綠色建筑發展探討論文
時間:2022-03-01 09:13:00
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盡管可持續發展已經成為大家的共識,但是,可持續發展原則在建筑設計中的體現,從內容到方法還缺少一致的認識,在實施上的差距就更大。可持續發展是在人類發展與環境、資源矛盾尖銳中而提出的。對可持續發展,不能狹隘的用幾個環境指標來表示。要看到它是在生態系統規律上提出來的一種發展模式,要求在發展中注意資源的可續利用和不給環境造成不可恢復的破壞,因此它是一種新的生態價值觀,也是提倡通過公共和個人行為形成的社會公平,已經逐步地成為規范我們社會行為的重要指導原則。
建筑對環境和資源的影響不僅涉及面廣,而且極其深刻,特別是對于我國高速發展的城市來講,更是影響巨大。比如近幾年北京地區每年建筑開復工面積就達到近億平方米,每年竣工二千多萬平方米,這種高密度和高強度的建設活動,使城市生態景觀快速發生變化,城市生態系統和外部環境進行著大量物質與能量的交換,僅就建材而言,我國鋼、水泥、平板玻璃、建筑陶瓷、衛生陶瓷、磚、砂、石幾項生產耗能達1.6億多噸標準煤,占全國能源生產的13%左右。我國新型墻體材料的產量雖然增加很快,但實芯粘土磚仍然占80%以上,不僅年耗煤達5000多萬噸,而且是每年要毀掉10多萬畝土地資源,還要向環境排放大量的有害氣體和溫室氣體。
建筑系統在使用、改造和拆除過程中,比建造它還要發生多幾十倍的能量與物質的交換。有資料表明,一個建筑使用6年所消耗的能量就相當這個建筑建造中所消費的能量,而建筑的壽命要達到50-100年。在建筑使用能耗中,僅占全國人口14%的采暖人口,每年用于采暖能源高達1.3億噸標準煤以上,占全國能源生產的10%,保溫不良的墻體材料造成的熱損失估計達1.2億噸標準煤,按單位面積計算,住宅采暖能耗相當于發達國家的3倍。與此同時夏季空調和現代照明的耗能也在以驚人的速度發展。可以說建筑系統是生物圈中一個重要的能量與物質材料的流動環節。它的可持續發展對實現可持續發展戰略有著特殊重要的意義。
一個建筑體系,是否可稱為綠色建筑體系,其界定的原則,不在于它是否應用了某種綠色設計的技術方法,而是要從以下兩個觀點考慮它是否貫徹了可持續發展的原則:一是要從建筑全壽命周期過程中,對環境和資源影響的考慮;另一個就是要從建筑材料及使用功能,對室內、室外,對局地、區域及至全球環境和資源影響的考慮。只有在這兩方面達到一定標準的建筑體系(這個標準應是建立在當前技術經濟水平下的認識),才能做到節約能源、資源,無害化、無污染和可循環。因此,綠色建筑體系是符合生態調控規律的建筑體系。
由于我國現行的基本建設管理體制,把一個連續的建設過程分段進行行政管理和建設運作,使得各自去研究其改革與發展,這就難于建立整體生態建筑觀,難以體現全方位全過程控制的原則。現在,建筑材料工業部門已經十分重視的并采取措施解決材料生產直接有關的環境問題,并重新審視人們消費方式和材料選擇的生態意義,解決材料高能耗、不可循環和對人體和環境污染的問題。在施工階段的管理中,也比較注意了建筑施工與建筑材料運輸過程中的污染控制,注意了墻體改造和建筑節能,還有很多施工單位開展了ISO14000的貫標。
