綠色生態(tài)建筑視域下城市地下空間開(kāi)發(fā)利用

文/深圳華森建筑與工程設(shè)計(jì)顧問(wèn)有限公司 王海濱

0 引言

隨著城市化進(jìn)程不斷加快，現(xiàn)代建筑與公共基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模日益擴(kuò)大，城市可利用空間逐步縮小、破壞自然資源、無(wú)限度掠奪能源等問(wèn)題逐漸顯現(xiàn)。綠色生態(tài)建筑融合建筑學(xué)與生態(tài)學(xué)理念，以高技術(shù)、低能耗、低污染、高附加值為目標(biāo)，依托天然條件與現(xiàn)代技術(shù)手段踐行可持續(xù)發(fā)展理念。

1 綠色生態(tài)建筑概念與設(shè)計(jì)原則

1.1 綠色生態(tài)建筑概念

綠色生態(tài)建筑主要是指在建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)中融入生態(tài)學(xué)原理，依據(jù)自然地理位置、區(qū)域生態(tài)環(huán)境等因素進(jìn)行建筑空間布局，利用自然資源與現(xiàn)代技術(shù)手段創(chuàng)造出可滿足人們?nèi)粘Ｉ?、生產(chǎn)的空間環(huán)境，并在此過(guò)程中最大限度減少對(duì)自然資源的破壞與能源的過(guò)度開(kāi)發(fā)，構(gòu)建人、建筑與生態(tài)之間的和諧統(tǒng)一關(guān)系。綠色生態(tài)建筑的設(shè)計(jì)目標(biāo)即為利用現(xiàn)代技術(shù)手段降低城市空間規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中的能耗與污染，提升建筑空間設(shè)計(jì)附加價(jià)值，依托以人為本理念，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

1.2 基本設(shè)計(jì)原則

1）以人為本 要求建筑空間設(shè)計(jì)與利用務(wù)必滿足現(xiàn)代人生產(chǎn)、生活所需，發(fā)揮建筑空間環(huán)境的利用價(jià)值。

2）節(jié)能 依托綠色設(shè)計(jì)理念與技術(shù)降低建筑能耗，積極利用太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能等新型能源，構(gòu)建高效率、低能耗的建筑循環(huán)體，保持整體空間與生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3）環(huán)保 應(yīng)切合自然生態(tài)環(huán)境特點(diǎn)進(jìn)行建筑開(kāi)發(fā)規(guī)模、類型、構(gòu)造形式設(shè)計(jì)，確保空間開(kāi)發(fā)和建筑設(shè)計(jì)與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)，避免在空間開(kāi)發(fā)利用與建筑投入使用過(guò)程中破壞自然生態(tài)系統(tǒng)[1]。

4）循環(huán)利用 采用清潔能源與可循環(huán)建筑材料，盡可能在現(xiàn)有空間、建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行改造更新，避免無(wú)意義的過(guò)度消耗與浪費(fèi)，注重對(duì)空間開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中產(chǎn)生的建筑垃圾、廢水、余熱等進(jìn)行循環(huán)利用與合理開(kāi)發(fā)。

2 綠色生態(tài)建筑視域下開(kāi)發(fā)利用策略

2.1 堅(jiān)持以人為本原則，優(yōu)化地下空間形態(tài)布局

綠色生態(tài)建筑的核心是在保護(hù)自然環(huán)境的基礎(chǔ)上創(chuàng)造出滿足人們生活、生產(chǎn)所需的空間環(huán)境，堅(jiān)持“以人為本”原則最大限度迎合人的需求。而城市地下空間的開(kāi)發(fā)涵蓋空間環(huán)境、物理環(huán)境、視覺(jué)心理環(huán)境等不同層面內(nèi)容，如何實(shí)現(xiàn)地下建筑綜合體、地鐵站、地下商業(yè)街等建筑的合理有序布置與設(shè)計(jì)成為當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。

