可持續(xù)發(fā)展及建筑設(shè)計(jì)

1、可持續(xù)發(fā)展的建筑設(shè)計(jì)及策略探索摘要：本文分析了可持續(xù)建筑設(shè)計(jì)發(fā)展的背景，以及什么是可持續(xù)發(fā)展的建筑設(shè)計(jì)，從不同方面介紹了可持續(xù)建筑設(shè)計(jì)策略，總結(jié)了建筑界的發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：可持續(xù) 建筑設(shè)計(jì) 策略一、可持續(xù)發(fā)展與建筑1可持續(xù)發(fā)展觀產(chǎn)生的背景自從進(jìn)入工業(yè)社會(huì)以來，工業(yè)革命給我們帶來了重大的進(jìn)步，使我們的生活發(fā)生了翻天覆地的變化，人們用上了電燈，坐上了汽車但是與此同時(shí)，工業(yè)社會(huì)也給我們帶來了沉重的災(zāi)難，人類居住環(huán)境的日益被破壞，大氣逐年的變暖于是產(chǎn)生了人口、能源、土地、建房、環(huán)境五大危機(jī)。1990年10月后，世界人口總量已經(jīng)超過60億，據(jù)世界人口基金會(huì)統(tǒng)計(jì)，平均每秒出生4.3個(gè)人，每4天近149萬，

2、每年凈增8000萬。現(xiàn)在人口增長(zhǎng)速度很快，預(yù)計(jì)到2050年人口如果控制的好，可望控制在100億左右，否則可能達(dá)到120億，甚至更多。隨著人口的不斷膨脹，引發(fā)了一系列的問題。一個(gè)現(xiàn)代人的出生、成長(zhǎng)、學(xué)習(xí)、工作等所涉及的物質(zhì)生活和精神生活不斷的增長(zhǎng)，必然連鎖反應(yīng)地出現(xiàn)能源、土地、建房、環(huán)境的危機(jī)。所以，人類必須要自控，來抑制人口的增長(zhǎng)。自然災(zāi)害不斷的發(fā)生，環(huán)境的破壞，戰(zhàn)爭(zhēng)的發(fā)生導(dǎo)致人類生活質(zhì)量日益下降。在此背景下，提出了可持續(xù)發(fā)展觀。2. 可持續(xù)發(fā)展觀可持續(xù)發(fā)展的概念來源于生態(tài)學(xué)，針對(duì)資源與環(huán)境，可以理解為保持或延長(zhǎng)資源的生產(chǎn)使用性和資源基礎(chǔ)的完整性，意味著使自然資源能夠永遠(yuǎn)為人類所利用，不致于因

3、其耗竭而影響后代人的生產(chǎn)和生活。比較完整的定義是：“不斷提高人群生活質(zhì)量和環(huán)境承載力的、滿足當(dāng)代人需求又不損害子孫后代滿足其需求能力的、滿足一個(gè)地區(qū)或一個(gè)國(guó)家的人群需求又不損害別的地區(qū)或別的國(guó)家滿足其需求能力的發(fā)展?！笨沙掷m(xù)發(fā)展觀追求的是人與自然的和諧，其核心思想是關(guān)注各種經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的生態(tài)合理性?？沙掷m(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)是：1. 可持續(xù)發(fā)展需要審計(jì)使用能源和原料的方式，力求減少損失、杜絕浪費(fèi)并盡量不讓廢物進(jìn)入環(huán)境，從而減少單位經(jīng)濟(jì)活動(dòng)造成的環(huán)境壓力。2. 可持續(xù)發(fā)展以提高生活質(zhì)量為目標(biāo)，同社會(huì)進(jìn)步相適應(yīng)。而社會(huì)進(jìn)步是以自然資源為基礎(chǔ)，同環(huán)境承載能力相協(xié)調(diào)：減少自然資源的耗竭速率， 使之低于資源再生速率。

