孫元
(中旭建設(shè)集團(tuán)有限公司杭州分公司,浙江 杭州 310000)
目前,由于我國(guó)的環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越突出,而城市的用地也越來(lái)越少。高樓既能節(jié)省土地資源,又能騰出大面積的綠地,又能提高人們的居住環(huán)境,緩解土地資源短缺和環(huán)境污染等問(wèn)題。然而,在實(shí)際工程中,由于工程建設(shè)需要耗費(fèi)巨大的人力物力,因此在建設(shè)、交通等方面產(chǎn)生的廢物也會(huì)對(duì)周圍的生態(tài)造成一定的影響。在這樣的大背景下,綠色建筑是一種既能保障建筑自身的組織結(jié)構(gòu),又能降低對(duì)建筑的環(huán)境和資源的耗用,又能實(shí)現(xiàn)自然、建筑與人之間的協(xié)調(diào)。
環(huán)境建設(shè)是一種現(xiàn)代化的產(chǎn)物,它將建筑和周圍的一切都完美地結(jié)合在一起。其基本依托于自然條件,并在此基礎(chǔ)上構(gòu)筑了一個(gè)生態(tài)體系。生態(tài)建筑就是運(yùn)用現(xiàn)代建筑技術(shù)和生態(tài)學(xué)的基本思想,對(duì)其進(jìn)行合理的組織與布置,使其與周圍的環(huán)境融為一體。它還具有自我調(diào)節(jié),良好的內(nèi)部功能和條件。它不僅滿足了居民的生活需求,而且促進(jìn)了環(huán)境、建筑和居民之間形成和諧統(tǒng)一。在當(dāng)前的時(shí)代背景環(huán)境下,我國(guó)最為主要的耗能產(chǎn)業(yè)莫過(guò)于建筑行業(yè),該該領(lǐng)域當(dāng)中,進(jìn)行高層建筑建造時(shí),需要消耗非常大的原材料與相關(guān)資源。因此,在設(shè)計(jì)中要綜合考慮節(jié)能和成本控制的功能。生態(tài)建筑在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,可以為居民創(chuàng)造良好健康的綠色空間,減少能源消耗和污染,對(duì)生態(tài)環(huán)境的有效利用,有利于人類與自然和諧發(fā)展,達(dá)到社會(huì)和經(jīng)濟(jì)利益最大化。
就現(xiàn)階段我國(guó)的建筑領(lǐng)域發(fā)展態(tài)勢(shì)而言,其普遍還處在于一個(gè)大消耗的狀態(tài)下,即眾多高層建筑在進(jìn)行建造的時(shí)候需要消耗非常巨大的能源與耗材。與此同時(shí),在整個(gè)建造過(guò)程中還將出現(xiàn)大量的廢棄物排放,包括廢水、廢氣與廢料等。針對(duì)這樣一些現(xiàn)象的存在,從建設(shè)設(shè)計(jì)角度出發(fā),以環(huán)境為依托進(jìn)行建筑的建造是每一個(gè)環(huán)境建筑師需要重點(diǎn)考量的問(wèn)題。即在環(huán)境保護(hù)理念的基礎(chǔ)上,充分利用環(huán)境與實(shí)地材料進(jìn)行有關(guān)建筑的設(shè)計(jì)與建造,進(jìn)而有效實(shí)現(xiàn)生態(tài)建筑的相關(guān)要求。通常情況下,在高層建筑的建造設(shè)計(jì)中,生態(tài)建筑理念的融合與實(shí)施最為主要的目的就是最大化的降低能源損耗,并顯著提升建筑材料的回收再利用,以及最大化的對(duì)廢棄物排放進(jìn)行有效控制。在建筑領(lǐng)域高速發(fā)展的當(dāng)下,可以通過(guò)多種新型技術(shù)的實(shí)施來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目的,從而最大化的保障人類與環(huán)境的和平統(tǒng)一與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,并最終創(chuàng)設(shè)良好的、健康的生活環(huán)境。我國(guó)目前的能源消耗量巨大,但中國(guó)的能源儲(chǔ)量低于世界平均水平。因此,有必要提倡可再生能源,發(fā)展可持續(xù)經(jīng)濟(jì)。傳統(tǒng)的建筑模式只考慮人類生活的舒適度,沒(méi)有考慮與自然環(huán)境的融合,浪費(fèi)能源、污染環(huán)境。空氣污染、噪音污染等,總是侵犯人身安全。目前,許多發(fā)達(dá)國(guó)家的建筑師和設(shè)計(jì)師已經(jīng)充分考慮到自然環(huán)境與人類居住環(huán)境的關(guān)系,為生態(tài)住宅的建設(shè)提供了依據(jù)。許多新城市推廣生態(tài)建設(shè)模式,效果良好。
