(huán)境產(chǎn)生的負面影響,滿足居住者的身心健康需求??沙掷m(xù)建筑是綜合全方位考慮減少能耗、節(jié)約用水、減少污染、保護環(huán)境、保護生態(tài)、保護健康、提高效率的建筑,使建筑既滿足當代人們的舒適合理需求又有利于后代未來的生存發(fā)展。
世界經(jīng)濟合作與發(fā)展組織提出的可持續(xù)建筑判斷標準有四原則一因素,具體包括:資源應(yīng)用效率原則,能源使用效率原則,污染防止原則( 室內(nèi)空氣質(zhì)量, 二氧化碳的排放量),環(huán)境和諧原則及前述原則的研究評定因素。
不僅大部分群眾分不清楚節(jié)能建筑、綠色建筑、生態(tài)建筑、可持續(xù)建筑概念定義的不同,自建筑技術(shù)科學向著生態(tài)、環(huán)保、節(jié)能等方向衍伸后,有部分研究學者也將其概念視作等同。
但從上述各理論概念定義可以看出,雖然它們在一定程度上都與能耗、環(huán)境結(jié)合程度、生態(tài)等有關(guān)聯(lián),雖有相似,但其內(nèi)涵與外延都存在差異性。
節(jié)能建筑的關(guān)注點主要在能耗,綠色建筑的關(guān)注點主要在節(jié)能與環(huán)保,生態(tài)建筑的關(guān)注點主要在生態(tài)學原理和方法利用,但可持續(xù)建筑理念涵蓋了社會文化、經(jīng)濟發(fā)展、生態(tài)環(huán)境、公共服務(wù)、交通出行、政府管理、住房和建造環(huán)境的內(nèi)容,并不是單純的節(jié)能減排,綠色建筑、生態(tài)建筑等都是可持續(xù)建筑的一部分,但它們不是可持續(xù)建筑的全部??沙掷m(xù)建筑在強調(diào)效率同時更注重建筑對人類健康和環(huán)境的影響,它降低了因建筑引起的自然環(huán)境的污染,擴大了建筑物外部效應(yīng)的作用范圍,不僅著眼于當前建筑物的能源利用效率,并放眼于未來考慮了建筑物對子孫后代的影響。
2 研究的范圍界定
由可持續(xù)建筑的概念界定可以看出,它是一個綜合、復(fù)雜、涵蓋面廣的概念??沙掷m(xù)建筑與科學技術(shù)、自然環(huán)境及社會意識之間的各個層面都具有理論上的關(guān)聯(lián)或重合。在空間范疇上具有與環(huán)境整體協(xié)調(diào)的特性,在時間范疇上具有全生命周期的特性,這些特性決定了可持續(xù)建筑的關(guān)注層面從宏觀來說可以是整個區(qū)域城市的范圍,從中觀來說可以是整片居住社區(qū)的范圍,從微觀來講又可以對單體建筑或建筑內(nèi)某個具體空間進行研究。
本篇論文的研究以夏熱冬冷地區(qū)作為地域范疇,選取可持續(xù)建筑在居住社區(qū)整體層面的理解作為研究對象,對小區(qū)在整體層面上基于氣候分析的布局、朝向、遮陽、自然通風,能源資源利用,生態(tài)綠化,文化繼承等方面的可持續(xù)設(shè)計研究。
二、可持續(xù)建筑的自然觀
1 地域性傳統(tǒng)的建筑傾向
傳統(tǒng)地域性建筑在長時間內(nèi)不斷的適應(yīng)自然生態(tài)變化,與自然地理環(huán)境和地域氣候條件動態(tài)適應(yīng),逐漸形成了特定的建筑風格。例如夏季炎熱多雨的山區(qū)地區(qū),干闌式建筑底層架空的設(shè)計,有效的避免了潮濕空氣對室內(nèi)環(huán)境的濕度影響;在南方采用坡屋面小天井院落的房屋為多,原因在于較小的天井面積可減少建筑接受太陽輻射時間,一方面在夏季天井口的煙囪效應(yīng)可保證優(yōu)質(zhì)的自然通風,另一方面雨水從坡屋面落入天井流暢的排出室外,相反在北方建筑中,需要較大的中庭面積才能保證冬季接受較長的日照時間。
建筑不僅是人們居住生活的地方,更是當?shù)匚幕某休d地和凝聚地,建筑的人文環(huán)境及其所體現(xiàn)的文化內(nèi)涵也是住區(qū)生態(tài)價值的重要體現(xiàn)。
如圖 2-1 所示,建筑的設(shè)計不能僅停留在技術(shù)應(yīng)用層面,還需要充分考慮當?shù)氐娜宋囊蛩?,體現(xiàn)出繼承傳統(tǒng)的人文地域價值?,F(xiàn)代的地域性建筑不僅強調(diào)建筑外觀上的地域性,并強調(diào)當?shù)夭牧虾图夹g(shù)的應(yīng)用,尊重地方文化,繼承和發(fā)展當?shù)氐膫鹘y(tǒng)建筑施工技術(shù)、生產(chǎn)技術(shù)和建筑形制。
2 尊重自然環(huán)境的傾向
自然環(huán)境在人類事物中發(fā)揮著原動力的作用,人類發(fā)展史就是一部與自然相處的歷史。不同地方的自然環(huán)境對當?shù)氐奈镔|(zhì)文化和生產(chǎn)技術(shù)產(chǎn)生了不同的影響,但人們對與自然的敬畏是相同的,建筑空間環(huán)境依賴和順從于自然環(huán)境。 自古我國傳統(tǒng)村落的選址講究面水背山,坐北朝南。坡向和坡度大小會影響建筑的日照和自然通風,將房屋建在向陽的南面山坡上可使建筑受到較好的日照和自然通風。南坡是太陽照射最為直接,輻射量最大的坡向,也是物體投射陰影最短,遮蔽程度最小的坡向,因而南坡是冬季最暖和的地方;同時,南坡夏季具有較為舒適的東南風,而冬季由于山坡的阻擋,寒冷的西北風影響較小,故而保暖效果相對較好。
3 生物氣候建筑傾向
必須考慮地區(qū)內(nèi)的氣候條件,根據(jù)地區(qū)內(nèi)的氣候特征如太陽日照與太陽輻射、風向降水和濕度、氣溫等因素選取有利地形和建筑朝向,日照和通風也是可持續(xù)設(shè)計必須考慮的重要方面。
例如夏季通風和冬季防風對于住宅建筑的節(jié)能和舒適性提高具有重要意義,住區(qū)選址時應(yīng)順應(yīng)當?shù)叵募局鲗?dǎo)風向,最大程度利用自然通風,盡量避開冬季主導(dǎo)風,以降低建筑耗熱,提高室內(nèi)熱舒適度;同時,住區(qū)必須避開工業(yè)污染區(qū),尤其不能設(shè)置在污染區(qū)風向的下游。一般而言,各地區(qū)冬夏季主導(dǎo)風向并不相同,則需要通過權(quán)衡判斷來解決通風與防風的問題。
通過土地的高效利用,優(yōu)先采用被動式設(shè)計,有選擇的結(jié)合主動式設(shè)計。通過建筑平面的優(yōu)化、材料和能源的節(jié)約、表皮優(yōu)先和建立生態(tài)補償?shù)仍O(shè)計策略達到建筑的可持續(xù)目標。
三、可持續(xù)建筑的技術(shù)觀
在可持續(xù)建筑技術(shù)方面,可采用以傳統(tǒng)為背景的低技術(shù),也可采用以現(xiàn)代高新科學為背景的高技術(shù),還可采用低技術(shù)結(jié)合高技術(shù)形成的較為經(jīng)濟的中間技術(shù)來解決提高建筑資源、能源利用效率和降低環(huán)境影響等問題。但每一種技術(shù)的選擇都應(yīng)基于項目的實際情況,根據(jù)低技術(shù)、中間技術(shù)、高技術(shù)的整合選擇適宜的技術(shù)路線。
1 低技術(shù)
由于低技術(shù)建筑是由地域與傳統(tǒng)建筑技術(shù)演化而來,因此其具有傳統(tǒng)原始建筑的生態(tài)性和可持續(xù)性,并在一定程度上延續(xù)了傳統(tǒng)建筑的形式美。在工業(yè)社會以前,生產(chǎn)力水平較低,人們在對自然環(huán)境的長期適應(yīng)過程中自發(fā)地形成了具有地域特征的建筑技術(shù)。傳統(tǒng)建筑在形式上均表現(xiàn)出一定的適應(yīng)當?shù)刈匀粴夂蚺c地理環(huán)境的特征,從可持續(xù)的眼光來重新審視這些傳統(tǒng)技術(shù)和做法,其中許多都具有良好的節(jié)能環(huán)保作用。
在可持續(xù)建筑設(shè)計中,同樣可采用現(xiàn)代工業(yè)化以前的傳統(tǒng)建筑被動式手法來減少建筑受室外環(huán)境的影響,減小對自然系統(tǒng)的破壞。低技術(shù)在材料選擇和構(gòu)造做法上充分考慮建筑技術(shù)的經(jīng)濟性和在地性。從另一角度看,其也是對傳統(tǒng)建筑的繼承與延伸。低技術(shù)建筑幾乎不涉及現(xiàn)代昂貴的科技技術(shù)和高端材料,但在對地域性材料的運用和傳統(tǒng)材料的更新運用、選擇方面更巧用心機。
采用低技術(shù)的可持續(xù)建筑在前期建設(shè)階段投入資金相對較少,可在一定程度上降低建筑建造成本。同時,低技術(shù)建筑針對地域氣候、區(qū)域生活習慣的設(shè)計手法具有較強的地域性和傳承性,可應(yīng)用在規(guī)模較小、空間跨度要求不高的建筑項目中。低技術(shù)采用地方材料和傳統(tǒng)技術(shù)結(jié)合的地域性設(shè)計手法,也可取得良好的降低能耗、保護生態(tài)環(huán)境和文化繼承的可持續(xù)效果。
2 中間技術(shù)
中間技術(shù)最初是由英國經(jīng)濟學家(E. F. Schumacher)提出的,在他的著作《Small Is Beautiful》中闡述了適用于發(fā)展中國家的中間技術(shù)。高科技的使用往往需要很多的配套設(shè)施作為技術(shù)支撐,這些配套設(shè)施的建設(shè)對于經(jīng)濟不發(fā)達地區(qū)不是一朝一夕就能完成的,但建筑技術(shù)低水平的重復(fù)已不能滿足現(xiàn)代人們?nèi)粘5纳钚枨螅虼诵枰谂f模式和新技術(shù)之間取得平衡,稱為中間技術(shù)。
中間技術(shù)彌補了傳統(tǒng)技術(shù)低效率和昂貴的進口建筑技術(shù)、設(shè)備之間矛盾,采用中間技術(shù)的建筑不需要耗費巨資,并在最大程度上采用當?shù)氐牟牧?。另一方面,在建設(shè)過程中由于技術(shù)難度較小、施工復(fù)雜程度低、對施工管理人員教育層次的要求不高等因素,減小了項目施工的執(zhí)行難度。盡可能的利用太陽能、地源能、風能等可再生能源,以此來適應(yīng)環(huán)境的變化。中間技術(shù)是建立與建筑需求和經(jīng)濟水平基礎(chǔ)上的,中間技術(shù)反映了一個地區(qū)的整體技術(shù)水平。
中間技術(shù)與廉價的傳統(tǒng)技術(shù)相比較,生產(chǎn)率較高,與資源密集的高技術(shù)相比較,成本較低。因此,中間技術(shù)概念的提出主要是針對發(fā)展中和落后國家,在相對低成本、低難度的前提下,實現(xiàn)了能源、資源的高效利用。
3 高技術(shù)
