對(duì)未來綠色生態(tài)建筑的思考

摘要：目前，全球范圍內(nèi)的生態(tài)問題越發(fā)嚴(yán)重：全球變暖、海平面升高、空氣污染、資源短缺……現(xiàn)代化的生活方式很多以犧牲環(huán)境為代價(jià)，一系列問題在不斷威脅著人們的日常生活。作為能源消耗的主體，礦物燃料時(shí)代的建筑模式已經(jīng)嚴(yán)重破壞了自然界的生態(tài)平衡，可持續(xù)、綠色、低能耗的建筑成為了當(dāng)下探討的熱點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：綠色建筑 自然環(huán)境 可持續(xù)發(fā)展

目前，全人類都在面臨著共同的環(huán)境危機(jī)，環(huán)境問題越來越多地影響了人們的日常生活，由此，可持續(xù)發(fā)展和建筑耗能問題成為核心話題。建筑建造中不僅大量消耗資源，也大量制造環(huán)境污染物。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，辦公樓及民用設(shè)施占能耗和碳排放比例的39%，而工業(yè)污染及一系列相關(guān)問題僅占28%——相差高達(dá)近10%，加之能耗和碳排放的龐大基量，這10%無疑是一個(gè)令人震驚的數(shù)據(jù)，若不加以制止，不斷聳起的摩天大樓將是人類的一道道“墓碑”。在歐洲，大約45%的能源消耗和建筑有關(guān)。在英國(guó)，高達(dá)50%的垃圾來源于建造活動(dòng)，不斷超出限額的能源消耗和廢棄物將成為壓倒環(huán)境的最后一根稻草。鑒于此，我們不僅要減少污染物的排放，更要從根源入手，研究建筑、自然與人的關(guān)系，探尋一種全新方式，巧妙地找到三者之間的平衡，從根本上應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)重的環(huán)境問題，在不合理的高能耗、高排放的現(xiàn)狀中采取一種綠色的、可持續(xù)的建筑方式來適應(yīng)人與自然之間的平衡。由此，綠色建筑的概念應(yīng)運(yùn)而生。

綠色建筑概念的提出

綠色建筑概念是經(jīng)過對(duì)前人大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)剖析確立的。綠色建筑不是指一般意義的綠化，例如在墻壁上種植植被、在屋頂設(shè)計(jì)空中花園，而是代表一種概念：對(duì)環(huán)境無害，能充分利用自然環(huán)境資源，并且在不破壞基本環(huán)境生態(tài)平衡條件下建造的建筑。在學(xué)術(shù)上，綠色建筑是在建筑的全壽命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源（節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材），保護(hù)環(huán)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。

綠色建筑的思潮是在現(xiàn)代建筑史中逐漸提出的。19世紀(jì)末，西方涌現(xiàn)出一批要求革新的建筑師，主張建筑要適應(yīng)社會(huì)生活和新技術(shù)發(fā)展的需求。第一次世界大戰(zhàn)前后，西方建筑界的革新者將建筑設(shè)計(jì)同西方現(xiàn)代藝術(shù)思潮結(jié)合，發(fā)展了現(xiàn)代派建筑，這些建筑以簡(jiǎn)潔、大方為美學(xué)原則，大多以簡(jiǎn)單的幾何形體呈現(xiàn)，外觀方正、墻面光潔，這些都是現(xiàn)代主義建筑的特征，其綠色思想就包含其中。

現(xiàn)代主義建筑學(xué)派的倡導(dǎo)人和奠基人之一格羅皮烏斯對(duì)日照間距做過詳細(xì)的研究，認(rèn)為陽(yáng)光充足的自然空間是保證獲得良好建筑環(huán)境的首要條件，并積極嘗試通過改革建筑外墻構(gòu)造來改善建筑的環(huán)境性能，其設(shè)想恰恰是今天綠色建筑的核心建造思想，即通過增加自然光線來調(diào)節(jié)室內(nèi)亮度以盡可能地減少人造光的使用，以及通過改造建筑的外墻體來增加建筑的熱質(zhì)量以減少采暖、制冷、照明過程中的能源消耗。法國(guó)柯布西耶是20世紀(jì)重要的建筑師之一，他在《明日之城市》一書中提出：“人類是自然的產(chǎn)物，是按照自然規(guī)律被創(chuàng)造出來的。如果他能充分意識(shí)到這些規(guī)律并遵守他們，如果能把自己的生命融合在自然永恒的潮汐中，那么他將意識(shí)到有益的和諧?！彼倪@段話體現(xiàn)出了人類要按照自然規(guī)律，以一種可持續(xù)的方法與自然和諧共存。弗蘭克·勞愛德·賴特的有機(jī)建筑就被認(rèn)為是從里到外和諧的建筑。建筑大師都極有遠(yuǎn)見地意識(shí)到了設(shè)計(jì)與自然相結(jié)合的必要性。這些先驅(qū)們的前衛(wèi)設(shè)想為綠色建筑概念提供了雛形，而第一、第二次工業(yè)革命的生產(chǎn)力大解放則為綠色建筑的真正到來提供了現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)。