但是,對建設工程項目起決定作用的項目策劃、規劃和設計階段在貫徹可持續發展戰略上不僅意識差,也無有力措施。以本部門經濟利益為目的的開發商,對建設工程的使用方式和建筑的品質起著決定權,由于設計師與開發商之間的良性互動機制并未建立,一些有為的建筑師也難于發揮作用。在建設的前期階段,唯一能對建筑系統可持續發展有所推動的就是國家頒布的技術標準和規范。立項階段的環境影響報告書也只限于污染范圍,而對于建筑系統全過程對資源和環境的影響并未被列入。因此可以說,當前對于控制建設工程總體和全過程的建設項目立項和規劃設計階段成為建筑業貫徹可持續發展戰略的薄弱環節,亟待解決。
二、綠色建筑設計與繁榮建筑創作
對于綠色建筑設計的技術方法分類眾說紛紜,如日本建筑中心在《建筑要領》一書中提出生態技術55種,環境共生的建筑與技術77種,比較有影響的1991年布蘭達·威爾和羅伯特·威爾(BrendaandRobert)合著的《綠色建筑--為可持續發展而設計》和1993年美國出版的《可持續發展設計指導原則》對綠色建筑設計的技術方法都作了不同的歸類和闡述。1993年6月國際建協在芝加哥會議上通過的《芝加哥宣言》,對可持繼續的建筑設計提出了六方面的觀點:即節約能源、設計結合氣候、材料與能源的循環利用、尊重用戶、尊重基地環境和整體的設計觀,并沒有提出某項確切的技術支撐。其實這也正反映出綠色建筑設計技術方法應該是多樣性,凡是以綠色建筑體系為設計目標的技術手法都應包括在其內。從可持續發展理論和建筑師多年實踐出發,筆者認為,建筑創作與綠色設計的技術選擇,應該從以下兩個基本原則出發:
一是強調因地制宜,積極適應建筑立地的環境條件,也包括保持城市的傳統與文脈。在項目的規劃與總圖設計階段,選址和保護周圍環境的設計方法是綠色設計的主要內容,同時還要注意對當地歷史和人們的傳統生活方式的討論。在城市規劃階段,生態控制論的技術方法可以有效地提高規劃的質量。在設計階段,無論是生物氣候設計,還是生物氣候緩沖層的設計策略,都強調應用被動設計的方法,用以解決建筑節能和建筑通風。已有研究文章系統的說明了這種被動式設計方法,包括一些仿生建筑的設計,極大地影響著建筑的形態,比如建筑的朝向、幾何形狀、外圍護的材料與色彩等(見表1,圖1,2)。當然因地制宜還體現在設計中重視對當地建筑材料和太陽能、風能等資源的利用。
建筑與地域文化是當前建筑創作討論中的一大熱點話題,越來越多的文章對無視地域的現代主義建筑作了批評,更多的是強調了場所的重要性,提倡的是重視當地氣候條件、材料、地域資源和社會文化的建筑創作,應該說因地制宜的綠色設計的原則,與建筑地方多樣性的創作也是殊途同歸。
二是強調"整體設計"思想,強調建筑的全壽命周期設計方法,單獨的某一項技術不能稱之為實施了綠色設計。1999年國際建協20屆大會通過的北京憲章中指出:"建筑單體及其環境歷經一個規劃、建設、維修、保護、整治、更新的過程。建設環境的壽命周期恒長持久,因而更依賴建筑師的遠見卓識。將建筑循環過程的各個階段統籌規劃。"這里給出了整體設計的概念,就是從全球環境與資源出發,應用經濟可行的各種技術和建筑材料,構筑一個從建筑全壽命周期的綠色建筑體系。
如何在設計之中應用高技術和優質的材料,就要應用壽命周期評價方法予以權衡,進行技術選擇。現在歐美應用的高技術綠色設計方法往往和智能建筑設計相結合。按歐洲智能集團對智能建筑的理解是:使其用戶發揮最高效率,低保養成本和最有效地管理其建筑本身的資源。這和綠色設計的理念是一致的。智能建筑的系統集成方法在改善建筑能源和室內環境的設計中,往往采用主動式設計方法,盡管要花費較大的成本,但從建筑全壽命周期的評估,經濟上還是可行的。法蘭克福商業銀行總部大樓就是這種高科技綠色設計方法的代表作品(圖3)。當然,很多常規技術依然是大量被使用,而且是行之有效的。