建筑中的高技術(shù)是充分利用一切可以利用的高新材料和新型技術(shù)來解決建設(shè)中所面臨的問題。對應(yīng)新型技術(shù)的運用,在 20 世紀 50 年代后期產(chǎn)生了高技派(High-Tech),是在工業(yè)革命發(fā)生后建筑技術(shù)革命,帶來的建筑變革,并由此產(chǎn)生的新的建筑流派。其特點如下:(1)采用強度高、體量輕、用料少的新型材料,施工時便于靈活裝配提升建設(shè)速度;(2)結(jié)構(gòu)固定情況下功能空間可自由變化,運用技術(shù)的合理運用和空間的靈活性以達到空間的多功能需要;(3)在建筑審美方面,應(yīng)將技術(shù)性作為建筑外觀審美的決定因素,同時使高技術(shù)與傳統(tǒng)美學相結(jié)合以適應(yīng)人們的生活習慣。
高技術(shù)建筑是一種以技術(shù)為主導(dǎo)的設(shè)計手法。從本質(zhì)上看,高技術(shù)建筑(High-TechArchitecture)是建筑學理性思維和科學技術(shù)的交集;從形式表現(xiàn)上看,高技術(shù)建筑樂于在外觀上采用預(yù)制的裝配化、標準化構(gòu)件以展現(xiàn)高新技術(shù)的現(xiàn)代科技感。高技術(shù)的應(yīng)用上,充分利用現(xiàn)代高新科學技術(shù)方法來解決提高建筑資源、能源利用效率和降低環(huán)境影響等問題,高技術(shù)是建筑學學科范疇內(nèi)理性思維和科學態(tài)度的最佳體現(xiàn)。
高技術(shù)建筑雖然在建設(shè)前期投入相對較高,但其后期使用運營回報率高,且技術(shù)指向性強。對技術(shù)和管理水平的要求較高,且高技術(shù)的可持續(xù)建筑中并不抵制低技術(shù)的使用。高技術(shù)的可持續(xù)建筑技術(shù)手段通常用于低技術(shù)和中間技術(shù)無法在空間、跨度、室內(nèi)環(huán)境等功能性要求高的建筑物中。
四、可持續(xù)建筑的系統(tǒng)觀
1 全局性思維
可持續(xù)建筑的營造旨在平衡建筑與環(huán)境、社會、經(jīng)濟三方面因素,在可持續(xù)觀念的指導(dǎo)下,將建筑營造行為納入“社會、經(jīng)濟、環(huán)境、人類”的系統(tǒng)中,既實現(xiàn)社會價值又保護自然價值,促進人與自然的共同繁榮。由此可見,要實現(xiàn)可持續(xù)建筑,必須涉及學科領(lǐng)域交叉、跨越多層級尺度范疇、貫穿建筑壽命周期、涉及眾多相關(guān)主體、硬學科與軟學科共同支撐的整體系統(tǒng)。以全局性思維站在整體的角度看待建筑與環(huán)境,建筑不再完全以人類為中心,而是運用可持續(xù)價值觀,允許人類、動物、植物的正常利益在一個動態(tài)平衡的系統(tǒng)中相互作用。
2 交叉性思維
由于可持續(xù)建筑在理論上和實踐上的廣泛發(fā)展,技術(shù)策略的積累已有一定成果和經(jīng)驗。同時建筑學科涉及的范圍較廣,且在技術(shù)應(yīng)用上的層次不是概念性的一筆帶過。因此,在實際的建筑營造活動中,當這些普遍性的技術(shù)和理論與實踐的特殊性相遇需要有效率綜合的處理問題時,理論、技術(shù)與實踐之間的平衡就變得復(fù)雜起來。這時,不能單調(diào)的以某一純粹的技術(shù)角度來解決問題,需以學科之間交叉性的思維來解決和優(yōu)化可持續(xù)建筑設(shè)計,考慮學科技術(shù)之間在整個建筑生命周期時間內(nèi)的空間關(guān)聯(lián)性。例如,區(qū)域性的能源結(jié)構(gòu)和自然資源的不同會在極大程度上動搖建筑策略的優(yōu)先性、地方材料的生產(chǎn)和使用并不一定環(huán)保節(jié)能反而在破壞當?shù)氐淖匀画h(huán)境,這需要建筑師、工程師們以交叉性思維和全面的眼光來考慮可持續(xù)建筑設(shè)計產(chǎn)生的矛盾性解決方案。
關(guān)鍵詞:住宅建筑;建筑設(shè)計;可持續(xù)發(fā)展;生態(tài)建筑
可持續(xù)建筑是指以可持續(xù)發(fā)展觀規(guī)劃和設(shè)計的建筑,內(nèi)容包括城市選址、建筑物、建筑材料、建筑設(shè)備以及與它們相關(guān)的建筑功能、建筑經(jīng)濟、建筑文化和生態(tài)環(huán)境等因素??沙掷m(xù)建筑注重以人為本和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,它所強調(diào)的健康舒適,不僅包括通風采光、噪音控制、自然環(huán)境、空氣品質(zhì)等物理量,而且包括環(huán)境色彩、建筑美觀、使用材料及工作和生活環(huán)境的滿意度等主觀性心理因素。建筑設(shè)計可持續(xù)發(fā)展的最終目標是在社會得到發(fā)展、人們的物質(zhì)文化生活水平得到普遍提高的同時,科學有效地利用資源、保護環(huán)境,實現(xiàn)社會與自然的和諧發(fā)展。
1 當前我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)建筑設(shè)計的重要性
建筑的可持續(xù)主要包括 3 個方面:能源可持續(xù)、環(huán)境可持續(xù)、生態(tài)可持續(xù),而其中能源可持續(xù)是最為突出的,它包括了能源節(jié)約,能源替代和能源回收3 個內(nèi)容。在我國,人均資源匱乏,改革開放以來,我國正經(jīng)歷著前所未有的大發(fā)展時期,大量的城鎮(zhèn)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對可持續(xù)發(fā)展的沖擊已日益嚴重,這主要體現(xiàn)在以下 2 個方面:
1.1 建筑業(yè)消耗了大量的自然資源,如水、能源、土地和原材料
在建筑材料的應(yīng)用上,目前我國大多數(shù)的建筑都在使用粘土磚、石材、混凝土等高能耗的建筑材料,這些建材在生產(chǎn)加工、制作安裝的過程中會消耗大量的資源,并且產(chǎn)生大量的廢渣、廢氣、廢水,從而對環(huán)境造成極大的污染。
1.2 大規(guī)模的城鎮(zhèn)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)本身也對原有地理環(huán)境產(chǎn)生破壞
它占用了大量的耕地、林地、水域等,區(qū)域原有的生存環(huán)境和生態(tài)平衡受到?jīng)_擊,地貌地質(zhì)條件產(chǎn)生變化,生存條件趨于惡化。建筑耗能在我國社會耗能中所占比重越來越大。早在2001 年我國建筑年消耗已達到 3.76 億 t 標準煤,占總消耗的27.6%,現(xiàn)在建筑耗能已占到全社會耗能的 1/3(不包括生產(chǎn)建筑過程中的耗能)。另外,我國目前在能源回收方面存在著較大的不足,這其中尤為突出的是水資源和生產(chǎn)生活垃圾中有效能源的回收再利用。
2 可持續(xù)的生態(tài)建筑理論的發(fā)展歷史
我國古人創(chuàng)立和信仰的人與自然和諧共生關(guān)系的理論,與今天我們所講的可持續(xù)發(fā)展理論不謀而合。受我國傳統(tǒng)文化和地域氣候的影響,傳統(tǒng)建筑中有許多可持續(xù)的建筑手法可以借鑒。其中最典型的理論就是中國風水學,其實質(zhì)是:地理學、氣象學、生態(tài)學、規(guī)劃學和建筑學的一種綜合的自然學說,其核心內(nèi)容是天地人合一。
這種理念貫穿在中國傳統(tǒng)建筑活動的各個過程,包括:規(guī)劃選址、建筑單體、園林小品、室內(nèi)外裝修設(shè)計和施工營造等,我國現(xiàn)存的大量古城池古建筑中就有許多可持續(xù)建筑的典范。
在西方,許多著名建筑師都非常注重生態(tài)。例如:賴特將建筑視為有生命的有機體,他所遵循的將建筑與環(huán)境溶為一體的設(shè)計原則,體現(xiàn)了深層生態(tài)學的設(shè)計原則。由于設(shè)計過程是一個動態(tài)變化的過程,所以賴特認為沒有一座建筑是“已經(jīng)完成了的設(shè)計”,建筑始終持續(xù)地影響著周圍的環(huán)境、使用者的生活,也就是說可持續(xù)建筑必須是同所在的場所、建筑材料以及使用者的生活有機地溶為一體。代表作流水別墅就是他最好的例證。
3 住宅建筑可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)設(shè)計理念和方法
可持續(xù)建筑主張在設(shè)計時統(tǒng)籌考慮以下幾個方面:與自然環(huán)境共生、建筑節(jié)能及環(huán)境技術(shù)的應(yīng)用、循環(huán)再生型的建筑、舒適健康的室內(nèi)環(huán)境、融入歷史與地域的人文環(huán)境等。這些概念正逐步得到建設(shè)主管部門、開發(fā)商、消費者、建筑師的認可。目前在建筑設(shè)計領(lǐng)域,綠色建筑、生態(tài)建筑等概念就是可持續(xù)建筑設(shè)計的實踐。
3.1 設(shè)計理念
3.1.1 建筑外部環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展
建筑本身應(yīng)與環(huán)境協(xié)調(diào),適應(yīng)地方生態(tài)而又不破壞地方生態(tài)。包括:⑴建筑應(yīng)與地形地貌相結(jié)合,達到建筑與環(huán)境共生,減少對環(huán)境的破壞;⑵注重新材料、新工藝、新技術(shù)的應(yīng)用,采用更有利于環(huán)境的加工技術(shù)和設(shè)備;⑶注重建筑節(jié)能,推廣使用高效絕熱節(jié)能材料,提高建筑熱環(huán)境性能;⑷充分利用氣候資源,如大部分的照明,采暖可以由太陽光提供,制冷由流動空氣產(chǎn)生等,避免大量使用人工照明和機械空調(diào)導(dǎo)致能源緊張、大氣污染;⑸節(jié)約用水,可在建筑內(nèi)設(shè)置廢水處理設(shè)施和凈化循環(huán)系統(tǒng),使生活污水多次利用,用于景觀水體、綠化澆灌、清洗沖廁等;⑹通過綠化建筑來凈化空氣、減少噪音、維護生態(tài)平衡,可利用屋面、墻面、窗臺、陽臺等處種植花草,使建筑群成為城市立體綠化園林的主體;⑺樹立建筑材料循環(huán)使用的意識,在最大范圍內(nèi)使用可再生的地方性建筑材料,爭取重新利用舊的建筑材料和構(gòu)件。
3.1.2 內(nèi)部功能的可持續(xù)發(fā)展設(shè)計
建筑內(nèi)部功能設(shè)計應(yīng)是一個可持續(xù)發(fā)展的動態(tài)設(shè)計過程,是通過建筑的可變性,使其達到較長時間的適應(yīng)性,充分發(fā)揮實體材料的壽命。包括以下幾個方面:①強調(diào)整體設(shè)計的意識,即重全局、輕細節(jié)的設(shè)計思路;②結(jié)構(gòu)方面采用新技術(shù),如大跨度預(yù)應(yīng)力疊合樓板、無梁樓板等,以求以少的承重體系支撐起最大的空間,為其可變性提供前提條件。如日本 1997 年建成的新神戶公寓,結(jié)構(gòu)方面框架用了反梁法與架空地板,天花板處不露梁,便于隔墻的移動,設(shè)計者列出了多達 31 種的隔墻布置方案供住戶選擇,充分體現(xiàn)了它的可變性設(shè)計思路;③建筑體形應(yīng)力求簡潔,減小建筑體量,門窗位置應(yīng)盡可能滿足多種室內(nèi)布置的需求,為內(nèi)部的改進創(chuàng)造條件;④管道井、樓梯、衛(wèi)生間等不可變部分可作為一單元集中布置,以求加大可變部分的面積和靈活度,適應(yīng)建筑的發(fā)展。
