建筑·生态·技术

摘要:通过对绿色建筑起源的追溯,阐述了绿色建筑之基本内涵、理论原则及实践方法,并对中国绿色建筑设计进行了思考。

关键词:绿色建筑 绿色技术 生态良性循环 可持续发展 环境

0 引言

20世纪科技的进步与社会生产力的高速发展,加速了人类文明的进程。随着新技术革命的到来,整个世界正面临着新的挑战。科学技术的飞速发展不仅推动着生产力的大幅度提高,而且全面深刻地影响着社会生活和人们的思维方式,致使社会的经济结构、政治体制、社会关系、生活方式以至于思想观念,都将在这次变革面前经受考验。人类也正面临着一系列环境与发展问题的严重挑战。人口剧增、资源过渡消耗、气候变异、环境污染和生态破坏等问题威胁着人类的生存发展。实践证明,传统的发展模式和消费方式已经难以为继,必须努力寻求一条人口、经济、社会发展与资源及环境相互协调,既能满足当代人的需求,又能满足其不断发展需求的可持续发展道路。

1 绿色建筑的缘起

1972年联合国召开了“人类环境大会”,世界各国认识到人类必须在自然环境所提供的时空框架内发展社会与经济,同时按照自然资源所赋与的条件安排自己的生活方式,从而重新界定了人与自然的关系,确立了“以环境为中心”的发展思想。

80年代开始在全球兴起的“绿色运动”和“绿色革命”,正是人类面临困境时为获得持续生存的自救政策,是探索人类自我生存和生活环境可持续发展的重要内容。“绿色”思想的出发点是保护自然资源,调整人类行为。满足自然生态的良性循环,保证人类生存的安全。在经济方面,它提倡的单纯消费性经济,追求经济和生态双重目标,在保证经济持续发展的同时,建立一种既能满足人类的物质需要,又不至于破坏生态平衡的保护性经济。在社会方面,它主张控制人口,提倡计划生育,协调不同种族、性别和年龄的人们,创造和谐的生活,享受劳动的快乐,维护世界和平。在环境方面,它认为自然和人类共属于一个不可分割的领域,自然组织和人类组织的交互作用和平衡发展,才能使人类自身生存下去。在技术方面,它倡导推广使用那些不污染环境、不破坏生态平衡、利用可再生自然资源的技术抛弃目前。面对保护生态环境,维护生态平衡这一全球性课题以及日益蓬勃发展的绿色运动,在建筑这一与人类息息相关的领域,“绿色建筑”开始日益受到关注。

2 绿色建筑的基本内涵和理论原则

伴随着“绿色运动”的兴起和发展,“可持续发展”成为全球的行动纲领,《寂静的春天》、《设计结合自然》等专著相继问世,生态世界观开始成为人与自然和谐相处的行为准则。与此同时,生态学、社会学等学科不断向建筑学领域扩展,促使人们对传统建筑观念进行反思。“绿色建筑学”的产生是建筑学发展的必然结果,是可持续发展在建筑学方面的具体体现,它从生态学的角度阐述了建筑在生态系统中的角度和功能,使人们对于建筑有了新的理解和认识。

绿色建筑为达到可持续发展之目的,需采用符合生态原则的设计方法,其目的在于把我们对环境的负面影响减少至最低程度,并为人们创造健康舒适的居所。所谓绿色建筑,就是以生态学的科学原理指导建筑实践,以人、建筑、自然和社会协调发展为目标,创造人工与自然相互协调、良性循环、有机统一的建筑空间环境。其核心——“绿色”的本质是物质系统的首尾相接,无废无污、高效和谐,开放式闭合性良性循环。绿色建筑观为建筑的研究提供了新的思考问题的方向和框架,传统建筑设计主要从建筑美学、空间利用、形式、结构、色彩等方面来考虑建筑。然而,绿色建筑设计则从生态的角度来看待建筑。这意味着人工建筑环境不能仅仅作为非生命元素来对待,而应把它看作是生态系统的有机组成部分,即是生态系统的“消费者”,同时也是“生产者”,并遵循生态系统的良性循环原则。

绿色建筑在研究上,将自然、人以及人造物纳入统一研究视野,不仅研究人的生活、生产和人造物的形态,而且也研究人赖以生存的自然的发展规律,研究自然、人与建筑的相互关系。在目标上,它追求人、建筑和自然三者的协调和平衡发展。在方法上,他主张“设计结合自然”。在技术上,它提倡应由可促进生态系统良性循环,不污染环境,高效、节能和节水的建筑技术。