4、3. 可持續(xù)發(fā)展承認(rèn)自然環(huán)境的價(jià)值。這種價(jià)值體現(xiàn)在環(huán)境對(duì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的支撐和服務(wù)方面，也體現(xiàn)在環(huán)境對(duì)生命支持系統(tǒng)的不可缺少的存在方面。4可持續(xù)發(fā)展的實(shí)施強(qiáng)調(diào)“綜合決策”和“公眾參與”?？沙掷m(xù)發(fā)展是一種從生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境和自然資源角度提出的關(guān)于人類長(zhǎng)期發(fā)展的戰(zhàn)略和模式。它特別指出環(huán)境和自然資源的長(zhǎng)期承載能力對(duì)發(fā)展進(jìn)程的重要性以及發(fā)展對(duì)改善生活質(zhì)量的重要性?？沙掷m(xù)發(fā)展的概念從理論上結(jié)束了長(zhǎng)期以來把發(fā)展經(jīng)濟(jì)同保護(hù)環(huán)境與資源相互對(duì)立起來的錯(cuò)誤觀點(diǎn)，并明確指出了它們應(yīng)當(dāng)是相互聯(lián)系和互為因果的，也是可以統(tǒng)一、協(xié)調(diào)的。3生態(tài)建筑、綠色建筑和可持續(xù)建筑生態(tài)建筑、綠色建筑和可持續(xù)建筑，是現(xiàn)代社會(huì)建筑界發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。但

5、其之間究竟有什么聯(lián)系和區(qū)別呢？從定義看來，生態(tài)建筑是天、地、人和諧共生的建筑，重點(diǎn)是處理好人與自然、發(fā)展與保護(hù)、建筑與環(huán)境等關(guān)系，切入點(diǎn)是生態(tài)平衡；綠色建筑是指在建筑生命周期內(nèi)，消耗最少地球資源和能源，制造最少?gòu)U棄物的建筑物，切入點(diǎn)是綠色環(huán)保；可持續(xù)建筑是指自然資源減量循環(huán)再生、能源高效優(yōu)化組合、人居環(huán)境健康安全、生態(tài)系統(tǒng)平衡運(yùn)行的建筑，切入點(diǎn)是資源、能源循環(huán)再生?？沙掷m(xù)建筑是指在建造、運(yùn)營(yíng)和拆除的全壽命期間,對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響最小,經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益最佳的建筑,它是可持續(xù)發(fā)展不可分割的一個(gè)組成部分?？沙掷m(xù)建筑應(yīng)當(dāng)立足于綜合環(huán)境效益的提高,提供給人們一個(gè)經(jīng)濟(jì)、舒適,具有環(huán)感與文化感的場(chǎng)所?？沙掷m(xù)建筑

6、的核心內(nèi)容主要是節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材與生態(tài)環(huán)境保護(hù)等方面。從這個(gè)意義上講，綠色建筑、生態(tài)建筑、可持續(xù)建筑的基本內(nèi)涵是相通的，具有某種一致性，是具有中國(guó)特色的可持續(xù)建筑理念。二、設(shè)計(jì)策略1993年美國(guó)國(guó)家公園出版社出版的可持續(xù)發(fā)展設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則提出了可持續(xù)的生態(tài)建筑的設(shè)計(jì)細(xì)則：1. 重視對(duì)設(shè)計(jì)地段的地方性、地域性理解, 重視地方場(chǎng)所的文化脈絡(luò)2. 增強(qiáng)適用技術(shù)的公眾意識(shí), 結(jié)合建筑功能要求, 采用簡(jiǎn)單合適的技術(shù)3. 樹立建筑材料蘊(yùn)能量和循環(huán)使用的意識(shí), 在最大范圍內(nèi)使用可再生的地方性建筑材料, 避免使用高度能耗、破壞環(huán)境、以及帶有放射性的建筑材料, 爭(zhēng)取重?cái)嗬门f的建筑材料、構(gòu)件4. 對(duì)當(dāng)?shù)氐臍?/p>

7、候條件, 采用被動(dòng)式能源策略, 盡量應(yīng)用可再生能源5. 完善建筑空間使用的靈活性,以便減少建筑體量, 將建設(shè)所耗的資源降至最少6. 減少建筑過程中對(duì)環(huán)境的損害, 避免破壞環(huán)境、資源浪費(fèi)以及建材浪費(fèi)。針對(duì)這一細(xì)則，結(jié)合中國(guó)的具體實(shí)際，可以總結(jié)出以下策略來發(fā)展可持續(xù)建筑，將可持續(xù)建筑付諸實(shí)施。1. 利用可再生能源，采用被動(dòng)式能源隨著工業(yè)社會(huì)的不斷發(fā)展，不可再生能源慢慢接近枯竭，已經(jīng)供不上現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，除了高效利用石化能源外，我們還要積極開發(fā)利用可再生能源。1.青海民和縣農(nóng)村被動(dòng)太陽能住宅建筑設(shè)計(jì)選擇生態(tài)策略時(shí)，我們主張被動(dòng)式策略（自然通風(fēng)、相變蓄熱體、陽光房、保溫隔熱墻體等）優(yōu)先，主動(dòng)式策略（太