關(guān)鍵詞: 可持續(xù)發(fā)展;生態(tài)建筑;設(shè)計原則;設(shè)計方法
引言
近幾年來生態(tài)建筑、綠色施工、可持續(xù)發(fā)展的建筑等名詞、概念不僅僅成為一種時尚,而且已經(jīng)成為建筑學發(fā)展的前沿學科。研究生態(tài)建筑的設(shè)計原則和設(shè)計方法對于建設(shè)領(lǐng)域?qū)嵤┛沙掷m(xù)發(fā)展戰(zhàn)略具有重要的現(xiàn)實意義和工程應(yīng)用價值。
1可持續(xù)建筑的定義
可持續(xù)建筑是對可持續(xù)發(fā)展有積極貢獻的建筑,是既滿足當代人的需要,又不對后代人滿足其需要的能力構(gòu)成危害的建筑??沙掷m(xù)建筑觀是對可持續(xù)發(fā)展思想的回應(yīng)??沙掷m(xù)建筑觀是一種全面的建筑觀,它有別于一般的建筑思想,因為它強調(diào)的不純粹是形象、風格,更主要的是強調(diào)設(shè)計思想和具體的技術(shù),它是一場建筑思想革命。建筑的創(chuàng)作應(yīng)尋求人工環(huán)境與自然環(huán)境和諧、共生。建筑不再是對環(huán)境的剝奪和污染,而是促進同周圍環(huán)境的協(xié)調(diào),使人類賴以生存的家園能夠持續(xù)地向未來發(fā)展。
2生態(tài)學與建筑學的有效結(jié)合
生態(tài)學是研究生命有機體和其環(huán)境之間的相互關(guān)系的學科。生態(tài)學這個字100年前來自希臘文,意思是家或住地。生態(tài)學以生物個體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)等不同層次的單元為研究對象,從各個側(cè)面研究生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能,深化了人類自身及其周圍環(huán)境之間的關(guān)系的認識。保護人類的生活環(huán)境,順應(yīng)和保護自然生態(tài),創(chuàng)造適宜人類生存與行為發(fā)展的物質(zhì)環(huán)境、生物環(huán)境和社會環(huán)境,已成為當今世界具有迫切性的問題。生態(tài)建筑學的研究已是為了探討這些問題而出現(xiàn)的,同時也是時代特征的表現(xiàn),它既是生態(tài)學與建筑學交叉滲透的產(chǎn)物,又是自然學科的多學科和社會科學等多學科更大規(guī)模結(jié)合的產(chǎn)物。生態(tài)建筑學所要研究的基本內(nèi)容首先是人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展的基本原則下,運用生態(tài)學原理和方法,協(xié)調(diào)人、建筑與自然環(huán)境間的關(guān)系,尋求創(chuàng)造生態(tài)建筑環(huán)境的途徑和設(shè)計方法。生態(tài)建筑學一詞是由美國意大利建筑師帕歐羅?索列瑞提出的,他把生態(tài)學和建筑學兩個詞并為一體,提出了生態(tài)建筑學的新概念。
3生態(tài)的建筑設(shè)計的原則
對生態(tài)建筑的理解與衡量標準是會隨著時間變化而不斷發(fā)展的,但其基本的原則基于建筑在人類與自然界之間的中介地位,主要體現(xiàn)在4個方面:對自然生態(tài)環(huán)境的保護,盡量減少對生物圈的破壞;對使用者的關(guān)心;對于溝通人類與自然環(huán)境創(chuàng)造條件;面向未來發(fā)展的足夠彈性。生態(tài)的建筑設(shè)計是在適當?shù)臅r間、適當?shù)臈l件下利用適當?shù)募夹g(shù),發(fā)展保護環(huán)境、節(jié)約資源的物質(zhì)空間。根據(jù)各地不同的地形、地貌和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng),考慮節(jié)能節(jié)水、方便美觀、適用等因素,為人們提供良好的生活環(huán)境。
3.1以生態(tài)為基礎(chǔ)進行整體規(guī)劃和生態(tài)規(guī)劃
根據(jù)自然的本質(zhì)屬性,組織各功能分區(qū),使建筑群的能流、物流暢通無阻;從建筑物朝向、間距、形體、綠化配置、能源的循環(huán)利用等方面考慮,建筑規(guī)劃要走中小型化、花園化、智能化為一體的道路,提高綠地面積比例,降低能耗量;建筑整體規(guī)劃應(yīng)體現(xiàn)建造場地、植被的一體化;減少對資源的干擾和污染;建筑及裝飾材料的選擇應(yīng)考慮對能源消耗和對空氣、水污染的影響;全方位考慮建筑綠化,沿街綠化、樓間綠化、樓旁綠化、綠化建筑,形成多品種、多層次、立體的、廣泛的綠化環(huán)境,改善建筑小氣候,使人類貼近自然。在生態(tài)的建筑規(guī)劃設(shè)計中要把具體建筑看成是城市建筑大系統(tǒng)的一部分,與城市建筑大系統(tǒng)相聯(lián)系,使建筑內(nèi)部難以消化的廢物成為其它元素的資源。
3.2注重建筑系統(tǒng)中物質(zhì)和能量的循環(huán)使用
建筑外表面應(yīng)考慮圍護結(jié)構(gòu)的熱效率;設(shè)計規(guī)模恰當有效的供熱、通風和空調(diào)系統(tǒng);充分有效地利用各種可選擇的再生能源,形成與建筑空間使用配套的能源綜合開發(fā)利用系統(tǒng),建筑生活垃圾綜合處理;從節(jié)能出發(fā)做好照明、器具設(shè)備和電氣負荷的最優(yōu)化設(shè)計;考慮建筑空間的建筑材料中易揮發(fā)的有機成分,盡量減少微生物生長的機會,提供新鮮的空氣,建筑構(gòu)造使用可循環(huán)或帶有可循環(huán)材料(如鋼材、鋁材等)的產(chǎn)品,考慮建筑構(gòu)件和建筑設(shè)備的再利用,盡可能減少建筑垃圾;為建筑物主人使用可循環(huán)設(shè)施提供方便,通過中水的再利用和節(jié)水裝置,使生活污水排放量降到最低;建筑屋頂、地面、門窗要進行隔熱處理;廣泛應(yīng)用建筑采暖節(jié)能、制冷節(jié)能、通風節(jié)能、照明節(jié)能等建筑節(jié)能技術(shù)。
4生態(tài)建筑設(shè)計方法
4.1生物設(shè)計法
借鑒生態(tài)系統(tǒng)的運行規(guī)律來解決建筑與環(huán)境間的沖突,是生物設(shè)計法的主要思想。生物設(shè)計法是將建筑看作是一個生態(tài)系統(tǒng),通過安排建筑內(nèi)外的物質(zhì)因素,以循環(huán)方式令資源、能源在系統(tǒng)內(nèi)有序流動,獲得一種低耗、高效、無污、無廢、生態(tài)平衡的人工環(huán)境。其中最為著名的是美國風景建筑師麥克哈格提出的“生態(tài)設(shè)計方法”??梢詮?個方面進行:自然過程調(diào)查,視自然過程為資源,進行資源信息調(diào)查;生態(tài)因子調(diào)查,廣泛收集規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的自然和人文資料,進行資源信息調(diào)查;生態(tài)因子的分析綜合,先對各種因素進行分類分級,構(gòu)成單因素圖;再根據(jù)具體要求用圖疊技術(shù)進行疊加或用計算機技術(shù)歸納出各種綜合圖;結(jié)果表述,對各主要因素及各種資源開發(fā)利用方式進行適宜度分析,確定最優(yōu)的利用方式
4.2氣候設(shè)計法
氣候是生態(tài)建筑設(shè)計的原點。建筑適應(yīng)氣候要求的特征,在“自力更生”最大限度庇護人類的同時,也順應(yīng)和保護了人類的生存環(huán)境。氣候設(shè)計法是指在建筑設(shè)計中以氣候為參照物,選擇和創(chuàng)造與場地氣候相適應(yīng)的材料、構(gòu)造、建筑形式和自然能源的利用方式,其設(shè)計的生態(tài)意義在于影響建筑的舒適度和能源利用方式。氣候設(shè)計法重點突出氣候調(diào)節(jié)被動系統(tǒng)的設(shè)計,并從更高的技術(shù)起點來增強對自然能源的利用,其具體手法包括:①生物-氣候方法,1963年,《設(shè)計結(jié)合氣候:建筑地方主義的生物氣候方法研究》一書中,概括了20世紀60年代之前的建筑設(shè)計與氣候、地域關(guān)系的各種成果,提出了“生物氣候地方主義”的設(shè)計理論和方法。“生物氣候地方主義”方法從影響人體的生物舒適感覺的因素出發(fā)分析氣候、地域和人體生物感覺之間的關(guān)系,進而確定可能采用的設(shè)計策略。奧戈雅的方法建立在建筑物理知識和數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上,尋找解決問題的途徑,并試圖建立起一種通用的設(shè)計模式,具有科學化、理性化的特點。但對建筑師而言,操作過程較為復(fù)雜,對環(huán)境中的多樣性估計不足。②針對上述方法的不足,氣候設(shè)計的另一個設(shè)計方法,就是重新挖掘和評價地方傳統(tǒng)經(jīng)驗和建筑做法,找到典型的氣候適應(yīng)設(shè)計模式。通常在一定的地區(qū)范圍內(nèi),氣候是比較穩(wěn)定的外在條件,對地域建筑氣候設(shè)計分析研究,可以為同一個地區(qū)或相似地區(qū)的建筑的氣候經(jīng)驗設(shè)計提供參照。借助于現(xiàn)代管理學和人體科學的成果,對傳統(tǒng)地域建筑中的生態(tài)設(shè)計策略進行充分的分析和評估;直接采用、修改或發(fā)展這些策略,使其符合現(xiàn)代設(shè)計和生活要求。
結(jié)語
總而言之,我國是一個人口大國,面臨著許多的問題,環(huán)境狀況令人堪憂,中國的資源相對匱乏。因此,可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為社會發(fā)展的主要問題,建筑的可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為建筑界的共識。如果我們能夠從生態(tài)建筑設(shè)計出發(fā),完全可以避免發(fā)達國家已經(jīng)犯過的錯誤,避免今后對大量已建工程的改造,減少有限資源的耗費。
參考文獻
[1]徐子蘋,劉少瑜. 英國建筑研究所環(huán)境評估法BREEAM引介[J]. 新建筑,2002,01:53-56.
