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中圖分類號:S611 文獻標識碼:A 文章編號:
1.建筑可持續發展設計理念的實踐
綠色建筑是可持續發展理念在建筑行業的實踐結果。實現綠色建筑,是擺在中國建筑設計師面前的新問題,任重而道遠,不僅需要觀念和技術上的不斷創新和發展,設計水平的不斷提高,同時更需要政策的引導和扶持,以及全社會的參與。目前在建筑設計領域,流行著一些有關可持續發展的設計概念,如:“綠色建筑”、“生態建筑”、“健康建筑”等等,這些概念中多少都蘊涵了一些可持續發展的理念。這些概念正逐漸被建筑師、特別是業主所接受。
與以往的傳統建筑相比較,可持續發展的建筑設計更注重于事先考慮對環境的尊重與適應,如考慮如何更高效地使用可再生資源,減少不可再生資源的使用,同時營造出更舒適的居住和工作空間。這就要求設計師要基于高效使用資源和保護自然生態環境的原則進行設計,而不僅僅是滿足功能和美觀的要求。
在中國,建筑業對可持續發展的沖擊已日益嚴重,來自建筑業的負面影響主要體現在,一方面建筑業消耗了大量自然資源,如水、能源、土地和原材料,另一方面惡化了環境,如造成污染、破壞生態環境。
綠色建筑是可持續發展理念在建筑行業的實踐結果。目前世界上已建成了一些各式各樣的可持續發展建筑或綠色建筑,不少學者和設計師根據他們的經驗提出了一些設計策略和方法。雖然在建筑設計領域很少有項目將可持續發展作為設計的主要目的,但作者還是收集并篩選出85個運用了可持續發展概念進行設計的案例,大多數案例為國外的建筑項目。從這些案例中我們可以發現一些規律性的東西,對設計師在建筑設計中了解和實踐綠色建筑具有借鑒和指導意義。
2.設計案例統計與分析
通過對收集到的建筑設計案例中進行統計分析,我們發現以下這些設計方法經常被用于綠色建筑的設計中:
(1)充分利用自然條件,如氣候條件、水文地質條件;(2)盡可能利用自然地貌,如山丘、溪流等;(3)加強建筑護結構的保溫隔熱性能;(4)利用自然采光;(5)利用自然通風;(6)采用熱回收;(7)使用建筑遮陽;(8)使用高性能玻璃;(9)使用太陽能;(10)減少資源的消耗;(11)資源的重復利用;(12)資源的循環利用;(13)使用本地材料。
通過統計上述設計方法的使用頻率,我們可以進行排序,進而發現哪種設計概念更具有廣泛的實用性。表1、圖1是對85個建筑設計案例的統計和排序的結果:
表1建筑案例中使用的設計方法統計
圖1建筑案例使用的設計方法統計
從上表1我們發現40%左右的項目采用了以下一些設計方法,按使用頻率由高到低進行排列:加強護結構的保溫隔熱性能;利用自然采光;利用自然通風;使用太陽能;利用自然地貌;使用建筑遮陽;
從上述的排序結果我們發現,6項常用方法中有5中與建筑節能有關,如加強建筑護結構的保溫隔熱性能、利用自然采光、利用自然通風、使用太陽能、使用建筑遮陽。這主要是因為世界范圍的能源緊缺現狀,已引起了各國政府足夠的重視,很多國家通過法律、法規、政策的形式對建筑節能提出了要求。節能意識的提高帶來了節能技術、產品、工藝的發展,從而為降低建筑能耗創造了條件。
2.1不同用途建筑的比較
不同種類的建筑對環境和資源的影響不盡相同,為找出不同類型建筑的設計方法是否存在差異,又因為居住和辦公建筑在建筑中占有較大的比例,我們將辦公和居住建筑單拿出來進行統計分析,對85個建筑案例中的辦公和居住建筑統計結果如下:
表2不同種類建筑設計情況的統計
圖2辦公建筑設計方法的統計情況圖3居住建筑設計方法的統計情況
圖2、3顯示出了在辦公和居住建筑中使用的各種有利于可持續發展的設計方法的排序情況。從表2和圖2我們可以發現,在22個辦公建筑項目中有超過半數的項目采用了下述設計方法:利用自然通風;加強護結構的保溫隔熱性能;利用自然采光;使用建筑遮陽。
從表2和圖3中,我們可以發現在24個居住建筑項目中有超過半數的項目采用了下述設計方法:加強護結構的保溫隔熱性能;利用自然地貌;使用太陽能;資源的回用,特別是水的回用。
通過上述統計結果,我們發現對于不同類型的綠色建筑,設計時考慮的側重面有所不同。
對于辦公建筑,由于使用時間主要集中在白天,可以考慮利用自然采光來節能。因此設計自然采光是首選和最佳的方案。在22個辦公建筑案例中,有12個案例采用了這種設計方法。
在辦公建筑中空調耗能所占比重最大,最大限度地利用自然通風可以取得顯著的節能效果。在22個辦公建筑案例中,有15個案例采用了這種設計方法。因居住建筑具有用水量大的特點,所以在缺水地區,政府部門會要求廢水回用。目前廢水回用技術是可行和有效的,世界上越來越多的居住建筑開始使用“中水”系統。在24個居住建筑案例中,有12個案例采用了這種設計方法。廢水回用效率通常能達到40%~60%。