現(xiàn)如今,伴隨著人們生活水平的不斷提升,以及伴隨著科技力量的不斷發(fā)展,人類對(duì)居住品質(zhì)和生態(tài)環(huán)境的需求不斷提高,對(duì)居住空間的舒適度也在不斷提高。所以,今后的發(fā)展方向是提高城市的居住品質(zhì)和生態(tài)環(huán)保。以環(huán)保建筑為基礎(chǔ),在進(jìn)行高層建筑建造設(shè)計(jì)時(shí),需要充分考量其環(huán)保性,從而積極使用一些綠色建筑材料,進(jìn)而有效控制有害氣體、無(wú)線電波與輻射對(duì)于人類身體的傷害。包括合理利用空調(diào)來(lái)促進(jìn)室內(nèi)空氣的流通和將室內(nèi)溫濕度調(diào)控在人體舒適的范圍內(nèi),以及充分利用吸音材料來(lái)進(jìn)行噪音的有效杜絕等。
在建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中,需要充分提升對(duì)現(xiàn)有自然資源與因素的利用度,包括將空氣、水、綠植、土壤等環(huán)境因素與高層建筑科學(xué)結(jié)合,為建筑提供更多的設(shè)計(jì)可能性。既可以減少高層建筑的能源消耗,又可以為住戶創(chuàng)造一個(gè)更加舒適的、環(huán)保的居住空間。同時(shí),為了節(jié)約建設(shè)費(fèi)用,降低對(duì)環(huán)保的影響,在設(shè)計(jì)時(shí)要重視可持續(xù)利用的可持續(xù)發(fā)展的能量。目前廣泛使用的可再生能源是太陽(yáng)能,通過(guò)高科技、自然通風(fēng)和自然光的有效結(jié)合,可以減少照明對(duì)高層建筑的負(fù)面影響,創(chuàng)造一個(gè)生態(tài)健康的生活環(huán)境。
從設(shè)計(jì)到拆樓,高樓的整個(gè)流程都是在不斷地生長(zhǎng)和消亡。所以,在設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)充分考慮到高層住宅自身的調(diào)控作用,合理地進(jìn)行室內(nèi)溫濕度調(diào)控與通風(fēng)采光調(diào)控等,實(shí)現(xiàn)自我排放與消化。
自然界環(huán)境中,各類系統(tǒng)大都是由無(wú)機(jī)物與有機(jī)物相互組合而成,二者相互作用、和諧統(tǒng)一。但是在我們的建筑領(lǐng)域,大多數(shù)建筑材料的元素構(gòu)成都是無(wú)機(jī)物,因此由于大量建筑活動(dòng)的進(jìn)行,使得我們所生活的環(huán)境中的無(wú)機(jī)物比重正在逐漸增大。從而也就漸漸打破了自然界環(huán)境中無(wú)機(jī)物與有機(jī)物的和諧統(tǒng)一,即促使生態(tài)環(huán)境越來(lái)越無(wú)機(jī)化,并最終整體失衡,進(jìn)而給人類帶來(lái)越來(lái)越多的負(fù)面影響?;诖?,為有效改善人們的生活環(huán)境,促使人們有更為高質(zhì)量的生存狀態(tài),就必須要針對(duì)建筑領(lǐng)域進(jìn)行革新,即通過(guò)生態(tài)建筑設(shè)計(jì)來(lái)促使人工環(huán)境與自然環(huán)境保持良好的穩(wěn)定狀態(tài)。如此,在高層建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中,有機(jī)建筑材料與無(wú)機(jī)建筑材料的應(yīng)用比例就顯得尤為重要。