經(jīng)過兩次工業(yè)革命的刺激，社會(huì)價(jià)值觀鼓勵(lì)消費(fèi)，甚至打出“消費(fèi)就是美德”的口號(hào)，那時(shí)正是現(xiàn)代主義建筑盛行之時(shí)，建筑設(shè)計(jì)向全面機(jī)械化模式邁進(jìn)，例如全天候的中央空調(diào)、全玻璃的建筑外觀、24小時(shí)供應(yīng)的熱水系統(tǒng)、晝夜不息的人工照明，剛剛進(jìn)步的人們迫不及待地向世界證明自己的強(qiáng)大，最終，過度的能源消耗帶來惡果。20世紀(jì)50年代，倫敦爆發(fā)了“煙霧事件”，天空被黑沉沉的煙霧所籠罩，數(shù)天內(nèi)不散，倫敦城白夜不分，四千多市民因污染氣體中毒而失去生命。與此同時(shí)，洛杉磯也爆發(fā)“光化學(xué)污染”等嚴(yán)重的環(huán)境事件，人們?cè)絹碓秸J(rèn)識(shí)到環(huán)境破壞對(duì)生命造成的威脅。1969年，美籍意大利建筑師保羅·索勒瑞把生態(tài)學(xué)和建筑學(xué)兩個(gè)概念合并為生態(tài)建筑的新理念，至此，綠色建筑真正出現(xiàn)。而20世紀(jì)70年代的全球性能源危機(jī)也給世界敲響了警鐘，高昂的油價(jià)迫使每一個(gè)人都開始關(guān)心能源消耗與儲(chǔ)備問題，尤其是能耗。生態(tài)建筑在這時(shí)得到前所未有的重視，建筑界興起了節(jié)能設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)，“低能耗建筑”“誘導(dǎo)式太陽(yáng)能建筑”“生態(tài)建筑”“風(fēng)土建筑”等理念爭(zhēng)相亮相。隨后，綠色建筑的理念和各項(xiàng)規(guī)章制度越發(fā)完善，隨著世界人口的不斷增加以及環(huán)境污染的日趨嚴(yán)重，綠色建筑的理念越發(fā)深入人心，成為現(xiàn)在建筑設(shè)計(jì)的主流。

綠色建筑概念的實(shí)行

綠色建筑的根本理念就是節(jié)約能源，控制建筑能耗。廣義上的建筑能耗包括建筑材料生產(chǎn)、建筑施工和建筑物使用等方面。近代建筑大都為了采取裝飾上的華麗效果以及整體的觀賞性，采用成本高昂的遠(yuǎn)產(chǎn)地建材，不僅耗費(fèi)大量運(yùn)輸成本，也忽略了建材本身的環(huán)境適應(yīng)性。我們應(yīng)該在建筑的整個(gè)生命周期內(nèi)評(píng)估建材對(duì)環(huán)境的影響，對(duì)原材料的選擇應(yīng)充分考慮其來源、生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝等環(huán)節(jié)的能耗總和。此外，建筑過程中應(yīng)該選擇對(duì)環(huán)境污染小、易處理、可再生的建材，而不是價(jià)格便宜、毒性大的不可回收材料。采用簡(jiǎn)單的填埋或者焚燒處理手法將會(huì)對(duì)水源、土壤、空氣造成二次污染，“風(fēng)土建筑”的思維則很好地解決了這一問題，例如Ibuku事務(wù)所在印度尼西亞建造的Sharma溫泉和綠色村莊，他們并沒有運(yùn)用現(xiàn)代主義建筑中經(jīng)常使用的鋼筋和玻璃，而是采用當(dāng)?shù)氐拿窠ㄔ?，毛竹不光生長(zhǎng)速度極快，僅需7年就可以完全長(zhǎng)成，同時(shí)還具有極其優(yōu)良的構(gòu)造性能，它的水平抗壓力相當(dāng)于鋼筋，而且本身具有足夠的強(qiáng)度。通過靈活運(yùn)用這些當(dāng)?shù)夭牧?，Ibuku用風(fēng)土建筑的概念為世界范圍的綠色建筑設(shè)計(jì)建立了榜樣。這種思想有力反擊了建筑形式完全不考慮氣候風(fēng)土、地方建材、人文特點(diǎn)而產(chǎn)生的千篇一律的四方形玻璃式建筑風(fēng)格。風(fēng)土建筑，從當(dāng)?shù)剡x取可再生、可持續(xù)的無毒建材，使其在制造、安裝和維護(hù)過程中產(chǎn)生的廢物和污染降至最小，適當(dāng)應(yīng)用當(dāng)?shù)夭牧希琨湺?、磚石及當(dāng)?shù)啬静?，通過原汁原味的建筑材料，結(jié)合當(dāng)?shù)靥厣娘L(fēng)土人情，順應(yīng)風(fēng)土，打造出獨(dú)屬于當(dāng)?shù)靥厣慕ㄖ幕?/p>

