住宅建筑設計中的適宜技術(shù)應用研究

徐剛

（南京林業(yè)大學，江蘇 南京 210037）

住宅類建筑從圖紙設計到施工建成，其過程耗時較長，各環(huán)節(jié)成本高，住宅建筑建設中會需消耗大量的建筑物料材料，這些材料很多都是不可再生資源，如造成浪費則損失將是不可挽回的。消耗型能源一大部分都是礦石類能源，這類能源使用中對環(huán)境污染較大，使用經(jīng)濟成本也較高。使用過程中產(chǎn)生的各種廢料和廢氣都是環(huán)境污染的主要來源。新時期，在追求高效高速發(fā)展建設的同時也要為保護環(huán)境健康綠色而多做努力，重視綠色環(huán)保的理念漸入人心。住宅建設是一個消耗成本高且污染范圍廣的經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)，要想保障綠色可持續(xù)發(fā)展就必須要求從總體上確保建筑業(yè)同步做到可持續(xù)發(fā)展，每一環(huán)節(jié)都很重要。建筑技術(shù)的提高不局限于建設速度和效率的提升，最重要的提升點在于突出科學技術(shù)優(yōu)勢，現(xiàn)代綠色化、科技含量高的住宅建筑形式可從根本上補足傳統(tǒng)建筑形式和當代工業(yè)化生產(chǎn)的短板。運用現(xiàn)代科技建筑技術(shù)，材料選擇以經(jīng)濟綠色適用的物料材料為主，輔以適宜的建筑技術(shù)，科學融入綠色環(huán)保的建筑理念，促使可持續(xù)建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展，是多維度促進可持續(xù)發(fā)展理念的具體體現(xiàn)。

1 適宜技術(shù)概述

1.1 適宜技術(shù)理論的發(fā)展

“適宜技術(shù)”（Appropriate Technology）又稱“合適技術(shù)”，其原意英文是“Localized learning by doing”，也即“地方性地邊干邊學”，發(fā)展中國家和發(fā)達國家的發(fā)展理念有所不同，我們作為發(fā)展中國家可以借鑒其經(jīng)驗，但是不能照搬照抄，沒有一個模式是適用于所有國家的。二十世紀六十年代，英國經(jīng)濟學家舒馬赫曾談到，對于發(fā)展中國家來說，應該從實際出發(fā)，以本國經(jīng)濟水平為基準，選擇適合的技術(shù)進行建筑產(chǎn)業(yè)的構(gòu)造，不能一味追求高精尖新興科技，因為不可能在短時間內(nèi)達到符合科技應用的經(jīng)濟水平。同樣地也不能因為經(jīng)濟水平不夠高就選擇低廉的材料和技術(shù)，即發(fā)展不能走極端化，所以說必須要在兩個極端中間選擇適合自己國情和經(jīng)濟水平的技術(shù)，也就是中間技術(shù)。1975 年曾有學者提出一個理論，名為適宜技術(shù)理論。這一理論從多方面論述一個社會在不同的經(jīng)濟、環(huán)境、生產(chǎn)等各方面對建筑行業(yè)的影響，這種適宜技術(shù)和上述提到的中間技術(shù)有異曲同工之妙。可持續(xù)發(fā)展理念給適宜技術(shù)理論增添解釋了其中的重點和難念，強調(diào)了其核心問題是自身發(fā)展問題和環(huán)境問題能否協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

1.2 建筑中的適宜技術(shù)