關(guān)鍵詞:可持續(xù)發(fā)展;生態(tài)建筑;設(shè)計方法
中圖分類號: S611 文獻標識碼: A
一、可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)建筑
近年來,隨著人們生活水平的提高,人們對居住的環(huán)境、生活的質(zhì)量開始注重起來。隨著時代的不斷進步和發(fā)展,可持續(xù)發(fā)展已成為世界話題,在自然科學的各個領(lǐng)域里被熱烈而廣泛地討論。保護人類的生活環(huán)境,創(chuàng)造適宜人類生存與發(fā)展的物質(zhì)環(huán)境、生物環(huán)境和社會環(huán)境,已成為當今世界最具迫切性的問題。可持續(xù)發(fā)展的建筑是現(xiàn)代建筑在新的歷史條件下的延伸和繼續(xù),可持續(xù)發(fā)展的原則是通過各種生態(tài)思想和技術(shù)落實到人為環(huán)境上的。生態(tài)建筑的產(chǎn)生實際上可以形容為這樣一種實踐:它既利用天然條件與人工手段創(chuàng)造良好的富于生機的環(huán)境,而同時又要控制和減少人類對于自然資源的使用,實現(xiàn)向自然索取與回報之間的平衡。生態(tài)建筑與綠色文化、可持續(xù)發(fā)展理論是一種互動關(guān)系,綠色文化、可持續(xù)發(fā)展理論推動了生態(tài)建筑體系的創(chuàng)造,而生態(tài)建筑又豐富了綠色文化的內(nèi)容,為人類實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展作出了重要的實踐。
二、可持續(xù)建筑
從字面意思看,可持續(xù)建筑就是對可持續(xù)發(fā)展有利的建筑,也可以說是可持續(xù)發(fā)展在建筑行業(yè)的體現(xiàn)。它既符合當代人對綠色健康的生活追求,又不會影響到后代人的利益,堅持綠色環(huán)保的原則,對我國現(xiàn)代建筑業(yè)的新概念的具體詮釋??沙掷m(xù)建筑觀是一種全面的建筑觀,在對建筑的風格形象進行確定的時候,它強調(diào)的是設(shè)計方法對環(huán)境,人們居住舒適度的關(guān)注,具體的設(shè)計方法要堅持協(xié)調(diào)可持續(xù),避免造成資源能源的浪費,利用新能源,避免環(huán)境污染等,可持續(xù)的建筑觀是一種綠色健康的觀念,把可持續(xù)的思想融合其中,對我國的建筑業(yè)是創(chuàng)新,是突破,也是顛覆。它是一場建筑思想革命。建筑的創(chuàng)作應(yīng)尋求人工環(huán)境與自然環(huán)境和諧、共生。建筑不再是對環(huán)境的剝奪和污染,而是促進同周圍環(huán)境的協(xié)調(diào),使人類賴以生存的家園能夠持續(xù)地向未來發(fā)展。
三、生態(tài)建筑設(shè)計原則
生態(tài)建筑在設(shè)計中,必須對其各個構(gòu)成要素(能源、資源、廢棄物、建筑材料、災(zāi)害、文脈、室內(nèi)環(huán)境、技術(shù)措施等)確定相應(yīng)的原則和設(shè)計目標,同時這些構(gòu)成要素又是人們具體操作的對象。生態(tài)建筑的設(shè)計,要尊重一定的原則,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
1.對自然環(huán)境的尊重。在生態(tài)建筑的設(shè)計中,首先遵循的原則就應(yīng)該是對自然環(huán)境的尊重。建筑的落成都是處在一定的自然環(huán)境中,在設(shè)計過程中,我們不能對當?shù)氐淖匀画h(huán)境造成破壞,要根據(jù)當?shù)氐淖匀惶攸c對生態(tài)建筑進行合理的布局;
2.對建筑場地的充分考慮。在進行生態(tài)建筑的設(shè)計時,我們要根據(jù)建筑的功能進行建筑場地、所處氣候、地形地勢、植被選擇等進行綜合的考慮;
3.對可再生能源的利用。生態(tài)建筑的設(shè)計要考慮到利用存在的可再生資源和無污染的新能源等,如自然通風、太陽能、雨水等;
4.有地方特色。每一幢建筑的設(shè)計都有自己獨特的風格,在進行生態(tài)建筑的設(shè)計中,我們要堅持當?shù)氐奶厣?,盡量使生態(tài)建筑的特色與當?shù)氐恼w風格相一致,這樣設(shè)計的建筑不會顯得太個性,利用當?shù)氐奶厣ㄔO(shè)的建筑,一定程度上就帶著明顯的生態(tài)色彩。
四:生態(tài)建筑的設(shè)計方法
1.注重產(chǎn)地設(shè)計,根據(jù)要被建設(shè)的場地的特點,因地制宜,減少對當?shù)赝寥赖钠茐?,合理的組織交通,減輕地面各區(qū)域的相互干擾,根據(jù)地形的特點,自然氣候的特征進行采光等的設(shè)計,組織立體綠化和水面,以達環(huán)境改善環(huán)境的目的。使人們生活在綠色、具有生命力的生態(tài)環(huán)境中。
2.生態(tài)建筑的設(shè)計中,停車場的設(shè)計對傳統(tǒng)的水泥路面方案采取否定,在鋪設(shè)時可以選擇植草磚,這樣能增加綠化的面積,也能合理的利用雨水等資源。
在如圖的建筑中,增加綠化的面積成為建筑設(shè)計理念中一大特色的體現(xiàn)。
3.根據(jù)地形地勢風向等確定建筑物的朝向,利用自然風、太陽能等資源,在追求資源的利用率時,也一定程度上提高了生態(tài)建筑的層次。在不改變自然環(huán)境的前提下實現(xiàn)現(xiàn)代人對自然的追求。
4.合理確定建筑體形。建筑細高比越大、熱損耗、熱吸收也就越大。以立方體建筑為例,最經(jīng)濟的比例是1∶4(高∶寬)。因此夏季降低建筑的熱吸收或冬季減少建筑的熱損失不只是簡單地取決于朝向,建筑形式及體量/面積比也都是重要的影響因素。
5.有效利用雨水和井水,利用中水設(shè)施循環(huán)使用水。湖南地區(qū)地下水、地表水資源豐富,但日益發(fā)展的區(qū)域城市化,須把保護水資源放在重要的位置上來,設(shè)計中可考慮雨水的收集貯存,在建筑組團中設(shè)置污水處理設(shè)備,經(jīng)物理方式處理后的中水即可用于花木庭園澆灌及土壤滲透等方面設(shè)計過程中必須考慮所使用建筑材料在生產(chǎn)、運輸、加工過程中的模式趨于環(huán)形可循環(huán)狀態(tài)。使用耐久性強的材料,提倡使用地域的自然材料及當?shù)亟ㄖ破?提倡使用經(jīng)過無害化加工處理的材料,以及使用易于分別回收再利用的材料等。
6.圍合結(jié)構(gòu)須有良好的保溫隔熱處理。主要體現(xiàn)在對圍合結(jié)構(gòu)構(gòu)造上。如采用復(fù)合技術(shù),即在承重墻體屋面板、樓板處緊貼一層隔熱材料,重點部位在屋面、東西墻處理。這種處理使墻體屋面處表面具有較高的熱阻,減小了傳至墻體內(nèi)的熱量。而墻體(屋面)因熱容量較高,即使吸收了一室的熱量后表面溫度也不致升高太多。在外墻的處理上,精良減少大面積的使用玻璃,避免造成能源的巨大浪費,建筑物外墻盡量淺色刷涂,可加強建筑物隔熱性能,減少環(huán)境中的輻射熱,設(shè)計適宜的遮陽系統(tǒng),調(diào)節(jié)直射光進入建筑內(nèi)的熱負荷和減少視覺的不舒適感。
7.加強綠化設(shè)計,增加建筑的綠化面積,植被覆蓋率,能有效的改善居住的環(huán)境,屋頂綠化,陽臺綠化等在美化居住環(huán)境的同時,也堅持了可持續(xù)發(fā)展的原則,屋頂綠化,屋面種植花草甚至蔬菜、果木等,都對自然資源有一定的保護作用。
8.利用太陽能資源。太陽能資源干凈方便可再生,家用的熱水等采用太陽能,能有效的節(jié)約電能等,根據(jù)太陽的特點設(shè)計房屋的朝向,能充分的利用太陽能資源,保證房間的采光,溫度等。
9.生態(tài)庭院模式可以被運用在近郊、村、鎮(zhèn)等,將人、畜、庭院種植及居民建筑等綜合設(shè)計,促進生態(tài)循環(huán)。熱衷于推廣沼氣技術(shù),使用沼氣能節(jié)約大量煤氣或天然氣。生產(chǎn)沼氣后的糞便已消毒,可直接打包運往農(nóng)田作農(nóng)肥,有效的避免了對環(huán)境的污染,是新能源的利用之一。
10.注重保護和綜合利用自然水體。在城市近郊和農(nóng)村有許多大小不一的池塘、水庫等自然水體,在這些地域進行工程設(shè)計時,要有機結(jié)合地形及建筑功能要求,靈活處理建筑物布局及場地豎向組織,盡量保證場地上的有效水體不受損壞。池塘是場地內(nèi)很有價值的生態(tài)系統(tǒng),它對改善該場地的微氣候,建設(shè)宜人的活動場所有重要意義。同時重新設(shè)計池塘及其周圍地帶的植被,建成良好的自然景觀,能改善場地的物種的多樣性,加大該場地的生態(tài)平衡。
11.推行綠色照明,不同的照明場所,選擇不同的照明燈具,避免造成對電力資源等的浪費,節(jié)約電能,減少對自然環(huán)境的污染,選擇高效節(jié)能的電源,采用電子鎮(zhèn)流器,有效的節(jié)約電能,綠色照明要求我們采用高品質(zhì)的節(jié)能燈具,樹立節(jié)約資源的意識。
生態(tài)建筑作為一個新興建筑形式,要求我們不斷創(chuàng)作實踐和研究,逐漸將各種理念變?yōu)楝F(xiàn)實。同時還需要業(yè)內(nèi)各方面人士的支持合作,需要投資業(yè)主的理解和配合,需要政府的大力支持。生態(tài)建筑的應(yīng)用發(fā)展將帶來建筑科學技術(shù)的極大豐富與建筑藝術(shù)創(chuàng)造的相應(yīng)發(fā)展。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:辦公建筑;可持續(xù)設(shè)計;現(xiàn)狀;方法
中圖分類號:S611文獻標識碼: A
引言
建筑的可持續(xù)設(shè)計理念是迎合時展、體現(xiàn)設(shè)計優(yōu)越性的有效選擇,建筑的可持續(xù)設(shè)計體現(xiàn)在建筑能源、資源的節(jié)約化利用,自然生態(tài)能源的充分利用,節(jié)能減排功能的有效發(fā)揮,建筑能夠被長期、可持續(xù)改造、利用與使用,建筑物的安全性、牢固度與穩(wěn)定性得到有效保證,總之,能夠?qū)崿F(xiàn)建筑物多功能的發(fā)揮,創(chuàng)造出得到科學的可持續(xù)發(fā)展標準的建筑形狀、形態(tài)與樣式,從而打造出良好的辦公環(huán)境、居住環(huán)境與生活環(huán)境,達到建筑物與大自然、社會的和諧共生。