由此可見,對不同類型的建筑應分析各自的特點,采用最佳的方法以取得最有效的結果。
2.2中外建筑案例的比較
表3中外綠色建筑的設計情況統計
圖4中外綠色建筑案例中使用的設計方法的統計情況對比
這也表明我國綠色建筑起步較晚。我國目前已成為世界上第二大能源消耗國,對石油的需求正以每年12%的速度增長。我國目前建筑能耗已占到總能耗的27.5%,因此喚起人們對可持續發展理念的關注、開展綠色建筑的實踐,在建筑開發和設計領域尤為重要。
建筑產業具有很強的地域性,建筑設計方法也具有地域性的特點和差異。為找出中外在綠色建筑方面是否存在差異,以下對收集來的建筑設計案例進行分析。國外的70個案例大都來自發達國家,所以表3也可以看成是我國與發達國家情況的比較。
從表3和圖4我們可以發現,中外建筑中運用得最多的前5項設計方法:
在我國:加強護結構的保溫隔熱性能;利用自然通風;利用自然采光;利用自然地貌;使用建筑遮陽;
在國外:加強護結構的保溫隔熱性能;使用太陽能;利用自然通風;利用自然采光;資源的回用。
從上述統計結果我們可以發現,中外綠色建筑的設計思路和采用的方法并沒有太大的不同,采用的方法也大致相同,因此我們可以在實踐中借鑒國外成熟的經驗,為我所用、避免走彎路。以下的這些設計方法在中外都得到了廣泛的使用:加強護結構的保溫隔熱性能;利用自然通風;利用自然采光。
我們也發現太陽能利用和資源的再利用在發達國家比在我國運用得更為廣泛,這主要是因為技術發展水平的差異和產業扶持政策的不同。在德國使用太陽能可以得到優惠政策的鼓勵,因而太陽能在德國得到了廣泛的運用。而在我國缺水的情況日益嚴重,在我國對于缺水城市,不少地方政府強制要求住宅生活廢水回用,因此我國中水的使用正變得越來越廣泛。
3.結語
結合筆者多年的經驗總結出,追求可持續發展、發展綠色建筑是建筑業發展的必由之路。同時探索尊重環境和高效使用資源,也能幫助建筑師進行理性設計,例如,解決好建筑的朝向、自然通風、天然采光等因素能使得建筑更趨于理性。只有協調處理好建筑與自然生態環境之間的關系,才能實現真正意義上的感性與理性完美結合的建筑。
【參考文獻】:
(富士康科技集團建廠規劃處,江蘇 昆山 215316)
【摘要】綠色建筑,按照官方的定義,就是指在建筑的全壽命周期內,最大限度地節約資源(節能、節地、節水、節材) ,保護環境和減少污染,為人們提供健康,適用和高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑。究其宗旨,綠色建筑的根本出發點就是為了減少對地球資源的消耗,使得人類社會得以持續的生存和發展,這才應該是綠色建筑真正意義所在。
關鍵詞 綠色建筑;可持續發展;環境保護
1“綠色建筑”的前世今生
2014年,全國各地相繼出臺規定,凡是單體建筑面積超過2萬平方米的公共建筑必須執行綠色建筑標準。一時間,“綠色建筑”如雨后春筍一般在中國大地瘋長。不論是土生土長的國家《綠色建筑評價標準》,還是洋氣撲鼻的舶來品——美國LEED綠建筑認證體系,鱗次櫛比,充斥了中國建筑市場。
在很多人的眼中,“綠色建筑”這個詞匯代表的就是一種“高端、大氣、上檔次”,就是一種強調高科技設計及包裝,高資本投入的具有高智能化、高信息化的奢侈品。甚至很多地方將諸如“地源熱泵”、“光伏發電”、“CCHP分布式三聯供”等等所謂“高科技”的時髦手段作為“綠色建筑”的標配,而完全忽略建筑的適用性。
我們常常可以看到這樣的“綠色建筑”,當我們投入了大把的資金,耗費了大量的資源而實現的一些所謂“高科技”,所謂“綠色生態”的措施和系統,在實際運營過程中,卻是常年處于半癱瘓或是閑置狀態,就像聾子的耳朵一樣只是淪為一種擺設。這種為了“綠色”而“綠色”的建筑,反而增加了社會資源的額外支出,絕對不是真正的綠色建筑,其對社會資源的浪費和破壞更是讓人痛心疾首。究其原因,還是我們對綠色建筑的誤解所造成的。
20世紀70年代,人類社會經歷了兩次刻骨銘心的能源危機,人類對自己過往刺激消費、鼓勵建設的行為開始反思。當我們終于認識到地球資源也會枯竭的現實之后,恐慌便時時占據我們的心靈,有人甚至提出了“地球只剩50年”的口號。這一切不是空穴來風,或者杞人憂天,大自然一次次無情地反噬著不知悔過的人類,這個現實促使著第一棟標榜著“生態建筑”的住宅于1974年,第一次能源危機的翌年在美國誕生。
2“綠色建筑”的概念及現況
