可持續(xù)發(fā)展的城市與建筑(建筑+評價)

可持續(xù)發(fā)展的城市與建筑李桂文第三章建筑可持續(xù)發(fā)展3.1

可持續(xù)建筑的概念

“可持續(xù)建筑”這個概念是CharlesKibert博士1993年提出的。

1994年11月，第一屆可持續(xù)建筑國際會議在美國舉行，會議對可持續(xù)建筑作了全面探討，指出可持續(xù)建筑的主要問題是資源、環(huán)境、設計和環(huán)境影響及它們之間的相互協(xié)調關系。

所謂可持續(xù)建筑就是對可持續(xù)發(fā)展有積極貢獻的建筑，指在使用功能上既滿足當代人當前的需要，又考慮能適應或不危害后代人對建筑功能的種種需要，同時在能源使用上既考慮當前利益與經(jīng)濟關系又考慮后代利益與經(jīng)濟關系，能使資源得到盡可能高效利用的建筑。對于可持續(xù)建筑，世界經(jīng)濟合作與發(fā)展組織(OECD)給出了四個原則和一個評定因素：四個原則分別是資源的應用效率原則、能源的使用效率原則、污染的防止原則(室內空氣質量、CO2的排放量)、環(huán)境的和諧原則，評定因素是對以上四個原則的內容進行研究評定，以評定結果來判斷建筑是否為可持續(xù)建筑。3.2

可持續(xù)建筑觀

可持續(xù)建筑觀是一種全面的建筑觀，它有別于一般的建筑流派思想，它強調的不純粹是形象、風格，更主要的是強調設計思想和具體的技術。實際上，可持續(xù)建筑觀已動搖僅僅以人為最高服務對象的傳統(tǒng)建筑宗旨，轉而全面思考人類在地球生物圈中地位的動搖(人類自身定位的變化)給建筑帶來的影響。把建筑不再視為人類任意的可強加于地球的東西，而是從更高層次綜合考慮建筑所造成的更大范圍的影響，是可持續(xù)建筑觀的基本出發(fā)點。兩種模式比較可持續(xù)建筑原則貫穿可持續(xù)建筑全過程3.3可持續(xù)發(fā)展建筑的三維模型

因此，可以用空間圓錐網(wǎng)來反映城市建筑生態(tài)轉型的復雜系統(tǒng)結構關系。即以每個網(wǎng)點表示的子系統(tǒng)都在某種程度上具有層次性和相互關聯(lián)作用。

可持續(xù)發(fā)展是社會、經(jīng)濟、環(huán)境資源復合系統(tǒng)的共同運作，以可持續(xù)發(fā)展的觀點來考察建筑，也表現(xiàn)為一種多系統(tǒng)的復合關系，以數(shù)學來表達這種關系為S＝f(a，b，c)。即作為復合系統(tǒng)的建筑，其可持續(xù)發(fā)展是取決于社會文化(a)、經(jīng)濟(b)、環(huán)境資源(c)3個子系統(tǒng)狀態(tài)的復合函數(shù)。1)可持續(xù)發(fā)展建筑的能量維度2)可持續(xù)發(fā)展建筑的時間維度3)可持續(xù)發(fā)展建筑的空間維度3.3.1可持續(xù)發(fā)展建筑模型的構成1)可持續(xù)發(fā)展建筑模型是一種動態(tài)的結構2)可持續(xù)發(fā)展建筑模型的整體特性3.3.2可持續(xù)發(fā)展建筑模型的特征建成環(huán)境系統(tǒng)中物質與能量流動的特征示意圖3.4可持續(xù)建筑的指導原則3.4.1資源能效原則住宅能量流向示意圖建筑施工過程中的能量消耗示意圖生命周期內高層商業(yè)建筑的能耗分配3.4.1.1能量流動與資源消耗1）作為開放系統(tǒng)的建筑，對于能流的控制并不是一定要以降低生活水準和建筑舒適度為代價，通過設計和改進技術手段完全可以使單位能量發(fā)揮最大的效益，從而使建筑能量的輸入得到控制，使能流的輸出有效降低，即從減少能量散失達到節(jié)能的效果，使輸入和輸出得以平衡，最終減輕建筑對生態(tài)環(huán)境帶來的壓力。福斯特采用高技術手段達到建筑高能效的目的2）另一方面，不僅僅是對狹義的能量合理支配與有效控制。開放的建筑系統(tǒng)更重要的特征在于從整體環(huán)境著眼，在城市環(huán)境和建筑內部空間環(huán)境中發(fā)揮物質與能源作用。在這方面的著眼點主要不在于建筑的硬件(維護結構、暖通空調等)，而在于總體方案。例如，從提高建筑使用效率角度，羅杰斯的上海陸家嘴城市設計以集中式交通為出發(fā)點，將陸家嘴切割成若干能量區(qū)，保證最大限度地利用本地區(qū)產(chǎn)生的熱能和電能．并使各區(qū)域的活動和消耗相對平衡3.4.1.2物質循環(huán)與再生對于大量消耗自然資源的建筑物，如果盡可能地將建筑材料和設施的設計、使用作為循環(huán)模式來處理，通過再利用、再生和再循環(huán)等方式，就會大大減少對不可替代資源的消耗。