1、辦公建筑可持續(xù)設(shè)計存在的問題
隨著環(huán)境污染造成的能源緊缺,人們越來越意識到在生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域中,貫徹生態(tài)和可持續(xù)發(fā)展理論的重要性,建筑設(shè)計的節(jié)能問題儼然已經(jīng)成為了建筑設(shè)計中的重要方面。目前,常用的外墻保溫形式主要是兩種,即內(nèi)保溫和外保溫。大多數(shù)人認為外保溫的好處大大多于內(nèi)保溫形式,提倡用外保溫取代內(nèi)保溫。而內(nèi)保溫主要存在的一些問題,首先就是熱橋的問題。由于目前很多的建筑設(shè)計是以現(xiàn)代主義一統(tǒng)天下的局面為主要走向的,因而在建筑外立面常用的裝飾物和掛件,就是解決某些外保溫的問題的,其中建筑的主體結(jié)構(gòu)是藏在保溫材料內(nèi)的,這就造成每日的冷暖循環(huán)中大能量的消耗;其次就是懸掛件的問題,包括暖氣的預(yù)埋件等,這也是室外同樣需要面對的問題;最后,在進行二次建筑裝修的時候,內(nèi)保溫僅在外墻的內(nèi)側(cè),無法發(fā)揮保溫材料的作用,同時,內(nèi)保溫會減少室內(nèi)使用面積。再如,就是在進行建筑采用遮陽構(gòu)建的時候主要是為了防止太陽輻射的,這也是一種很好的夏季防熱做法。目前,隨著建筑技術(shù)的發(fā)展,遮陽的做法也趨于多樣化了,已經(jīng)擺脫了過去單一的只用混凝土板遮陽的簡單形式。
2、辦公建筑及其能耗特點分析
在進行的大量的辦公建筑的設(shè)計中,對建筑的特征、空間及常用的技術(shù)特點做了思考,并整理為如下的總結(jié)。
2.1、辦公樓的建筑特征
公共建筑相對居民建筑的最大特點就是在形式和使用功能上的區(qū)別,人們對公共建筑所寄予的審美期望值增高,這一特點就導(dǎo)致公共建筑的可持續(xù)設(shè)計比居住建筑要求更加復(fù)雜,設(shè)計的范圍也相對較大。相對公共建筑中最大量性建造的一類就是辦公建筑,因此,在一定程度上都體現(xiàn)出自己所獨有的特點。
圖1 某辦公室示意圖
2.2、辦公建筑常用技術(shù)特點
現(xiàn)代辦公建筑的外皮,就是建筑物的護結(jié)構(gòu)。外墻:目前的新建項目建筑填充墻大多都是由各種混凝土砌成的,就辦公樓外立面的裝飾來看,多采用的是涂料或瓷磚進行貼面,檔次顯得較高、但是人們通常采用幕墻作為維護和外部裝飾,雖然美觀但是熱工性能較差,在建筑設(shè)計中應(yīng)謹慎使用。外窗:辦公建筑出于景觀和采光需要,開窗面積較大,這就要求設(shè)計過程中考慮窗墻比要求,同時,滿足窗的氣密性要求。屋面:作為建筑的第五立面,屋頂作用越來越受到重視,特別是近年常見辦公樓有屋面設(shè)置屋頂綠化等做法,對于建筑的保溫隔熱起到了良好的作用,但與此同時,為了避免建筑從造型到美觀而進行的設(shè)計,很多時候就會造成樓內(nèi)局部空間環(huán)境質(zhì)量不佳的情況出現(xiàn)。現(xiàn)代辦公建筑的內(nèi)核,主要就是指建筑物內(nèi)部所有設(shè)備的構(gòu)成情況。其中,辦公建筑由于混凝土熱惰性指標較大,在建筑物內(nèi)部蓄能上有著明顯的作用,有利于建筑物的熱工穩(wěn)定。
3、辦公建筑可持續(xù)設(shè)計方法
3.1、辦公空間的時段性使用
辦公建筑使用具有明顯時段性,主要集中在日間,日間舒適度要求及能耗需求遠遠高于夜間。利用太陽能的辦公建筑能量來源與能量使用時段具有一致性;日間太陽輻射是建筑得熱的主要來源,炎熱地區(qū)的辦公建筑則需做好遮陽、防眩光措施。重質(zhì)材料可延遲建筑最熱時間的出現(xiàn)時段至夜間;冰蓄冷技術(shù)可利用夜間城市用電低谷時段儲存能量供日間使用。這一特征可帶來的節(jié)能優(yōu)勢,我國許多辦公建筑未充分利用。僅少數(shù)項目使用了冰蓄冷技術(shù)。原因主要是目前針對該特征的冰蓄冷空調(diào)等建筑技術(shù)成本較高,與其他技術(shù)相比使用不便,節(jié)能效果也不明顯,設(shè)計者傾向使用其他技術(shù)手段達到同等節(jié)能效果。
3.2、公共空間的間歇性
使用辦公公共空間使用具間歇、不定時性。交通公共空間除上下班時段大量集中使用外,其他時段零散使用;“溝通共享”概念的廣泛傳播使得公共空間在辦公建筑內(nèi)所占比例、重要性都有所上升。一方面,公共空間應(yīng)及時為使用者提供舒適環(huán)境;另一方面,無人使用時,其各項環(huán)境指標應(yīng)適當降低以減少能源消耗。公共空間間歇性使用的特征主要影響我國綠色辦公建筑照明、暖通系統(tǒng)等主動技術(shù)。使用系統(tǒng)感應(yīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié),可根據(jù)空間占用情況及時調(diào)整設(shè)備狀態(tài)。自控系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用不僅要歸功于設(shè)計者對辦公建筑的充分認識,也得益于該項技術(shù)應(yīng)用的較低成本。
3.2、科學的設(shè)計,提升資源利用效率
科學布局建筑物間距。為了能夠確保每一座建筑物都能夠正常采光、獲得合理的光照,就要對建筑物的間距進行科學布局,根據(jù)建筑物一天的影長、光照時長等來科學設(shè)計建筑物密度,打造出密度較高、采光條件較好、土地空間資源充分利用的建筑群。
根據(jù)地形地勢優(yōu)化設(shè)計,確保生態(tài)環(huán)保。要本著全局出發(fā)、大局把握的原則,根據(jù)建筑物所在地的地形、地貌、地勢等進行設(shè)計,確保建筑設(shè)計同周圍環(huán)境有效協(xié)調(diào)、和諧共生,特別是遇到山地、丘陵等地形條件時,要科學地開挖土方,控制水土流失問題的發(fā)生,盡量避開地勢陡峭、地形復(fù)雜的地方,優(yōu)選地勢平緩地方來建設(shè)施工。
合理布局建筑群,提高建筑物內(nèi)外風環(huán)境質(zhì)量。過于聚集的建筑群會影響風的流動,因此,必須結(jié)合當?shù)爻D甑氖⑿酗L向、風力以及風場等來科學布局、安排建筑群落,實現(xiàn)建筑物內(nèi)外通風良好,同時,又能有效抵御風力侵襲。單個建筑中不妨依靠風壓來達到自然通風的目標,使建筑物內(nèi)部風力流動、空氣流通,為人們創(chuàng)造出自然、舒適又環(huán)保的自然環(huán)境,例如:調(diào)節(jié)窗戶的朝向、科學設(shè)置通風口尺寸、增設(shè)導(dǎo)風構(gòu)件、設(shè)置自然通風口等等,這樣不僅能夠自然通風、也有利于建筑物中污染物的排出。
3.2、進行大面積透光設(shè)計
為了增強采光效果,可以根據(jù)幕墻系統(tǒng)中的方式設(shè)置大面積透光部分。這時候,最常見的護結(jié)構(gòu)的主要建筑材料之一就是玻璃的選擇,在使用玻璃材料的辦公室建筑而言,在進行玻璃材料選擇的時候,需要對材料進行了解。目前,主要的節(jié)能效果好的玻璃材料主要分為兩種,一是傳統(tǒng)的鍍膜玻璃,二是現(xiàn)在低能耗的玻璃。兩者都是通過鍍膜減少玻璃的熱量流的,前者雖然一定程度上反射了熱量,但是也減少了可見光的通過,后者是通過鍍膜層的性能和厚度的搭配,減少熱量的同時也增加了透光性。
3.3、遮陽設(shè)計
建筑遮陽設(shè)計種類較多,隨著我國建筑節(jié)能事業(yè)的開展,新材料、新穎的外遮陽形式,與建筑造型完美地結(jié)合起來。利用陽臺、雨棚作為水平遮陽構(gòu)件是最常用的形式,結(jié)合百葉外遮陽、活動遮陽等組成綜合遮陽系統(tǒng),達到更好的節(jié)能效果,豐富建筑立面效果。而計算機技術(shù)的發(fā)展為遮陽設(shè)計提供了更加科學的依據(jù)。例如我國南方夏熱冬暖地區(qū),據(jù)研究表明,該地區(qū)居住建筑空調(diào)能耗約為7.9kW?h/m2,每年空調(diào)期從5~9月約150d,空調(diào)普及率按面積算約占70%,空調(diào)用電約占住戶用電的40%,外遮陽是建筑節(jié)能的有效途徑。良好的外遮陽設(shè)計既能節(jié)能,又能調(diào)節(jié)室內(nèi)光線分布,還可以豐富建筑立面;外遮陽是夏季隔熱最有效的措施,它反射和吸收了大部分的太陽熱能,避免太陽輻射熱直接進入室內(nèi)空間。有利于防止室溫升高和波動,達到節(jié)能目的。我國頒布的建筑節(jié)能設(shè)計標準中,提供了外遮陽的遮陽系數(shù)計算方法,該方法所用參數(shù)是通過多次能耗分析結(jié)果擬合而來。該方法可以通過輸入幾種常見外遮陽形式的外形尺寸,便捷地計算得到外遮陽系數(shù)。但使用該方法只能計算固定遮陽,且遮陽形式遠遠不能滿足實際工程需要。中國建筑科學研究院開發(fā)的建筑外遮陽設(shè)計分析軟件(ShadePlus)與國家標準圖集相配合,實現(xiàn)了活動外遮陽的動態(tài)計算。并結(jié)合DOE-2進行能耗分析,同時提供了大量的外遮陽形式,是建筑師進行外遮陽的設(shè)計、節(jié)能分析的優(yōu)秀軟件工具。
圖二 遮陽板安裝方式
4、結(jié)語
可持續(xù)建筑是建筑設(shè)計的主要發(fā)展方向,也是國計民生的重要工作,必須有各方面人員的充分配合,才能達到資源的有效利用。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:建筑信息模型(BIM);可持續(xù)性;建筑設(shè)計;建筑節(jié)能
0 引言
如今,建筑業(yè)發(fā)展迅猛,隨之而來的便是資源和能源的大量消耗以及由此產(chǎn)生的溫室氣體排放。據(jù)統(tǒng)計,建筑行業(yè)的能源消耗已經(jīng)占全體社會總耗能的四分之一左右,由建筑行業(yè)產(chǎn)生的二氧化碳排放量已達到溫室氣體排放總量的二分之一。由此可見,為了實現(xiàn)社會的可持續(xù)發(fā)展,建筑行業(yè)必須同樣推行可持續(xù)理念并付諸實踐。因此,與綠色建筑、可持續(xù)建筑等概念相關(guān)的設(shè)計標準引起各國關(guān)注。2006年6月中國也開始實施《綠色建筑評價標準》。建筑行業(yè)的可持續(xù)性設(shè)計理念越來越引起設(shè)計師及建筑師的關(guān)注。要想設(shè)計出真正符合可持續(xù)理念的建筑物,建筑師必須在設(shè)計初期就將可持續(xù)設(shè)計這一觀念融入到建筑設(shè)計中。