20世紀70年代以來,無數才華橫溢的建筑師、工程師在“綠色建筑”這個領域里取得了令世界矚目的成就,也形成了一系列建筑風格和形式,國內外“綠色建筑”的評估標準和評價機構也日趨規范和成熟。目前中國國內最具權威的綠色建筑評價標準是中華人民共和國住建部的《綠色建筑評價標準》和美國LEED綠建筑認證體系。
綠色建筑,按照官方的定義,就是指在建筑的全壽命周期內,最大限度地節約資源(節能、節地、節水、節材),保護環境和減少污染,為人們提供健康,適用和高效的使用空間,與自然和諧共生的建筑。究其宗旨,綠色建筑的根本出發點就是為了減少對地球資源的消耗,使得人類社會得以持續的生存和發展,這才應該是綠色建筑真正意義所在。
然而,隨著綠色建筑的興起,一些社會怪相也不知不覺的開始滋生。
2.1首先是對“綠色建筑”的盲從
誠然,在大多數人的眼里,“綠色建筑”在當下不僅代表的是一種檔次和品質,也折射一個人或企業對社會的責任心。是一張閃閃發光的名片,甚至是比身份更加高端的靈魂、精神的一種境界。所以,往往出現不管這座建筑本身是否適合,也不管這座建筑本身是否有條件實現,只要被冠以“綠色建筑”的名義,一切就變得合理了。有條件要上,沒有條件創造條件也得上。殊不知,這種性價比極低的所謂“綠色建筑”對我們社會的傷害,對地球資源的透支,比原本沒有做綠色建筑來的更大。所以,一個真正有責任心的企業,在做綠色建筑之前,首先要捫心自問和評估這座建筑本身是否適合做綠色建筑。
2.2其次是對“綠色建筑”的理解不清,盲目追求高科技
在很多人的認知里,“綠色建筑”代表的就是“高科技”,就是太陽能光伏發電、冷熱電三聯供,是冰蓄冷、光導管照明、呼吸幕墻。完全不管在后續的運營中,這些設計會否被運用。也有許多不負責任甚至可以說是不學無術的媒體,將“綠色建筑”描繪成造價昂貴的商品,在他們報道的背后是對“綠色建筑”的理解不清,卻又誤導國人。這種披著“綠色建筑”偽裝的奢侈建筑商品,帶來的是對環境更大的破壞,對資源更大的浪費。何其痛心哉!
2.3再其次是對“綠色建筑”成功案例的盲目復制和模仿
綠色建筑發展數十年來,取得了很多非常成功的案例,有科技含量高,設計理念超前的,有適合某一地域,融合當地文化的,也有從傳統建筑中汲取經驗和思想的。除了具備探索、試驗性質的概念性設計,這些成功的“綠色建筑”都有一個共同的特點,就是“適用性”。
我們知道,中國建筑的指導性思想就是“適用、經濟、美觀”,適用是第一位的,也是“綠色建筑”精神的體現。然而,我們有一些建筑師,拋開“適用性”不管,盲目復制成功案例,從涉及的設備、建筑的形式、利用的新穎技術等等,一律照搬。記得前一段時間,有評論對建筑形式的抄襲提出的批評說:“走過一城又一城,城城是歐洲”,這個評論無奈而尖刻的反應了建筑業的一種現狀。舉個例子,北歐嚴寒地區,為了防止積雪過厚而造成雪荷載過大,所以在房屋的設計建造中往往出現高聳的屋面,而我們國內的有些建筑師完全不顧地域和氣候條件的不同,在中國各個城市種下了數量龐大的北歐屋頂。實在可笑。
“綠色建筑”也是一樣,如果我們不顧地域、文化和氣候的差異,一律復制抄襲,那只會留下笑柄。一個負責任的建筑師,應當充分地考量建筑的地域、氣候甚至文化等等特點,只有“適用”的綠色建筑才是有意義的,才是有社會責任和擔當的建筑。
2.4第四是對“綠色建筑”的實施目的有嚴重的觀念偏差
近年來,“綠色建筑”在國內得到了廣泛的認同,從中央到地方政府,相繼出臺了不少鼓勵和獎勵政策。“綠色建筑”給企業不僅帶來了社會的認可度,也帶來了一定的物質回報。然而,在“綠色建筑”評審的過程中,還是存在著很多為了“綠色”而“綠色”的投機行為。有的項目僅僅就是為了取得一張證書。還有的項目,扭曲了綠色建筑的本意,鉆政策的空子,做表面文章。筆者曾經看到過這樣的項目,一個園區幾十棟廠房,挑選其中規模最小的一棟做“綠色建筑”的評審,最后整個園區卻也貼上了通過綠色建筑評審的標簽。這種為了迎合評審而做的表面文章,在全國的“綠色建筑”中不在少數。
3近現代建筑中,能夠體現“綠色建筑”精神的經典作品
上一章節中,筆者列舉了一系列當下“綠色建筑”的怪相,這些怪相之所以能夠滋生,甚至橫行,究其根本原因,還是我們整個社會對“綠色建筑”真正的精神理解不透。這不是推行一兩本規范,或者一兩條政策所能根治的,這需要我們循序漸進的引導國人。
早在“綠色建筑”的概念誕生以前,或者伴隨著一系列評價標準成熟的過程中,建筑史上早已出現了很多具有“綠色建筑”精神的經典建筑作品。由于當時的技術條件限制,可能它們還無法完全達到今天的評價標準,但是它們的理念契合了“綠色建筑”的精神。筆者盡量選取第三世界的建筑作品予以論述,想表明的是“綠色建筑”不一定完全是高科技、高成本,而應當是高度融合環境的、“適用”的建筑。
