基于可持續(xù)發(fā)展理念的建筑設計思路研究

1、    基于可持續(xù)發(fā)展理念的建筑設計思路研究    田春榮【摘 要】在可持續(xù)發(fā)展觀念日益成為全社會共識的今天，建筑業(yè)是人類社會物、能、水、地的消耗大戶，建筑設計如何實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展道路是目前面臨的重要課題；對我國可持續(xù)經(jīng)濟發(fā)展有積極的現(xiàn)實作用。其不僅需要觀念轉(zhuǎn)變，而且還需要技術(shù)上的創(chuàng)新及政策引導、扶持。本文立足于可持續(xù)發(fā)展理念，分析了當前可持續(xù)發(fā)展理念下的建筑設計思路?！娟P(guān)鍵詞】可持續(xù)化；發(fā)展理念；綠色建筑；設計思路0.引言我國是一個人口眾多、資源有限的發(fā)展中大國，走可持續(xù)發(fā)展道路早已成為共識。對于建筑業(yè)，1999年的北京憲章通過對20世紀的現(xiàn)代建筑大發(fā)展

2、及伴隨的環(huán)境大破壞進行了總結(jié)和反思，提出了廣義建筑學理論，中國現(xiàn)代建筑業(yè)開始了可持續(xù)發(fā)展道路的探索。十多年來，許多建筑師在設計中，在為業(yè)主設計提供舒適、健康、安全的工作、生活環(huán)境的同時，對如何科學有效地配置和利用資源，減少對自然環(huán)境的破壞，實現(xiàn)社會和自然的和諧發(fā)展；將可持續(xù)發(fā)展理念融入建筑設計中，進行了不懈的努力。本文根據(jù)我國當前的發(fā)展狀況和就可持續(xù)建筑存在的主要問題，做一個剖析，理出存在的主要問題和解決思路。1.可持續(xù)發(fā)展建筑的歷史中國古人很早就有“天人合一”的思想，強調(diào)人和自然和諧相處，也許這就是可持續(xù)發(fā)展理論的思想雛形。早在周朝就頒布了野禁和四時之禁，禁止違背時令砍伐林木、割草燒灰、捕捉

3、鳥獸魚蝦，以保證農(nóng)耕的持續(xù)發(fā)展。 呂氏春秋.審時篇說：“夫稼， 為之者人也， 生之者地也， 養(yǎng)之者天也。”其將天、地、人三者之間的關(guān)系作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中彼此聯(lián)系的一個有機整體，強調(diào)順天時，量地利，盡人力。而貫穿于五千年中華文明的風水學說，就包含有建筑營造要適應自然、尊重自然的理念。這一點上與當前提倡的綠色建筑、可持續(xù)發(fā)展建筑的理念是一致的。在漫漫歷史長河中，我們的先民建造了大量適應當?shù)刈匀画h(huán)境的、具有豐富地域特色的建筑。（上海青浦朱家角水鄉(xiāng)建筑）（云南納諾山地建筑）改革開放三十年來中國的現(xiàn)代建筑設計可以大致分為三個階段，二十年前人們?yōu)榱私鉀Q房子有無的問題，關(guān)注的是面積大小、功能便利、經(jīng)濟合理、結(jié)構(gòu)

4、安全等建筑基本屬性；前二十年到前五年，因為有了擁有房子的能力，人們開始關(guān)注景觀優(yōu)美、形式美觀、文化內(nèi)涵等意識屬性。而到了現(xiàn)在，人們越來越多的關(guān)注健康、舒適、節(jié)約資源、環(huán)境保護等方面，這就進入了綠色建筑屬性階段。將來，建筑還會向著更高的可持續(xù)建筑方向發(fā)展。綠色建筑的概念：為了適應社會的不斷進步和發(fā)展，建筑設計在為人提供健康、舒適、安全的工作、生活環(huán)境的同時，在建筑的全生命周期內(nèi)（建材生產(chǎn)、運輸，建筑的規(guī)劃、設計、建造、運行、維修到廢棄拆除、物料回用的整個過程），實現(xiàn)高效率利用資源，最低限度地影響環(huán)境的建筑物。節(jié)能、節(jié)材、節(jié)水、節(jié)電、環(huán)境保護（簡稱“四節(jié)、一環(huán)?！保┦蔷G色建筑的基本特征。2.國內(nèi)建