另一大建筑能耗就是建筑在日常運(yùn)行中所消耗的能量，例如保溫、采光、通風(fēng)、用水等，這也是在建筑的生命周期中能耗占比最大的一部分，而現(xiàn)在的綠色建筑正是在對(duì)這一部分進(jìn)行改造。結(jié)合21世紀(jì)的新興技術(shù)，在盡量減少建筑使用能耗方面，人們提出了“零能耗建筑”的設(shè)想。零能耗建筑具有全智能控制、不用或少用外界能源、24小時(shí)生活熱水即開即用、室內(nèi)空氣保持清新等特點(diǎn)，這種建筑基本不消耗煤炭、石油等不可再生能源，把開源和節(jié)流兩種方式合二為一，將傳統(tǒng)建筑對(duì)于化石燃料能源的需求轉(zhuǎn)向太陽(yáng)能、風(fēng)能、淺層地?zé)崮艿瓤稍偕茉?。以前不注重的方面例如房間朝向、建筑熱效能、生活用水高效利用等，在綠色建筑中成為了建造師需要重點(diǎn)考慮的首要因素。在一個(gè)建筑的耗熱量構(gòu)成中，傳統(tǒng)建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量占總耗熱量75%，如何提高建筑的熱效能就成為了現(xiàn)代綠色建筑所要解決的首要難題。目前較為普遍的做法是提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能，采用復(fù)合墻體，運(yùn)用內(nèi)外保溫墻、夾心保溫外墻來進(jìn)行保溫，使建筑外墻形成中空結(jié)構(gòu)或添加新型保溫材料。這樣的方法室內(nèi)溫度相對(duì)恒定，相比之前傳統(tǒng)的水泥墻體，保溫效能有50%的提高。

另外，開窗也是建筑物保溫急需解決的一個(gè)問題。傳統(tǒng)建筑中由窗縫所滲透出去的熱量占據(jù)5%至10%左右，所以應(yīng)在保證必要采光的前提下，盡量縮小開窗面積。窗框要盡可能采用導(dǎo)熱系數(shù)較小的框料，并盡可能密封以減少縫隙引起的熱損失。在冬季時(shí)，類似的中空結(jié)構(gòu)以及雙層幕墻結(jié)構(gòu)將形成一個(gè)室內(nèi)外的緩沖地帶，使室外的寒氣在進(jìn)入室內(nèi)之前預(yù)熱?，F(xiàn)代綠色建筑還采用淺層地?zé)峁┡⑻?yáng)能等可再生資源，用以建筑內(nèi)部的日常保溫、照明功能。建筑內(nèi)部的通風(fēng)及制冷也是需要限制的能源消耗之一，為增強(qiáng)制冷效果減少了建筑內(nèi)部空間與外界的空氣對(duì)流，空調(diào)在夏季長(zhǎng)期運(yùn)行，這樣不僅使室內(nèi)空氣混濁，還增大了建筑的使用能耗。只要合理研究建筑所在地的盛行風(fēng)向，通過風(fēng)壓通風(fēng)、熱壓通風(fēng)以及少量的機(jī)械通風(fēng)等手段，在保證同等制冷效果的前提下將比空調(diào)節(jié)省一多半的能源消耗，還能增加空氣對(duì)流。此外高性能的外墻也能幫助保持室內(nèi)的涼爽。這種綠色設(shè)計(jì)真正實(shí)現(xiàn)了環(huán)保和可持續(xù)的理念。

