淺析建筑整體環(huán)境性能設(shè)計(jì)

應(yīng) 穎

（南京東曉通信科技有限公司）

淺析建筑整體環(huán)境性能設(shè)計(jì)

應(yīng) 穎

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生態(tài)環(huán)境問題和能源危機(jī)己經(jīng)直接威脅了人類的生存和發(fā)展，而在所有人類活動(dòng)中，建筑活動(dòng)又是人類對(duì)自然資源和環(huán)境影響最大的活動(dòng)之一。無(wú)論出于對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和修復(fù)，還是僅僅出于維持人類子孫后代的生存條件，提高建筑整體環(huán)境性能己經(jīng)成為迫在眉睫的事情。

建筑；整體環(huán)境；性能設(shè)計(jì)

一、建筑整體環(huán)境性能設(shè)計(jì)的內(nèi)容

國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)組織在其發(fā)布的ISO TC 59(2002a) 中，對(duì)建筑整體環(huán)境性能評(píng)價(jià)建議包含以下內(nèi)容：室內(nèi)環(huán)境、能源、材料與資源、對(duì)周邊環(huán)境的沖擊、服務(wù)質(zhì)量、室外環(huán)境等。綠色建筑設(shè)計(jì)和建筑節(jié)能設(shè)計(jì)均涵蓋于建筑整體環(huán)境性能能范疇：我國(guó)《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50378-2006) 的公共建筑評(píng)價(jià)部分由土地、能源、水、材料4方面的資源利用和節(jié)約使用，以及室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量控制和建筑物運(yùn)營(yíng)管理等6大類評(píng)價(jià)指標(biāo)組成；與節(jié)能審查相關(guān)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)( 以《廣州建筑節(jié)能設(shè)計(jì)說(shuō)明專篇》中公共建筑部分為例)，涵蓋了ISO 中“能源”部分。兩者涉及的設(shè)計(jì)內(nèi)容各有側(cè)重，但均為環(huán)境性能一個(gè)或幾個(gè)方面的體現(xiàn)。

二、建筑整體環(huán)境性能設(shè)計(jì)的原則

1. 適應(yīng)項(xiàng)目特有的設(shè)計(jì)條件，因況制宜

項(xiàng)目特有的設(shè)計(jì)條件，可理解為從建設(shè)項(xiàng)目立項(xiàng)之初即就被決定的，不受人因素所影響的客觀因素，包括：基地的氣候和環(huán)境條件、基地現(xiàn)狀、建設(shè)當(dāng)?shù)馁Y源條件和項(xiàng)目要求等4 類。設(shè)計(jì)條件是判斷技術(shù)措施的合理性和具體運(yùn)形式提供了重要依據(jù)，因此，因況制宜設(shè)計(jì)原則中最重要的一項(xiàng)。

2.被動(dòng)優(yōu)先原則

被動(dòng)設(shè)計(jì)即指利用自然風(fēng)、太陽(yáng)光等自然資源，通過(guò)建筑手法解決建筑物通風(fēng)、采光、室內(nèi)溫度等需求，以減少對(duì)設(shè)備的依賴；在必需使用設(shè)備系統(tǒng)的情況下，應(yīng)優(yōu)先選用非用能設(shè)備。被動(dòng)技術(shù)多數(shù)為建筑手段，其建設(shè)投資和維護(hù)費(fèi)用都比較低，日常維護(hù)也比較容易，只要設(shè)計(jì)得當(dāng)，再配合計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)進(jìn)行量化評(píng)估和優(yōu)化，使用效果可以得到良好保證。

3. 適用優(yōu)先原則

環(huán)境性能技術(shù)措施的適用性是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念：由于功能、類型、所處環(huán)境、地域的不同，建筑的能源消耗特點(diǎn)及所產(chǎn)生的環(huán)境影響因此各異，設(shè)計(jì)策略的適用程度和設(shè)計(jì)需要重點(diǎn)解決的問題同時(shí)隨之變化。國(guó)際上常用“建筑全壽命周期碳排量”和“投資回報(bào)率(ROI)”等方法，從建筑環(huán)境負(fù)荷和投資經(jīng)濟(jì)性兩方面對(duì)環(huán)境性能設(shè)計(jì)措施進(jìn)行適用性權(quán)衡。我國(guó)在投資經(jīng)濟(jì)性方面的評(píng)價(jià)通常使用“靜態(tài)回收期”的概念，而建筑環(huán)境負(fù)荷方面則暫時(shí)還沒有自己的碳排量核算標(biāo)準(zhǔn)體系。