5、筑設計可持續(xù)發(fā)展的重要性我國人均資源匱乏，前三十年來經(jīng)濟持續(xù)高速增長，很大程度上是低技術(shù)的、粗放型的發(fā)展，是依賴于對資源的無序消耗，和對環(huán)境的嚴重污染，這是“斷子孫路”的發(fā)展模式，是不可能持續(xù)下去的。2009年12月，在哥本哈根世界氣候大會上，中國政府承諾：到2020年，中國單位gdp的co2排放量將比2005年下降4045%；據(jù)統(tǒng)計，建筑業(yè)能耗在社會總能耗中，占32.9%，是低碳減排的優(yōu)先選項。在2010年8月，國家發(fā)改委正式啟動“國家低碳省區(qū)和低碳城市的試點工作”，到目前，在京、滬、蘇、粵，已有一定數(shù)量的綠色建筑出現(xiàn)，全國各省、市也紛紛響應。2012年4月，財政部、住建部發(fā)布了關(guān)于加快推動

6、我國綠色建筑發(fā)展的實施意見（財建2012167號），確定了對二、三星級的綠色建筑的補貼方案。2013年年初國家出臺了綠色建筑標準的執(zhí)行規(guī)劃和時間要求。所有這些都逼迫我們建筑師在今后的設計中走綠色建筑、可持續(xù)發(fā)展之路。3.基于可持續(xù)發(fā)展理念的綠色建筑設計思路其實，早在2006年國家就編制并頒布了綠色建筑評價標準，明確了綠色建筑評價的指標體系。細分為：（1）節(jié)地與室外環(huán)境、（2）節(jié)能與能源利用、（3）節(jié)水與水資源利用、（4）節(jié)材與材料資源利用、（5）室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量、（6）運營管理，六個大項。我們所說的“四節(jié)、一環(huán)?！本褪莵碓从诖?。建筑師在這幾個環(huán)節(jié)中，雖然會受各種因素的影響與限制，但還是可以做很多的

7、工作。其中，節(jié)能是建筑師最基本的設計內(nèi)容，受外部影響較少，有較大的自主權(quán)，本文將重點論述。3.1尊重歷史文化、地域文化和自然環(huán)境在目前的國內(nèi)建筑設計領域中，有一些建筑師缺乏自主意識，持機械的拿來主義思想，國外的理念拿來就用，不思考這些理念是否符合國內(nèi)當前的城市環(huán)境因素。民眾評出的“十大丑陋建筑”多在其中。其實，傳統(tǒng)的中國建筑浸透了華夏文明的優(yōu)秀文化，建筑師應回歸母體文化，勇敢承擔起傳承中華文化應盡的責任，在規(guī)劃和設計時，應充分挖掘潛在的地域建筑文化資源，學習、借鑒傳統(tǒng)；對待環(huán)境要有若谷的胸懷，從既有環(huán)境出發(fā)，融入綠色建筑的設計理念，銳意創(chuàng)新，實現(xiàn)建筑可持續(xù)化發(fā)展，這是建筑設計未來的希望。3.2

8、節(jié)能型建筑的被動式設計在全國廣大地區(qū)（尤其是中、西部地區(qū)），綠色建筑剛剛興起，其中節(jié)能建筑方新未艾，在實際設計中，存在著很多問題，有節(jié)能理念的問題、有技術(shù)措施的問題、還有施工和運營維護的問題。如何合理的把握節(jié)能理念是建筑師必須掌握的基本功課。為不斷進步的人類社會提供舒適的工作、生活環(huán)境，是建筑活動最基本的動因；節(jié)能不能以犧牲建筑應有的室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)為代價，這是基本原則；在這一點上，建筑師必須清醒。我國現(xiàn)行規(guī)范中對各類建筑中室內(nèi)的采光、照度、溫度、濕度、風速、噪聲分貝、污染物濃度等都有明確的規(guī)定，如何科學合理的達到這些舒適度指標要求是節(jié)能建筑和綠色建筑研究的課題，目前較為流行的理論是氣候適應性建筑

