金雅文
【摘要】本文以保護(hù)生態(tài),創(chuàng)造可持續(xù)發(fā)展為出發(fā)點(diǎn),論述了城市建設(shè)中建筑物的能源觀、設(shè)計(jì)觀和技術(shù)觀。
【關(guān)鍵詞】環(huán)境保護(hù);建筑;設(shè)計(jì)技術(shù)
在城市發(fā)展和建設(shè)過(guò)程中, 我們今天必須優(yōu)先考慮生態(tài)環(huán)境問題, 并將其置于與經(jīng)濟(jì)和社會(huì)同等重要的地位上;同時(shí), 還要進(jìn)一步高瞻遠(yuǎn)矚, 通盤考慮有限資源的合理利用問題,即要改變以犧牲環(huán)境為代價(jià),掠奪性的,甚至是破壞性的發(fā)展模式, 從傳統(tǒng)的資源型發(fā)展模式, 走上良性循環(huán)的生態(tài)型發(fā)展模式,促使經(jīng)濟(jì)與社會(huì)、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。其中經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展是社會(huì)發(fā)展的前提與基礎(chǔ), 社會(huì)持續(xù)發(fā)展是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的結(jié)果與目的, 環(huán)境生態(tài)持續(xù)發(fā)展是經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的條件, 建筑是三者的綜合體。這種新的發(fā)展觀必然導(dǎo)致產(chǎn)生新的建筑觀———可持續(xù)發(fā)展建筑觀, 即保護(hù)生態(tài)、創(chuàng)造可持續(xù)發(fā)展的人類生存環(huán)境, 是21 世紀(jì)建筑的基本任務(wù)。
1 生態(tài)建設(shè)的節(jié)能與環(huán)境
現(xiàn)代建筑是一種過(guò)分依賴有限能源的建筑。能源對(duì)于那些大量使用人工照明和機(jī)械空調(diào)的建筑意味著生命, 而高能耗、低效率的建筑,不僅是導(dǎo)致能源緊張的重要因素,并且是使之成為制造大氣污染的元兇。節(jié)能并保護(hù)環(huán)境的建筑設(shè)計(jì)必須深入到整個(gè)建筑生命周期中考察、評(píng)估建筑能耗狀況及其對(duì)環(huán)境的影響,建立全面能源觀。首先必須注重研制、優(yōu)化保溫材料與構(gòu)造, 提高建筑熱環(huán)境性能。如在建筑物的內(nèi)外表面或外層結(jié)構(gòu)的空氣層中, 采用高效熱發(fā)射材料, 可將大部分紅外射線反射回去,從而對(duì)建筑物起保溫隔熱作用。目前,美國(guó)已開展大規(guī)模生產(chǎn)熱反射膜,主要用于建筑節(jié)能。此外,還可運(yùn)用高效節(jié)能玻璃, 硅氣凝膠———新型節(jié)能墻材, 以提高節(jié)能效率;其次,研制再生能源(如太陽(yáng)能、核能、風(fēng)力、水力) 的收集,儲(chǔ)存裝置和熱回收裝置。
2 生態(tài)建筑與氣候
現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步, 使得人類可以用機(jī)械空調(diào)來(lái)改善生活和工作環(huán)境, 建筑注重地區(qū)氣候與建筑的關(guān)系, 并將考慮地方氣候特點(diǎn)的設(shè)計(jì)作為綠色建筑的一項(xiàng)基本方法, 這是一種按人體的舒適要求和氣候條件來(lái)進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方法,即根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蛱卣?運(yùn)用建筑物理的原理,合理組織各種建筑因素。事實(shí)上,人類對(duì)于環(huán)境的舒適、健康需求,常常無(wú)需現(xiàn)行空調(diào)設(shè)備也能得到滿足。因此, 以綠色建筑的設(shè)計(jì)觀來(lái)看,大自然是主要的供給者,而輔助設(shè)備系統(tǒng)屬于其次。因而大部分的照明可以由太陽(yáng)光提供, 制冷由流動(dòng)的空氣產(chǎn)生, 采暖可以從人體以及辦公設(shè)備中獲得 通過(guò)其他自然方式補(bǔ)充: 太陽(yáng)加熱, 以風(fēng)壓和太陽(yáng)浮力產(chǎn)生自然通風(fēng), 以水的蒸發(fā)產(chǎn)生制冷??紤]地方氣候特點(diǎn)的設(shè)計(jì)是一種可以在任何技術(shù)層次上使用的方法,在生態(tài)環(huán)境建筑中氣候所包含的各種因素是當(dāng)作資源來(lái)考慮的, 充分利用氣候資源, 提高氣候資源利用率, 是考慮地方氣候特點(diǎn)的設(shè)計(jì)的本質(zhì)。如果將其原理與未來(lái)智能技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)以及其他節(jié)能技術(shù)結(jié)合在一起, 就會(huì)構(gòu)成豐富多彩的綠色建筑前景。