4.結(jié)果優(yōu)先原則

即使某項(xiàng)技術(shù)措施對(duì)項(xiàng)目而言是適用的，但在設(shè)計(jì)深化過(guò)程中仍然需要進(jìn)行不斷優(yōu)化，以保證其環(huán)境效益。因此，在經(jīng)過(guò)適用性選擇之后，還需對(duì)技術(shù)措施進(jìn)行以運(yùn)作結(jié)果為導(dǎo)向的“調(diào)試”甚至進(jìn)一步“開發(fā)”?！敖Y(jié)果”包含兩方面內(nèi)容，一是單項(xiàng)措施的運(yùn)作結(jié)果，二是所有措施整體運(yùn)作的最終結(jié)果；而后者又比前者更為重要。

三、建筑整體環(huán)境性能設(shè)計(jì)中存在的問題

節(jié)能審查制度的實(shí)施范圍決定了建筑節(jié)能設(shè)計(jì)是國(guó)內(nèi)目前最為普及，在建筑設(shè)計(jì)工作中影響范圍最廣的環(huán)境性能設(shè)計(jì)工作。節(jié)能審查制度的強(qiáng)制推行對(duì)落實(shí)建筑節(jié)能工作起了直接而重要的行政監(jiān)管以及引導(dǎo)作用。由于目前現(xiàn)階段的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)主要面向材料、構(gòu)造、設(shè)備等方面，屬于設(shè)計(jì)流程中建筑布局、朝向、體型設(shè)計(jì)之后的子環(huán)節(jié)。由于后者決定了建筑物基礎(chǔ)能耗的高低，且到了材料和構(gòu)造設(shè)計(jì)階段基本不作更改，如果由于上述基本設(shè)計(jì)有所不足而造成材料構(gòu)造方案無(wú)法滿足節(jié)能設(shè)計(jì)要求，那么設(shè)計(jì)人員通常避免牽動(dòng)至上一個(gè)設(shè)計(jì)階段的建筑布局、朝向、體型設(shè)計(jì)，而選擇在當(dāng)前階段對(duì)材料構(gòu)造進(jìn)行修改優(yōu)化；但無(wú)論對(duì)材料構(gòu)造再進(jìn)行怎樣優(yōu)化，提高環(huán)境性能的效果通常比較有限，或者需要使用內(nèi)化能相對(duì)較高的材料來(lái)滿足節(jié)能計(jì)算。節(jié)能設(shè)計(jì)流程僅在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中的材料構(gòu)造階段為環(huán)境性能設(shè)計(jì)提供參考，而對(duì)從整體上提高建筑整體環(huán)境性能能則仍不全面；而節(jié)能設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)也不適宜直接套用于環(huán)境性能設(shè)計(jì)中。

四、提高建筑整體環(huán)境性能設(shè)計(jì)的策略

1.計(jì)內(nèi)容應(yīng)涵蓋建筑物各部分，設(shè)計(jì)目標(biāo)應(yīng)貫穿整個(gè)過(guò)程

由于建筑整體環(huán)境性能能是一個(gè)整合的概念，各組成部分對(duì)整體性能的提升均具有不可忽略的作用。改善建筑整體環(huán)境性能能需要從整體上進(jìn)行，并非僅通過(guò)優(yōu)化一扇窗一堵墻而實(shí)現(xiàn)；同時(shí)，建筑設(shè)計(jì)是一個(gè)從宏觀層面( 規(guī)劃、場(chǎng)地布局)逐步細(xì)化至微觀層面( 材料構(gòu)造) 的過(guò)程，所有階段的工作都在前一階段設(shè)計(jì)成果的基礎(chǔ)上進(jìn)行。宏觀層面的環(huán)境性能設(shè)計(jì)對(duì)建筑整體性能的提升比微觀層面的局部改善更具明顯效果。因此，環(huán)境性能設(shè)計(jì)應(yīng)涵蓋建筑物的所有方面，同時(shí)將設(shè)計(jì)目標(biāo)貫穿過(guò)程始末。

2. 設(shè)計(jì)工作應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)碾A段劃分

劃分首先需要符合一般建筑方案設(shè)計(jì)及深化過(guò)程的特點(diǎn)。建筑整體環(huán)境性能能屬于建筑物綜合性能在環(huán)境效益方面的體現(xiàn)，因此，環(huán)境性能設(shè)計(jì)與一般方案設(shè)計(jì)具有同樣的思維深化過(guò)程，對(duì)其進(jìn)行工作階段劃分，應(yīng)首先符合建筑方案設(shè)計(jì)“規(guī)劃及場(chǎng)地布局—建筑體型及室內(nèi)空間—材料構(gòu)造”的從宏觀到微觀的過(guò)程特點(diǎn)。