隨著建筑物復(fù)雜程度的不斷加深,建筑師已無法僅通過經(jīng)驗及主觀意識來合理把握建筑物的各項指標。為了滿足建筑物的可持續(xù)性設(shè)計,BIM技術(shù)越來越受到建筑師的青睞。BIM技術(shù)不僅是一種關(guān)于建筑的信息模型,其更是一種技術(shù)理念。BIM技術(shù)基于建筑物的整個生命周期,為科學合理地判斷建筑物的性能指標提供高質(zhì)量的信息數(shù)據(jù)[1]。其更大的作用在于建筑師可以在設(shè)計的任何階段對先前的設(shè)計方案進行全方位的評估。由此得出的結(jié)論能夠幫助建筑師對設(shè)計方案進行科學合理的調(diào)整,并有助于建筑師通過比較不同設(shè)計方案在可持續(xù)性方面的差別,進而選擇更加符合可持續(xù)性理念的設(shè)計方案。
1 建筑信息模型(BIM技術(shù))
BIM是英文Building information modeling的縮寫,譯為建筑信息模型。BIM技術(shù)的理念早在30年前就被提出,于2002年被應(yīng)用于建筑行業(yè),至今已得到業(yè)內(nèi)人士的普遍認可。建筑信息模型最早在美國興起,隨著其不斷成熟,逐漸被韓國、新加坡及歐洲各個國家采用,目前,BIM技術(shù)在以上這些國家都取得了一定成果。BIM技術(shù)不僅具有與CAD類似的功能,還可提供整個生命周期的各項信息,如:建筑物的幾何空間信息,施工進度信息及工程造價信息等。本文主要針對建筑可持續(xù)性設(shè)計對BIM技術(shù)進行介紹。
BIM技術(shù)被公認為建筑行業(yè)的第二次科技革命,它為建筑行業(yè)的運營發(fā)展提供了一個新的方向,尤其在建筑設(shè)計方面體現(xiàn)出重大的應(yīng)用價值。在建筑設(shè)計階段,BIM軟件系統(tǒng)由節(jié)能設(shè)計系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)、建筑設(shè)計系統(tǒng)、成本預(yù)算系統(tǒng)、施工計劃系統(tǒng)、項目管理系統(tǒng)、設(shè)備設(shè)計系統(tǒng)等構(gòu)成。建筑師可以根據(jù)設(shè)計方案利用這些軟件系統(tǒng)對建筑物建立模型,并由此對建筑物的日照、耗能、溫度、通風、綠化等指標進行模擬仿真及科學分析,從而選擇既符合可持續(xù)理念又經(jīng)濟適用的設(shè)計方案[2]。
2 建筑可持續(xù)性設(shè)計
為人類行為提供物質(zhì)環(huán)境是建筑設(shè)計的根本目的。在傳統(tǒng)建筑設(shè)計概念中,建筑師很少將節(jié)約能源及可再生資源利用等可持續(xù)性理念考慮到建筑設(shè)計方案中。而當前社會,隨著人們環(huán)保意識的增強以及政府政策的規(guī)制,業(yè)內(nèi)人士已經(jīng)十分青睞可持續(xù)性建筑設(shè)計觀念。人們保護環(huán)境的主流思路是科學合理地利用自然資源及優(yōu)化城市建筑設(shè)計[3]。建筑可持續(xù)性設(shè)計是將物質(zhì)設(shè)計、科學理論有機地協(xié)調(diào)綜合,以社會可持續(xù)發(fā)展為最終目的。其涉及的范圍十分廣泛,小到日常材料的使用,大到建筑物、城市的設(shè)計。隨著人口的不斷增多,新型建筑不斷出現(xiàn),高尺度、大體量的建筑物迅速增加,導(dǎo)致城市規(guī)劃與環(huán)境要求出現(xiàn)不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象,從而加劇城市環(huán)境惡化,對生態(tài)平衡產(chǎn)生巨大干預(yù)。為了緩解甚至消除建筑物與自然環(huán)境之間的矛盾,建筑師不得不開始探索建筑可持續(xù)性設(shè)計。其嘗試通過優(yōu)化設(shè)計方案實現(xiàn)建筑物的外觀、實用與其舒適程度、能源消耗以及外部自然環(huán)境的協(xié)調(diào)。
在人類社會發(fā)展過程中,環(huán)境、資源等問題急需解決,于是建筑可持續(xù)性設(shè)計便受到人們的關(guān)注??沙掷m(xù)性建筑設(shè)計的主要目的是平衡人類生活環(huán)境的舒適度及其對自然環(huán)境的干預(yù)程度和有限資源的利用。適度及資源節(jié)約是建筑可持續(xù)性設(shè)計必須遵循的原則。建筑可持續(xù)性設(shè)計最終實現(xiàn)建筑多元化發(fā)展及自然環(huán)境的改善。建筑可持續(xù)性設(shè)計必須視實際情況確定建筑物的形態(tài)及尺寸,其不僅要保證建筑效果還要節(jié)約資金及資源。
3 基于BIM技術(shù)的建筑可持續(xù)性設(shè)計
BIM技術(shù)在建筑設(shè)計的不同階段有不同維度的應(yīng)用。建筑師應(yīng)在不同設(shè)計階段結(jié)合與之相應(yīng)的數(shù)據(jù)建立并分析模型。BIM技術(shù)不管在規(guī)劃階段、比選階段還是細化階段都實行交互及驗證過程,在整個設(shè)計過程中,實現(xiàn)了閉合回路[4]。
3.1 節(jié)能分析
建筑可持續(xù)性設(shè)計當然要實現(xiàn)能源的節(jié)約。BIM技術(shù)能科學準確地分析太陽輻射的強度及范圍,建筑師可以結(jié)合該項分析結(jié)果合理地完善太陽能設(shè)備的設(shè)計方案,以達到最大程度地利用可再生資源。BIM技術(shù)還可以分析建筑物的采光情況,這便有利于充分利用自然采光,降低由人工照明產(chǎn)生的能源消耗。除此之外,還可以利用BIM技術(shù)建立建筑物的三維模型,并將此模型與能耗分析軟件相結(jié)合,將建筑物所在地的氣象數(shù)據(jù)作為輸入,得出較為科學的模擬結(jié)果。建筑師可以結(jié)合此模擬結(jié)果與預(yù)期節(jié)能目標來調(diào)整設(shè)計方案。
3.2 材料分析
為了實現(xiàn)建筑物的可持續(xù)性,應(yīng)該控制建筑物的使用材料及其所占比例,如可持續(xù)利用的建材應(yīng)占總建材的一定比例。如果利用傳統(tǒng)的計算手段很難將該要求快速并且準確地計算出來,但BIM技術(shù)可以實現(xiàn)。BIM技術(shù)通過統(tǒng)計分析可靠的數(shù)據(jù)信息及各項材料的功能,可以利用較短的時間計算出各種建材的使用量。從而為工程建材配置工作提供科學合理的指導(dǎo)。
3.3 碰撞檢測
在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計過程中,由建筑或機電專業(yè)人員帶頭對二維圖紙觀察分析從而完成管線綜合處理工作,但由于二維圖紙的信息不全面,導(dǎo)致施工過程中有許多尚未發(fā)現(xiàn)的碰撞。但BIM技術(shù)完全能夠避免該問題,因為其可以建立模型并提供三維可視模型[5]。
3.4 室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量分析
建筑可持續(xù)性設(shè)計的一個重要方面便是室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量。在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計觀念中,室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量往往簡單地依據(jù)居住者的主觀感受和經(jīng)驗。BIM技術(shù)則更加科學合理。建筑師通過BIM可以規(guī)劃不同方式的空間及材料,使建筑物能符合不同人群在生理及心理方面的需要。此外,建筑師可以通過BIM技術(shù)對室內(nèi)環(huán)境做出更加精細化的設(shè)計,該精細化程度是僅通過經(jīng)驗無法達到的,從而打造更加舒適的室內(nèi)環(huán)境。
4 結(jié)束語
BIM技術(shù)在建筑可持續(xù)性設(shè)計中的應(yīng)用,實現(xiàn)了建筑物整個生命周期對節(jié)約資源、保護環(huán)境的要求。其將可持續(xù)發(fā)展理念融入建筑行業(yè),是建筑行業(yè)未來的發(fā)展趨勢。我國應(yīng)向美、英、韓等國家學習,將BIM技術(shù)與建筑可持續(xù)性設(shè)計有機結(jié)合,促進BIM技術(shù)在建筑可持續(xù)性設(shè)計方面的應(yīng)用,實現(xiàn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻:
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【關(guān)鍵詞】居住建筑設(shè)計;可持續(xù)發(fā)展;設(shè)計要點
【 abstract 】 the sustainable development of residential building design requires architect with the new visual Angle in a new design technique, depends on the development of science and technology, in the form of new building, structure, material, equipment and fully and interpretation, and can make the human to have more extensive, and more beautiful future of the world. This paper introduces the design of residential building is the importance of the problem of sustainable development, and put forward the residential building design key points of the design of the sustainable development.