建筑材料生命周期中的污染和能耗主要有三個方面,包括建筑材料和設備制造,材料、設備從產地到建筑工地的運輸及施工中的污染與能耗,這些將是建筑材料的舍取依據。
建筑的全壽命周期設計方法對于建筑設計的要求不再僅僅是三維空間效果的創作,而對于建筑的節能、通風、采光,以及環境影響等的評估、預測難度更大了,應用計算機模擬與計算要求更高了。這方面的技術還有待進一步開發,使其進入簡便、實用的階段。
談到建筑創作,建筑界的討論往往只熱衷于建筑形式、哲學、文化與美學的法則,卻很少涉及建筑科學和技術問題。建筑技術與建筑藝術創作絕非孤立存在,現代建筑最大的發展就是現代科學思維在設計中的融入和新材料、新技術在建筑中的引入。而綠色建筑設計對建筑設計的思維又是一個革命性的變化,體現生態的美學價值。綠色設計要求建筑的形式和功能的自然親合,特別是一些高技術的引入,又能夠使人們體驗充滿智力的感受。現在返樸歸真的自然美,也是建筑審美的取向。建筑創作實踐表明,"在很多情況下,技術和藝術之間是如此的統一,以至于我們根本無法界定出哪里是技術的貢獻,哪里是藝術的貢獻"。(圖4)德國建筑大師托馬斯·赫爾佐戈(ThomasHerzog)構思了一系列將節能技術和建筑設計完美組合起來的概念,如玻璃之翼在慕尼黑住宅聯合體的應用等,他認為"現代主義并沒有死亡,而設計目標變得更加復雜"。
可喜的是現在我國已經有越來越多的建筑師開始注意到這個問題,如北京建筑設計研究院設計的香山植物園(圖5),清華大學建筑設計研究設計的清華大學中心樓、和濟南高等交通專科圖書館等,都在綠色建筑體系的目標下,進行建筑藝術的創作,對綠色設計做了有益的探索。
三、推動綠色建筑設計的若干思考
1、全社會的生態意識教育與提倡和宣傳綠色消費的生活方式
首先是加強對建筑師的可持續發展的生態意識教育,建筑師的創作不能脫離時代和當前的社會的認識水平,否則就不會被接受。但是,建筑師要有引導建筑進步的責任。20屆國際建協對建筑教育的討論指出,過去的學校的建筑教育,對引導學生在建筑物的體型設計方面傾注極大的精力,現在,應更加關心歷史、社會人文和生態環境。對于執業的建筑師,我國已經建立了建筑師的注冊制度,對于繼續教育也有了明確的規定,2002年已經將《建筑設計的生態策略》作為繼續教育的必修課程,開始得到應有的重視。
其次是要在全社會普及生態教育,提倡綠色消費。所謂綠色消費方式,就是從可持續發展的原則出發,在居住、出行、娛樂休憩中廢棄追求奢侈豪華,提倡節能、節省資源和減少對環境污染的生活方式。只有全社會接受并追求綠色建筑體系,才能驅動建筑市場的需求,才能使市場各方主體去營建綠色建筑,推動建筑業的可持續發展。比如在歐盟,已經有越來越多的家庭趨向選有生態標準的住宅,生態的智能已經成為市場上的買點,經濟與可持續發展得到了有機的融合。
2、建立我國的綠色建筑評估體系,推行綠色建筑的評估