3.1干成章嘉公寓(圖1)
印度建筑師查爾斯·柯里亞設計的干成章嘉公寓,建于20世紀70年代,位于印度孟買附近的海濱區域,典型的高溫高濕的南亞地區。基于當地的氣候問題,柯里亞提出了“形式追隨氣候”的口號。在建筑設計的過程中,建筑師不僅要考慮太陽入射角度和百葉窗的設置問題,還要將建筑的平面、剖面、體量造型結合在一起,進行綜合考慮。將不利的氣候條件,轉變為建筑創作中的優勢。
3.2馬來西亞建筑師楊經文自宅(圖2)
該建筑位于馬來西亞吉隆坡橡膠種植園的附近的赤道地帶,北緯3.1度,東經101,海拔22米,全年無明顯季節變化,屬熱帶雨林氣候,最突出的問題是太陽輻射嚴重。所以,如何減弱白天強烈的太陽輻射對室內物理環境的影響,是建筑設計所面臨的首要難題。在世界能源日趨緊張的狀態下,建筑師采用通風、對流、遮蔭、綠化,反射玻璃等方法,創造建筑物內部和外部的雙重氣候,并建造適應外部環境的被動式的低能耗的建筑。
圖2楊經文自宅
3.3埃及建筑師哈桑·法賽的“為窮人的建筑”
埃及建筑師哈桑·法賽(Hassan Fathy)一生致力于為發展中國家的貧困人口的建筑活動及研究。他主張以較少的投入來創造一個以提高鄉村地區經濟和生活質量的本土化環境。他一生最大的探索之一就是用灰泥代替水泥的土坯建筑,為生活在第三世界付不起房租的窮人解決住房問題。這種土坯建筑適于埃及炎熱而干燥的氣候,使白天室溫低,晚間土坯散熱后又比室外高,通過將房子圍成無頂的院子產生豎井作用來給室內降溫。這種就地取材的建造模式完全契合了“綠色建筑”的精神。
縱觀上述案例,也許他們并不能完全滿足今天“綠色建筑”的評價標準,也許他們也沒有我們在當今的“綠色建筑”中常見的太陽能、地熱、冰蓄冷、光導管等等高科技的措施和手段,甚至還有一些建筑,依然深深的烙印了數千年來一直沿用的傳統技術。但他們確實是從“綠色建筑”的精神出發的偉大作品,建筑師在構思他們的時候,真正的做到了“為了減少對地球資源的消耗,使得人類社會得以持續的生存和發展”。這才是比領取一張“綠色建筑”的憑證或標識更有價值的事情,更值得我們肅然起敬。
4結語
關鍵詞:綠色生態;自然環境;設計要點;地域特色;
Abstract: this article elaborated the modern architecture in the design should be paid attention to when introducing natural elements, combined with local characteristics, make it is with the person this energy saving, green ecological building.
Keywords: green ecological; The natural environment; Key points of the design; Regional characteristics;
中圖分類號: TU2 文獻標識碼:A 文章編號:
由于環境的惡化,節能環保已成為當下世界共識。近年來國家大力推行節能減排政策,綠色環保理念已被大眾熟知和接受,隨著人們意識的提高,各類綠色節能、回歸自然生態的建筑已被廣泛認可和使用。然而,在城市化的快速推進過程中,卻對綠色生態住宅建筑缺少統一的標準和定義,筆者認為應包括以下幾層涵義:首先是結合當地的自然生態環境合理地安排組織建筑與其它相關因素之間的關系,使住宅建筑與環境成為一個有機的結合體;其次是擁有良好的室內氣候條件和較強的生物氣候調節能力,滿足人們工作生活所需的舒適環境,人與建筑和自然環境之間形成良性的循環,能實現未來可持續發展;再次就是在住宅建筑精神上既要體現時代性,也要反映地域的歷史與人文環境。
一、現代綠色生態建筑的特征分析
生態型建筑環境要有潔凈的空氣、水源與土壤,不受到工業污染,也不易遭受自然災害的侵襲,基本特征如下:
1)建筑物要盡量保持和開辟綠地,在建筑物周圍種植樹木防風、遮蔭,改善景觀,保持生態平衡。重視室內空氣質量,保持新風在室內的流動。重視人文景觀的保護,建筑物附近有價值的古代文化或建筑遺址應予保留并予妥善安置。
2)建筑物的資源、能源和其他消耗至最低程度。建筑物應該充分有效地使用水、能源、材料和其他資源。盡量利用清潔能源(如地熱與太陽能、水能、生物能和風能),保護與改善自然環境。在滿足人們的健康、舒適、安全使用的情況下降低消耗、節省資源。