建筑行業(yè)在一個國家乃至全社會的經(jīng)濟發(fā)展中有著舉足輕重的位置。全世界的城市化發(fā)展中建筑業(yè)自始至終都對人類的居住環(huán)境有著相當重要的作用。建筑業(yè)不是一個模板里套出來的樣品，它必須結(jié)合每一地區(qū)的環(huán)境差異和經(jīng)濟發(fā)展水平，做出合適的方案，建筑行業(yè)宜更加貼近經(jīng)濟學者提出的“適宜技術(shù)”理念，因為建筑業(yè)消耗大量多樣的社會資源。二十世紀晚期，世界建筑大會上同樣提出了以適宜技術(shù)為目標的建筑業(yè)發(fā)展要求。該倡議強調(diào)不僅僅要注重各地方經(jīng)濟發(fā)展水平，同時還須注重運用符合時代發(fā)展的新技術(shù)。為符合這一要求，建筑設計師必須深入當?shù)亓私猱數(shù)氐牡赜蚪?jīng)濟差異和文化背景，將建筑行業(yè)的整體基調(diào)與當?shù)靥厣嗳诤稀？偟膩碚f，適宜技術(shù)的真正含義就是選擇合適的對象，結(jié)合實際情況做出最適合的方案，結(jié)合多種因素因地制宜地開展建筑設計和建造，最終以取得最大社會效益和最好經(jīng)濟效益為目標。[1]

2 建筑適宜技術(shù)的特征

2.1 經(jīng)濟性

對于技術(shù)的使用具有決定性影響的還是國家地域經(jīng)濟發(fā)展水平。建筑行業(yè)中，許多生產(chǎn)廠家最關心的問題還是在于整體技術(shù)的投入和產(chǎn)出比例高低，經(jīng)濟效益高低是個永恒的話題。建筑投資方面大家通常選擇在有限的投入下獲得最好的效益，這是最為看重的。適宜技術(shù)就能大大滿足這一要求，其最關鍵的一點就是能夠使用較成熟的技術(shù)且成本低廉，其特別適合一些經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)的建筑建設發(fā)展，可以說適宜技術(shù)是一項利國利民的好技術(shù)。

2.2 地方性

適宜技術(shù)的地方性，表明良好的設計應盡可能地體現(xiàn)一個地區(qū)的主要特征，主要有兩個特點。第一，適應當?shù)刈匀画h(huán)境；第二，符合地域文化要求。建筑地區(qū)性這一概念一般是以整個地區(qū)為基礎進行系統(tǒng)研究的建筑觀念，其一方面要求對當?shù)卦械奈幕M行探索和發(fā)展，另一方面還要對現(xiàn)代發(fā)展做出合理解釋。建筑地區(qū)性的關鍵就在于能夠正確合理地看待現(xiàn)代科學技術(shù)，不能因為科技高速發(fā)展帶來的經(jīng)濟效益而忽視了自身特性，須綜合考慮各種社會問題和要求。[2]

2.3 動態(tài)性

技術(shù)的發(fā)展總體上呈一個螺旋向上的趨勢。過去的較為成熟的技術(shù)可能隨著時代的發(fā)展就會被拋棄，不能說適宜技術(shù)就是傳統(tǒng)技術(shù)。傳統(tǒng)技術(shù)包含種類也有很多，只有符合當今時代發(fā)展的技術(shù)才能叫適宜技術(shù)，被淘汰的技術(shù)也會隨著時代的發(fā)展而慢慢縮減，也即取其精華去其糟粕?，F(xiàn)階段很多科技手段都屬于“欠適宜”的技術(shù)，這種技術(shù)需要時間和手段來慢慢推廣和接受。適宜技術(shù)并不是閉門造車更不是隨遇而安，它是一種融入高新興技術(shù)的新技術(shù)。把新技術(shù)和現(xiàn)階段的適宜技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)造出符合當?shù)匕l(fā)展實情的新局面。適宜技術(shù)不能和傳統(tǒng)技術(shù)以及欠缺技術(shù)掛鉤，三者不是同一個概念，適宜技術(shù)是一個隨著時代發(fā)展而不斷進步發(fā)展的技術(shù)。

3 住宅建筑設計中適宜技術(shù)應用的意義

3.1 符合滿足新時期節(jié)能理念的總體要求

在住宅建筑室內(nèi)裝修過程中相關人員大多采用環(huán)保理念，這樣符合當代可持續(xù)發(fā)展理念，進而達到節(jié)能理念要求。絕大多數(shù)廠家都會選擇環(huán)保材料，這樣能最大程度減少降低能源消耗和環(huán)境污染，進而達到環(huán)保的目的，同時還能減少住宅建筑主體在建造時帶來的過量消耗。

3.2 提升住宅建筑設計的環(huán)保性

在我國傳統(tǒng)的住宅建筑裝修工程中，很多人在圖紙方案設計中融入了很多環(huán)保理念，并且采用新型技術(shù)和手段，但是在實際操作過程中，很多人并沒有深刻理解環(huán)保觀念，認為這是面子工程、形式主義。其實不然，這種環(huán)保理念的堅持和傳承必然需要多方面共同努力，從監(jiān)管人員到所有的施工人員都須通力合作，這樣才能達到真實的可持續(xù)發(fā)展的最終目的。

3.3 生態(tài)節(jié)能技術(shù)深層次設計的需要

對于住宅建筑設計中應用適宜技術(shù)，大多數(shù)情況下都是以本來的設計為基礎，比如在其中融合植被設計、能源消耗和原有結(jié)構(gòu)改造等多方面的調(diào)整改造。但現(xiàn)實是，很多部門還沒有制定出配套適宜的、詳細的法規(guī)規(guī)范，特別是在建筑行業(yè)對能源消耗和耗材選擇上缺乏科學系統(tǒng)的監(jiān)管，這樣就給實際施工單位的具體施行帶來了不便。所以說，當代建筑行業(yè)必須選擇適宜技術(shù)并在符合自身條件的基礎上加之合理運用，才能夠從根本上真正滿足環(huán)保建設的新要求。[3]

4 住宅建筑設計中的適宜技術(shù)應用策略

4.1 實現(xiàn)自然通風和人工機械通風的配合

住宅建筑設計中應用適宜技術(shù)時，在設計通風結(jié)構(gòu)的過程中可以借鑒國內(nèi)知名的環(huán)保建筑的通風設計進行，環(huán)保建筑關鍵的一點就是將環(huán)保理念和實際情況相結(jié)合，不僅僅能夠滿足經(jīng)濟適用這一要求，還能做到功能上符合住戶使用者的要求。通風設計就是一個建筑體中必不可少的關鍵部分，其構(gòu)建和設計也有成本和效率，我們必須通過理論分析和實際操作二者相結(jié)合的情況下，探索出最符合要求的通風設計。自然通風的含義是風壓和熱壓二者共同作用下的一種空氣運動，主要是通過墻體的縫隙和窗口的通風使建筑體自然通風。自然通風很大程度上都會利用建筑的窗戶角度、開窗范圍等各種條件進行有效調(diào)整，特定情況下需要利用天井和排風管，這些輔助工具可加強通風效果，能夠在環(huán)保的情況下完成住戶的通風要求。很多時候自然風不能夠完全滿足人們的要求，大多數(shù)建筑行業(yè)的設計者們也可以通過預留的通風孔或者走廊與外界進行連通，實現(xiàn)通風通氣。在過去，人們可以將院內(nèi)的通風管道引入地下室，這樣利用天井的設計將冷氣下沉到建筑內(nèi)部，實現(xiàn)整個建筑的通風換氣?，F(xiàn)代住宅同樣存在這個問題，隨著當代社會土地利用率要求的提高，各大中城市的新建住宅普遍采用高層建筑形式，這就導致很多低矮樓層缺少自然通風，我們必須利用條件改變風在建筑體之間的方向，將自然風通過人工改造優(yōu)化的方式引入建筑體內(nèi)，比如說設置專門的大型通風管道。所以，在建筑設計的過程中，通風設計顯得尤為重要，有時須結(jié)合其他學科的知識進行合理運用，比如空氣動力學。[4]

4.2 實現(xiàn)自然采光和人工機械采光的配合

建筑的采光一般分為自然采光和燈光照明兩種方式，通常情況下，只能是利用燈光照明，雖然照明燈的光線充足且明亮，但是消耗電力成本較高，不符合環(huán)保理念并且住戶的經(jīng)濟使用成本也較高。為解決這一問題，設計人員一般會利用建筑的本身結(jié)構(gòu)結(jié)合增加物理條件進行不同的采光設計，最終達到住戶的采光要求。人們在住房中使用環(huán)保的照明材料，比如用LED 燈進行燈光改善，這個方法能夠解決日常生活中光線欠佳不良的問題。又如，建筑設計師可利用建筑物墻體和建筑整體的位置來進行采光彌補，同時可以設置采光板，將不能夠投射到屋內(nèi)的光線進行采集聚合，擴大采光照明范圍。

5 案例分析

本文此處以重慶某住宅大樓為例進行說明，該住宅整體面積達7000m3，建筑體實際占地1000m3，大樓建有6 層，其中第1 層、第2 層用于設置大廳。對大樓地理環(huán)境進行測試，對現(xiàn)場的巖石經(jīng)過分析可知，該大廈附近的巖土類型是由頁巖及砂巖組成，缺少通氣換風的自然條件，換熱的方法就更是有限。夏天，輻射、高溫是最主要的問題，為了降低室內(nèi)溫度必須采用其他裝置進行降溫，隨之而來的能源消耗問題也不斷增加，需要建立起完整充足的空調(diào)通風降溫系統(tǒng)和電力保供系統(tǒng)等。工程的能源消耗問題須得到合理控制才符合該建筑的最終目的，具體節(jié)能方案在下文分兩節(jié)闡述。

5.1 太陽能光導照明

工程采用的光導照明系統(tǒng)是通過采光裝置聚集室外的自然光線并引入建筑內(nèi)部，再經(jīng)特殊制作的導光裝置強化與傳輸后，整個室內(nèi)的光照將得到充分保障，導光裝置將通常利用漫射裝置收集自然光，再將自然光合理分配至建筑物內(nèi)。太陽能是一種可再生能源，是當今社會能夠解決照明的最有效方式來源之一。為了維護整體住宅大樓的外觀，綠植設計能夠為整個建筑空間提供自然宜居環(huán)境。通常一棟建筑的周圍根據(jù)綠化面積的大小一般會設置10～12 組照明系統(tǒng)，為整個建筑提供充足的照明。因為空間照明不能完全依賴自然光，所以也要有電力照明加以輔助，最合理的方式就是進行能量儲存，白天的能量經(jīng)過轉(zhuǎn)化和收集將會在必要的時間段啟動，啟動過程經(jīng)過計算機自動化程序來控制，具備便捷準確性。

5.2 高性能圍護結(jié)構(gòu)設計

住宅大樓圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能設計主要包括墻面、屋頂、門窗的保溫隔熱設計以及建筑外窗的遮陽設計。圍護設計的考慮原則是建筑設計過程中合理運用可再生能源，減少傳統(tǒng)意義上的能源消耗，在冬天也可借此獲得充足的太陽能取暖。但是夏天就必須減少自然光的直射，強烈的光線不僅會傷及皮膚并且也會帶來不舒適的室內(nèi)高溫。為解決這一問題，高性能圍護結(jié)構(gòu)設計中要有熱能儲存措施和散熱系統(tǒng)。外置的新型材料保溫層以及屋頂設計能夠在低溫季節(jié)時儲存熱能，確保室內(nèi)溫度不會過低；而建筑內(nèi)的百葉玻璃可以起到折射陽光的作用，有效降低建筑內(nèi)陽光直射，解決夏季室內(nèi)溫度過高的困擾，這樣才符合節(jié)能和高效兩個目標。有了這兩套系統(tǒng)的設計運用，住宅大樓也就成了適宜技術(shù)合理應用的建筑范例。[5]

6 結(jié)語

總體來說，數(shù)字化信息時代背景下，建筑技術(shù)在住宅建筑設計當中的發(fā)展應用更加合理，只要圍繞適宜技術(shù)發(fā)展，并結(jié)合融入一定的數(shù)字信息技術(shù)，同時因地制宜地結(jié)合當?shù)氐赜蛱厣幕罱K將推動建筑業(yè)發(fā)展走向綠色節(jié)能環(huán)保的新道路。