進(jìn)行評(píng)價(jià)決策的節(jié)點(diǎn)，利用“依賴關(guān)系結(jié)構(gòu)矩陣?yán)碚?DDSM)”的方法，將設(shè)計(jì)工作劃分為具有明確序列關(guān)系的兩個(gè)階段，尤其對(duì)于存在明顯“影響/ 依賴”關(guān)系的兩部分工作，“影響方”的性能效果是決定“依賴方”最終效果的重要因素。如：風(fēng)、太陽(yáng)光等自然環(huán)境能量作用在建筑物上，建筑物外表面形成的不同程度的能量分布很大程度決定了室內(nèi)環(huán)境的采光通風(fēng)和熱舒適度，以及建筑方案對(duì)室外次生環(huán)境的影響；同時(shí)，它也決定了建筑物在外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的形式、材料、構(gòu)造等方面所需解決和消除的外界環(huán)境不利影響程度之高低。因此，包括建筑布局、間距、朝向、體形在內(nèi)的建筑物外邊界形態(tài)設(shè)計(jì)，應(yīng)先于外圍護(hù)材料構(gòu)造等細(xì)化設(shè)計(jì)而進(jìn)行。

作階段劃分可以更為細(xì)化，如：在建筑表皮細(xì)化中，“外圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)”與“墻體門窗材料構(gòu)造設(shè)計(jì)”可進(jìn)一步劃分為兩個(gè)階段，以確保合適的建筑窗墻比和外圍護(hù)形式不會(huì)導(dǎo)致夏季得熱過(guò)多或采光不足。

3.階段加入決策環(huán)節(jié)，同時(shí)配以合適的決策標(biāo)準(zhǔn)

建筑方案的發(fā)展方向受設(shè)計(jì)決策標(biāo)準(zhǔn)的影響，因此，各階段除設(shè)計(jì)內(nèi)容外還應(yīng)設(shè)置決策環(huán)節(jié)，使階段成果得到及時(shí)評(píng)估和優(yōu)化；決策環(huán)節(jié)還需配以適宜的決策原則：“因況制宜”和3 個(gè)“優(yōu)先”應(yīng)作為決策標(biāo)準(zhǔn)的制定原則，并據(jù)此判斷措施的適用性、權(quán)重系數(shù)，以及措施的開發(fā)運(yùn)用程度等。其中，“草圖構(gòu)思”階段是建筑師根據(jù)調(diào)研結(jié)果和對(duì)環(huán)境性能措施進(jìn)行分析篩選的結(jié)果作為設(shè)計(jì)依據(jù)，進(jìn)行思維創(chuàng)作并提出概念性方案的環(huán)節(jié)，可僅著重考慮概念方案在經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、美觀等方面的表現(xiàn)；后續(xù)階段則需要從宏觀到微觀對(duì)建筑方進(jìn)行全面的環(huán)境性能評(píng)估及優(yōu)化，其決策標(biāo)準(zhǔn)可以由設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)、業(yè)主等項(xiàng)目參與者根據(jù)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)條件、設(shè)計(jì)定位、設(shè)計(jì)目標(biāo)等內(nèi)容，在符合環(huán)境性能設(shè)計(jì)要求的前提下靈活確定。

結(jié)論

在以往的建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)方案的構(gòu)思、深化及決策判斷常只以概念、功能組織作為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)環(huán)境、氣候、采光、通風(fēng)等方面的考慮只限于較為粗淺或較為片面的定性思考，缺乏綜合評(píng)估和判斷。在環(huán)境問題口益嚴(yán)峻的今天，理應(yīng)在方案設(shè)計(jì)過(guò)程中把對(duì)建筑整體環(huán)境性能能的綜合考量作為決策判斷權(quán)衡的一個(gè)重要因素，即依據(jù)建筑整體環(huán)境性能能的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求，在設(shè)計(jì)流程中加入對(duì)環(huán)境的綜合分析和取舍。

[1]沈克寧.設(shè)計(jì)方法論并非設(shè)計(jì)方法[J].華中建筑，2013.

[2]劉聰.綠色建筑并行設(shè)計(jì)過(guò)程研究[J].城市建筑，2014.

[3]王益.綠色建筑的綠色性與設(shè)計(jì)流程[J].工程與建設(shè)，2014.

[4]肖毅強(qiáng).“臨時(shí)性建筑”概念的發(fā)展分析[J].建筑學(xué)報(bào)，2013.

應(yīng)穎(1986.9-)女；江蘇；學(xué)士學(xué)位；建筑師；初級(jí)工程師；建筑環(huán)境性能設(shè)計(jì)；南京東曉通信科技有限公司

TU7

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1007-6344（2016）03-0117-01

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