綠色建筑體系標準應該是一系列建筑法規和技術標準所組成,是使用行政手段推動綠色設計強制實施的措施。政府部門應組織力量研究綠色建筑體系的標準,并逐年不斷地進行修訂。可持續發展的方法是多種多樣的,我們很難指出你要如何做,但是,要告訴你哪些事情不能做。這是政府部門要積極開展的工作。在當前技術經濟條件下,對所能認識到的建筑設計中的不可持續發展的行為,材料與設備,從技術標準,法規上加以限制或淘汰。比如,北京市建委和規劃委除了已經限制使用粘土實心磚外,還定期公布淘汰一批耗能大、耗水量大和有污染的落后建筑材料;又如北京地區在市區城市規劃范圍內對2萬平米以上公共建筑、5萬平米以上的住宅小區必須建設中水設施(即廢水處理后用于衛生設備用水)等,這些政府的規定都有力推動了綠色設計的開展。
綠色建筑的評估目前世界多個國家和地區都給予了重視,設立了適于本國的評估體系,已有多篇文章進行了介紹,雖各有所差異,總體的基本思路是相同的。其中美國的LEED評估是民間產生,但是有報道美國政府已經將政府投資的項目都要求由LEED進行評估,并要達到標準。LEED分別對新建和已有的建筑制定了分級的評估標準,而且每年都有修訂的新版本(表2),也是影響較大的一種評估體系。評估中可以把綠色建筑的定性概念實現定量化,使綠色設計的水平更加清晰。這里強調的是評估體系的制定必須要結合本國的特點包括氣候條件、資源,以及經濟技術水平等等,不能認為是用國外評估機構評估就是達到了國際水平。還是應盡快建立我國自己的評估體和評估機構開展評估。現在,我國在建設部指導下,已經編寫了《生態住宅技術評估手冊》,針對奧運建筑現在又在開發綠色建筑的評估體系。國內已經陸續進行了一些評估的工作,有些開發商還不惜花錢請了國外的評估機構進行評估。盡管有目的是通過評估作為一個重要的賣點,但是,通過規范的評估,不僅能過防止商家的虛假炒作,同時也可以對設計和建造、材料的使用起到優化作用。比如北京當代集團開發的萬國城項目,清華大學建筑學院作為評估單位為開發商起到了重要的設計咨詢作用。評估嚴格按照我國《生態住宅技術評估手冊》要求的內容和標準進行,同時為此又開發了一系列計算機模擬計算方法。在利用原有建筑(圖6)、體現歷史內涵、小區地面雨水滲透、垂直綠化、隔聲防噪,特別是外墻保溫、外窗和遮陽板的改進和改善采暖系統等方面提出了具體的改進意見。最后在工程竣工時還要進行驗收。
由于該開發公司具有一定的經濟實力,壓縮了利潤空間,按評估的意見進行改進,同時對室內裝修一次到位,提供無害的裝修材料的證明,在銷售中由于進行評估中有關日照通風等等科學的演示,大大提高了一些較高消費層次購買者的信心。這個案例中,開發商的經濟利益和消費人群的環境意識的結合,形成了一種市場的機制,使其綠色設計得以實施。
實踐說明,評估是一種有效的方法,關鍵在于有一個科學可行的標準、有操作性的技術方法,在過程上,評估工作如果能在項目規劃時開始介入,到設計、建造的全過程,直至竣工驗收,就一定會收到更大的成效。
3、改革建筑工程運作模式,加強建筑師對工程全過程的控制
在當前國內建設體制下,開發商把一個建設工程分段發包給勘察、設計、施工、監理單位,包括建筑材料和設備的采購,也基本上是開發商說了算。一般說,建筑師往往都是先進理念的代表,可是在現行體制下,建筑師的權利極為有限,加上設計招投標運作的不規范,建筑師往往只能按照投資商的想法追求建筑的造型和畫施工圖,談不上對工程全過程的控制了。所以給建筑師的創作空間,和控制工程質量的權利已經是急需解決的問題。一個典型例子就是清華大學和美國麻省理工學院合作進行生態住宅小區的設計與建設研究,找了北京兩家大的房地產開發公司,歷時4年,設計付出很大,但是開發商以種種理由,一個實際工程都沒得到落實,原因就是開發商急功近利,經濟不合算而不去為之。建筑師則無能為力。
