可持续建筑的环境响应型设计与建设方法

■张 健，刁 艳 ■辽宁科技大学建筑与艺术设计学院，辽宁 鞍山 114051

建筑的重点用途是给人们的生活创造一个合适宜居的空间。又因为如今人们会把室内作为主要生活空间，建筑所创造的空间质量就变得不可或缺。建筑的安全性、能源效率、温度、室内空气水准、光照等不只对人们的健康有着影响，也对人们的生活水准和生产率有所影射，进一步对全社会的经济性有所影响。

1 方案设计阶段需要留意的几项要素

人们的身心健康和是否安全都与室内空间有所关联，比如温度、湿度、大气质量、照明及噪音限制等。

场地规划:维持场地内的自然条件和基本属性不变。将建筑置于最合理的方位和对周边的各种绿植加以保护。高效借助场地原有资源，做到不遗漏不改变。减少各个季节的资源消耗。

高效开发自然资源:使用高科技被动式太阳能来调节室温，将使用自然光和天然气流及利用节能照明和高效电气等手段发挥到极致;优选可回收利用建材以及提高水的可循环利用率实现能源高效性。

2 响应于环境的场地规划

一切的可持续空间在进入方案初始阶段时，有必要设计者直接指导如何选取地块，规划地块的根本意图是认清地块的自身属性，若要建筑与地块很好的结合在一起就需明确是否场地能实现之前的一切假设，从而优化建筑的使用性能。

(1)选址、植被和景观。能否尽可能地降低建筑物对自然和周边的破坏取决于环境是否响应了原有的地块规划。对地块内的绿植加以保护甚至可以对周边建筑群起到正面影响。地块微自然环境，如温度、湿度和季候风等，原有的地域特点及原有绿植等都会在一定情况下左右建筑的自身属性及对周边微自然技术的调整。

建造建筑时，需第一时间考虑在原有地块上的改建，尽少的破坏尚未开发土地。优越的地理位置可以在大环境下微量调节季节对建筑使用者的气候影响。倘或建筑北有可以遮挡各种不利季节气候的山体，南向有通透的阳光，就称南坡为地利。

花卉绿植既能美化环境，也能够通过对四季气候的微调整来达到提升建筑节能水准的效果。尽可能的保证场地里的原有树种和绿植种类比起将其他树种引进到本地块会更好的控制规划成本，要在一开始做好统筹。同理，种植本土作物会同样起到上述效果且不会降低其环境效益，更能做到不破坏当地生态系统的完整。

所选基地毗邻公共交通以及贸区同样也非常重要。同时也应该考虑所在区域现有的基础设施和服务体系，例如供水、供电以及垃圾管理等情况

基地周围潜在的污染源、空气质量、高噪声不仅对人的健康与舒适感产生影响，同时也会影响建筑整体的建造费用，如需使用造价昂贵的玻璃窗材料来降低噪声对室内的影响，建筑空间中的自然通风系统将会受到大气中的各种污染的破坏。

(2)建筑朝向。建筑的朝向非常重要，关系到是否有利于建筑使用者的健康、舒适和建筑节能。建筑的再利用中采取的天然照明、被动式太阳能采暖技术和天然气流手段也都跟建筑所在方位有一定联系。

在北纬地区，墙面和窗户朝东和朝南优于朝西与朝北，因为北窗易受寒风袭击，而毫无遮挡的西窗户在夏天会使过多的太阳辐射进入室内。

因此，在冬天最大限度地利用太阳能的典型做法就是设计好朝向，使窗面和窗户尽可能朝南。使得南向表面在晴朗无云的冬日可以从上午九点至下午三点无阻挡的接受太阳辐射。建筑的朝向角度可以在正南向向东西各偏转30 度的范围内浮动。如果窗户安装在西墙上应当安装适当的夏日遮阳措施，最大限度减轻潜在的室内过热问题。倘或该建筑的地块内以夏季风为主导，那么建筑的朝向就需根据对该季节的主风向采用自然气流循环和降温系统的方式来处理。