8、陽能電池板、空調(diào)系統(tǒng)等）優(yōu)化，有利于實(shí)現(xiàn)生態(tài)經(jīng)濟(jì)雙贏。太陽能陽光不僅給萬物帶來生機(jī), 也蘊(yùn)含著巨大能量。太陽能作為無污染的、同時(shí)也是人類可以利用的最豐富的能源, 不僅對(duì)節(jié)能有利, 對(duì)改善住宅的室內(nèi)環(huán)境氣氛和衛(wèi)生條件也是必要的, 在陽光下生活, 人們會(huì)在心理和生理仁感到舒適和滿足。太陽能利用主要包括熱利用和光利用兩個(gè)方面。太陽能熱水器是太陽熱能利用中最基本的也是目前經(jīng)濟(jì)效益比較明顯的一種裝置, 利用屋頂太陽能熱水器提供熱水太陽能電池板提供動(dòng)力及照明用電太陽能毗連溫室除了作為一種集熱設(shè)施外, 還形成休息、娛樂、養(yǎng)花、養(yǎng)魚等的多功能空間圖。2.北京大興縣義和莊實(shí)驗(yàn)改建被動(dòng)太陽能住宅被動(dòng)太陽能技術(shù)在我

9、國(guó)應(yīng)用很早。我國(guó)地域遼闊，大部分地區(qū)有著豐富的太陽能資源，特別是西部，年日照率達(dá)到70%。我國(guó)早在20世紀(jì)80年代就有過較為系統(tǒng)的被動(dòng)太陽能房屋設(shè)計(jì)的嘗試。比較典型的是青海省建筑建材研究所1981年在民和縣進(jìn)行的被動(dòng)太陽房設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)和北京市太陽能研究所1982年在大興縣義和莊實(shí)驗(yàn)改建的某被動(dòng)太陽能住宅。3.直接得熱被動(dòng)節(jié)能方式被動(dòng)式太陽能利用方式有很多種，大多將墻體作為太陽能集熱器，如直接得熱墻、特朗伯集熱墻、水墻等都屬于被動(dòng)式太陽能采暖系統(tǒng)。直接得熱墻是被動(dòng)采暖方式中最直接的方式。這種方式有諸多優(yōu)點(diǎn)：升溫快、構(gòu)造簡(jiǎn)單；不需要特殊的集熱裝置；與一般建筑外形無大差異其工作原理很簡(jiǎn)單。冬天白天讓太

10、陽從南面窗直接射入房間內(nèi)部，用樓板、墻體以及家具設(shè)備等作吸熱和儲(chǔ)熱器。到了夜間，這些物體通過輻射方式向室內(nèi)供暖。輻射供暖比對(duì)流供暖更有效而且舒適。由于其簡(jiǎn)單方便，直接得熱方式是一種最易推廣使用的太陽能供暖技術(shù)。特朗伯墻是由法國(guó)太陽能實(shí)驗(yàn)室的特朗伯教授提出并進(jìn)行試驗(yàn)，此墻將向陽的外表面涂以深色的選擇性涂層以加強(qiáng)吸熱，并減少輻射散熱，使該墻體成為集熱器，通過氣孔的開閉和可動(dòng)絕熱層的移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)。冬天白天通過溫室效應(yīng)加熱集熱墻以及空氣間層，打開氣孔以對(duì)流方式供暖；夜間關(guān)閉氣孔，玻璃和墻體將設(shè)置隔熱窗簾或百葉，墻體則向室內(nèi)輻射供暖，夏季情況正好相反。有研究表明，特朗伯墻在400500mm是

11、最適宜的厚度，此時(shí)室內(nèi)溫度波動(dòng)最小。4.特朗伯集熱墻冬季直接換熱取暖風(fēng)能風(fēng)的流動(dòng)給人帶來季候變化的訊息。清風(fēng)拂面, 呼吸自然氣息曾幾何時(shí)竟已漸漸遠(yuǎn)離人們。對(duì)避風(fēng)、防風(fēng)與通風(fēng)、引風(fēng)的考慮, 是建筑節(jié)能措施中的重要一環(huán)。不僅考慮了穿堂風(fēng), 還利用交通中廳的熱壓作用獲得通風(fēng)換氣效果。室外設(shè)置的風(fēng)車提供了風(fēng)力發(fā)電。6.攀枝花氣候分析5.山谷風(fēng)在一天中的變化空氣移動(dòng)是太陽照射的結(jié)果。它不僅受壓力差異和地球自轉(zhuǎn)的影響，還受地形地貌的影響。谷地內(nèi)由于太陽的照射導(dǎo)致溫度的差異，會(huì)產(chǎn)生山谷風(fēng)，并且一天中不同時(shí)間，風(fēng)向會(huì)改變。中國(guó)川南城市攀枝花就是利用這一原理來改善城市氣候，市區(qū)圍繞河谷，由于金沙江、太陽。高空氣