3 生態(tài)環(huán)境建筑模式的技術(shù)實(shí)現(xiàn)
綠色生態(tài)建筑是一個(gè)能積極地與環(huán)境相互作用的、智能的、可調(diào)節(jié)系統(tǒng)。因此,它要求建筑外層的材料和結(jié)構(gòu),一方面?作為能源轉(zhuǎn)換的界面,需要收集、轉(zhuǎn)換自然能源,并且防止能源的流失; 另一方面, 外層必須具備調(diào)節(jié)氣候的能力, 以消除、減緩、甚至改變氣候的波動(dòng), 使室內(nèi)氣候趨于穩(wěn)定, 而實(shí)現(xiàn)這一理想, 在很大程度上必須有賴于未來(lái)高技術(shù)在建筑中的廣泛運(yùn)用。
首先,環(huán)保節(jié)能型材料是綠色建筑所必須的,必須對(duì)現(xiàn)有建材和技術(shù)進(jìn)行環(huán)保、節(jié)能評(píng)估,提出技術(shù)改良、更新措施,使之符合環(huán)保、節(jié)能的要求。隨著信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、新能源技術(shù)、新材料技術(shù)日益走向成熟,在綠色建筑中這些高技術(shù)將得到廣泛的運(yùn)用: 如建筑結(jié)構(gòu)有可能引入有機(jī)體的原理, 在混凝土中埋設(shè)光導(dǎo)纖維, 可以經(jīng)常地監(jiān)視構(gòu)件在荷載作用下的受力狀況, 自我修復(fù)混凝土可得到實(shí)際應(yīng)用。建筑物表面材料,通過(guò)多功能的組織進(jìn)行呼吸,可凈化建筑物內(nèi)部的空氣, 并降低溫度, 形狀記憶合金材料可用于百頁(yè)窗的調(diào)整或空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)口的開閉, 自動(dòng)調(diào)節(jié)太陽(yáng)光亮, 建筑物表面的太陽(yáng)能電池, 可提供采暖和照明所需要的能源,無(wú)論使用何種技術(shù), 綠色建筑總是立足于對(duì)資源的節(jié)約(reduce) 、再利用(reuse) 、循環(huán)生產(chǎn)(recycle) 等幾個(gè)方面。
其次,綠色建筑的形式必須利于能源的收集,建筑的外層將不再是“內(nèi)部”與“外部”的分界線,而將逐步成為一種具有多種功能的界面。綠色建筑的材料和形式將是多樣的, 尤其是外層材料將是高度綜合、高效多功能的,而且,隨著高新技術(shù)的發(fā)展, 建筑行業(yè)將最大限度地吸收各種先進(jìn)技術(shù), 創(chuàng)造一種能更加適合人類生活的、與大自然高度和諧的高科技建筑環(huán)境。
但是,按照歐洲國(guó)家的經(jīng)驗(yàn),在經(jīng)濟(jì)方面,綠色建筑需要更多前期費(fèi)用, 而利益回收速度又相對(duì)緩慢的一類項(xiàng)目。更主要的是, 用于綠色生態(tài)建筑體系方面投資所帶來(lái)的回報(bào)最終并不一定能夠裝進(jìn)開發(fā)商的口袋, 而多由使用者和社會(huì)所分享。即使這樣, 一般也須若干年以后才會(huì)見到節(jié)約資源的價(jià)值開始大于用于生態(tài)方面投資的價(jià)值。這些都有可能使決策者與開發(fā)商望而卻步, 或者覺得力不從心。似乎這已成為一種規(guī)律, 即如果一種新的思想或技術(shù)所產(chǎn)生的短期效益(如投資回報(bào)比) 并不明顯高于傳統(tǒng)思想或技術(shù)的效益,那么即使它會(huì)有更好的長(zhǎng)期效益(如低廉的建筑管理與維修費(fèi)用,長(zhǎng)壽命、節(jié)約資源等) 也很難為人們所接受。在建筑、城市以及社會(huì)各方面的任何變革都有可能出現(xiàn)這類問題, 特別在我國(guó)社會(huì)逐步進(jìn)入市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的今天, 它已成為社會(huì)的一道門檻。要解決這一問題, 就應(yīng)當(dāng)在可持續(xù)發(fā)展原則基礎(chǔ)上建立一套新的價(jià)值觀和行為規(guī)范。
因此,應(yīng)結(jié)合當(dāng)前我國(guó)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和社會(huì)總體發(fā)展水平, 盡快確定一個(gè)宏偉的目標(biāo)以及架構(gòu)起一套可行的環(huán)境保護(hù)制度框架, 從而使我們這一代的即時(shí)利益與整個(gè)人類的長(zhǎng)遠(yuǎn)利益結(jié)合起來(lái), 將一個(gè)地區(qū)的局部利益與整個(gè)世界的整體利益結(jié)合起來(lái), 公正合理地與他人分享我們這個(gè)地球上有限的資源。同時(shí), 最大限度地杜絕資源浪費(fèi)和環(huán)境污染, 這樣才有可能為后人留下一片靜謐而豐腴的樂土,使人類能夠長(zhǎng)久地生存下去。
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