3 绿色建筑在西方的实践

绿色建筑的时间可追溯到20世纪60年代的低技短线穹隆、软湿土砖层、太阳能住宅等,主要集中在建筑技术探索,着眼点是建筑节能,研究侧重于新型建筑材料研制、建筑构造改变和可再生能源利用等方面。80年代中期,绿色建筑实验在一些国家开展,新能源技术、绿色种植技术、建筑节能技术、循环再生技术被综合运用到单体建筑。进入90年代,“绿色”思想开始为人们普遍接受,在发达国家,绿色建筑研究进入了一个新时期,建筑师突破专业局限,与其他学科专家广泛合作,通过多部门合作和综合设计使绿色建筑研究从单体上升到体系,如英国的“生命圈2号”示范区研究及瑞典的“生物循环城”计划等,这些研究和实践对于改变发达国家的能源和自然资源消费结构具有很强的示范意义。

在绿色建筑的实践方面,各国建筑师基于对可持续发展的理解,已进行了多种探讨:

3.1 关注自然研究,创造与环境融合一体的有机生命建筑 这类建筑大多受莱特“有机建筑”的启发,在外观、结构、材质、色彩方面,强调整体概念的重要性,并且不只注重表面肌理组织关系的和谐,更追求通过结构本身的处理获得良好的生存环境。目前,以中国窑洞为原型的覆土建筑已从住宅转向了公共建筑。英国著名的覆土建筑师阿瑟·夸比通过大量实践,认为它不仅具有良好的生态效应,而且可以使自然景观和土地利用统一起来,具有节能和保持资源的双重效应。

3.2 绿色节能技术的探索 可持续发展要求最优化使用自然资源、实现自然资源消耗和再生的平衡。人们开始关注可再生能源的利用,提出“零能耗”建筑的观念,即建筑从场地获取能源,由传统的能源消耗者变成生产者,节约能源的基本途径是利用再生能源,如太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物能等,从而降低能耗。因此,绿色建筑更加注重自然驱动和动力驱动并重开发,对能源进行高效利用。

马来西亚建筑师杨经文,长期致力于高层建筑生物气候学的研究与实践,把对生态环境的关注与高层建筑的特点有机结合起来,通过在高层建筑中设置空中绿园、凹入过渡空间、屋顶遮阳隔片等方法,创造了新的艺术形象,从而节省了40%的运转能耗。

绿色节能建筑著名的范例有杨经文设计的IBM大厦和门拉·梅辛奇大厦(源自:世界建筑)以及福斯特设计的世纪塔办公楼和法兰克福商业银行(源自:世界建筑)。其中,法兰克福商业银行在一定程度上是本世纪办公楼节能技术中最具创造性的,并且探索了高层建筑内部丰富的空间秩序和宜人的环境,显示出高层公共建筑已开始发生根本变化。

3.3 绿色环保建筑材料的探索 综合考虑自然生态效应和社会经济效应,遵循3R原则——减少使用(Reduce),重复使用(Reuse)和循环使用(Recycle)——选择和开发材料,并尽量使用低能耗材料,避免有毒污染材料。按广义生命周期的观点,建材能耗包括:建材生产、建筑物营运、建筑物的正常使用、建筑物的拆除解体、建材再利用等方面。其中建材的正确选用,对节约资源,减少能耗意义重大。

3.4 建筑的再利用 结合实际,改造利用旧建筑,节省人、财资源,在对环境冲击最小的状态下创造出最佳效用。保持原有建筑的特征,对其进行客观分析,综合考虑设计,使其重新焕发新的活力,使建筑进入新的良性循环。对于自然资源来讲,进行再利用可以减少不必要的新的投资、资源能耗以及由于建造新建筑和拆除旧建筑所造成的环境污染。

近20年欧美发达国家完成了“建筑再利用”的观念转变,并且在此基础上,视其为城市发展的一个机会,为此作了大量切实有益的实践,并出现不少优秀的建筑再利用作品。

3.5 净化室内空气,提高室内环境质量 具体实现途径有三:一是建筑设计要保证良好的通风。目前,许多高层建筑因受高层强风影响,一般采用封闭式中央空调,由此产生了能源消耗大以及空调病等问题。中庭空间的引入是解决上述问题的有效途径之一,中庭作为缓冲空间,可解决高层建筑的自然采光和通风问题,还可净化室内空气,调节气温并改善空间质量。二是杜绝放射性、腐蚀性及其他一切污染性材料侵入室内,实现无害施工。如日本已成功设计了无化学污染的住宅,用天然植物来解决家具的防腐防蛀问题。三是借助植物和水体的合理配置,更新空气,改善气候,结合视觉和听觉的巧妙设计,还能给人以精神享受。例如,可以利用建筑物的室内外空间进行立体绿化,或将水墙、流渠等引入室内。总之,绿色建筑是一个可持续发展的概念,是一种动态的、综合的设计,涉及的面很广,非传统建筑所能实现,需要多部门合作,进行综合、协调设计,并具有足够的弹性,以适应未来的发展。