【 keywords 】 residential building design; Sustainable development; Design key points of the
中圖分類號:TU2文獻標識碼: A 文章編號:
新的世紀是經(jīng)濟、社會、技術(shù)快速發(fā)展的時代,同時也是人們更多關(guān)注保護生態(tài)環(huán)境的時代,在住宅設(shè)計中,它要求建筑師以全新的視角,以一種新的設(shè)計手法,依托不斷發(fā)展的科學技術(shù),重新對建筑的形式、結(jié)構(gòu)、材料、設(shè)備等進行充分的詮釋,才能使人類能夠擁有更加廣闊、更為美好的未來世界。這正是可持續(xù)發(fā)展住宅建筑設(shè)計的意義所在。
一、居住建筑設(shè)計可持續(xù)發(fā)展問題的重要性
1、我國建筑能源節(jié)約面臨的問題
據(jù)了解,我國既有的城鄉(xiāng)建筑中,98%為高能耗建筑,新建住宅中,也只有5%符合現(xiàn)階段的節(jié)能標準。這導(dǎo)致我國單位建筑面積采暖能耗高達氣候條件相近的發(fā)達國家建筑能耗的3 倍左右。在建筑能耗中,空調(diào)又是“能耗大戶”,夏季城市電能消耗的40%都用在空調(diào)上。但這種狀況不是不能改變,事實上,在建筑能耗中,空調(diào)制冷用電有巨大節(jié)能空間。有專業(yè)人士算了一筆賬:按現(xiàn)有建筑建設(shè)規(guī)模和增速,到2020 年,全國制冷電力高峰負荷將會翻兩番,即達到約相當于10 個三峽電站的滿負荷電力,為了滿足空調(diào)制冷的高峰負荷,電力建設(shè)總投資共約需1.4萬億元,這是個十分驚人的數(shù)字。如此以建電站應(yīng)付高峰用電需求,是很不經(jīng)濟的。但如果應(yīng)用已經(jīng)成熟的節(jié)能住宅技術(shù),給住宅穿上一層“棉襖”,冬夏兩季所用空調(diào)的耗電量就會大幅減少,住宅總能耗可減少一半以上。
再有就是水資源的節(jié)約問題。很久以來,水都被人們看作是一種取之不盡、用之不竭的廉價物質(zhì);然而,一方面,隨著人口的增多和生活水平的提高,水量需求呈直線增長,水荒初現(xiàn)端倪;另一方面,水污染日益嚴重,水質(zhì)型缺水更加突出。因此,事實讓人們不得不重新認識水,從而,水終于以一種資源的身份被提出來。
2、我國能源替代的嚴峻形勢
對于中國來說,盡管已探明的眾多礦物燃料儲量居世界前列,但考慮到中國的人口因素,能源的使用效率就相當?shù)土?!例如中國人均煤的探明儲量僅為世界平均擁有量的11%,天然氣為世界人均的4%,我國的年能源需求量高出世界平均水平的一倍多。因此,我國的能源問題比國外其他國家更加嚴峻!拋開這些礦物燃料目前的短缺情況暫且不論,他們本身所帶給環(huán)境的污染也是相當嚴重的。其中最主要的當數(shù)大氣污染和水污染。
在建筑材料上,我國大多數(shù)的建筑都在使用磚石、瀝青、混泥土、硅酸鹽等高能耗的建筑材料。這些建材本身在生產(chǎn)制作的過程中就會消耗大量的能源,并且產(chǎn)生大量的廢渣,從而對環(huán)境造成極大的污染。
因此,在可持續(xù)性的能源替代問題中,我們應(yīng)該提倡:①盡可能少用天然材料,大量使用尾礦、廢渣、垃圾等廢氣物。②采用低能耗的制造工藝和無污染的生產(chǎn)技術(shù)。③在材料的運用過程中應(yīng)當本著以人為本的原則,不得危害人體健康,并且要具有多功能性。④產(chǎn)品在消耗能源的同時具有可循環(huán)和回收利用價值。
3、我國能源回收存在的不足
能源回收主要指的是生產(chǎn)生活垃圾中有效能源的回收再利用。我國垃圾處理目前還處于發(fā)展階段,無害化水平還很低,處理率不足5%。城市垃圾一般采取衛(wèi)生填埋法、堆肥法、焚燒法等三大基本處理技術(shù)消除對環(huán)境的惡劣影響。而針對生活垃圾有機成分逐年增加的特點,國外研究采用蚯蚓分解技術(shù)及復(fù)合肥生產(chǎn)技術(shù),有效地利用了部分垃圾資源。利用垃圾制造燒結(jié)磚是城市垃圾資源化的另一種有效方式,利用垃圾制造的燒結(jié)磚質(zhì)輕、強度高,既可達到垃圾減量化處理的目的,減少污染,又可形成環(huán)保產(chǎn)業(yè),提高效率,由此使得城市垃圾處理與建材生產(chǎn)相互補充成為可能。這個方法在我國很有推廣的必要。
二、居住建筑設(shè)計可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計要點
1、設(shè)計理念
(1)建筑外部環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。建筑本身應(yīng)與環(huán)境協(xié)調(diào),適應(yīng)地方生態(tài)而又不破壞地方生態(tài)。包括:建筑應(yīng)與地形地貌相結(jié)合,達到建筑與環(huán)境共生,減少對環(huán)境的破壞;注重新材料、新工藝、新技術(shù)的應(yīng)用,采用更有利于環(huán)境的加工技術(shù)和設(shè)備;注重建筑節(jié)能,推廣使用高效絕熱節(jié)能材料,提高建筑熱環(huán)境性能;充分利用氣候資源,如大部分的照明,采暖可以由太陽光提供,制冷由流動空氣產(chǎn)生等,避免大量使用人工照明和機械空調(diào)導(dǎo)致能源緊張、大氣污染;節(jié)約用水,可在建筑內(nèi)設(shè)置廢水處理設(shè)施和凈化循環(huán)系統(tǒng),使生活污水多次利用,用于景觀水體、綠化澆灌、清洗沖廁等;通過綠化建筑來凈化空氣、減少噪音、維護生態(tài)平衡,可利用屋面、墻面、窗臺、陽臺等處種植花草,使建筑群成為城市立體綠化園林的主體;樹立建筑材料循環(huán)使用的意識,在最大范圍內(nèi)使用可再生的地方性建筑材料,爭取重新利用舊的建筑材料和構(gòu)件。
【關(guān)鍵詞】城市建筑 建筑設(shè)計城市規(guī)劃
我國自改革開放以來,由于經(jīng)濟的飛速發(fā)展,城市化進程日益加速,城市建設(shè)正處于一個快速增長期。個人從事建筑設(shè)計工作多年,在工作過程中感受到,建筑與城市之間的脫節(jié)現(xiàn)象非常突出,城市規(guī)劃管理對建筑創(chuàng)作中城市意識的控制和引導(dǎo)力不從心。主要原因在于城市規(guī)劃與建筑設(shè)計之間的銜接產(chǎn)生了嚴重的脫節(jié),特別在當今城市開發(fā)建設(shè)利益多元化、城市建設(shè)以房地產(chǎn)開發(fā)這種單一模式為主的時代背景下,城市與建筑的脫節(jié)就越發(fā)突出,所以解決問題的緊迫性就越發(fā)突出。
一 “可持續(xù)發(fā)展”在建筑設(shè)計中的體現(xiàn)
1、“可持續(xù)發(fā)展”目標的提出是人類社會追求的永恒主題,人類歷史就是人類社會同大自然相互作用、共同進化、協(xié)調(diào)發(fā)展的過程,在社會進步中,人類不斷總結(jié)正反兩方面的經(jīng)驗,在堅持總目標不變的情況下,不斷選擇,休整自己的發(fā)展模式。
進入20世紀90年代以來,可持續(xù)發(fā)展的概念和理性思考開始在全世界推開,作為一種全新的發(fā)展模式和發(fā)展戰(zhàn)略,“可持續(xù)發(fā)展”的概念已經(jīng)為世人普遍承認,成為全球性的命題。新的時代,要求建筑師探求和建立一種可持續(xù)發(fā)展的建筑觀并在其指導(dǎo)下進行設(shè)計。建筑可持續(xù)發(fā)展的特性,一是表現(xiàn)在建筑與環(huán)境的協(xié)調(diào)問題上,著眼于即要滿足當代人的需要,又能造福于后代的長遠考慮。如節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、減噪、減少垃圾污染,保護生態(tài)環(huán)境,實現(xiàn)建筑與環(huán)境相協(xié)調(diào)的可持續(xù)發(fā)展。同時,建筑設(shè)計還要注意建筑使用的長期特性,在使用周期中,建筑功能應(yīng)有其可變性和對未來的適應(yīng)性。
2、“可持續(xù)發(fā)展”在內(nèi)部功能設(shè)計中的體現(xiàn)建筑是人們營造的生活、工作空間,其功能隨技術(shù)進步和時間推移始終處在不斷的變化之中,“可持續(xù)發(fā)展”在內(nèi)部功能中的體現(xiàn)主要表現(xiàn)在功能隨時間推移有其可變性?!榜R賽公寓”這座歷時百年的建筑如今依然煥發(fā)著勃勃生機,吸引著世界各地的建筑師和參觀者,主要原因是其功能的多元性及可變性。如今,它的外觀依然維持著建造之初的狀態(tài),但內(nèi)部的動態(tài)變遷較為明顯,如住戶或?qū)?fù)式二層的臥室合二為一,或連同兩個居室等等。
社會不同時期對建筑創(chuàng)造性的改造,揭示了建筑的發(fā)展是包含時間因素的動態(tài)的過程,從目前一些建筑來看,功能老化大大快于實體材料的老化,這對社會來說是一筆巨大的損失。因此,建筑內(nèi)部功能設(shè)計應(yīng)是一個可持續(xù)發(fā)展的動態(tài)過程,是通過建筑的可變性,使其達到較長時間的適應(yīng)性。應(yīng)做到以可發(fā)展的建筑適應(yīng)發(fā)展中的功能需求,充分發(fā)揮實體材料的壽命,在設(shè)計中應(yīng)注意以下兩個方面:
(1)強調(diào)整體設(shè)計的意識即重全局,輕細節(jié)的設(shè)計思路。未來的不確定性,使我們難以把握其發(fā)展的方方面面,精心設(shè)計往往帶來明天的局限,因此,可變性設(shè)計應(yīng)是有預(yù)測性的,把握全局的整體設(shè)計。美國一些設(shè)計公司開展拓展服務(wù),即為業(yè)主提供全過程的設(shè)計。需要為業(yè)主提供系列設(shè)計而非僅僅是一個計劃。
(2)結(jié)構(gòu)方面采用新技術(shù),如大跨度預(yù)應(yīng)力疊合樓板,無梁樓板等,以求以少的承重體支撐起大的空間,為可變性提供前提條件。如日本1997年
建成的新神戶公寓,結(jié)構(gòu)方面框架用了反梁法與架空地板,天花板處不露梁,便于隔墻的移動,設(shè)計者列出了多達31種的隔墻布置方案供用戶選擇,充分體現(xiàn)了它的可變性設(shè)計思路。同時架空地板方便了設(shè)備配管,還可利用地板下儲藏和按日本習俗安裝暖爐。
二、進行“可持續(xù)發(fā)展”建筑設(shè)計要考慮到應(yīng)用環(huán)保節(jié)能材料和高新施工技術(shù)
“可持續(xù)發(fā)展”建筑是一個能積極地與環(huán)境相互作用的、智能的、可調(diào)節(jié)系統(tǒng)。因此,它要求建筑外層的材料和結(jié)構(gòu),一方面作為能源轉(zhuǎn)換的界面,需要收集、轉(zhuǎn)換自然能源,并且防止能源的流失;另一方面,外層必須具備調(diào)節(jié)氣候的能力,以消除、減緩、甚至改變氣候的波動,使室內(nèi)氣候趨于穩(wěn)定,而實現(xiàn)這一理想,在很大程度上必須有賴于未來高新技術(shù)在建筑中的廣泛運用。
1.“可持續(xù)發(fā)展”建筑合理使用建筑材料、就地取材(主要是木材),盡量使用對人體健康影響較小的建筑材料,包括無放射、低揮發(fā)、低活性材料;另外,對油漆、膠水、粘合劑、地板磚、地毯、木板和絕緣物的選擇,除了要考慮性能優(yōu)良外,還開始強調(diào)沒有毒性物質(zhì)的釋放。
2.注重對外墻保溫節(jié)能材料的使用。外墻保溫節(jié)能材料屬于保溫絕熱材料,僅就一般的居民采暖的空調(diào)而言,通過使用絕熱維護材料,可在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上節(jié)能50%~80%。
3.“可持續(xù)發(fā)展”建筑主張?zhí)柲艿瓤稍偕茉吹睦谩@?利用空調(diào)冷凝熱作為生活熱水的輔助熱源 ,利用太陽能和地熱能產(chǎn)生的熱水作為日常生活用熱水。利用太陽能光電系統(tǒng)來支持日常生活用電。在混凝土中埋設(shè)光導(dǎo)纖維,可以經(jīng)常地監(jiān)視構(gòu)件在荷載作用下的受力狀況,自我修復(fù)混凝土可得到實際應(yīng)用。建筑物表面材料,通過多功能的組織進行呼吸,可凈化建筑物內(nèi)部的空氣,并降低溫度。形狀記憶合金材料可用于百頁窗的調(diào)整或空調(diào)系統(tǒng)風口的開闊,自動調(diào)節(jié)太陽光亮。建筑物表面的太陽能電池可提供采暖和照明所需要的能源。
無論使用何種技術(shù),“可持續(xù)發(fā)展”建筑總是立足于對資源的節(jié)約(reduce)、再利用(reuse)、循環(huán)生產(chǎn)(recycle)等幾個方面。其次,綠色建筑的形式必須利于能源的收集,建筑的外層將不再是“內(nèi)部”與“外部”的分界線,而將逐步成為一種具有多種功能的界面。綠色建筑的材料和形式將是多樣的,尤其是外層材料將是高度綜合、高效多功能的,而且,隨著高新技術(shù)的發(fā)展。建筑行業(yè)將最大限度地吸收各種先進技術(shù),創(chuàng)造一種能更加適合居民生活的、與大自然高度和諧的高科技建筑環(huán)境
三、 “可持續(xù)發(fā)展”建筑是追求自然、建筑和人三者之間和諧統(tǒng)一
“可持續(xù)發(fā)展”建筑核心內(nèi)容是盡量減少能源、資源消耗,減少對環(huán)境的破壞,并盡可能采用有利于提高居住品質(zhì)的新技術(shù)、新材料:要有合理的選址與規(guī)劃,盡量保護原有的生態(tài)系統(tǒng),減少對周邊環(huán)境的影響,并且充分考慮自然通風、日照、交通等因素。要實現(xiàn)資源的高效循環(huán)利用,盡量使用再生資源。盡可能采取太陽能、風能、地熱、生物能等自然能源。盡量減少廢水、廢氣、固體廢物的排放,采用生態(tài)技術(shù)實現(xiàn)廢物的無害化和資源化處理??刂剖覂?nèi)空氣中各種化學污染物質(zhì)的含量,保證室內(nèi)通風、日照條件良好。
四、我國發(fā)展綠色建筑的必要性
關(guān)鍵詞:建筑設(shè)計;城市發(fā)展;創(chuàng)新;借鑒
Abstract: the architecture design it is not only to show the "nature and humanity" to create the environment and transforming the nature of philosophical thought, to have more natural symbiosis with sustainable development of the idea of writing and level, grasp the high-level building cultural connotation, can improve the architectural design of the ideological content, strengthen the designing idea of the new way of thinking. This paper, based on his years of architectural design experience, and at the same time should be combined with the actual conditions, and urban development in the architectural design of the relationship between the discussion and study, puts forward the creative design proposal, so that after the meaning of the experience.