3)建筑物應有合理的朝向布局,以充分利用太陽能。建筑物的形體布置合理,應減小建筑物的體形系數,以減少采暖與制冷能耗,建筑物的圍護結構應該采用高效保溫隔熱構造,并具有良好的自然采風系統以及充分的自然通風條件;建筑物內的房間設置、布局恰當,既滿足使用舒適度,又節省能源。
4)回收并重復使用資源。從舊有建筑物中拆除的建筑材料,如磚石、鋼材、木料、板材和玻璃等,盡可能保護好,根據不同情況,力求回收利用,做到:建筑材料——建筑——建筑材料——新建筑的良性循環。并積極利用其他工農業廢棄物料。使用先進技術,降低建筑運行管理費用。在結構條件允許情況下盡量不要拆除舊建筑,應對其進行改造以適應新的使用功能,節省建筑造價。
因此,現代生態型建筑是資源和能源有效利用、保護環境、親和自然、舒適、健康、安全的建筑,是“可持續發展”的建筑。
二、綠色生態建筑建筑設計要點
綠色生態一般是指人與自然的關系,綠色生態建筑應該處理好人、建筑和自然三者之間的關系,它既要為人創造一個舒適的空間小環境(即健康宜人的溫度、濕度、清潔的空氣、好的光環境、聲環境及具有長效多適的靈活開敞的空間等);又要保護好周圍的大環境——自然環境,同時對自然界的索取要少、對自然環境的負面影響要小,見圖1,
圖1 某辦公樓綠色生態建筑設計
具體分析如下:
1.不同用途建筑的比較分析
不同種類的建筑對環境和資源的影響不盡相同,為找出不同類型建筑的設計方法是否存在差異,又因為居住和辦公建筑在建筑中占有較大的比例,設計者將辦公和居住建筑單拿出來進行統計分析,對85個建筑案例中的辦公和居住建筑統計結果如下表1。
表1 不同種類建筑設計情況的統計
從上表1 我們可以發現在24個居住建筑項目中有超過半數的項目采用了下述設計方法:
(1) 加強護結構的保溫隔熱性能;
(2) 利用自然地貌;
(3) 使用太陽能:
(4) 資源的回用,特別是水的回用。
通過上述統計結果分析,我們發現對于不同類型的綠色建筑,設時考慮的側重面有所不同。因住宅建筑具有用水量大的特點,所以在缺水地區,政府部門會要求廢水回用。目前廢水回用技術是可行和有效的,世界上越來越多的綠色生態住宅建筑開始使用“中水”系統。在24個居住建筑案例中,有l2個案例采用了這種設計方法,廢水回用效率通常能達到40~60%。
2.綠色生態建筑設計要點
由此可見,對不同類型的建筑應分析各自的特點,采用最佳的方法以取得最有效的結果。對于綠色生態住宅建筑,設計時主要應注意以下幾方面:
2.1 以人為本,創建人與自然和諧共生的生態環境
在設計中強調以人為本,決不是“人類中心論”。建筑活動的主要目的是為人類生產、生活提供健康、無害、舒適的環境。我們強調高效節約不能以降低人的生活質量,犧牲人的健康和舒適性為代價。但也不能只強調人的健康和舒適,而不顧對自然環境造成污染與破壞。建筑應滿足人與自然的和諧共生,利用自然條件創造優美的外部視覺景觀,改善室內環境品質,提高舒適度,降低環境污染。滿足人們生理和心理需求,才是綠色生態建筑的基本內涵。
2.2 使用潔凈能源,保護自然資源降低能耗綠色生態
建筑要通過優良的設計、優化工藝和采用適宜的技術、新材料、新產品,改變傳統建筑產業的粗放、浪費污染型的生產工藝,實現清潔生產、工藝生態化。要盡可能提高自然資源和能源的利用效率,降低能源消耗。積極采用潔凈能源,采用清潔的生產技術(如自然通風和通風道技術),減少廢棄物。把提高資源、能源利用效率和保護生態環境兩大課題結合起來,以最低的資源,最少的污染獲取最高的社會經濟效益和環境效益。
2.3 循環、有效利用資源與能源
循環使用建筑材料,廢物再生利用,水循環使用,能源的多級多層次利用,使用高效率的設備和控制系統。擴大代用、再生利用材料資料,將開發利用可再生能源等有用的經驗轉化為標準、規范條文,以利推廣。
2.4 保護利用環境,尊重歷史、自然設計與地方相結合
利用基地周邊的自然條件,保留和利用地形、地貌、植被、濕地和自然水系,保持綠色空間,保持歷史文化與景觀的連續性,使建筑空間布局充滿活力。并盡可能減少對自然環境的負面影響,如減少有害氣體、廢棄物的排放,減少對生物圈的破壞,圖2。
關鍵詞:綠色建筑;性能模擬;設計;教學體系
中圖分類號:S611文獻標識碼: A
一、綠色設計方法的創新
1、綠色設計競賽激發學生的科研創新能力
建筑學專業學生對綠色建筑技術的研究和探索對中國綠色建筑的發展和未來有著導向作用。目前國際綠色建筑行業水平整體領先,在校建筑學專業學生及教師對綠色建筑設計與技術也越發關注,同時引發行業內對綠色建筑技術的深層次思考,通過舉辦有影響力的綠色建筑設計大賽,可促進國內外建筑學專業學生之間在綠色建筑領域的交流。