為促使人工環(huán)境與自然環(huán)境之間穩(wěn)定狀態(tài)的保持,不僅需要從橫向角度來(lái)加以改善,還需要從縱向角度來(lái)加以改善。例如,可以通過(guò)開放空間的適當(dāng)增加來(lái)促使兩個(gè)環(huán)境系統(tǒng)之間的有機(jī)融合與互動(dòng),從而極大的增強(qiáng)兩個(gè)環(huán)境系統(tǒng)之間的狀態(tài)穩(wěn)定性和活躍性。具體而言,站在建筑學(xué)的角度來(lái)看,在人們所設(shè)計(jì)建造的建筑空間中,融入更多的自然環(huán)境因素,可以在很大程度上提升人們對(duì)于自然環(huán)境的適應(yīng)力。而與此同時(shí),站在自然界的角度來(lái)看,在自然環(huán)境中創(chuàng)建更多的人工生態(tài)環(huán)境,可以在一定程度上提升各類物種的生存質(zhì)量與幾率。如此,二者的有機(jī)融合,不僅能夠保障生物的多樣化,還能夠保障都市的生機(jī)化。在高層建筑的實(shí)際建造過(guò)程中,除了需要更進(jìn)一步的進(jìn)行橫向空間發(fā)展外,還需要更進(jìn)一步的進(jìn)行縱向空間發(fā)展。面對(duì)該發(fā)展形勢(shì),當(dāng)下最為常見的一種做法就是進(jìn)行垂直景觀美化,并將其與垂直空間進(jìn)行有效整合(見圖1)??傮w而言,建筑與環(huán)境之間是需要相互滲透的,這也正是生態(tài)建筑最為核心的理念所在,包括將建筑的無(wú)機(jī)屬性轉(zhuǎn)化為有機(jī)屬性,從而在此過(guò)程中增強(qiáng)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中人工環(huán)境的生命力。
圖1 高層生態(tài)建筑示意圖
在生態(tài)建筑這一全新的建筑理念下,對(duì)于所設(shè)計(jì)的高層建筑,不僅需要充分考量到建筑的節(jié)能屬性,同時(shí)也需要充分考量到建筑區(qū)域的自然生態(tài)穩(wěn)定,從而在找到平衡點(diǎn)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)高層建筑與自然生態(tài)的有機(jī)統(tǒng)計(jì)。實(shí)踐策略如下。
在高層建筑的設(shè)計(jì)和研究過(guò)程中,應(yīng)綜合考慮高層建筑空間構(gòu)成的方法。生態(tài)設(shè)計(jì)的空間分布必須認(rèn)識(shí)到節(jié)能與舒適之間的平衡。因此,有必要從功能分區(qū)與舒適度的角度來(lái)描述高層建筑的設(shè)計(jì)實(shí)踐。在主要交通站點(diǎn),要合理有效地利用經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和熱環(huán)境的三維空間。同時(shí),要充分保障公共空間生態(tài)屬性的良好,包括采光、通風(fēng)的充足等。
在對(duì)一個(gè)建筑空間進(jìn)行建造設(shè)計(jì)的時(shí)候,對(duì)于其空間結(jié)構(gòu)需要重點(diǎn)考量,從而有效解決建筑空間的經(jīng)濟(jì)性、特色性等問(wèn)題。而與此同時(shí),在生態(tài)建筑理念下,還需要充分考量空間布局與人們舒適度與節(jié)能度的契合。內(nèi)部空間對(duì)景觀的影響; 對(duì)自然光照和氣溫有一定的需求。所以,在進(jìn)行動(dòng)態(tài)、靜態(tài)和功能性的劃分時(shí),一定要注意到這一點(diǎn)。在交通和場(chǎng)所的規(guī)劃中,要充分考慮結(jié)構(gòu)的整體性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境舒適性和熱效率。在保證室內(nèi)空間條件足夠的情況下,要進(jìn)一步保障衛(wèi)生間、樓梯等設(shè)施中的良好采光和通風(fēng)條件。生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)和能源的流通,為人類的生存與發(fā)展創(chuàng)造了條件。所以,在高層住宅的設(shè)計(jì)中,應(yīng)充分考慮到城市的生態(tài)環(huán)境和自然環(huán)境的改變,強(qiáng)調(diào)其結(jié)構(gòu)與環(huán)境特征,即在充分尊重實(shí)地環(huán)境特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,有效協(xié)調(diào)人工環(huán)境與自然環(huán)境的相互統(tǒng)一。
對(duì)于生態(tài)建筑理念在高層建筑當(dāng)中的落實(shí),最為重要的手段就是充分利用了生態(tài)系統(tǒng)中能量與物質(zhì)之間的循環(huán)轉(zhuǎn)換機(jī)制。而與此同時(shí),在設(shè)計(jì)建造高層建筑時(shí),需要高度重視建筑結(jié)構(gòu)與環(huán)境之間的良好整合,包括在尊重實(shí)地環(huán)境特點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)與建造。
“高層建筑物表皮” 是指對(duì)建筑物的外部和外部進(jìn)行綜合的外部和外部的綜合的環(huán)保作用,其中包含了建筑物的外部和內(nèi)部墻體。集成的附件組件。對(duì)于傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì),更多的強(qiáng)調(diào)建筑表皮的裝飾功能和屋頂可見元素的疊加。高層表皮生態(tài)設(shè)計(jì)實(shí)踐將生態(tài)建筑融入表皮控制和高層建筑的功能、多維設(shè)計(jì)。比如,要留意房屋表面的陽(yáng)光照射,以及化學(xué)成分和煙霧對(duì)通風(fēng)的表面因子的不利作用。從更全面的角度來(lái)看,長(zhǎng)江中下游有著最好的高層建筑表皮的生態(tài)設(shè)計(jì)。
在過(guò)去的高層次設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)師更多地關(guān)注表面的視覺(jué)效果; 建筑的可視性與裝潢作用被忽視,其生態(tài)類型被忽視。從生態(tài)學(xué)的角度出發(fā),設(shè)計(jì)者應(yīng)該重視對(duì)人體肌膚的支持與調(diào)控作用,比如對(duì)有機(jī)物的污染; 煙霧,生理舒適,自然光,熱輻射等。環(huán)境?;谏鷳B(tài)建筑理念,高層建筑設(shè)計(jì)需要遵循可持續(xù)自生、循環(huán)利用、減廢、能源優(yōu)化、協(xié)調(diào)共存五項(xiàng)原則,實(shí)現(xiàn)綠色、環(huán)保、高節(jié)能。為生態(tài)環(huán)境保護(hù)和節(jié)能提供可能,并注意使用自然環(huán)境、自然通風(fēng)和自然采光。對(duì)于傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì),更多的強(qiáng)調(diào)建筑表皮的裝飾功能和屋頂可見元素的疊加。高層表皮生態(tài)設(shè)計(jì)實(shí)踐將生態(tài)建筑融入表皮控制和高層建筑的功能、多維設(shè)計(jì)。從更全面的角度來(lái)看,長(zhǎng)江中下游最好的高層建筑表皮的生態(tài)設(shè)計(jì)。將環(huán)保實(shí)踐融入高層建筑的形態(tài)設(shè)計(jì)中。在高層建筑整體造型設(shè)計(jì)過(guò)程中,應(yīng)將生態(tài)建筑理念融入到高層建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐中,按照和諧、綠色的原則,進(jìn)行綠色生態(tài)建筑的設(shè)計(jì)。最大限度地處理廢物、最大限度地減少能源使用和優(yōu)化綠色循環(huán)的原則?;谝陨蠋c(diǎn),法律生態(tài)系統(tǒng)的各種可能性的延續(xù),如VR等新技術(shù)的采用,以及在高層建筑模型設(shè)計(jì)實(shí)踐中的合理應(yīng)用,將提高人們的舒適度。自然環(huán)境和人們的生活體驗(yàn)。改善高層建筑的整體居住體驗(yàn)。
在整個(gè)高層建筑造型設(shè)計(jì)過(guò)程中,應(yīng)按照和諧、綠色的原則,將環(huán)境建筑的理念融入高層建筑的造型設(shè)計(jì)實(shí)踐中。鑒于原生態(tài)系統(tǒng)具有最大化廢棄物處理、最小化能源使用、改善綠色循環(huán)等多種可能性,應(yīng)采用VR等新技術(shù)合理設(shè)計(jì)綠色生態(tài)建筑?;谝陨蠋c(diǎn),將這種方法繼續(xù)應(yīng)用到高層建筑模型設(shè)計(jì)的實(shí)踐中,將會(huì)提高自然環(huán)境的舒適度和人們的居住體驗(yàn),從而提升高層建筑的整體居住體驗(yàn)。
