田保生
(江圆邓建筑设计有限公司 上海 200092)
所谓生态建筑,是基于环保、节能和绿色理念发展起来的现代建筑。随着世界能源危机和环境危机的日益凸显,为了有效缓解危机,积极发展生态建筑是一条非常有效的途径。作为一个世界性大国,我国也应当从理论体系和施工方法上对生态建筑进行研究。特别是需要积极宣传生态建筑的特点和优势,发动民间力量,推进我国生态建筑的发展建设。
传统建筑物由于建筑材料技术及其施工技术的限制,节能性能往往比较差。根据一项研究资料,在社会能源总共给中,建筑物能耗值占据了近百分之三十的份额。我们知道,我国是一个人口大国,建筑物的保有量非常大,而且每年的递增速度也非常惊人,从而进一步加剧了能源供给压力。故而,节能是生态建筑非常显著的一个特点,也是生态建筑设计的基础性要求。从国外的生态建筑建设情况来分析,如德国的“先进概念”生态建筑,广泛地利用了各种类型的节能技术,据统计,相对于传统类型的建筑物,该种类型的生态型建筑物的节能效率达到了百分之七十以上。这个数据是非常可观的,显示了生态建筑在节能方面所蕴藏的巨大潜力。因此,追求最大限度地节能,成了生态建筑设计师把握的重点目标。
传统建筑施工过程中,不仅会产生非常多的建筑垃圾,引起严重的环境污染问题,还会使用到很多对环境有害的建筑材料。如一些常用的墙体涂料,就含有一定量的甲醛、乙醛以及苯类化合物等有害物质,不仅污染室内环境,也会威胁人们的身体健康。因此,实现环境友好是生态建筑设计的重要目标。而从生态建筑的实际设计中就可以看出,设计师们不仅广泛地选用了一些自然材料制作的建筑材料来替代合成材料,还积极运用现代施工技术,将施工污染控制在了最低的水平上。总而言之,环保化是生态建筑设计与施工的重要原则,特别对于环境污染危机日益严重的外国来说,提高生态建筑的环保水平对社会主义生态社会的建设具有重要意义。
所谓绿色化,从广义上来讲,包括节能化设计和环保化设计。而从狭义上来说,就是在生态建筑额设计中,充分运用自然元素,来进行建筑物的景观意象布置,来实现亲近自然的“绿色”效果。例如,德国生态建筑设计师世纪初的“绿色巢穴”,屋顶用攀爬类植物覆盖,来达到减轻太阳辐射和装饰建筑外观的目的,同时建筑物的四壁也用不同种类的植物覆盖,远观犹如用叶子编织成的房子一样,自然风味特别浓郁。入住其中,不仅能呼吸道新鲜空气,也能舒缓身心,有益于身心健康。故而,绿色化也是生态建筑的一大特色。
建筑物屋面面积也占据了建筑物整体外表面的相当大的一部分,本研究中就以此为例,介绍生态建筑的节能设计。屋面节能的原理是通过改善屋面层的热工性能阻止热量的传递。主要措施有保温隔热屋面、架空通风屋面、屋面外表面做浅色饰面处理、坡屋面、绿化屋面等。其具体措施主要有:第一,在屋面结构施工时,在中间部分设置一层泡沫或者其他保温材料的“夹心”,从而提高屋面的热阻;第二,屋面设置架空通风隔热层。也就是说在最外部遮阳层下部设置通风孔道,使屋顶变成两次传热,避免太阳辐射热直接作用在围护结构上;而且,还可以利用通风将“隐蔽”在屋面结构内部的热空气带出去,其在夏季隔热时发挥出的效果非常好,节能效果也十分突出;第三,通过屋顶坡面的优化设计来实现节能目的。例如,可以是适当的增大坡度,尽量减少太阳光的大角度(此角度为 0~90度之间,理论上直射角越大,被照射物接受到的太阳辐射越强烈)辐射量;第四,是通过屋面的绿化达到节能效果。绿化屋面概念提出的时间虽然并不是很长,但它的发展却是非常快。作为一种“绿色环保”的节能设计技术,它一出现便受到了人们的青睐,可谓一时间风靡全球。这种节能技术主要是应用一些植物如爬山虎等在屋面表面覆盖一层绿色植被,达到吸收太阳辐射的目的。这种生态型的节能设计方案拥有得天独厚的优势,非常值得推广应用;第五,屋面的外表面做浅色饰面处理,以降低对太阳辐射的吸收,一般可在屋面表面喷涂浅色涂料或铺设浅色地面砖。这也是一项很好的节能措施。这种屋面常用于不上人屋面,不过会对屋面的检修造成不便,且检修后还需要填补被破坏的涂料层。
生态建筑施工环保的实现主要通过两种手段,一方面是在建筑材料的选择上。根据生态建筑的设计要求,建筑材料的选择应当以自然材料为主,人工生产材料为辅。也就是说,生态建筑应当以木材、新型高分子合成材料等为主体结构;另一方面是建筑施工材料的编算上,要求根据设计方案精确地购买施工材料,尽可能地减少材料的浪费。特别是对于能够污染环境的材料,一定要做到用多少买多少。此外,在施工过程中,还需要积极对剩余材料(如木屑)进行回收利用,以实现材料利用效率的最高化。
我国接触生态建筑设计概念的时间并不长,因此在设计理念和设计方法上,相对于国外先进水平,还处在相当落后的地位。这就要求我国在发展生态建筑的过程中,要广泛地吸收国外先进的设计理念,并通过经验交流,吸收国外先进的设计方法和经验,为我所用。同时,还可以将建筑设计师派到国外去进修学习,或者聘请知名设计师来华指导,以尽快提高我国生态建筑的设计水平。
从当前情况来分析,我国尚处于生态建筑发展的初期,因此需要政府给予政策上和财政上的大力支持,才能从根本上打开局面。例如,国家有关部门可以根据实际情况制定补贴政策,对生态建筑的设计者和应用者提供必要的资金,在解除他们后顾之忧的基础上,刺激更多的人效仿,从而扩大生态建筑的影响力和应用范围。
我国是一个人口大国,生态建筑对于缓和我国能源压力和环境压力具有异同寻常的意义。因此,我国建筑研究单位务必要抓住生态建筑的发展机遇,投入必要的研究资源,积极同国外先进国家进行设计经验和施工技术交流,尽快将我国生态建筑的发展水平提高上去。