1）注重對(duì)建筑空間形態(tài)、建筑結(jié)構(gòu)布局的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)地下建筑使用功能與視覺(jué)心理功能的雙重建設(shè)。例如在進(jìn)行地下空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注重地下與地上空間的過(guò)渡設(shè)計(jì)，確保兩種空間結(jié)構(gòu)良好銜接，依據(jù)地下空間形態(tài)與層次感進(jìn)行空間序列、方向的安排，同時(shí)配合室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行空間分割、裝飾色彩、燈光照明等視覺(jué)心理環(huán)境的設(shè)計(jì)，合理利用自然光源進(jìn)行照明系統(tǒng)建設(shè)，并采用園林技術(shù)進(jìn)行地下空間綠化設(shè)計(jì)，兼顧地下空間建筑結(jié)構(gòu)、審美需求、生態(tài)環(huán)境等要素。

2）關(guān)注人的生理需求，強(qiáng)化地下空間設(shè)計(jì)帶給人的舒適感，消除對(duì)人身體健康造成的影響。例如從空氣質(zhì)量角度，應(yīng)合理進(jìn)行地下空間通風(fēng)設(shè)計(jì)，配合空調(diào)、循環(huán)設(shè)備等加強(qiáng)建筑內(nèi)部溫濕度控制，嚴(yán)格控制CO、CO2、Rn濃度及有害化學(xué)物質(zhì)含量，確?？諝赓|(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)，并提高地下空間空氣負(fù)離子濃度。從光環(huán)境設(shè)計(jì)角度，注重進(jìn)行地上、地下空間的合理過(guò)渡與銜接，采用采光頂、下沉式廣場(chǎng)、地下庭院等建筑設(shè)計(jì)措施保障地下環(huán)境采光度，同時(shí)配合光導(dǎo)管系統(tǒng)打造地下光環(huán)境，滿足地下空間正常采光需求。從聲環(huán)境設(shè)計(jì)角度，注重依據(jù)聲學(xué)要求進(jìn)行建筑功能設(shè)計(jì)，引入噪聲控制設(shè)備、混響器等，以塑造良好的地下聲環(huán)境[2]。

3）注重建筑材料的科學(xué)選取，采用如液體壁紙、軟石地板等無(wú)污染、無(wú)輻射、成本低的新型綠色建筑材料，減少建筑裝修過(guò)程中產(chǎn)生的有害氣體與化學(xué)物質(zhì)，兼顧人身體健康與建筑成本效益的平衡。同時(shí)，應(yīng)秉持人文關(guān)懷原則進(jìn)行建筑無(wú)障礙設(shè)施設(shè)計(jì)，以滿足老年人、兒童、殘疾人等群體的生活需求。此外考慮到地下空間形態(tài)的特殊性，還需注重加強(qiáng)防火、防水、防爆設(shè)計(jì)，應(yīng)用防火、防水型建筑材料，配備滅火器與監(jiān)測(cè)、報(bào)警等設(shè)備，提升地下空間與建筑的安全性。

2.2 樹(shù)立節(jié)能環(huán)保理念，合理規(guī)劃開(kāi)發(fā)技術(shù)手段

在樹(shù)立以人為本的城市地下空間開(kāi)發(fā)利用理念的基礎(chǔ)上，應(yīng)當(dāng)圍繞綠色建筑的節(jié)能環(huán)保要求進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)技術(shù)手段的規(guī)劃，合理利用自然資源與新型能源創(chuàng)造節(jié)能環(huán)保的地下空間綜合體。

1）依據(jù)地下建筑所處區(qū)位因素、地勢(shì)地形等特點(diǎn)進(jìn)行建筑布局及朝向的合理設(shè)計(jì)，例如可采用半地下掩土式建筑結(jié)構(gòu)，在建筑東南向設(shè)置大面積玻璃采光窗，還可采用玻璃穹頂?shù)牡叵轮型?、玻璃采風(fēng)廊等建筑形式，充分利用太陽(yáng)能取暖、采光，并在建筑外部裝設(shè)遮陽(yáng)板、種植落葉植物等，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)輻射熱的有效調(diào)節(jié)與合理利用。