12、流、蒸發(fā)和山頂綠化等因素的共同作用，形成了垂直于河岸、掠過坡面、晝夜方向相反的河谷風(fēng)。2針對(duì)氣候條件，利用地方性適宜技術(shù)我國(guó)氣候多樣，在可持續(xù)設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)建筑所在氣候區(qū)的特點(diǎn)，采取因地制宜的生態(tài)策略，構(gòu)建生物氣候緩沖層，伴隨生態(tài)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化的過程凸顯地方特色。中國(guó)民居建筑的實(shí)踐蘊(yùn)藏著豐富的可持續(xù)建筑思想和技術(shù)手法，在今天仍有相當(dāng)?shù)慕梃b意義，主要體現(xiàn)在以下方面：結(jié)合氣候與改善室內(nèi)熱環(huán)境：如建筑的坐北朝南，南方地區(qū)漏空窗、天井的設(shè)置；利用自然環(huán)境和地形保持生態(tài)與水土：如窯洞與竹樓，建筑的依山就勢(shì)，吊腳樓、外懸挑結(jié)構(gòu)等，以彌補(bǔ)地形的不足；充分利用地方及自然材料：如黃土高原的夯土建筑，貴州、福建、四川等

13、山區(qū)的石結(jié)構(gòu)建筑，湘西的木、竹建筑等；綜合整體的生態(tài)系統(tǒng)：結(jié)合風(fēng)水學(xué)說，從選址到建造與自然有機(jī)融合的自給自足的人工生態(tài)建筑。一定的地方氣候條件對(duì)建筑的布局也產(chǎn)生影響，陽光、風(fēng)、溫度和濕度的不同組合都對(duì)戶外空間的組合方式提出不同的要求，如下圖所示：8.傣族竹樓7.根據(jù)不同氣候安排室外空間西雙版納地區(qū)屬亞熱帶氣候，無霜雪，年平均氣溫21度，年降水量在100170cm之間，限度濕度較大，日照強(qiáng)烈。當(dāng)?shù)氐拇鲎逯駱敲撎ビ诔簿?，一般屋頂碩大，內(nèi)部空間高爽，有利于室內(nèi)熱空氣升至屋頂從瓦溝間隙排除。屋頂出檐深遠(yuǎn)，不僅排水順暢，且有利于遮擋陽光。墻面向下內(nèi)傾，減少墻面接受的輻射量，建筑一般采用木構(gòu)架底層架空防潮

14、濕，而且加強(qiáng)通風(fēng)，樓板和墻板多采用地方的竹子為材料，縫隙多，輕薄透氣，使建筑上部的熱空氣通過樓板縫隙傳到架空下層室外。3重視建筑材料的利用，注意循環(huán)利用建筑材料是建筑的重要組成部分，科學(xué)的進(jìn)步，使我們有了更多選擇材料的機(jī)會(huì)。在可持續(xù)建筑的前提下，我們選擇材料要注意材料的可持續(xù)性。中國(guó)幅員遼闊，材料的種類也數(shù)不勝數(shù)，我們?cè)谶x擇時(shí)，注意要因地制宜，因材致用，結(jié)合節(jié)能和地方性。9.我國(guó)以生土為材料的典型民居土是中國(guó)較為豐富的建材資源。中國(guó)的黃土地帶有63.5萬平方公里，占全國(guó)總面積的7%。在這些地區(qū)開鑿窯洞，砌筑生土建筑具有豐富的經(jīng)驗(yàn)。即使在潮濕多雨的中國(guó)華南地區(qū)民居中也成功的使用了生土材料，福建圓

15、形土樓為大體量生土建筑，許多已有六七百年歷史而完好無損。生土材料為無污染建材，夯土墻多年以后拆舊換新，可作肥料，是完全可以自我降解的材料，取之于自然還于自然，符合可持續(xù)性的要求。10.我國(guó)以石材為材料的典型民居 石材也是易得的地方材料，在中國(guó)貴州、山東、福建沿海、四川、和西藏等多山石地區(qū)應(yīng)用較廣。川藏地區(qū)的居民熟練的掌握了砌筑石墻的技術(shù)，碉樓的主要承重和屋面材料為石材，分隔材料多為木材和青稞草，它是成功運(yùn)用材料的典范。石材是一種天然的蓄熱材料，它的熱工性能可以被用于改善室內(nèi)物理環(huán)境。由于石材有熱延遲性，石墻白天可以吸收太陽光熱量，晚上則向內(nèi)輻射熱量，可以補(bǔ)充冬季供熱。11.山東榮成北斗山莊膠東