建筑學專業在讀學生把對未來綠色建筑的設想在競賽作品中呈現出來是綠色設計理念最好實現路徑。以人、建筑和自然環境協調發展為目標,在利用天然條件和人工手段創造良好、健康的居住使用環境的同時,盡可能地控制和減少對自然環境的使用和破壞,在建筑的全壽命周期內最大限度地降低對環境的沖擊,競賽要力求低能耗、低排放、無污染,為人們提供健康、舒適和高效的使用空間以達到建筑與技術的最完美結合。
2、建筑性能模擬技術的綠色教學方法
將信息技術引入綠色教學,諸如通過計算機處理現場條件的數據,分析數據的結果,充分顯示多媒體計算機在建筑學教學中的巨大發展潛力。如BIM建筑信息模型的建立,是建筑領域的一次革命,麥格勞-希爾將其定義為“創建并利用數字模型對項目進行設計、建造及運營管理的過程”。再如在設計教學中幫助學生學習Ecotect軟件,對太陽輻射、熱工學、光學、聲學等建筑設計各階段的全面技術性能進行分析。同時對用于采光分析的Radiance,通風分析的Airpak等軟件進行介紹,此外Revit、Design builder等量化軟件的應用,可使學生的設計作品更直觀和有深度。讓學生了解這些技術手段的優勢,為綠色設計教學注入高科技力量。所以基于先進的三維數字設計解決方案所構建的“可視化”的數字建筑模型,提供“模擬和分析”的科學協作平臺和利用模型對項目進行設計和推敲,以更好地達到教學目的。當前常用的建筑性能模擬軟件及其主要功能見表1。
運用建筑性能模擬軟件能夠在設計的各個階段為設計師提供數據支撐,推動設計的科學化和合理化。建筑設計是分階段進行的,在不同的階段有不同的設計內容,并且隨著設計的深入會有不同的專業參加到設計過程中,相應的建筑性能模擬也應該分階段進行。首先應該明確建筑設計各階段的設計目的,確定和設計過程相對應的模擬過程,最終實現兩個過程的協同工作。
二、綠色建筑設計教學實踐
1、設計準備階段
這一階段,除了常規的帶領學生完成場地踏勘和分析外,還針對綠色建筑設計課題的特點設置案例分析、軟件學習和專題講課的教學內容。
1.1案例分析
為使學生盡快對綠色建筑有直觀的認識,這一環節是要求每個學生選擇國內和國外各一個綠色建筑實例作詳細解析和研究,從所選建筑當地氣候、生態策略、技術手段等方面作深入分析,并將結果整理成演示文件,安排專門的教學時間在課堂上相互交流,使學生在較短的時間內集中接受較多的知識。
1.2軟件學習
在設計開始前對學生集中進行軟件培訓,設計教學中主要使用Ecotect軟件,同時還對用于采光分析的Radiance、通風分析的Airpak和噪音分析的CadnalA1等軟件進行介紹,鼓勵學生在課外自學軟件并運用于輔助設計。
1.3專題講課
因為綠色建筑在本科教學中尚未形成完整的教學體系,學生普遍對綠色建筑的理解不夠深入和系統,教師還進行了幾次專題講課。課程一是綠色建筑概論,首先是對綠色建筑的相關背景知識、基本概念等進行講述,使學生對綠色建筑有初步的認識,了解自然環境和建筑之間的相互關系,了解可再生資源技術的原理和應用方法,了解綠色建筑設計的工作步驟。課程二是綠色建筑技術,在學生初步建立了綠色建筑觀念后,結合實際案例對常用的綠色建筑設計手法和實用技術進行講解和總結,使學生在設計中不再“無計可施”。課程三是對綠色建筑的相關標準和評價體系進行講解,包括中國的《綠色建筑評價標準》和美國的LEED評價體系等,讓學生對綠色建筑有更全面的了解。課程四是建筑物理知識的回顧和總結,帶領學生重溫建筑物理課程的重要知識點,使學生在運用軟件分析時對得到的各種數據心中有數,進而對學生進行逐步深入的指導分析。
2、設計中期階段
在設計階段一開始就強調從綠色建筑角度出發來指導設計,更關注理性化的設計推導過程,最大限度地調動各種技術策略的均衡應用,從而達到設計方案生態效益最大化。
在設計階段的前期,運用Weather Tool工具對建筑所處的氣候條件進行分析,得到項目所在地的溫度、濕度、風力風向、適宜朝向等基礎數據。學生通過氣候分析,結合場地的實際情況,再綜合考慮建筑功能等情況設計出草圖,在軟件中建立初步模型進行分析。建議學生在方案前期考慮幾種不同的布局模式,然后分別建立模型在軟件中從日照、采光和溫度等方面通過數據進行直觀的比較。在比較中加深對方案布局合理性和周圍環境對建筑影響情況的認識。
在方案構思階段有了初步的設計思路之后,可建立簡單的模型,對方案從日照、通風等方面進行比較和分析,經過多方案的比較,找出建筑的最佳布局和組合方式,進行深入設計,如圖1所示。通過對設計中可能存在的不同規劃布局形式進行風環境分析,得出最佳的布局模式。在確定建筑布局之后,對建筑內部空間和技術細節進一步深化,對房間布局、遮陽方式、開窗方式和大小、是否應用附加陽光間和是否增加室內通風井等不同的情況進行分析,建筑性能模擬技術能夠為以上分析提供有效的數據支撐。圖2為對窗戶遮陽設計進行的模擬研究。