在具體的建筑設計實踐中可采取的主要措施是使用可回收再利用的材料，建筑構建的標準化和通用化，盡可能減少不可循環(huán)資源的使用。建筑生命周期中的能量流動及物質循環(huán)模式根據(jù)可持續(xù)發(fā)展建筑模型，建筑在時間維度上需要考慮物質與能量的流動與轉換。作為一個開放系統(tǒng)，建筑一旦建成投入運營，將與其環(huán)境不斷地相互作用，直到整個物質生命過程結束?？沙掷m(xù)發(fā)展的建筑要求用一個整體和全面的方法管理建筑元素的能量和物質資源。因此，有必要從概念上將每一個建成系統(tǒng)視為具有自身全生命周期模式的設計系統(tǒng)，以貫穿全部物質生命周期的設計系統(tǒng)與環(huán)境的生態(tài)關聯(lián)來考慮問題，雖然在實踐中難以完全實現(xiàn)，但總的原則是必須以此為目標。這將需要檢測建成環(huán)境生命周期中使用過的物質和能量流動，它們從資源到現(xiàn)場的可能路徑，以及生命周期中可能變化的系統(tǒng)。3.4.2動態(tài)發(fā)展原則城市是一個以人工環(huán)境為主的生態(tài)系統(tǒng)．從城市空間的角度來看，建筑與環(huán)境共生應當包括兩方面的內容：一方面是與自然環(huán)境的共生，單個建筑的存在必須有助于保持和完善城市的自然生態(tài)環(huán)境；另一方面是與城市人文環(huán)境的共生，建筑以不破壞城市人文環(huán)境的延續(xù)為存在的前提。3.4.3.1與自然環(huán)境的共生在以人工環(huán)境為主體的城市中，建筑與氣候、地形、自然水體等要素結合，在利用自然達到節(jié)能和環(huán)境舒適的同時，更應當對自然環(huán)境進行積極的保護，以達到可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)目標。3.4.3.2與人文環(huán)境的共生廣義而言，人文環(huán)境指人類社會歷史實踐中所創(chuàng)造的物質與精神財富的總和。因此城市建筑對人文環(huán)境的關注包括關注人和注重文化兩層含義。3.4.3環(huán)境共生原則可持續(xù)建筑目標體系框架3.5可持續(xù)建筑的目標體系3.6可持續(xù)性建筑的層次和類型層次/類型占用土地資源情況能耗污染技術程度費用智能化程度目前常見建筑類型進化的原生生態(tài)建筑