因此,在立項時就應該有綠色建筑的創意要求,同時擴充現行環境影響評價的內容,按照綠色建筑體系的要求進行可行性研究,建筑設計單位服務的領域要積極進行延伸,按照國際通行的咨詢(FIDIC)服務的模式來運作,服務的對象應該包括業主、承包商、金融機構等,實施各種項目總承包的方式為建設工程提供建設全過程的服務。根據我國設計體制下人力資源及實際承接任務的現狀,當前有實力的民用建筑設計單位應該在改革中積極向此方向發展的措施,特別是要注意培養和吸納這方面的人才,進行以工程項目管理服務(PM)或工程項目管理(PMC)方式為主的各種形式的工程總承包,發揮建筑師對工程的控制作用,將會有力推動綠色建筑的實施。
4、調整建筑業與房地產業的產業政策,建立綠色稅收制度
產業政策是國家對產業發展的規定和執行的行動準則,它利用金融、財政以及計劃等作為調控手段,彌補市場機制的缺陷,引導和推動產業結構的演進,綠色建筑體系是建筑業和房地產業的追求的目標,也必須對其產業政策重新審視,政策改革要配套,通過政府投資、價格和稅收等政策予以誘導,逐步建立起對綠色建筑靈活有效的支持機制。
上文提到的萬國城,在評估后對二期設計進行了修改,修改后生態環境及建筑節能系統有了很大的改善,其中把外墻保溫由聚苯乙烯改為擠塑板,每平方米的價格就增加了80元;外窗由塑鋼中空窗改為low-型外窗,一個就增加了1200元;此外還增加了遮陽鋁合金卷簾,水源熱泵及垃圾站加設空調等。成本提高了,但二期房屋的銷售款與一期并沒有太大差距,這樣開發商的利潤空間勢必減少。雖然本部門以外的經濟效益增加了,為全社會作了長期的貢獻,幫助政府做了工作,但沒有得到政府在財政稅收上的具體支持。例如萬國城的外墻采用了傳熱系數很小的優質保溫層,這將很大程度的減少用戶冬季的采暖費用。但是,城市供熱部門在收取采暖費時仍然采用面積計量法,使得用戶應有的利益無法得到保障。因此,應該制定具體政策,對投資商在提高外部的經濟效益所做出努力的,給予經濟上的回報。比如現在在歐盟,對應用太陽能、建筑節能保溫,不僅對業主包括對建筑師都有具體的檢查和獎勵辦法。這些都值得我們借鑒。
關于綠色稅收的概念,已經在很多行業和部門得到了認可,有的已經付之行動。其出發點就是可持續發展的三個基本原則:即代內公平、代際公平和公平分配有限資源的公平原則,克服相關市場的外部效應,以更好地創造平等與效率。建筑是建筑業的產品,不同的建筑在其全壽命周期中對社會對環境與資源的影響和貢獻是不同的,開發商要對其造成的全部后果承擔完整的成本,因而應當采用帶有傾向性的稅收政策體現社會公正。比如在城市交通中"綠色稅收"政策包括汽車消費稅和尾氣排放稅,適當抑制新車購買行為,懲罰性的舊車使用以加速汽車更新,減少車輛尾氣排放。對建筑建立綠色稅收也是同樣的原則,如建立對使用優質材料的減稅、建筑泄漏能量多的建筑加收使用稅等。如果評估工作能規范的開展起來,對使用不同材料、不同節能水平、不同生態效益的建筑,建立起綠色稅收體系完全是可行的。推動生態建筑產業的法規與政策體系,必須使各方面管理協同配套,才能有效實施可持續發展的戰略。
總之,推動綠色建筑設計要依靠全社會生態意識的提高,依靠市場機制的驅動,靠政府政策法規的規范與誘導,但建筑師的先覺無疑是重要的關鍵。
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