在此階段教學中,邀請建筑結構和建筑設備等方面的教師參加教學工作,為學生提供相關專業方面的技術支撐;同時,邀請各專業的老師參加畢業設計中期評圖,和學生對方案進行當面溝通,為學生下一階段的工作提出意見和建議,從不同的專業角度指導學生對設計方案進行調整和深化。要求學生根據綠色建筑評價的相關標準對方案進行自我評價,發現問題,進而對設計方案進行修改和完善。通過前兩個階段的工作,設計逐步推進,逐步形成最終方案。最終方案的形成要避免過分強調技術的傾向,因為技術不是方案的全部,設計需要綜合考慮建筑功能、建筑與環境協調和建筑文化屬性等方面的因素。
3、設計成果階段
在最后一個月的最終設計成果階段,要求學生在設計中不僅要體現一個最終的設計方案,還應該通過圖表說明方案逐步分析深化的過程,使學生在設計階段中得到的照明、采光、通風分析和噪聲分析等圖紙能直接運用到正圖中。同時還要求對在設計中使用的設計策略和技術手段進行專題說明。通過綠色建筑設計課程的學習,學生較全面地了解了綠色建筑概念,初步掌握了如何入手進行綠色建筑設計,能熟練運用輔助設計軟件。
三、教學總結
近年的教學實踐表明:
構建完整的綠色建筑設計教學體系需要進一步優化課程設置,調整教學模式,整合各個相關專業的知識。學生應在本科階段加強數字技術的學習,除了掌握傳統的AutoCAD、SketchUp等軟件外,還要引導學生在本科中高年級時學習Ecotect等分析軟件,并在設計課程中進行運用,在實際使用和交流中得到提高。在綠色建筑設計教學中將設計理念和實際操作結合十分重要,盡可能創造條件使學生有機會親自去了解材料、設備,甚至參加建造和實踐相結合的教育方式能在培養學生設計能力的同時,培養他們的社會認知、適應和影響能力。綠色建筑涉及建筑學以外多個學科的知識,綠色建筑教育需要多領域專家參加到教學過程之中。
結束語
以上對綠色建筑教育的實踐只是對綠色建筑教學的初步探索,還需要繼續開展更多的實踐和研究,加強同國內外院校間的交流和合作,吸收先進經驗,通過實踐逐步構建完善的綠色建筑教學體系。
參考文獻
[1]徐宏,孫明來.關于綠色建筑設計及節能改建分析[J].科技致富向導,2014,11:121+205.
[2]張丹.綠色建筑設計問題研究[J].黑龍江科學,2014,02:213.
[3]唐中義,何浩.綠色建筑設計方案評價[J].價值工程,2014,11:123-125.
[4]劉飛.淺談被動式設計在綠色建筑設計中應用[J].城市環境設計,2014,Z1:192-195.
關鍵詞:建筑設計;可拆卸性設計;OPEN 1住宅
中圖分類號:TU2文獻標識碼: A 文章編號:
可拆卸性設計是綠色設計的重要組成部分。綠色設計GD(Green Design)就是實現產品綠色要求的設計,綠色設計即在產品整個生命周期內,優先考慮產品環境屬性(可拆卸性、可回收性、可維護性和可重復利用性等),并將其作為設計目標,在滿足環境目標要求的同時,保證產品應有的基本性能、使用壽命和質量等[1]。目前已有一些粗略的面向拆卸的設計準則(Design for Disasscmbly DFD)[2]。本文利用文字說明和實例對照的方式, 完善和補充了拆卸性設計準則,以供在建筑設計中參照使用。
1、可拆卸性設計產生的社會背景
隨著社會的發展,城市更新的速度日益加快,現代化的城市中需要拆解的建筑比較多,體量巨大。細致緩慢的拆解過程難以適應當今社會的建設的節奏,在發達的機械技術的推動下,當今建筑的拆解普遍采用推倒、爆破等手段,這些方式雖然簡潔、方便,但是它耗費了大量的人力物力,造成了大量的資源浪費。環境危機的爆發使人們對爆破、推倒的拆解建筑的方式開始反思,為了減少建筑垃圾和保護環境,人們也開始了積極的完善和研究謹慎、有序的可拆性方式。
2、可拆卸性設計的概念及其發展
可拆卸性設計是面向建筑體系、部件和材料回收,方便日后變更及最終拆除(部分或全部)的建筑設計。這一設計過程包括裝配方法、部品、材料、施工技術以及信息和管理系統的系統開發。其總體目標是減少廢棄物污染,提高資源利用效率,增進經濟效益,并最終方便地清除建筑物,回收部件和材料以便循環利用、再制造及再生利用。