2）利用環(huán)保建筑材料或新型技術(shù)手段進(jìn)行地下建筑保溫、采光、通風(fēng)等設(shè)計(jì)，例如采用聚苯乙烯泡沫板、巖棉板等保溫材料作為建筑墻面隔熱層，利用熱交換器回收建筑室內(nèi)余熱，采用光纖傳導(dǎo)技術(shù)向建筑室內(nèi)輸送自然光線等，還可利用VAV變風(fēng)量控制系統(tǒng)進(jìn)行室內(nèi)通風(fēng)量控制、降低機(jī)械通風(fēng)負(fù)荷，最大限度合理充分利用能源與自然資源，實(shí)現(xiàn)降低能耗的目標(biāo)。

2.3 依托彈性設(shè)計(jì)思維，塑造開(kāi)放式地下空間結(jié)構(gòu)

受地層結(jié)構(gòu)特征影響，地下建筑空間的拆除與改建難度較大，帶有一定的不可逆性，倘若未經(jīng)系統(tǒng)規(guī)劃便盲目進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，不僅將造成地下空間與資源的浪費(fèi)，而且給日后開(kāi)發(fā)利用造成阻礙。因此應(yīng)依托彈性設(shè)計(jì)思維構(gòu)建開(kāi)放式地下空間結(jié)構(gòu)，綜合城市設(shè)計(jì)總體規(guī)劃及地下空間開(kāi)發(fā)利用系統(tǒng)分布特征，提升地下建筑空間與建筑結(jié)構(gòu)的功能性、適應(yīng)性與可延展性。以地下建筑單體設(shè)計(jì)為例，需在設(shè)計(jì)時(shí)著重考慮“預(yù)留設(shè)計(jì)”“接口設(shè)計(jì)”，采用具有較強(qiáng)適應(yīng)性的建筑結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)參數(shù)，為日后與其他建筑的連通及擴(kuò)建創(chuàng)造條件；還可采取模塊化建筑結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)，依據(jù)不同模塊布設(shè)建筑設(shè)備，選取建筑零部件，進(jìn)一步塑造開(kāi)放式地下空間結(jié)構(gòu)[3]。

2.4 采用智能建筑技術(shù)，完善地下空間自我調(diào)節(jié)功能

當(dāng)前建筑智能化市場(chǎng)已初具規(guī)模，基于系統(tǒng)集成角度將計(jì)算機(jī)、通信、傳感等技術(shù)有機(jī)結(jié)合，依托自動(dòng)化監(jiān)控與高效信息服務(wù)，為用戶提供更加完備的居住生活體驗(yàn)。可將智能建筑技術(shù)與綠色生態(tài)建筑理念結(jié)合，完善地下空間系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)和迅速反應(yīng)功能。例如可利用火災(zāi)探測(cè)報(bào)警技術(shù)、環(huán)境檢測(cè)監(jiān)控技術(shù)、視頻安防監(jiān)控技術(shù)等進(jìn)行地下建筑消防、安保等系統(tǒng)建設(shè)，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、傳感技術(shù)與人工智能技術(shù)進(jìn)行建筑環(huán)境控制設(shè)備建設(shè)，提高建筑對(duì)外部環(huán)境變化的智能反應(yīng)與自主調(diào)節(jié)能力，實(shí)現(xiàn)自然生態(tài)系統(tǒng)與人工智能建筑技術(shù)和諧共存，構(gòu)建理想型城市地下空間體系。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，當(dāng)前我國(guó)城市地下空間延續(xù)“三心三軸”結(jié)構(gòu)布局，為確保在城市規(guī)劃建設(shè)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)自然環(huán)境保護(hù)與城市發(fā)展兼顧的目標(biāo)，應(yīng)秉持綠色生態(tài)建筑理念進(jìn)行城市地下空間的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，采用環(huán)保、節(jié)能、智能技術(shù)塑造現(xiàn)代化綠色生態(tài)城市空間結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提升地下空間開(kāi)發(fā)利用的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。