Keywords: architectural design; Urban development; Innovation; reference
中圖分類號:TU2 文獻標識碼:A 文章編號:
引言
在城市建設(shè)迅速發(fā)展中,污染越來越嚴重的危害人類健康,能源尤其是水資源的枯竭,安全讓母親不敢讓孩子在屋外獨自戲耍,塞車令城市失去了活力和效率,人與人之間的空間愈來愈近然而心靈卻越來越疏離。作為建筑師,無論從責任道義還是自身專業(yè)上,都需要認真思考這些問題。通過建筑師認真而又負責任的設(shè)計,盡量減少自身設(shè)計對城市對環(huán)境造成的不良影響和危害?!翱沙掷m(xù)發(fā)展”作為時代的主旋律促使建筑學有了重大的發(fā)展,人居環(huán)境的研究成為一門科學,建筑、城市和園林則成為其主導(dǎo)學科。研究綠色建筑、智能建筑和創(chuàng)造可持續(xù)發(fā)展的建筑環(huán)境,并在此基礎(chǔ)上發(fā)展建筑文化已成為當代建筑師的歷史使命。
建筑設(shè)計的意義
2.1建筑與城市社會文明的關(guān)系
建筑的構(gòu)筑因其復(fù)雜性和長期性往往滯后于同期科學文化發(fā)展的進程。在思想上,一個有代表性的建筑往往凝結(jié)了這個時代最輝煌的科學藝術(shù)文化成就,最后它甚至會超越它的形象本身,成為人類精神文明的象征而穿越千年,世世代代的影響后人。這時的建筑所代表的意義也已超越了一般建筑師所討論的范疇。
上述問題同時揭示了建筑物作為階級社會的產(chǎn)物,會為相應(yīng)的階級服務(wù)。在學習建筑史時就不難明白建筑物中形制、形象所反映的森嚴的等級、階級思想。雖然建筑不會成為社會進步、建筑變化的先鋒,它會隨著設(shè)計人或是使用者思想的變化而變化。最終會形成時代所賦予的鮮明特征而代表這個時代的成就和沒落。雖然在物質(zhì)上建筑不是速朽的,但它們都改變不了最終湮滅的結(jié)果。但其在精神及文明上的傳承和影響卻是長久存在的。所以建筑設(shè)計在文化和哲學上的意義顯而易見。
2.2建筑設(shè)計與城市發(fā)展的關(guān)系
討論建筑設(shè)計的意義,應(yīng)該討論建筑設(shè)計與城市的關(guān)系。人類社會從氏族社會向奴隸社會發(fā)展的過程中,一個重要的標志就是城市及其造城運動的出現(xiàn)。城市的出現(xiàn)揭開了建筑藝術(shù)的大幕。建筑設(shè)計與城市的關(guān)系就像水滴之于江海,樹木之于森林。從從屬的角度看,城市是建筑的載體;從物質(zhì)的角度來說,建筑是城市的主體;從人類活動的角度出發(fā),建筑和城市都是因人類活動而創(chuàng)造的空間;只不過從數(shù)量到功能上,建筑都比城市細小很多。城市和建筑的關(guān)系也是相互影響的,做建筑設(shè)計首先要搞清楚建筑物與所在城市的關(guān)系。建筑設(shè)計對于城市只能有兩種結(jié)果:令這個城市的環(huán)境更好或是更糟。關(guān)于綠化,建筑物的存在必然侵占原有的植被或是綠地。好的設(shè)計可以改善綠化、植被被破壞的程度,甚至通過立體的綠化措施創(chuàng)造出更富趣味的綠化場所。關(guān)于交通,人、車流量的增加加劇了城市人車爭道的機會,汽車的增加占用空間且污染環(huán)境。好的設(shè)計會竭力避免流線的交叉并增加人流通行的機會,減少汽車占用行人道路。關(guān)于空間,有趣或是適當?shù)目臻g吸引人們在其內(nèi)駐足、休憩。這種空間應(yīng)該是有活力的、動人的場所。“一個社會公共機構(gòu)的空間必須不僅容納人群的活動,而且還應(yīng)該更好地促進公眾的活動,應(yīng)該促使這些空間轉(zhuǎn)變?yōu)槲覀兯芙邮艿挠幸饬x的、值得改變的空間”。關(guān)于文脈,一個優(yōu)秀的建筑外觀往往成為一個城市的象征。惡俗的設(shè)計讓城市失去或消減了原有的特色。關(guān)于城市功能,無用或有害的功能破壞了城市的效率和秩序。好的建筑設(shè)計應(yīng)增加居民的活動空間和城市生活的趣味性。
2.3建筑對于城市中人與人關(guān)系的影響
這里要說的是建筑和個人,即和生物及社會意義上的個體的人之間的相互影響。建筑設(shè)計的主要工作就是“組織空間,創(chuàng)造環(huán)境”。建筑設(shè)計要解決的首要問題是功能。功能就是空間使用者對空間環(huán)境的各種要求,包括生理要求和心理要求。年輕的建筑師往往將其片面的理解為平面功能,但平面功能僅僅是最基本的要求。這種方法是國內(nèi)僵化建筑教育方法的產(chǎn)物。有機的,三維的思考建筑功能往往能創(chuàng)造出有趣、靈活的空間環(huán)境。首先,人類大量的活動要在建筑中進行,所有與人生理有關(guān)的問題都應(yīng)得到解決。這是建筑設(shè)計要解決的第一步,也是人為自己創(chuàng)造的空間基本要求。其次,作為高等動物的人有比其它生物更高的需求。如:羞恥感(隱秘性)、適宜的高度、聲音。應(yīng)滿足人們社會性需求和精神文化需求。如總經(jīng)理辦公室的設(shè)置;特殊人群對空間的獨特要求;休息室及吸煙室的設(shè)置;火車站中母嬰候車室和軍人候車室的設(shè)置等。
建筑是為人服務(wù),人創(chuàng)造了建筑,建筑反過來又影響了人,這是建筑設(shè)計的主要目的和終極意義。如果從以上三個方面理解了建筑設(shè)計的意義,我們就可以接著討論下面的問題,即建筑設(shè)計的方法。理解建筑設(shè)計意義使建筑師樹立了正確的建筑觀和職業(yè)目標,然后才可以進行方法的探索。方法可以有新舊、高下,而建筑設(shè)計的目標和意義應(yīng)是貫徹每個建筑師整個職業(yè)生涯。
2.4建筑設(shè)計與城市能源節(jié)約的關(guān)系
建筑節(jié)能已引起政府和社會的普遍關(guān)注。筑節(jié)能是指節(jié)約采暖供熱、空調(diào)制冷、建筑照明的能源消耗。建筑師應(yīng)積極按國家有關(guān)建筑節(jié)能的法律、法規(guī)和方針政策,堅持以科學發(fā)展觀為指導(dǎo),不斷改善人們的建筑熱環(huán)境質(zhì)量,提高采暖、空調(diào)和電器的能源利用效率,減低建筑使用能耗,為節(jié)約能源,作出積極的貢獻。
在很多建筑中,也沒有區(qū)分各部分能耗。如通常認為在公共建筑中,空調(diào)采暖的能耗在總能耗中占最大比例,其實這一結(jié)論在我國并沒有實際數(shù)據(jù)的支持。國內(nèi)建筑物中能耗計量很粗糙,一般只有冷水機組有單獨的功率表,空調(diào)的末端裝置和輸送系統(tǒng)的耗能無法與其它動力設(shè)備和照明的耗能區(qū)分開來。
建筑設(shè)計的自然美與生態(tài)美的關(guān)系
建筑,凝結(jié)了建筑師的情感。在傳統(tǒng)美學中,它強調(diào)形式與功能的結(jié)合,注重體量、色彩、尺度、比例、材料和質(zhì)感等視覺審美要素及空間給人的心理感受。具有代表性且為世人所傳誦的作品皆出自大師之手,因為他們獨具各自的風格,美妙的構(gòu)圖、精致的比例、完美的空間組合無不給人美的感官享受。顯而易見,這種偏重審美的評判取向均是以人為衡量的標尺,它為了人類而美。實際上建筑并非只為人而美,它包含著自身的價值。漢斯?薩克塞指出:“物體的美是其自身價值的一個標志,當然這是我們判斷給予它的。但是,美不僅僅是主觀的事物,它比人的存在更早”。在自然中,眾多生命與其生存環(huán)境所表現(xiàn)出來的協(xié)同關(guān)系與和諧形式就是一種自然的生態(tài)美。“空氣、水、植物在生命維持的循環(huán)中相互協(xié)調(diào),這本身就是美,并創(chuàng)造著美”。
生態(tài)美是以生命過程的持續(xù)流動來維持的,良好的生態(tài)系統(tǒng)遵循物質(zhì)循環(huán)和能量守恒定律,具有生命持續(xù)存在的條件。建筑的營造應(yīng)具有生命力,減少景觀的破壞、環(huán)境污染及能源額耗等。人工與自然的互惠共生,使人工系統(tǒng)的功能需要與生態(tài)系統(tǒng)特性各有所得,相得益彰,渾然一體,這就造就了人工和生態(tài)景觀的和諧美。對建筑而言,和諧不僅指的是視覺上的融洽,而更應(yīng)包括物盡其用、地盡其力、持續(xù)發(fā)展。建筑最終服務(wù)于人類,在爭取到自然與和諧的前提下,創(chuàng)造出使人生理、心理、現(xiàn)實、未來的需求能得以滿足且具有健康特質(zhì)的建筑應(yīng)是當代建筑師設(shè)計的一個原則。
結(jié)論
作為當代建筑師應(yīng)該了解當代建筑設(shè)計的思潮,同時應(yīng)結(jié)合實際情況,選用適當?shù)娘L格并結(jié)合自己的思考。在不斷的建筑實踐中,不僅要展示“天人合一”的創(chuàng)造環(huán)境和改造自然的哲學思想,更要有與自然共生的可持續(xù)發(fā)展的創(chuàng)作理念和水平,把握住建筑的高層次文化內(nèi)涵,才能提高建筑設(shè)計的思想性,加強設(shè)計構(gòu)思的新思路。
參考文獻: