建筑·生態(tài)·技術(shù)

張　妍

摘要:通過對綠色建筑起源的追溯,闡述了綠色建筑之基本內(nèi)涵、理論原則及實(shí)踐方法,并對中國綠色建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行了思考。

關(guān)鍵詞:綠色建筑 綠色技術(shù) 生態(tài)良性循環(huán) 可持續(xù)發(fā)展 環(huán)境

0 引言

20世紀(jì)科技的進(jìn)步與社會(huì)生產(chǎn)力的高速發(fā)展,加速了人類文明的進(jìn)程。隨著新技術(shù)革命的到來,整個(gè)世界正面臨著新的挑戰(zhàn)?？茖W(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展不僅推動(dòng)著生產(chǎn)力的大幅度提高,而且全面深刻地影響著社會(huì)生活和人們的思維方式,致使社會(huì)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、政治體制、社會(huì)關(guān)系、生活方式以至于思想觀念,都將在這次變革面前經(jīng)受考驗(yàn)。人類也正面臨著一系列環(huán)境與發(fā)展問題的嚴(yán)重挑戰(zhàn)。人口劇增、資源過渡消耗、氣候變異、環(huán)境污染和生態(tài)破壞等問題威脅著人類的生存發(fā)展。實(shí)踐證明,傳統(tǒng)的發(fā)展模式和消費(fèi)方式已經(jīng)難以為繼,必須努力尋求一條人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展與資源及環(huán)境相互協(xié)調(diào),既能滿足當(dāng)代人的需求,又能滿足其不斷發(fā)展需求的可持續(xù)發(fā)展道路。

1 綠色建筑的緣起

1972年聯(lián)合國召開了“人類環(huán)境大會(huì)”,世界各國認(rèn)識(shí)到人類必須在自然環(huán)境所提供的時(shí)空框架內(nèi)發(fā)展社會(huì)與經(jīng)濟(jì),同時(shí)按照自然資源所賦與的條件安排自己的生活方式,從而重新界定了人與自然的關(guān)系,確立了“以環(huán)境為中心”的發(fā)展思想。

80年代開始在全球興起的“綠色運(yùn)動(dòng)”和“綠色革命”,正是人類面臨困境時(shí)為獲得持續(xù)生存的自救政策,是探索人類自我生存和生活環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容?！熬G色”思想的出發(fā)點(diǎn)是保護(hù)自然資源,調(diào)整人類行為。滿足自然生態(tài)的良性循環(huán),保證人類生存的安全。在經(jīng)濟(jì)方面,它提倡的單純消費(fèi)性經(jīng)濟(jì),追求經(jīng)濟(jì)和生態(tài)雙重目標(biāo),在保證經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的同時(shí),建立一種既能滿足人類的物質(zhì)需要,又不至于破壞生態(tài)平衡的保護(hù)性經(jīng)濟(jì)。在社會(huì)方面,它主張控制人口,提倡計(jì)劃生育,協(xié)調(diào)不同種族、性別和年齡的人們,創(chuàng)造和諧的生活,享受勞動(dòng)的快樂,維護(hù)世界和平。在環(huán)境方面,它認(rèn)為自然和人類共屬于一個(gè)不可分割的領(lǐng)域,自然組織和人類組織的交互作用和平衡發(fā)展,才能使人類自身生存下去。在技術(shù)方面,它倡導(dǎo)推廣使用那些不污染環(huán)境、不破壞生態(tài)平衡、利用可再生自然資源的技術(shù)拋棄目前。面對保護(hù)生態(tài)環(huán)境,維護(hù)生態(tài)平衡這一全球性課題以及日益蓬勃發(fā)展的綠色運(yùn)動(dòng),在建筑這一與人類息息相關(guān)的領(lǐng)域,“綠色建筑”開始日益受到關(guān)注。

2 綠色建筑的基本內(nèi)涵和理論原則

伴隨著“綠色運(yùn)動(dòng)”的興起和發(fā)展,“可持續(xù)發(fā)展”成為全球的行動(dòng)綱領(lǐng),《寂靜的春天》、《設(shè)計(jì)結(jié)合自然》等專著相繼問世,生態(tài)世界觀開始成為人與自然和諧相處的行為準(zhǔn)則。與此同時(shí),生態(tài)學(xué)、社會(huì)學(xué)等學(xué)科不斷向建筑學(xué)領(lǐng)域擴(kuò)展,促使人們對傳統(tǒng)建筑觀念進(jìn)行反思?！熬G色建筑學(xué)”的產(chǎn)生是建筑學(xué)發(fā)展的必然結(jié)果,是可持續(xù)發(fā)展在建筑學(xué)方面的具體體現(xiàn),它從生態(tài)學(xué)的角度闡述了建筑在生態(tài)系統(tǒng)中的角度和功能,使人們對于建筑有了新的理解和認(rèn)識(shí)。

綠色建筑為達(dá)到可持續(xù)發(fā)展之目的,需采用符合生態(tài)原則的設(shè)計(jì)方法,其目的在于把我們對環(huán)境的負(fù)面影響減少至最低程度,并為人們創(chuàng)造健康舒適的居所。所謂綠色建筑,就是以生態(tài)學(xué)的科學(xué)原理指導(dǎo)建筑實(shí)踐,以人、建筑、自然和社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展為目標(biāo),創(chuàng)造人工與自然相互協(xié)調(diào)、良性循環(huán)、有機(jī)統(tǒng)一的建筑空間環(huán)境。其核心——“綠色”的本質(zhì)是物質(zhì)系統(tǒng)的首尾相接,無廢無污、高效和諧,開放式閉合性良性循環(huán)。綠色建筑觀為建筑的研究提供了新的思考問題的方向和框架,傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)主要從建筑美學(xué)、空間利用、形式、結(jié)構(gòu)、色彩等方面來考慮建筑。然而,綠色建筑設(shè)計(jì)則從生態(tài)的角度來看待建筑。這意味著人工建筑環(huán)境不能僅僅作為非生命元素來對待,而應(yīng)把它看作是生態(tài)系統(tǒng)的有機(jī)組成部分,即是生態(tài)系統(tǒng)的“消費(fèi)者”,同時(shí)也是“生產(chǎn)者”,并遵循生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)原則。

綠色建筑在研究上,將自然、人以及人造物納入統(tǒng)一研究視野,不僅研究人的生活、生產(chǎn)和人造物的形態(tài),而且也研究人賴以生存的自然的發(fā)展規(guī)律,研究自然、人與建筑的相互關(guān)系。在目標(biāo)上,它追求人、建筑和自然三者的協(xié)調(diào)和平衡發(fā)展。在方法上,他主張“設(shè)計(jì)結(jié)合自然”。在技術(shù)上,它提倡應(yīng)由可促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán),不污染環(huán)境,高效、節(jié)能和節(jié)水的建筑技術(shù)。

3 綠色建筑在西方的實(shí)踐

綠色建筑的時(shí)間可追溯到20世紀(jì)60年代的低技短線穹隆、軟濕土磚層、太陽能住宅等,主要集中在建筑技術(shù)探索,著眼點(diǎn)是建筑節(jié)能,研究側(cè)重于新型建筑材料研制、建筑構(gòu)造改變和可再生能源利用等方面。80年代中期,綠色建筑實(shí)驗(yàn)在一些國家開展,新能源技術(shù)、綠色種植技術(shù)、建筑節(jié)能技術(shù)、循環(huán)再生技術(shù)被綜合運(yùn)用到單體建筑。進(jìn)入90年代,“綠色”思想開始為人們普遍接受,在發(fā)達(dá)國家,綠色建筑研究進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)期,建筑師突破專業(yè)局限,與其他學(xué)科專家廣泛合作,通過多部門合作和綜合設(shè)計(jì)使綠色建筑研究從單體上升到體系,如英國的“生命圈2號(hào)”示范區(qū)研究及瑞典的“生物循環(huán)城”計(jì)劃等,這些研究和實(shí)踐對于改變發(fā)達(dá)國家的能源和自然資源消費(fèi)結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的示范意義。

在綠色建筑的實(shí)踐方面,各國建筑師基于對可持續(xù)發(fā)展的理解,已進(jìn)行了多種探討:

3.1 關(guān)注自然研究,創(chuàng)造與環(huán)境融合一體的有機(jī)生命建筑 這類建筑大多受萊特“有機(jī)建筑”的啟發(fā),在外觀、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、色彩方面,強(qiáng)調(diào)整體概念的重要性,并且不只注重表面肌理組織關(guān)系的和諧,更追求通過結(jié)構(gòu)本身的處理獲得良好的生存環(huán)境。目前,以中國窯洞為原型的覆土建筑已從住宅轉(zhuǎn)向了公共建筑。英國著名的覆土建筑師阿瑟·夸比通過大量實(shí)踐,認(rèn)為它不僅具有良好的生態(tài)效應(yīng),而且可以使自然景觀和土地利用統(tǒng)一起來,具有節(jié)能和保持資源的雙重效應(yīng)。

3.2 綠色節(jié)能技術(shù)的探索 可持續(xù)發(fā)展要求最優(yōu)化使用自然資源、實(shí)現(xiàn)自然資源消耗和再生的平衡。人們開始關(guān)注可再生能源的利用,提出“零能耗”建筑的觀念,即建筑從場地獲取能源,由傳統(tǒng)的能源消耗者變成生產(chǎn)者,節(jié)約能源的基本途徑是利用再生能源,如太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能、生物能?從而降低能耗。因此,綠色建筑更加注重自然驅(qū)動(dòng)和動(dòng)力驅(qū)動(dòng)并重開發(fā),對能源進(jìn)行高效利用。

馬來西亞建筑師楊經(jīng)文,長期致力于高層建筑生物氣候?qū)W的研究與實(shí)踐,把對生態(tài)環(huán)境的關(guān)注與高層建筑的特點(diǎn)有機(jī)結(jié)合起來,通過在高層建筑中設(shè)置空中綠園、凹入過渡空間、屋頂遮陽隔片等方法,創(chuàng)造了新的藝術(shù)形象,從而節(jié)省了40%的運(yùn)轉(zhuǎn)能耗。

綠色節(jié)能建筑著名的范例有楊經(jīng)文設(shè)計(jì)的IBM大廈和門拉·梅辛奇大廈(源自:世界建筑)以及福斯特設(shè)計(jì)的世紀(jì)塔辦公樓和法蘭克福商業(yè)銀行(源自:世界建筑)。其中,法蘭克福商業(yè)銀行在一定程度上是本世紀(jì)辦公樓節(jié)能技術(shù)中最具創(chuàng)造性的,并且探索了高層建筑內(nèi)部豐富的空間秩序和宜人的環(huán)境,顯示出高層公共建筑已開始發(fā)生根本變化。

3.3 綠色環(huán)保建筑材料的探索 綜合考慮自然生態(tài)效應(yīng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效應(yīng),遵循3R原則——減少使用(Reduce),重復(fù)使用(Reuse)和循環(huán)使用(Recycle)——選擇和開發(fā)材料,并盡量使用低能耗材料,避免有毒污染材料。按廣義生命周期的觀點(diǎn),建材能耗包括:建材生產(chǎn)、建筑物營運(yùn)、建筑物的正常使用、建筑物的拆除解體、建材再利用等方面。其中建材的正確選用,對節(jié)約資源,減少能耗意義重大。

3.4 建筑的再利用 結(jié)合實(shí)際,改造利用舊建筑,節(jié)省人、財(cái)資源,在對環(huán)境沖擊最小的狀態(tài)下創(chuàng)造出最佳效用。保持原有建筑的特征,對其進(jìn)行客觀分析,綜合考慮設(shè)計(jì),使其重新煥發(fā)新的活力,使建筑進(jìn)入新的良性循環(huán)。對于自然資源來講,進(jìn)行再利用可以減少不必要的新的投資、資源能耗以及由于建造新建筑和拆除舊建筑所造成的環(huán)境污染。

近20年歐美發(fā)達(dá)國家完成了“建筑再利用”的觀念轉(zhuǎn)變,并且在此基礎(chǔ)上,視其為城市發(fā)展的一個(gè)機(jī)會(huì),為此作了大量切實(shí)有益的實(shí)踐,并出現(xiàn)不少優(yōu)秀的建筑再利用作品。

3.5 凈化室內(nèi)空氣,提高室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量 具體實(shí)現(xiàn)途徑有三:一是建筑設(shè)計(jì)要保證良好的通風(fēng)。目前,許多高層建筑因受高層強(qiáng)風(fēng)影響,一般采用封閉式中央空調(diào),由此產(chǎn)生了能源消耗大以及空調(diào)病等問題。中庭空間的引入是解決上述問題的有效途徑之一,中庭作為緩沖空間,可解決高層建筑的自然采光和通風(fēng)問題,還可凈化室內(nèi)空氣,調(diào)節(jié)氣溫并改善空間質(zhì)量。二是杜絕放射性、腐蝕性及其他一切污染性材料侵入室內(nèi),實(shí)現(xiàn)無害施工。如日本已成功設(shè)計(jì)了無化學(xué)污染的住宅,用天然植物來解決家具的防腐防蛀問題。三是借助植物和水體的合理配置,更新空氣,改善氣候,結(jié)合視覺和聽覺的巧妙設(shè)計(jì),還能給人以精神享受。例如,可以利用建筑物的室內(nèi)外空間進(jìn)行立體綠化,或?qū)⑺畨?、流渠等引入室?nèi)?？傊?綠色建筑是一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的概念,是一種動(dòng)態(tài)的、綜合的設(shè)計(jì),涉及的面很廣,非傳統(tǒng)建筑所能實(shí)現(xiàn),需要多部門合作,進(jìn)行綜合、協(xié)調(diào)設(shè)計(jì),并具有足夠的彈性,以適應(yīng)未來的發(fā)展。

4 中國的綠色建筑

改革開放以來,中國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,建設(shè)規(guī)模加大,對自然資源的消耗成倍增大,生產(chǎn)生活廢棄物和污染物排放量急劇增加,致使相當(dāng)多地區(qū)的生態(tài)環(huán)境居于良性循環(huán)的臨界點(diǎn)之下。因此,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展刻不容緩。綠色建筑是中國建筑發(fā)展的必然選擇。

鑒于中國目前的現(xiàn)狀和人口素質(zhì)所限定的對資源平衡、環(huán)境保護(hù)的認(rèn)識(shí)水平,在中國推廣綠色建筑須有以下先決條件:

4.1 建筑環(huán)境問題立法化 推廣綠色建筑單靠科技工作者的呼吁和一部分人的自發(fā)實(shí)踐是不夠的,更需要的是政策作引導(dǎo),國家法律作保障。例如由政府和有關(guān)部門確定一系列制度,使采用節(jié)能的技術(shù)、材料和措施成為設(shè)計(jì)中必須執(zhí)行的任務(wù)。而且在政策上向綠色建筑傾斜,并修正和完善具體規(guī)定。

4.2 建筑師和業(yè)主觀念的轉(zhuǎn)變 要推廣綠色建筑,建筑師在設(shè)計(jì)中必須擺脫以往追求形式或風(fēng)格流派的舊觀念,從關(guān)心形式到關(guān)心環(huán)境,從關(guān)心流派到關(guān)心資源消耗和具體的節(jié)能措施,樹立將建筑、環(huán)境、社會(huì)利益緊密聯(lián)系的觀念。

4.3 生態(tài)教育普及化 綠色建筑意識(shí)的成長應(yīng)有豐富的土壤,需要全社會(huì)較高的環(huán)境意識(shí)來積極配合,應(yīng)在全民中建立起較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)生態(tài)意識(shí)。

其實(shí),“綠色”在中國傳統(tǒng)思想和傳統(tǒng)居民中早已富有契機(jī)與創(chuàng)造。早在2000多年前,老子樸治主義思想,以樸質(zhì)無文的自然方式治理人與環(huán)境,這恰與現(xiàn)在的“可持續(xù)發(fā)展”觀念產(chǎn)生共鳴。中國古代所謂的風(fēng)水對建筑基址的選擇遵循負(fù)陰包陽、背山面水的基本格局,以及遍布各地風(fēng)格迥異的民居,都充分體現(xiàn)了對自然資源的合理利用及對環(huán)境的尊重。

近年來,我國一些經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)、科學(xué)技術(shù)水平較高的大、中城市,在環(huán)境保護(hù)以及綠色建筑研究方面發(fā)展很快,例如西安建筑科技大學(xué)進(jìn)行的“黃土高原綠色居住區(qū)模式”研究,旨在“首先從地區(qū)性綠色住宅研究著手,尋找突破點(diǎn),為更大的全方位的戰(zhàn)略部署提供理性依據(jù)和思維方式”。上?，F(xiàn)代房地產(chǎn)實(shí)業(yè)有限公司經(jīng)過多年的探索,成功地研制了以秸桿、稻草為原材料的綠色建材—稻草板,并在上海市青浦縣推廣使用,與傳統(tǒng)粘土磚、鋼筋混凝土比較,不僅具有色彩豐富、重量輕、體積小、保溫、隔熱、隔音等多項(xiàng)優(yōu)良性能,并能自然降解,停止使用后不會(huì)給環(huán)境帶來任何污染。清華大學(xué)設(shè)計(jì)中心樓創(chuàng)造了一種嶄新、健康、富于生氣的辦公建筑模式,在設(shè)計(jì)過程中考慮了熱緩沖中庭、防曬墻與架空屋頂、遮陽板系統(tǒng)、太陽能利用、整體節(jié)能等一系列綠色技術(shù)策略。這些實(shí)踐都表明,中國綠色建筑有了良好的開端。

盡管國外綠色建筑為我們提供了許多經(jīng)驗(yàn)方法,但由于社會(huì)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)狀況、人口素質(zhì)以及生態(tài)環(huán)境的起點(diǎn)差異很大,我們不應(yīng)盲目照搬那些以高投入、高技術(shù)為代價(jià)的綠色經(jīng)驗(yàn)。中國綠色建筑必須立足本土地具體條件,充分發(fā)掘傳統(tǒng)建筑中深蘊(yùn)著的綠色思想和文化,對技術(shù)的研究應(yīng)側(cè)重于對應(yīng)自然環(huán)境的低技術(shù)和方法的擴(kuò)展性考慮,重新開發(fā)基于基礎(chǔ)物理中有關(guān)空氣運(yùn)動(dòng)、光反射和材料適用性等方面最基本、最珍貴的特征知識(shí)的應(yīng)用,優(yōu)先進(jìn)行被動(dòng)式太陽能利用設(shè)計(jì)。

總之,我國正面臨大規(guī)模建筑現(xiàn)代化,同時(shí)要走可持續(xù)發(fā)展的道路,推廣適合我國國情的,帶有一般性的綠色建筑,是必須邁出的一步,同時(shí)這也是利用我國“后發(fā)”優(yōu)勢,避免走西方現(xiàn)代建筑彎路的一條值得探索的途徑。

5 小結(jié)

總之, 在建筑領(lǐng)域里, 我們呼吁與環(huán)境共呼吸的建筑設(shè)計(jì)觀, 提倡各種建筑生態(tài)技術(shù)的應(yīng)用, 發(fā)展生態(tài)建筑。這不僅有助于推動(dòng)全球環(huán)境品質(zhì)的改善, 而且有助于個(gè)人生活品質(zhì)的提高。

綠色建筑關(guān)系著人類的生存,是各國在全球經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展競爭中的重要戰(zhàn)略,用綠色發(fā)展觀重新思考我們的建筑設(shè)計(jì),不僅是人類發(fā)展的需求,也是建筑學(xué)科及其他相關(guān)學(xué)科向深層次發(fā)展的需求。綠色建筑有利于促使人造建筑環(huán)境與自然環(huán)境的生態(tài)平衡,有利于形成自然生態(tài)的良性循環(huán),有利于實(shí)現(xiàn)人類可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。綠色建筑學(xué)代表著現(xiàn)代建筑學(xué)科的發(fā)展方向,正如《北京憲章》所指出的那樣,“走可持續(xù)發(fā)展之路是以新的觀念對待21世紀(jì)建筑學(xué)的發(fā)展,這將帶來又一個(gè)新的建筑運(yùn)動(dòng)……”。我們將立足于本國國情,借鑒西方的研究成果,尋找我們自己的模式,我們將努力建立中國本土的綠色建筑體系。

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