3 建筑围护结构

建筑围护构件可以起到分割建筑空间的作用，即室内、外的界限。建筑围护结构包括了建筑的屋顶、外墙、窗户和地基等元素。当然围护构件本身就充当着隔离建筑与室外热交换和气流循环的媒介。因而建筑内部与室外的热交换等效率就由建筑围护构件自身属性是否优良来决定。

以下为建筑的围护结构关联属性:

温度:围护结构可以将室内外热量加以控制隔离;空气:围护结构可以组织室内外气流的交换往复和循环;水:围护结构可以阻挡够雨、雪、冰雹和潮湿气体进入室内;噪声:围护结构加强了建筑自身的密闭性，从而达到隔声效果;光:遮挡，引导自然光线;人员及其他生物体:围护结构能够提供安全、私密性和卫生。

(1)保温隔热材料。保温隔热材料是可持续建筑围护构件的重要组成，它们一般是指那些能够用来有效阻隔热传导的建材。现已研制出较多种类，而它们各自又有不同的属性和性能，一般叫做R -值，表示建材引导热量透过构件的效果。针对各种环境下的各种情况，需要安装可以应对其气候特点的R-值构件。

材料的隔声性能是指材料能够减少声音在空气中传递的能力。隔声效果的好坏取决于建材自身的属性，如质量、密度等。

(2)窗户。一些立面构件如窗户等能够为建筑提供气流循环、降噪、利用自然光及保证人们在屋内屋外的视线交流。在围护构件的能效中窗户的作用是十分积极的，这是由于空间热量的半数流失源于窗户。而下列因素决定了窗的根本性能:

U-值:为通过构成窗体原料的热量传导值;太阳辐射得热系数;可视光透光率:是指光线穿透玻璃的能力;

其他因素;例如玻璃真空层间充入稀有气体及安装镀有低辐射膜的玻璃等。

(3)地基与地下室地面。提高建筑围护构的隔热性的较好方法是对地基和地下室面层进行有效的的隔热隔湿改良。隔绝了热量的地面基础面层可以有效阻隔热传导，和多余气体入室。

(4)墙面和屋面。高反射率墙漆的使用可极大改善高温地带的室内过热隐患。为达到削弱空气制冷压力的目的，最宜在东、西墙面放置可以遮挡阳光的设备;某些需要缓解常年室温过高问题的建筑，需要在建筑的南面进行遮阳。同时在建筑的方案处理阶段可以从建筑自身的造型因素方面着手对窗和墙进行光辐射遮挡，而老建筑的遮阳似乎只要合理的绿化率达标即可。

4 蓄热材料

一切可以吸收热量进而将其存储的建材被称为蓄热材料。人们用大型建材如土质墙或石质墙来调控气温，这些建材在日间吸收太阳辐射并将其存储，在晚上利用日间存储的能量，替代不可再生资源的消耗。

混凝土、理石、砖瓦和大型器皿中的蓄水为常用的蓄热建材，他们的热量释放速度要比吸收速度稍缓。

5 可持续的建筑材料

有很多材料为天然材料诸如砖木、钢铁以及水泥砂浆等。天然材料的使用极大的破坏了我们的大自然，同时建材的搬运、损耗和废物的产生等也加快了环境污染。

一个生命循环的全过程中皆有顾及是否自身对自然有所影响的材料被称为可持续建材。利用回收的和可循环使用的，或可利用回收的和可循环使用的建料已经以相同方式而使用的，或能够以不同方式或异于原本的使用途境而被再次利用。

合理挑选建材对保护我们日渐衰竭的非再生资源是十分有利的，也能够把建筑在修建和消耗资源方面的本息降到最低。与此同时使用可持续建料诸如低毒、无毒的天然建料、天然杀菌建料等，也能够起到防止空间污染的目的。

［1］斯泰里奥斯.普莱尼奥斯.可持续建筑设计实践［M］.北京:中国建筑工业出版社，2006.4 -10.

［2］姚润明昆，李百战.可持续城市与建筑设计［M］.北京:中国建筑工业出版社，2006.198 -202.