9、（climate-adapting buildings）理論，強調(diào)被動式設計（passive design）。即在滿足和達到建筑室內(nèi)環(huán)境各物理要素的設計全過程中，采用的技術(shù)措施首選通過對建筑選址、總圖布局、建筑形體以及空間組織設計、選用合理的圍護結(jié)構(gòu)材料和構(gòu)造節(jié)點、利用自然的陽光、氣流、冷熱源進行采光、通風、供熱（冷）等組織設計，力求使室內(nèi)環(huán)境達到人體舒適度的要求。達不到要求時，才考慮使用人工照明、空氣調(diào)節(jié)、人工采暖等“主動技術(shù)手段”。總之，建筑內(nèi)環(huán)境是自然環(huán)境系統(tǒng)的一個部分，節(jié)能建筑設計就是要尋求：1、符合當?shù)毓?jié)能所要求的建筑形態(tài)；2、適合當?shù)貧夂颦h(huán)境的圍護結(jié)構(gòu)與材料； 3、優(yōu)化采光通風及采

10、暖空調(diào)方案；4、力求最小的冷、熱負荷。這種尋求低能耗狀態(tài)下的建筑舒適性設計方法其實就是要尊重、順應自然、利用、享受自然，是古人“天人合一”思想在現(xiàn)今的繼續(xù)。3.3節(jié)能型建筑的設計實例介紹我國現(xiàn)行規(guī)范中把全國分為嚴寒、寒冷、夏熱冬冷、夏熱冬暖、溫和五個氣候區(qū)，并發(fā)布了相應的節(jié)能設計標準。各省、市針對本地特點又制定了實施細則。通過幾年來的實踐，積累了大量的經(jīng)驗，涌現(xiàn)出了一大批優(yōu)秀的作品。本人結(jié)合節(jié)能型建筑的圍護結(jié)構(gòu)設計，通過對幾個實例的介紹，試圖給讀者有一個直觀的感受。3.3.1建筑形體設計是節(jié)能設計的開始，也是節(jié)能設計的關(guān)鍵，好的建筑設計應有一個節(jié)能的建筑形體，杭州綠色建筑科技館的形體設計就很好

11、的詮釋了這一理念；其南立面設計為向下15°傾斜，形成了遮陽效果，有效的減少了夏季陽光（高度角較大）的直接射入；而北向向上傾斜，有利于自然采光。屋頂設計結(jié)合了太陽能光伏發(fā)電板布置設計，有效收集太陽能用于補充照明。（該項目通過了中國國家級綠色建筑和美國leed鉑金級雙認證）（杭州綠色建筑科技館）3.3.2 自然的采光系統(tǒng)設計：建筑室內(nèi)采光首選自然采光，昆明長水機場的設計中也很好的利用量當?shù)貎?yōu)良的氣候資源條件進行設計，白天其采光就主要依靠屋頂和外玻璃幕墻的采光系統(tǒng)，你在其超大的室內(nèi)，你看不到幾盞電燈開啟，卻有著足夠的亮度，舒適的室內(nèi)通風也是靠自然風力完成的。（該項目是國內(nèi)有限的幾個綠色機場

12、之一）（昆明長水機場）3.3.3被動式通風設計：夏季通風主要靠非動力通風，靠自然風力及空氣冷熱壓差完成；空調(diào)及采暖只在極熱、極寒天氣時起作用。筆者設計的江蘇常熟某聯(lián)排小住宅，就統(tǒng)一設計了通風塔樓，設置可開閉的通風窗，以達到平時大多數(shù)時間利用自然風力“被動”通風的效果。（江蘇常熟某聯(lián)排小住宅）3.3.4 門窗外遮陽設計：為防止夏季強烈的陽光過多的進入室內(nèi)，往往設置外遮陽系統(tǒng)，外遮陽包括水平遮陽，豎向遮陽及外窗自遮陽幾個方面，是現(xiàn)代建筑立面表皮設計的重要內(nèi)容；筆者設計的昆明某高層建筑南向立面，為減少高原夏季強烈太陽輻射對室內(nèi)溫度的影響，試圖通過立面陽臺（水平遮陽）與豎向遮陽板和雙層保溫窗有序組合，