丹麥的零耗能建筑是綠色建筑中的里程碑，產(chǎn)生的能量大于耗能。建筑本身通過自然通風(fēng)系統(tǒng)、太陽(yáng)能電池板等精心設(shè)計(jì)的能熱循環(huán)方式來減少傳統(tǒng)能源的使用，石板屋頂上覆蓋著太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)和太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，采用可再生能源進(jìn)行發(fā)電。窗戶面積占樓地面積的40%，是當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)建筑的兩倍，建筑內(nèi)部的每個(gè)房間至少有兩扇不在同一面墻上的窗戶，保證了全天候的自然采光。在夏季，自然通風(fēng)系統(tǒng)使窗戶達(dá)到自然通風(fēng)的目的；到了冬季，約50%的熱量由太陽(yáng)光來提供。這種建筑無疑讓我們看到了未來綠色建筑的光明前景。

資源短缺同樣是現(xiàn)代建筑需直面的嚴(yán)重問題，水資源的短缺更是迫在眉睫。近年來中國(guó)缺水城市的比例在不斷上升，如何在建筑中加入節(jié)水措施也成為了綠色建筑關(guān)注的重點(diǎn)。建筑可通過使用充氣裝置、電子水龍頭、低流量衛(wèi)生管道設(shè)備實(shí)現(xiàn)節(jié)約用水，必要時(shí)也可考慮無水小便池等無水裝置的應(yīng)用。同時(shí)考慮雨水收集、中水再利用，以及利用如透水磚、綠植屋面等天然雨水處理系統(tǒng)凈化地表徑流回灌地下水。

可持續(xù)建造的可能

由于在建造的過程中會(huì)消耗大量資源并且拆除建筑造成的垃圾也污染嚴(yán)重，相比將老舊建筑推倒重建，在原有建筑的基礎(chǔ)上加入綠色設(shè)計(jì)成分，通過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃和靈活的基礎(chǔ)設(shè)施改造建筑更為可行。對(duì)于較長(zhǎng)使用周期的設(shè)施應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，使建筑系統(tǒng)易于進(jìn)行定期維修和選擇性的更換；對(duì)于預(yù)期使用壽命較短的設(shè)施則應(yīng)考慮拆除后再利用的相關(guān)設(shè)計(jì)。建筑的區(qū)位選址也是應(yīng)該考慮的元素之一，確定建筑的類型和與之相匹配的運(yùn)輸方式，將定位互補(bǔ)的建筑結(jié)合安排方位可以節(jié)省大量能耗，例如超市應(yīng)該靠近住宅區(qū)，物流中轉(zhuǎn)站應(yīng)該設(shè)立在交通要道……如此將可持續(xù)、再利用的眼光延伸到建筑的整個(gè)生產(chǎn)和使用周期中，綠色建筑才能真正發(fā)揮其作用。

當(dāng)今的建筑成本之高是造成現(xiàn)在房?jī)r(jià)飛升的主要原因之一，許多專業(yè)人士認(rèn)為高成本是可持續(xù)設(shè)計(jì)的主要障礙，只有私人住宅等高端建筑才可能進(jìn)行綠色設(shè)計(jì)。事實(shí)上，隨著環(huán)境問題越發(fā)突出，人們對(duì)如何與自然和諧共存越來越關(guān)注，可持續(xù)建筑在某些方面比普通建筑更容易籌集資金，擁有更多市場(chǎng)。另外，綠色設(shè)計(jì)的花費(fèi)也未必就更高，原始成本范圍內(nèi)便有很多可操作性。此外，用長(zhǎng)遠(yuǎn)的眼光來考慮，綠色建筑的造價(jià)其實(shí)要比傳統(tǒng)建筑更低，起初看似高造價(jià)其實(shí)是包含了以后日常維護(hù)使用的價(jià)值。

在人類文明歷史長(zhǎng)河中，人與自然的和諧共生是永恒不變的主題。綠色設(shè)計(jì)必須適應(yīng)當(dāng)下的文化，同時(shí)也要肩負(fù)起對(duì)環(huán)境的責(zé)任，并最終將兩者“天衣無縫”地結(jié)合在一起。美國(guó)建筑大師路易斯·康曾經(jīng)說過：“過去的事物一直存在著?，F(xiàn)在的事物一直存在著。將來的事物一直存在著?！睆那暗V物時(shí)代的生態(tài)平衡，在經(jīng)過礦物燃料時(shí)代的不平衡，再進(jìn)入到后礦物時(shí)代的再次平衡，整個(gè)過程中，成功的建筑融合了過去與現(xiàn)在，最終將進(jìn)入美好的未來。今后綠色建筑模式的興起與發(fā)展將成為一種社會(huì)和自然的共同需求。

（徐翊博/清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)系，文中圖片由作者提供）

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