4 中国的绿色建筑

改革开放以来,中国经济高速发展,建设规模加大,对自然资源的消耗成倍增大,生产生活废弃物和污染物排放量急剧增加,致使相当多地区的生态环境居于良性循环的临界点之下。因此,保护生态环境,实现持续发展刻不容缓。绿色建筑是中国建筑发展的必然选择。

鉴于中国目前的现状和人口素质所限定的对资源平衡、环境保护的认识水平,在中国推广绿色建筑须有以下先决条件:

4.1 建筑环境问题立法化 推广绿色建筑单靠科技工作者的呼吁和一部分人的自发实践是不够的,更需要的是政策作引导,国家法律作保障。例如由政府和有关部门确定一系列制度,使采用节能的技术、材料和措施成为设计中必须执行的任务。而且在政策上向绿色建筑倾斜,并修正和完善具体规定。

4.2 建筑师和业主观念的转变 要推广绿色建筑,建筑师在设计中必须摆脱以往追求形式或风格流派的旧观念,从关心形式到关心环境,从关心流派到关心资源消耗和具体的节能措施,树立将建筑、环境、社会利益紧密联系的观念。

4.3 生态教育普及化 绿色建筑意识的成长应有丰富的土壤,需要全社会较高的环境意识来积极配合,应在全民中建立起较强的经济生态意识。

其实,“绿色”在中国传统思想和传统居民中早已富有契机与创造。早在2000多年前,老子朴治主义思想,以朴质无文的自然方式治理人与环境,这恰与现在的“可持续发展”观念产生共鸣。中国古代所谓的风水对建筑基址的选择遵循负阴包阳、背山面水的基本格局,以及遍布各地风格迥异的民居,都充分体现了对自然资源的合理利用及对环境的尊重。

近年来,我国一些经济较发达、科学技术水平较高的大、中城市,在环境保护以及绿色建筑研究方面发展很快,例如西安建筑科技大学进行的“黄土高原绿色居住区模式”研究,旨在“首先从地区性绿色住宅研究着手,寻找突破点,为更大的全方位的战略部署提供理性依据和思维方式”。上海现代房地产实业有限公司经过多年的探索,成功地研制了以秸杆、稻草为原材料的绿色建材—稻草板,并在上海市青浦县推广使用,与传统粘土砖、钢筋混凝土比较,不仅具有色彩丰富、重量轻、体积小、保温、隔热、隔音等多项优良性能,并能自然降解,停止使用后不会给环境带来任何污染。清华大学设计中心楼创造了一种崭新、健康、富于生气的办公建筑模式,在设计过程中考虑了热缓冲中庭、防晒墙与架空屋顶、遮阳板系统、太阳能利用、整体节能等一系列绿色技术策略。这些实践都表明,中国绿色建筑有了良好的开端。

尽管国外绿色建筑为我们提供了许多经验方法,但由于社会结构、经济状况、人口素质以及生态环境的起点差异很大,我们不应盲目照搬那些以高投入、高技术为代价的绿色经验。中国绿色建筑必须立足本土地具体条件,充分发掘传统建筑中深蕴着的绿色思想和文化,对技术的研究应侧重于对应自然环境的低技术和方法的扩展性考虑,重新开发基于基础物理中有关空气运动、光反射和材料适用性等方面最基本、最珍贵的特征知识的应用,优先进行被动式太阳能利用设计。

总之,我国正面临大规模建筑现代化,同时要走可持续发展的道路,推广适合我国国情的,带有一般性的绿色建筑,是必须迈出的一步,同时这也是利用我国“后发”优势,避免走西方现代建筑弯路的一条值得探索的途径。

5 小结

总之, 在建筑领域里, 我们呼吁与环境共呼吸的建筑设计观, 提倡各种建筑生态技术的应用, 发展生态建筑。这不仅有助于推动全球环境品质的改善, 而且有助于个人生活品质的提高。

绿色建筑关系着人类的生存,是各国在全球经济和社会发展竞争中的重要战略,用绿色发展观重新思考我们的建筑设计,不仅是人类发展的需求,也是建筑学科及其他相关学科向深层次发展的需求。绿色建筑有利于促使人造建筑环境与自然环境的生态平衡,有利于形成自然生态的良性循环,有利于实现人类可持续发展的目标。绿色建筑学代表着现代建筑学科的发展方向,正如《北京宪章》所指出的那样,“走可持续发展之路是以新的观念对待21世纪建筑学的发展,这将带来又一个新的建筑运动……”。我们将立足于本国国情,借鉴西方的研究成果,寻找我们自己的模式,我们将努力建立中国本土的绿色建筑体系。

参考文献:

[1]克·埃布尔.生态文化·展与建筑.世界建筑.

[2]林京.杨经文及其生物气候学在高层建筑中的应用.世界建筑.

[3]印度建筑师查尔斯·柯里亚作品专集.世界建筑导报.

[4]陈晓雯.关于中国绿色建筑发展问题的思考.新建筑.

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