16、半島沿海有一種獨(dú)特的民居海草石屋，用海草做屋頂，用亂石壘墻，極具地方特色，房屋有突出的冬暖夏涼的效果。石材是當(dāng)?shù)爻霎a(chǎn)的花崗巖，海草是潮水帶來的淺海海帶草，它耐腐難燃，保溫隔熱，經(jīng)久耐用，壽命可達(dá)數(shù)十年甚至上百年，就地取材且用之不竭，是一種優(yōu)良的可持續(xù)發(fā)展的地方材料。戴復(fù)東教授在榮成市設(shè)計(jì)北斗山莊時(shí)創(chuàng)造性的使用這種材料，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。在材料的利用中，還要注意舊材料的回收再利用。一些建筑被拆除后，其建筑材料的利用價(jià)值并沒有減少。這種手法運(yùn)用到改建項(xiàng)目中的較多，有時(shí)會(huì)得到意想不到的效果。4注意保護(hù)環(huán)境利用建筑綠化無論建筑物是否建的得當(dāng)，都對(duì)環(huán)境造成壓力，產(chǎn)生負(fù)面影響，因此

17、，建筑要對(duì)周邊環(huán)境作出生態(tài)化的回應(yīng)和補(bǔ)償。12.風(fēng)障的設(shè)置綠色植物不僅是建筑環(huán)境中重要的生態(tài)因子, 也是重要的景觀要素。人工環(huán)境中綠化的滲透使人倍感親切, 仿佛與自然共呼吸, 象征著人與自然之間的和諧。多層次體綠化是生態(tài)建筑設(shè)計(jì)的重要景觀特色和生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的特色。屋頂花園、觀景陽臺(tái)、窗臺(tái)綠化、建筑墻面綠化、散水綠化則可最大程度地降低綠化損失率, 同時(shí)可達(dá)到保溫隔熱的效果, 也是保護(hù)生態(tài)、調(diào)節(jié)水分、氣候、凈化空氣的一項(xiàng)重要措施圖。建筑南側(cè)種植闊葉樹木, 北邊種植常綠灌木, 利用闊葉樹木夏天阻擋陽光,而冬季則可透射陽光的特性來使住宅節(jié)約冬季采暖和夏季制冷所需的能耗。在建筑規(guī)劃中，通過綠化風(fēng)障的設(shè)

18、置，可降低冷季風(fēng)速，減少建筑物和場(chǎng)地外表面的冬季熱損失。利用綠化風(fēng)障的建筑物背向遮擋冬季寒流風(fēng)向，可減少寒風(fēng)對(duì)組群內(nèi)的建筑以及庭院的影響，有利于冬季節(jié)能并創(chuàng)造適宜的微氣候。常綠喬木、等防風(fēng)設(shè)施很有效。綠化是一種改善微氣候、具有高度綜合價(jià)值的規(guī)劃布局要素。他首先可以通過調(diào)節(jié)陽光對(duì)建筑的照射來改善小環(huán)境的微氣候。在夏季降低溫度是建筑綠化最顯著的作用之一。其次，由于植物的蒸騰作用，他可以調(diào)節(jié)小環(huán)境的相對(duì)濕度。有研究表明，有綠化居住小區(qū)的空氣相對(duì)濕度比沒有綠化的居住小區(qū)冬季高10%20%，在夏季高20%30%。另外它還有明顯降低噪聲和凈化空氣的作用。在單體設(shè)計(jì)中，仍然可以運(yùn)用綠化。在建筑的不同部位都可以設(shè)置不同的綠化。包括屋面綠化、散水綠化、窗臺(tái)、柱面、挑檐面綠化、室內(nèi)綠化、遮陽綠化由于種植綠化，構(gòu)造會(huì)有些不同，但綜合效益是很高的。三、結(jié)束語追求可持續(xù)發(fā)展是建筑業(yè)發(fā)展的必由之路，同時(shí)探索尊重環(huán)境和高效使用資源，也能幫助建筑師進(jìn)行理性設(shè)計(jì)，例如，解決好建筑的朝向、自然通風(fēng)、天然采光等因素能使得建筑更趨于理性。只有協(xié)調(diào)