可拆卸性設計,這一概念出現在1990年代初,源于消費產品面向拆除的設計理念。在制造業內,面向拆卸的設計正日益成為一個熱門的話題。尤其在歐洲,對產生廢物和污染的限制導致了對“擴大生產者責任”的立法的強調。簡單地說,這需要那些創造產品的人,對設計其整個生命周期負責,包括其最終的處置和回收與再利用,以實現風險最小的經濟效益。可拆卸性設計在20世紀晚期已具備了一些基礎,包括N.J.Habakren的 “支撐體” 住宅,開放建筑運動,以及Stewart Brand有關適應性建筑的論述(Habraken, 1981; Kendall and Teicher, 2000; Brand, 1994)。1940年、1950年以及1960年的國際風格曾有一些與可拆卸性設計想合拍的屬性,例如結構模塊,開放平面,暴露結構和機械系統,以及可再生材料混凝土、石材、鋼材以及玻璃的使用等。
3、可拆卸性設計案例分析
3.1案例的理論背景
6S體系理論:基地-結構-皮膚 -設備-空間計劃-擺設(布蘭德,1994),由F. Duffy命名并建立框架、1994年S.Brand在 “建筑如何被認識”一書中予以完善修改。下面的案例研究將使用這一理論進行闡述。這些類項,是為了幫助形容建筑處于不斷的摩擦中的“變化剪切層”。(如圖1)像空間規劃這樣的快速變化層,被不夠靈活的慢速變化層(如結構)所控制,從而造成他們之間的摩擦。
3.2案例的概況
OPEN_1住宅(如圖2)是Bensonwood Homes公司的一個產品,該公司位于美國罕布什爾州,是一家新型的木架構設計企業。OPEN_1住宅中使用了Open-Built™系統,明確地使用了布蘭德6個“變化剪切層” 的理論框架。Open-Built™系統的基本前提是解脫,設計側重于每個子系統,將其與任何其他子系統相分離。這些子系統可隨時間推移進行升級或維修,而不改變或損害建筑結構。
1)基地:OPEN_1原型居住單元被建造在一個斜坡基地上,使用混凝土地下基礎。作為埋于地下、相對不可接近的集合體,一個混凝土地下基礎并不符合整體可拆卸原則。但它對地面上部及接入點暴露或接近機械、電氣和管道系統(MEP)卻非常有利。
2)結構:OPEN_1住宅的結構是基于預制木框面板及木框支撐內的護板和面層的使用。(如圖3)這些面板嵌入模塊單元,厚纖維素絕熱層,所有護板均在工廠制作好,并最終在現場拼裝。該建筑外觀設計上應用網格系統,也整合了內部構件。一層使用空腹鋼桁架,二層使用Open Built™間隔裝置,它產生了地面和天花板之間的一個空間,藏有管道和設施。屋頂系統采用結構性隔熱面板(SIP)系統,這是預制的,并
可在拆卸時切割成板塊。
3)表皮:窗戶帶有特殊構造,無需銷毀周圍框架的情況下可以比較容易地拆卸和更換。窗戶使用自粘防雨構件進行安裝,進而又可以移動片修剪而出。墻板用2英寸襯條局部襯出,使電線沿框架水平或垂直行走。
4)設備:一個開放管槽嵌于內墻基礎,經由一個活動面板可以接近。所有的管道都整合到房子的特定區域。地板填充系統容納了所有管道和其他設施,并通過置于木結構的預制天花板塊隱藏起來。
3.3案例的成功之處
1)建立了虛擬元件庫。設計與施工利用了虛擬元件庫,它們可以相結合形成獨特的結構,緊接著數據直接的進行自動化預制過程。
2)建設用時比較短,成本低,環境破壞少。完成的外殼,內部裝修,機械,電力和供水系統大約30天就完成了,用時比較短。此建筑的很多的材料和組件可以重復使用,同時它能夠減少施工、翻修和拆遷中的垃圾,不僅避免了大的浪費,而且減少了對環境的破壞。
3)建筑空間可根據需求來變化。建筑包括不同的,解構的,可使用的層次,它們被高效率的裝配和隨著時間的變化所改變。可根據住戶的要求來任意的更換空間。
4可拆卸性設計的準則:
4.1易拆卸
建筑設計中要采用簡單的跨結構體系,簡單的形式和標準的尺寸網格,把管道、機械,電氣等系統聚攏,使用模塊化、獨立、規范化的材料和系統,這樣可以更容易的分離組件和材料,也可以更方便的修理、更換、再用和循環再造。
4.2靈活的連接
在建筑設計中減少或者是消除焊接、過盈配合等拆卸性不好的連接,在滿足設計要求的前提下,盡可能采用一些可拆卸性的活連接,比如螺紋連接、鍵連接、叉連接、嵌連接等。可拆卸性活的連接不僅可以節約人力和物力,而且可以使材料能夠更好的保存完整,利于材料、配件等的循環利用,以達到節省資源。
4.3記錄并使用預防原則選擇材料
在施工圖和材料的標簽上以及設計說明中要對所選用的材料進行記錄,這樣有利于在建筑拆解的過程中節省時間,材料的選擇要考慮對未來的影響,具備高品質的材料具有保留或者是回收利用的價值。
5、結語
隨著綠色建筑設計思想的興起,可拆卸性設計得到了廣泛的重視和研究,并取得了很大的進展,但是,從目前國內外的可拆卸性研究看,可拆卸性設計還有待于進一步的提高。為了進一步拓展可拆卸性設計在建筑設計中的應用,還應該研究出更多具有高品質并且具有良好回收性能的零部件以及材料,以此完善建筑設計中的可拆卸性設計。
參考文獻: