建筑設(shè)計(jì)在綠色建造低碳發(fā)展中的探析

朱 磊

(山西建筑工程集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)院 太原 030000)

建筑部門終端碳排放比重大,涉及部門機(jī)構(gòu)環(huán)節(jié)多(見圖2),建筑保有量及老破小存量大,精準(zhǔn)管理較為困難,為實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo),城市和鄉(xiāng)村建設(shè)都將是一個(gè)很好地發(fā)展機(jī)遇。在往后的建設(shè)中,講重點(diǎn)合理控制建筑規(guī)模,杜絕大拆大建,推進(jìn)既有建筑節(jié)能更新改造強(qiáng)化建筑綠色化、工業(yè)化。主推先進(jìn)技術(shù)和新型裝備,加快發(fā)展超低能耗、近零能耗建筑。鼓勵(lì)建筑垃圾再利用,扶持發(fā)展裝配式建筑和綠色建材,構(gòu)建綠色循環(huán)產(chǎn)業(yè)體系,建設(shè)資源型社會(huì)。在建筑全生命周期中,充分發(fā)揮綠色的理念,通過工業(yè)化、信息化等方式,使用當(dāng)?shù)丨h(huán)保建材,應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和工藝,進(jìn)一步提升質(zhì)量,提高勞動(dòng)生產(chǎn),節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境,生產(chǎn)綠色建筑產(chǎn)品并保障建造過程綠色,以此推動(dòng)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的工程建設(shè)活動(dòng)。

1 綠色設(shè)計(jì)的研究與發(fā)展

綠色設(shè)計(jì),考慮在建筑的全生周期內(nèi),滿足現(xiàn)在生產(chǎn)及未來使用中,滿足可能存在的環(huán)境屬性變化,同時(shí)又可以滿足建筑所應(yīng)有的使用性能、建筑壽命和改造所涉及的一系列問題,將建筑與自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、科技統(tǒng)一,可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展,保護(hù)和加強(qiáng)環(huán)境系統(tǒng)的生產(chǎn)和更新能力,在不影響人類未來生態(tài)系統(tǒng)的涵容能力,不影響當(dāng)代人的生活品質(zhì)提高,不影響社會(huì)發(fā)展的福祉,從而轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)發(fā)展理念,探索更高標(biāo)準(zhǔn)、更舒適、更適宜的城市建設(shè)模式。

1.1 綠色設(shè)計(jì)體系構(gòu)建

工程建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)綠色水平體系的構(gòu)建,需要梳理國內(nèi)外工程建設(shè)領(lǐng)域綠色設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn),調(diào)研目前建設(shè)領(lǐng)域綠色設(shè)計(jì)相關(guān)應(yīng)用情況,需要統(tǒng)一協(xié)調(diào)建筑全生命周期,對(duì)整個(gè)項(xiàng)目綠色設(shè)計(jì)體系進(jìn)行可行性研究,并建立適合當(dāng)?shù)氐赜蛱厣目沙掷m(xù)發(fā)展綠色體系,從而統(tǒng)一歸納整理,以實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)的安全耐久、健康舒服、生活便利、節(jié)約資源、環(huán)境宜居,為綠色建造打好基礎(chǔ)［1］。

1.2 綠色建筑設(shè)計(jì)的原則

(1)系統(tǒng)和合理性功能設(shè)計(jì)原則。綠色建筑設(shè)計(jì),對(duì)設(shè)計(jì)師的綜合能力是一項(xiàng)考驗(yàn),設(shè)計(jì)要結(jié)合使用功能,發(fā)展多樣化的建筑空間組合,合理利用及預(yù)留建設(shè)條件,滿足現(xiàn)在生活的需要,以及隨著生活需求變化增長、精神文明建設(shè)所需擴(kuò)大建設(shè)的情況,要做到空間組織合理、疏密有致。風(fēng)格、形式、形態(tài)在綠色設(shè)計(jì)時(shí),不僅要形成建筑獨(dú)特的風(fēng)格和景觀形象,更重要的是滿足人們活動(dòng)行為及心里的需求,充分利用原有的地形、地貌的變化,將自然景觀和人工景觀進(jìn)行有機(jī)的布置和組合,營造線性流動(dòng)的建筑景觀空間序列。

(2)整體和充分性環(huán)境設(shè)計(jì)原則。在建筑環(huán)境設(shè)計(jì)中,不僅要凸顯建筑在環(huán)境中的地位作用,還要利用建筑營造適宜的空間環(huán)境,將建筑的空間、尺度、比例、質(zhì)感與環(huán)境的色彩、虛實(shí)、形體、視線相協(xié)調(diào),做到環(huán)境優(yōu)美、合理分區(qū),配置齊備的各類景觀節(jié)點(diǎn),在建筑外部要強(qiáng)調(diào)與周邊環(huán)境相融合,動(dòng)靜互補(bǔ),以人為本,才能達(dá)到環(huán)境與建筑的統(tǒng)一。同時(shí)要從思想上樹立綠色環(huán)保意識(shí),節(jié)約資源,在設(shè)計(jì)中努力改善環(huán)境生態(tài),創(chuàng)造可持續(xù)發(fā)展的生存環(huán)境。

(3)低碳和可持續(xù)發(fā)展設(shè)計(jì)原則。要發(fā)展綠色建筑設(shè)計(jì),減少不可再生資源使用,同時(shí)可以提供更好的綠色、健康、舒適、人與自然和諧共處的生態(tài)環(huán)境,擺脫現(xiàn)存城市建設(shè)高容高密、高污染、高能耗的影子,提倡海綿城市、可持續(xù)發(fā)展的理念,是我國建立節(jié)約型社會(huì)的必經(jīng)之路。通過綠色建筑及設(shè)計(jì)建造的發(fā)展,可以刺激促進(jìn)新型技術(shù)、新型材料的研發(fā)與應(yīng)用,促進(jìn)環(huán)保、健康的新型建筑落地,進(jìn)而更好實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展［2］。

1.3 綠色設(shè)計(jì)低碳發(fā)展路徑

1.3.1 改變?cè)O(shè)計(jì)理念

綠色策劃及綠色設(shè)計(jì)涵蓋建筑全壽命周期,集成各項(xiàng)技術(shù)降低建筑能耗、減少碳排放,提高室內(nèi)舒適性,促進(jìn)建筑高質(zhì)量發(fā)展;

1.3.2 改變管理方式

“BIM+”技術(shù),促進(jìn)建筑業(yè)和信息化、工業(yè)化深度融合,提高工程效率,降低隱含碳排放及運(yùn)行階段碳排放;

(1)被動(dòng)式超低能耗建筑:被動(dòng)式超低能耗建筑是指適應(yīng)氣候特征和自然條件,綜合利用各項(xiàng)節(jié)能技術(shù)打造一種最適宜居住的環(huán)境,可保持室內(nèi)恒溫、恒濕、恒氧、恒靜、恒潔。

(2)零碳建筑:并不是指的零排放的建筑物,而是通過采取一系列先進(jìn)技術(shù)與措施,使建筑可生產(chǎn)并利用的碳排放量,與建筑建設(shè)、運(yùn)營過程產(chǎn)生的碳排放相抵消,建筑自身在不消耗電力、煤炭、石油等傳統(tǒng)能源的情況下,可以獨(dú)立運(yùn)作太陽能、風(fēng)能、有機(jī)能等清潔能源,從而最終達(dá)到“零廢棄、零能耗”的理想狀態(tài)［3］。

(3)地下空間開發(fā)利用,具有深刻的意義,可以綜合利用城市發(fā)展用地,緩解城市發(fā)展矛盾,合理利用地下資源,改善城市生態(tài)環(huán)境。例如上海世博軸,引入陽光谷將的設(shè)計(jì)理念,將自然光和空氣引入低下空間,提高地下空間的適用性和舒適度,還可以將雨水進(jìn)行收集和利用,并采用江水和地?zé)嶙鳛槔錈嵩?可根據(jù)環(huán)境自動(dòng)調(diào)節(jié),大大提高效率,突出性能。

(4)裝配式建筑,可拆卸并重復(fù)利用,該體系結(jié)構(gòu)構(gòu)件全部或部分預(yù)制,標(biāo)準(zhǔn)化程度極高,工業(yè)化構(gòu)件百分百預(yù)制?？筛鶕?jù)實(shí)際使用情況,建設(shè)地點(diǎn)的變化,進(jìn)行拆除挪動(dòng)以及重新建設(shè),工序簡(jiǎn)單、快速、重復(fù)利用,減少建筑建材、耗材的利用、減少建筑垃圾、揚(yáng)塵和噪聲污染,大幅降低各階段的碳排放,改善城市環(huán)境、推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)。

(5)綠色城市更新,一是綠色建筑技術(shù)的應(yīng)用,其應(yīng)用不僅包括建筑物本身,還要求工程建設(shè)全過程綠色建造,因地制宜地進(jìn)行生態(tài)改造。依托科技進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新將城市更新從源頭抓起,將綠色發(fā)展理念融入生產(chǎn)方式的全要素、過程和環(huán)節(jié)。二是綠色科技產(chǎn)業(yè)對(duì)城市更新管理的提升,由此建立更加低耗能、高便捷的城市生活方式,加速新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和公共基礎(chǔ)設(shè)施的綠色改造,提高城市系統(tǒng)的高效智能互聯(lián),創(chuàng)造更加以人為本的綠色宜居環(huán)境。

(6)BIM 設(shè)計(jì),可視化的設(shè)計(jì),可以協(xié)同各專業(yè)之間的互動(dòng)與反饋,解決管線之間的碰撞問題,協(xié)調(diào)復(fù)雜空間結(jié)構(gòu)模型前期布局以及空間的關(guān)系等,還可以對(duì)設(shè)計(jì)階段做參數(shù)化的設(shè)計(jì),對(duì)復(fù)雜組合建筑及與其配套工程等進(jìn)行優(yōu)化。同時(shí),BIM 模型對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的影響極大,囊括建筑生命全周期,從設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營、到拆除,都可從建筑信息模型中獲取所需的資料與信息,施工中可以指導(dǎo)施工、調(diào)度工程進(jìn)度、提取工程量等,運(yùn)營階段可以檢測(cè)模擬消防、聯(lián)動(dòng)控制等,實(shí)現(xiàn)資料共享與信息再利用的全局性作用［4］。

(7)建筑全生命周期:從規(guī)劃與設(shè)計(jì)、材料與構(gòu)建生產(chǎn)、建造與運(yùn)輸、運(yùn)行與維護(hù)直到拆除與處理(廢棄、再循環(huán)和再利用等)的全循環(huán)過程。綠色建造貫穿整個(gè)建筑全生命周期:包括綠色建筑、綠色施工、綠色運(yùn)維。在項(xiàng)目前期決策階段,建設(shè)單位應(yīng)根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目所處區(qū)域的自然、社會(huì)、技術(shù)水平、建設(shè)條件、建設(shè)成本和收益等條件,自身或委托專業(yè)咨詢機(jī)構(gòu)組織研究設(shè)定建設(shè)項(xiàng)目的綠色總目標(biāo),完成綠色總目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)策劃方案。

2 綠色設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

建設(shè)工程建設(shè)項(xiàng)目分別從設(shè)計(jì)成果的先進(jìn)性、綠色性、創(chuàng)新性、社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益四方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。各評(píng)價(jià)維度權(quán)重分配如下:

2.1 建筑工程設(shè)計(jì)先進(jìn)指標(biāo)。

要求建筑設(shè)計(jì):精心創(chuàng)造優(yōu)美居住環(huán)境,節(jié)約用地、日志通風(fēng)、公建配套、交通組織園林綠化、保護(hù)生態(tài)等方面取得顯著更成果,并結(jié)合自然場(chǎng)地條件,對(duì)建筑的形體、朝向、樓距、窗墻比等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),外窗、幕墻的可開啟部分能使建筑獲得良好的通風(fēng)效果,提高設(shè)計(jì)水平。

2.2 建筑工程設(shè)計(jì)綠色指標(biāo)

建筑用地適度密集,充分利用周邊的配套設(shè)施,高效合理規(guī)劃用地,提高建筑空間使用率,維持生態(tài)系統(tǒng)平衡。使用可再生能源,如太陽能、水能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能、生物質(zhì)能、潮汐能等先進(jìn)技術(shù)取自自然環(huán)境的能量。選用高性能、低耗材、耐久性好的新型建筑材料,選用可循環(huán)、可回收和再生的建材。

2.3 建筑工程設(shè)計(jì)創(chuàng)新指標(biāo)

理念創(chuàng)新,體現(xiàn)人魚自然和諧共生的可持續(xù)發(fā)展理念。設(shè)計(jì)過程中采取自主研發(fā)的新技術(shù)、新工藝、新流程、新材料、新裝備、新產(chǎn)品。并依托工程取得的創(chuàng)新成果,填補(bǔ)國內(nèi)空白或接近國際水平。

2.4 建筑工程效益指標(biāo)

經(jīng)濟(jì)效益,與同類工程相比,在綜合投資方面有顯著改進(jìn),并取得顯著成效,重要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)處于領(lǐng)先水平,推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展和共同繁榮。社會(huì)效益,與同類同期工程相比較,在節(jié)約資源、環(huán)境保護(hù)、生態(tài)融合等方面亮點(diǎn)突出,社會(huì)滿意度較高。對(duì)當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)產(chǎn)業(yè)的輻射待用作用,推動(dòng)生態(tài)治理與戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)型產(chǎn)業(yè)深度融合貢獻(xiàn)巨大［5］。通過對(duì)綠色建筑的規(guī)范要求,鼓勵(lì)科技創(chuàng)新能力,持續(xù)進(jìn)行科技成果轉(zhuǎn)化,并形成較大產(chǎn)業(yè)化規(guī)模,具有良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)或生態(tài)效益,在行業(yè)或地區(qū)具有良好示范帶動(dòng)作用。

當(dāng)今世界正經(jīng)歷百年未有之大變局,全球科技創(chuàng)新加速演進(jìn)、匯聚融合,新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革處于實(shí)現(xiàn)重大突破的歷史關(guān)口,科技創(chuàng)新發(fā)展面臨新態(tài)勢(shì),在“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)面前,我們既要研究好綠色建造技術(shù),同時(shí)也要通過綠色建造做出高質(zhì)量的綠色建筑,聚焦“高質(zhì)量發(fā)展”、“新城建”、“新基建”、“城市更新”、“新型建筑工業(yè)化”等重點(diǎn)領(lǐng)域,推進(jìn)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與城鄉(xiāng)建設(shè)管理的深度融合,追求更大規(guī)模的綠色城區(qū)、乃至綠色城市建造。