多

少較多低

低現(xiàn)代民居亞生態(tài)建筑

少較多較少適宜較高

高高層寫字樓鄉(xiāng)土型生態(tài)建筑

較多較少

少適宜較高較高多層住宅別墅公共建筑城市型生態(tài)建筑

較少

少

少高高

高實驗性建筑實驗型生態(tài)建筑

較多較少

少較高較低

較低

工廠改造站場改造3.7可持續(xù)建筑設計理念3.5.1樹立科學的城市發(fā)展觀3.5.2遵循系統(tǒng)論原理3.5.3遵循生態(tài)位理論和生態(tài)適宜性原理3.5.4樹立整體的生態(tài)建筑觀3.5.5生態(tài)優(yōu)先與生態(tài)安全3.5.6因地制宜與被動優(yōu)先3.5.7學科交叉與多方共建3.5.8樹立生態(tài)文化價值觀3.8可持續(xù)建筑設計要素

可持續(xù)建筑在設計中，必須對其各個構成要素(能源、資源、廢棄物、建筑材料、災害、文脈、室內環(huán)境、技術措施等)確定相應的原則和設計目標，同時這些構成要素又是人們具體操作的對象。主要體現(xiàn)在下面幾個方面:3.8.1尊重自然環(huán)境

對自然環(huán)境的尊重及關心，是可持續(xù)建筑設計最基本的要求，是一種環(huán)境共生意識的體現(xiàn)●對節(jié)省能源的考慮:如何盡可能降低能耗提高效率成為可持續(xù)建筑的重要課題●對可再生能源的利用:在設計中應盡量考慮再生能源，如自然通風、太陽能利用、天然能源的利用、自然的采光、利用雨水及表面積水、利用土壤/地下水提供的地熱資源等

●

對建筑物場地的充分考慮：它包括建筑物的朝向、定位布局，對地形地勢的利用、場地氣候條件和影響，對植被的考慮等

●開發(fā)空間:節(jié)省土地資源，有利于生態(tài)平衡、不破壞植被，不侵占農(nóng)田，有利于美化環(huán)境，凈化空氣，改善小氣候?！癖M可能使用無污染、易降解，可再利用的環(huán)境材料?！癖M可能利用當?shù)丶夹g、材料、以降低建造成本。

3.8.2尊重人為主體：可持續(xù)建筑在注重環(huán)保的同時應給使用者以足夠的關心?！癖M可能利用自然的方法創(chuàng)造宜人的溫度、濕度環(huán)境，在盡量減少能耗的同時保證甚至提高舒適性?！駝?chuàng)造良好的聲環(huán)境氛圍，給使用者提供一個安靜、和諧、宜人的居住、工作環(huán)境●建立立體的多層綠化系統(tǒng)，凈化小環(huán)境，改善小氣候●創(chuàng)造開敞的空間環(huán)境，使用者能更加方便地接近自然●良好的照明系統(tǒng)，合理的房間布局、宜人的環(huán)境●

創(chuàng)造良好的通風對流環(huán)境、建立自然空氣循環(huán)系統(tǒng)

使用者因素服務系統(tǒng)設計建筑設計3.9可持續(xù)建筑系統(tǒng)的設計過程金字塔原則3.8可持續(xù)建筑的設計重點3.8.1重點部位——在綜合平衡室內設計目標和室外環(huán)境要求中，分割內外空間的建筑外圍護結構(外墻、外窗、屋頂?shù)?無疑成為問題的關鍵。3.8.2重點目標——

由于人類發(fā)展與環(huán)境的主要矛盾是能源短缺和環(huán)境污染，因此高效利用潔凈能源和減少環(huán)境污染必然成為設計的重點。3.8.3重點方式——以設計(被動)方式為主，機械(主動)方式為輔，是目前實現(xiàn)高效利用潔凈能源同時減少污染和浪費的重點。3.8.2重點內容——太陽能等潔凈能源在采暖、制冷、通風、采光等4個方面的應用是目前此類建筑設計的重點內容?！?直接相關；□：間接相關；▲：有一定影響；○：無必然關聯(lián)可持續(xù)建筑技術組合■:直接相關；□：間接相關；▲：有一定影響；○：無必然關聯(lián)3.10常用設計方法3.10.1從“線性設計”到“整體設計”的方法。3.10.2從“普適設計”到“地方設計”。3.10.3從“灰色設計”到“綠色設計”的方法。3.11可持續(xù)建筑的基本原則與一般技術措施