13、穿插設計，力圖把節(jié)能構(gòu)件設計與建筑立面美學設計結(jié)合起來。（昆明某高層建筑立面表皮設計）3.3.5 以上所述包括建筑形體、自然采光、自然通風、外遮陽系統(tǒng)及太陽能利用等方面，實際工程中，往往是組合在一起設計的，下圖為某會議中心的采光穹頂，設有自然采光窗、自然通風窗（可按需要開閉調(diào)節(jié)），并設有遮光板控制進入室內(nèi)的陽光，與建筑體型結(jié)合也不錯。（某會議中心的采光頂）3.3.6 建筑節(jié)能設計的主要指標： 建筑節(jié)能設計的重點是圍護結(jié)構(gòu)的熱工設計，有五個主要指標：（1）建筑的體型系數(shù)、（2）圍護結(jié)構(gòu)的熱阻值（與土壤接觸部分）；（3）圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)（與空氣接觸部分），（4）圍護結(jié)構(gòu)的熱惰性指標，（5）窗墻比

14、及外窗的氣密性、保溫等級和遮陽系數(shù)。各地都根據(jù)自己的實際制定了相應的規(guī)定，軟件商也適時地開發(fā)了相應的指標計算和權(quán)衡對比計算軟件，建筑師執(zhí)行已多年，對此已逐漸適應，在這里我不再過多敖述。3.4 綠色建筑其他方面的簡述綠色建筑除了節(jié)能外，還有很多方面，如環(huán)境與建筑的關(guān)系設計；節(jié)水設備的選擇、雨水收集系統(tǒng)和中水利用系統(tǒng)設計；建筑的一體化設計及廢舊材料的再利用；舊建筑的改造利用；太陽能、風能、氫能的利用；可呼吸的外墻與幕墻；土壤源（或水源）熱泵系統(tǒng)；能源再生電梯；溫、濕度獨立控制系統(tǒng)等等。所有這些，是一個龐大的系統(tǒng)工程，多數(shù)子項目需要建筑師與設備工程師及廠家多方配合，才能完成。在這里我想說的是，綠色建

15、筑設計所選的各子系統(tǒng)不一定要選最先進、最昂貴的，根據(jù)工程實際和資金能力選擇最可靠、最適用的系統(tǒng)才是上策。好的綠色建筑并不是各種新技術(shù)、新系統(tǒng)的堆砌；而是建筑師和工程師根據(jù)每個工程實際情況，細心分析比較各系統(tǒng)的優(yōu)劣，精心設計選用適合的系統(tǒng)，這樣得出的設計才是現(xiàn)實意義上的可持續(xù)發(fā)展建筑。下圖為王澍設計的寧波博物館，其外墻所使用的材料是附近村莊拆遷后留下的建筑廢磚瓦，其承載了城市的歷史信息，有利于營造城市的歷史文化氛圍，同時它也是建筑廢舊材料的一次再利用實例；有節(jié)材、節(jié)能的理念在里面。4.結(jié)束語中國建筑設計要走可持續(xù)發(fā)展之路，這是不爭的共識；目前的階段是推廣綠色建筑理念，其中節(jié)能是重點；而節(jié)能設計的手段應首選“被動式設計”；我們只有抓住了這個重點和思路，扎扎實實的做工作，才會有一個光明的未來。而總的來說，國內(nèi)可持續(xù)建筑領域的研究和實踐起步較晚，與發(fā)達國家相比尚有較大差距。因此，在未來的發(fā)展過程中，我們可以以國外成熟的成功經(jīng)驗為基石，借鑒優(yōu)秀的設計思想，從而推進建筑設計的可持續(xù)發(fā)展步伐。發(fā)展綠色建筑、追求可持續(xù)發(fā)展是建筑業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路，因此，只有在發(fā)展過程中，有效處理好建筑與自然生態(tài)環(huán)境之間的和諧關(guān)系，才能真正地實現(xiàn)感性與理性合二為一的可持續(xù)建筑