減少建筑全生命周期對(duì)不可再生資源的依賴是環(huán)境建筑設(shè)計(jì)研究的重要課題。本質(zhì)是如何在營(yíng)造舒適的空間環(huán)境的基礎(chǔ)上,降低建筑的能耗。而想要降低建筑能耗就必須要充分了解建筑能耗的模式,并針對(duì)性提出改善方案。現(xiàn)階段的改善方案主要包括有被動(dòng)節(jié)能與主動(dòng)節(jié)能兩種模式。前一種模式是在不使用任何設(shè)備的情況下進(jìn)行室內(nèi)環(huán)境改善?,F(xiàn)如今,伴隨著綠色理念在建筑行業(yè)的廣泛推廣,該模式的應(yīng)用越來(lái)越成熟,并且已經(jīng)發(fā)展成為當(dāng)前建筑領(lǐng)域的首選節(jié)能模式。其主要有以下幾項(xiàng)優(yōu)點(diǎn): 首先是對(duì)于一些特定區(qū)域的氣候具有極強(qiáng)的適應(yīng)能力; 其次是對(duì)于傳統(tǒng)能源的依賴性較低,如電力能源。以高層公寓樓為例,電梯中心、服務(wù)線的位置充當(dāng)了室內(nèi)空間和室外環(huán)境之間的熱緩沖,因此在沒(méi)有電力開空調(diào)的情況下也不會(huì)使得人們有過(guò)多的不適應(yīng)感。值得注意的是,在被動(dòng)節(jié)能的基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)倪\(yùn)用一些電力設(shè)備,可形成一種半被動(dòng)與半主動(dòng)的節(jié)能模式,其介于二者之間,同樣有著較為良好的建筑能耗節(jié)能效果。主動(dòng)節(jié)能模式的特點(diǎn)是建筑本身可以全部或部分實(shí)現(xiàn)能源自給,也是最接近建筑環(huán)保理念的建筑運(yùn)行模式。大自然的生態(tài)體系典型地通過(guò)太陽(yáng)把綠色的光和熱轉(zhuǎn)換成化學(xué)物質(zhì),從而推動(dòng)一個(gè)生態(tài)周期。容積模型是一種利用技術(shù)方法使建筑物能量達(dá)到自足的運(yùn)作方式。例如,太陽(yáng)能熱水器,光電設(shè)備等。應(yīng)指出,盡管有源節(jié)能模型在理論上較為成熟,但因技術(shù)障礙等因素,仍處在起步階段。一般情況下,要想達(dá)到自供,就必須要有大量的精密儀器,而儀器的增多也會(huì)導(dǎo)致建筑物中的有機(jī)成分的增加,其中既有傳統(tǒng)的能耗,也有物力的浪費(fèi),這些都會(huì)造成不良的環(huán)境后果。以上只是對(duì)大廈認(rèn)可的運(yùn)營(yíng)模式的粗略介紹。在實(shí)際使用中,建筑師需要靈活組合以上不同的風(fēng)格,以達(dá)到完美的節(jié)能效果。
建筑材料是一個(gè)建筑的主要載體所在,因此其對(duì)于一個(gè)建筑的環(huán)境性能有著非常巨大的影響。基于生態(tài)建筑理念所設(shè)計(jì)或建造的建筑,需要對(duì)建筑材料的回收利用加以高度重視,即在建筑過(guò)程中所應(yīng)用的一些材料與構(gòu)建必須是可以再次回收利用的。只有這樣才能夠?yàn)楹罄m(xù)的建筑垃圾處理提供更為良好的渠道與途徑。自然系統(tǒng)的運(yùn)行中沒(méi)有浪費(fèi)行為,剩余的材料將被其他物種使用,這就是大自然旋轉(zhuǎn)內(nèi)部物質(zhì)和能量的方式。如果將大自然的這一循環(huán)利用模式應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中,將最大化的減少建筑垃圾,以及高效發(fā)展生態(tài)建筑。
可見,環(huán)境建筑是現(xiàn)代科技的共同成果。隨著科技的進(jìn)步,我們的家將變得更加人性化和環(huán)保,從此擺脫冰冷的范式,實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧。未來(lái)的世界是重視生態(tài)環(huán)境、尋求人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展的世界。高層建筑在建設(shè)中存在一些問(wèn)題,比如能源消耗等,因此生態(tài)建筑在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用對(duì)于推動(dòng)建筑業(yè)的發(fā)展非常重要。