可持續(xù)建筑應遵循一定的基本原則:節(jié)約化、生態(tài)化、人性化、無害化、集約化。這些原則服務于可持續(xù)建筑的最終目標。

原則細則

技術措施節(jié)約化節(jié)約能源節(jié)約建筑制造能源(即蘊能量)、節(jié)約建筑施工能源、節(jié)約運行和維護能源、節(jié)約拆除建筑的能源、節(jié)約交通能源、節(jié)約食物生產(chǎn)能源、節(jié)約各類運輸能源等、改進建筑的熱工性能，能利用自然通風與采光，利用各種清潔能源和可再生能源(太陽能、風能、水能、地熱能、生物能等),采用高效照明，減少利用機械設備改進建筑熱工性能的手段，選擇低蘊能量的建材，使用舊的建材，利用地方材料，多層次利用能源。

節(jié)約其他資源節(jié)水具體措施:收集利用雨水和井水，采用中水技術，采用各類節(jié)水設備，選擇制造時耗水少的建材。節(jié)材具體措施:利用舊材料，使用可循環(huán)材料，使用再生材料，減少無可持續(xù)來源材料的使用量，使用耐久材料等。節(jié)地重復利用和循環(huán)利用重復利用指對舊建筑進行更新、改造后再利用，對某此建筑材料、結構配件和設備進行重復利用。循環(huán)利用需要消耗一定的能量。盡量選擇再生材料，選用可循環(huán)使用的材料，在對建筑的廢棄物進行處理也要注重循環(huán)的可能性。原則細則

技術措施生態(tài)化建設自循環(huán)或半自循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)

將種植花草、蔬菜、養(yǎng)魚、養(yǎng)家畜結合，屋頂設太陽能收集器，收集糞便做沼氣供燃燒，收集雨水，廢水處理后再回用，用垃圾處理機處理垃圾以肥田等。在非城市地區(qū)提供大小適宜的庭院，供作戶種植糧食以達到完全自給自足。

建筑與自然地形、環(huán)境的結合

使用古人慣用的一些手法。對土壤成分、結構分析入手，并對坡度、地下水、土壤侵蝕、場地動物植物資源、光能資源、風能資源等進行研究，以適當?shù)慕ㄖ问胶驮O備措施達到順應小氣候、改進微環(huán)境。通過結合地形，選用地方材料。

原則細則

技術措施人性化尊重人

為人提供更高質量的聲、光、熱、濕度環(huán)境和景觀環(huán)境。加強自然通風，使用熱回收通風系統(tǒng)，關注人自我控制周圍環(huán)境的能力。為建筑的使用者提供更好的景觀環(huán)境。在室內不使用有毒材料、會揮發(fā)毒性的材料，只使用對人體無害的綠色建材。在設計中更著重安全性。

注重文化內涵

挖掘地方性的傳統(tǒng)建筑藝術形象，革新地方性、氣候特點濃厚的建筑技術加以利用，利用地方性材料表達地方色彩，吸引當?shù)鼐用駞⑴c設計、建設，使社區(qū)充滿活力。

提倡新的生活方式

就是提倡新的人性原則。反對物質至上主義，提倡節(jié)儉、循環(huán)，提倡人與自然的共存。它包括:盡量減少小汽車出行量，增加公共交通、步行、自行車的出行量，減少對土地的占有節(jié)約各類資源?等。

原則細則

技術措施無害化對地球的無害化

節(jié)約能源，選擇蘊能量少的材料，選擇地方材料，節(jié)約建筑運行的能源，選擇舊材料等。減少運輸?shù)木嚯x和量，使用潔清潔能源。不使用或少使用制造時排放CO2、SO2、H2S、CFCs、N2O及其它有毒物質的材料，選擇產(chǎn)生工業(yè)廢物少的材料。在施工時減少能源?、水等的利用，減少建筑垃圾。設計和使用循環(huán)系統(tǒng)。減少熱帶森林木材的用量。提倡新的生活方式，減少溫室氣體、CFCs等的排放。

對人無害化

在室內不使用有毒材料、會揮發(fā)毒性的材料，只使用對人體無害的綠色建材。在設計中更著重安全性。

對生態(tài)環(huán)境的無害化

關注場地，精心處理設計中、施工時對場地的可能性影響，對場地中的植被、動物、水系等進行深入的安排，設置植被和可滲透性鋪地，盡量不大挖大填，設計地下、半地下的覆土建筑等。在施工過程中少用大型機械。保護當?shù)靥赜械奈锓N和生態(tài)系統(tǒng)。減少廢物排放和空氣污染。

原則細則

技術措施集約化全壽命原則

生命周期成本預算對各類建筑元素的原始價格、運行消耗進行測算

開放設計

改變過去以建筑師為主的設計隊伍組織，將建筑師改為協(xié)調者，同結構工程師、設備專家、計算專家、某些方面的物理學家、力學家、業(yè)主、使用者共同推進設計。

智能化通過各類建筑電力、空調、給排水、衛(wèi)生、消防、安保、交通等設備的智能管理，形成節(jié)能、無廢、安全的人工生態(tài)環(huán)境。

基本出發(fā)點第四章城市與建筑可持續(xù)發(fā)展評價4.1可持續(xù)發(fā)展評價的內容

環(huán)境影響評估：生態(tài)影響評估：社會學、經(jīng)濟學評估：文化環(huán)境評估：視覺環(huán)境評估：（1）生態(tài)影響評估方法：①生態(tài)圖法②生態(tài)肌理分析法（因子和因子的作用）③類比法④列表清單法（關聯(lián)度影響度以表格體現(xiàn)）⑤質量指標法⑥景觀生態(tài)學法—空間格局分析，中、大尺度生態(tài)環(huán)境分析⑦系統(tǒng)分析法—整個系統(tǒng)的功能和結構，生態(tài)目標⑧生產(chǎn)力評價法—從生態(tài)生物生產(chǎn)角度，評價生物生產(chǎn)量、物種數(shù)量、綠色植物生產(chǎn)力⑨生物多樣性定量評價—多樣化、均勻度、優(yōu)勝度（2）可持續(xù)建筑的評價4.2評價制度

只單一因子或若干因子考慮，可能帶來其他因子的不可持續(xù)性，要根據(jù)長期廣泛的研究制定相對科學的制度、技術評價、經(jīng)濟方法等一個完整的有權威性的體系4.2.1環(huán)評的作用：

判斷哪些要保護、整改，預測影響和破壞，選擇哪些利用、改造、避免4.2.2環(huán)評的方法：

①社會經(jīng)濟影響評價②文化影響評價③視覺影響評價④生態(tài)城市綜合評價⑤建筑環(huán)境評價4.3可持續(xù)建筑環(huán)境評估體系

從20世紀80年代開始，隨著可持續(xù)建筑的發(fā)展趨勢越來越廣泛，許多建筑環(huán)境評價系統(tǒng)吸引了越來越多的人的關注。建筑環(huán)境評估體系是根據(jù)室內的、當?shù)氐囊约叭虻沫h(huán)境標準，對建筑進行一個全面的性能評估，通過這一評估體系能夠在建筑與建筑之間進行直接的性能比較。

英國建筑研究所(BRE)于1990年頒布的環(huán)境評估法(BREEAM)對建立評價建筑環(huán)境質量的綜合方法產(chǎn)生了國際影響。之后，大量的建筑環(huán)境評估體系不斷涌現(xiàn)并得到發(fā)展，如日本的CASBEE，美國的LEED．澳大利亞的NABERS，印度的TGBRS，中國的綠色奧運評估體系GBCAS等。4.3.1美國LEED評估體系（1）概述

美國綠色建筑協(xié)會(USGBC，USGreenBuildingCouncil)在1995年提出了LEED綠色建筑評估體系(LEED，Leadership，inEnergy&EnvironmentDesign)，并在2000年3月更新發(fā)布了它的2．0版本。這是美國綠色建筑協(xié)會為滿足美國建筑市場對綠色建筑評定的要求，以能源和環(huán)境設計為先導，基于當前可靠成熟的技術以及可接受的能源和環(huán)境原則，從整個建筑生命周期角度出發(fā)，提高建筑環(huán)境和經(jīng)濟特性而制定的一套基于自愿原則的權威的綠色建筑評定標準，為綠色環(huán)保且可持續(xù)的建筑設計提供指導。LEED是一個自我評價的系統(tǒng)，用于新建和既有的商業(yè)建筑、工業(yè)建筑和高層住宅建筑，具體包含了若干個得分點，項目根據(jù)各具體方面達到的要求，評出相應的得分，根據(jù)所得所有積分的累加來區(qū)別綠色建筑的級別。通過LEED評估的建筑項目可分為LEED2．0認證合格、銀獎認證、金獎認證、白金認證由低到高4個等級。這一評估體系較為綜合，操作程序較為簡單。

美國綠色建筑評估體系它從建筑場地選擇、節(jié)水、能源與環(huán)境、材料和資源、室內環(huán)境質量、創(chuàng)新設計與過程等六個方面對建筑進行評分，來確定綠色建筑的等級。其評價內容和所占權重比例見下頁表（2）評價項目表1：美國綠色建筑評估體系評估項目及權重

序號性能評估項目分數(shù)權重比例（%）

項目所包含的內容1可持續(xù)建筑場地選擇1420選址、城市再發(fā)展、交通、雨水管理、景觀與減小熱島效應、減小光污染

2節(jié)水57節(jié)水景觀、廢水處理、減少用水3能源與環(huán)境1725最優(yōu)能源性能、可再生能源、建筑交工驗收、破壞臭氧層、檢測和認證、綠色電力4材料和資源1319建筑的再利用、施工垃圾處理、資源再利用、再利用材料內容、當?shù)夭牧稀⒖焖僭偕牧?、被鑒定的木材5室內環(huán)境質量1522CO2監(jiān)測、增加通風的有效性、室內空氣品質管理計劃、低發(fā)射材料、室內化學和污染源控制、系統(tǒng)的控制能力、熱舒適、天然照明與景觀6創(chuàng)新設計和過程57創(chuàng)新設計、專業(yè)性設計合計60100

由此可見，按各個項目的重要性來分，依次是：能源與環(huán)境，室內環(huán)境質量，可持續(xù)建筑場地選擇，材料和資源。前四項已占到總體權重86%,當然，節(jié)水也是關系到資源的利用問題，創(chuàng)新設計和過程是其它五項實施的保證。通過對以上六個方面的各項內容的評比，每一項經(jīng)量化打分，最后給出對綠色建筑的綜合評價。評價分級如下:當積分在26～32時，評價為通過；當積分在33～38時，評價為銀級；當積分在39～51時，評價為金級；當積分在51分以上時，評價為鉑金級。4.3.2日本CasBee評估體系(1)概述

日本的可持續(xù)建筑評價是通過casBee建筑物綜合環(huán)境評價方法進行的。它以各種用途、各種規(guī)模的建筑物為評價對象，從“環(huán)境效率”定義出發(fā)進行評價。環(huán)境效率=(建筑物的服務價值)/(建筑物的環(huán)境負荷)，試圖評價建筑物采取措施降低對外界的環(huán)境負荷，在環(huán)境性能限定條件下提高建筑質量的效果。(2)評價內容和項目

建