基于全寿命周期的绿色建筑“深绿”设计研究

王艳飞

(江苏省无锡汽车工程中等专业学校,江苏 无锡 214153)

基于全寿命周期的绿色建筑“深绿”设计研究

王艳飞

(江苏省无锡汽车工程中等专业学校,江苏 无锡 214153)

随着城市发展和诸多环境问题的出现,能源变得紧张。于是人们开始日益关注耗能、节能问题，节能建筑也就成为建筑发展的必然趋势,绿色建筑应运而生。绿色建筑要做到“深绿”,而非“浅绿”,需要从建筑的全寿命周期即前期规划设计、中期施工、后期运营管理、最后的拆除过程各环节做起,体现出“深层次”的绿色理念。

绿色建筑；深绿设计；规划设计；施工；运营管理

城市的高速发展给全球带来了众多环境问题,包括能源消耗、空气污染和城市热岛效应等,对人们生活和社会发展造成的影响日益严重,引起社会普遍关注。节能理念的提出,源于1970年的石油危机给发达国家的经济造成的重创,大家开始认识到节约能源的重要性,而建筑能耗在能源消耗中是大户,欧盟 1999 年统计,其建筑部门能源消耗约占社会总能源消耗的42%,高于交通和工业部门。经过多年的能源节约的努力,发达国家新建建筑单位面积能耗减少到原来的1/5到1/3。在我国建筑的整个生命周期过程中,大约消耗 35%的能源,48%的水资源,排放 35%的温室气体以及 40%以上的固体废料[1]。要使钢筋混凝土堆砌起来的城市建筑“绿”起来,节能建筑成为建筑发展的必然趋势,绿色建筑应运而生。

1 基于全寿命周期的绿色建筑

绿色建筑又可称为生态建筑、可持续建筑,从生态环保的观点,指在建筑全生命周期即建筑规划设计、施工、运营管理及拆除过程中,以最节约能源、最有效利用资源的方式,尽量降低环境负荷,同时为人们提供安全、健康、舒适的工作与生活空间,达到人、建筑、环境三者的平衡优化和持续发展。

2 绿色建筑“深绿”设计

所谓绿色建筑“深绿”设计,是“深层次”“绿色建筑设计”的简称。它是针对于市场中出现的建筑节能技术的“浅绿”或“假绿”而言的。建筑从原始的穴居发展到今天的恒温恒湿的环境,应该说是取得了巨大的进步,但其发展并非是完美的。传统建筑群体布局形式、建筑的自然采光与通风、建筑遮阳、防潮与防噪等技术手段在现行建筑设计中进行创新应用较少,大量的节能技术是“冷拼”与“叠加”的,为技术而技术,为绿色而绿色的现象比比皆是。不能因地制宜地采用节能技术措施,使得实践中的绿色建筑千篇一律,加之工作人员的施工水平,节能技术细节部位处理不到位,致使节能效果大大降低。在建筑节能技术应用的实践过程中,要让建筑节能设计持续发展,需要在建筑的全寿命周期,即全过程、全角度的“深绿”设计。

3 基于全寿命周期的建筑深绿设计措施

3.1 规划设计是深绿设计的关键

规划设计是建筑全寿命周期的起点,也是关键点。一个绿色建筑的设计,理念是否与现实相匹配,关键就是看建筑在设计中,是否尊重环境,是否采用了最佳的建筑构造措施以达到最大限度的节能。

1)尊重环境,体现“中国式”的建筑节能理念是绿色建筑“深绿”设计的出发点

由于世界各国的经济发展水平、地理位置、观念、技术、生活习惯等的不同,尽管绿色建筑设计可以吸取国外的先进建筑节能理念,但却不能忽视建筑节能的“中国式、老百姓式”。所谓中国式即体现了深绿设计的“地域性”,而老百姓式则体现了深绿设计的“亲民大众性”,两者均体现了对环境的尊重,建筑的深度节能。

“中国式、老百姓式”的深绿建筑设计,其实是引导一种正确的绿色建筑设计理念。在绿色建筑的设计旅程中,基本被大众理解成它是一种“高端的”“贵族化”的,在老百姓关心的房价中,也可以看出,称呼为“绿色建筑”的房价单价基本是普通房价的1.5～2倍,前期投入过多,运营成本高,阻止了绿色建筑的发展步伐,也违背了国家要大力发展绿色建筑的初衷,无形中阻碍了人们的购买热情。其实舒适的节能建筑不是高成本的,从我国的舒适节能的民居建筑中就可以深刻看出深绿设计的方向。就像布赖恩·爱得华兹(Brian Edwards)在《可持续建筑》一书中写道:“人类实现可持续性发展应当遵循的一个最重要的原则,便是向过去学习———重视和理解乡土建筑的结构和风格,使用当地采购的材料,当地供应的能源和当地的传统工艺。”

民居是根据不同的地形、地貌，结合当地的气候、人文习惯形成的,体现出了诸多绿色建筑设计理念,都是“老百姓式”的。陕西窑洞,就地取材(土窑、石窑、砖窑)说明它的成本并不高,但它做到了冬暖夏凉。透过它的设计理念看绿色建筑,完全可以当地材料低成本的 “老百姓式”的绿色建筑。土楼是福建、广东等地客家人的住宅,土楼材料选用的“黄土”“杉土”都是可以重复利用的。北京的四合院,以南北纵轴对称布置和封闭独立的院落为基本特征,这种“老百姓式”建筑设计,是尊重了北京夏季高温、冬季寒冷,冬季春季风沙较多的气候特点。吊脚楼又称“吊楼”,为苗族、壮族、水族等少数民族传统民居,多依山而建、朝向坐东向西或坐西向东,这与北京四合院有明显不同,主要适应当地潮湿闷热、降水量大的特点。民居在历史的实践,是各民族劳动人民在长期的生产实践中,运用自己的经验和智慧努力创造的结果。它不是“贵的”,不是高不可攀的“高大上”的,而是“中国式”的,“老百姓式”的。它们具有典型的地域特色,它适应了环境,改善了生活。从中国传统民居中汲取经验,设计“中国式”的绿色节能建筑,是建筑节能设计的最基本的出发点,做到能源消耗最少,资源利用最佳，环境负荷最小[2],即做到了深绿设计中对环境的尊重。简单说就是利用当地的建筑材料,利用周边环境的有利条件以及建筑群自身互相遮挡,目的是不仅让建筑在夏天隔绝太阳辐射，而且在冬天则要尽可能多地吸收太阳辐射,应达到良好日照和土地利用的最优组合[3]。

2)项目全方位设计是绿色建筑“深绿”设计的基石

一个节能项目,包含了诸多单位工程,而单位工程又包含了很多分部、分项工程。通俗讲一栋完美的绿色建筑,如同一个高尚的人一样,要从上到下,从里到外,点点滴滴做到深绿的节能设计,一个环节不到位,就会影响整栋建筑的节能效果,而一栋建筑的不完善,会波及到整个项目,一个项目又有可能会波及到一个城市。目前建筑的节能构造设计,在材料的选用与围护结构的节能措施选择上,应注意其完整性。从地下室的墙体、底板，到上部围护结构的墙体、楼板、门窗、屋顶各个环节,都需要进行细部设计及节能效果的测算。全寿命周期设计方案需达到投入最小化、产出最大化、安全可靠化、设计标准适当化、功能适用化、操作运行维护简单快捷化、工艺标准化、实施可操作化、环境协调化、各方满意化、风险最小化、可回收持续发展化的目标[4]。

3.2 建筑施工到位是绿色建筑“深绿”的保障

在《建筑工程绿色施工规范(GB/T 50905—2014)》中,规范了绿色施工的概念,即在保证质量、安全等基本要求的前提下,通过科学管理和技术进步,最大限度地节约资源,减少对环境的负面影响,实现“四节一环保”(节能、节材、节水、节地和环境保护)的建筑工程施工活动。建筑施工到位是绿色建筑“深绿”的保障,关键部位抓好,即可满足“深绿”施工。

施工场地布置合理,做到用地的节约；永久道路和临时道路相结合的,主要道路的硬化处理采用可周转使用的材料和构件,体现对场地的尊重；地基与基础工程施工中注意减噪、降水措施,地下水需在工程施工中充分利用,以节约水源；主体结构施工中模板宜使用大模板、定型模板、爬升模板和早拆模板等工业化模板体系,以加快施工进度；钢筋除锈时,应采取避免扬尘和防止土壤污染的措施加工,钢筋需存放有序、标识清晰、储存环境适宜,并应采取防潮、防污染等措施,建立健全保管制度防潮；混凝土在配置时合理选用材料,浇筑过程中注意减噪,养护中宜采用塑料薄膜加保温材料覆盖保湿、保温养护,当采用洒水或喷雾养护时,养护用水宜使用回收的基坑降水或雨水；砌体结构宜采用工业废料或废渣制作的砌块及其他节能环保的砌块,按组砌图砌筑；外保温施工中,保温材料的选用,与基层的粘结采用的点粘方式,可以大幅度提高粘结面积并可以减少粘结材料的使用；门窗节能玻璃的选用,窗框的断桥处理到位等等。细节决定成败,决定了整个绿色建筑的建筑施工质量,深绿设计的贯彻执行程度。

3.3 运营阶段管理到位是深绿设计的关键

在建筑节能的道路上,技术节能是最直接的,运营阶段管理的节能最容易受到忽视,很多好的技术、措施应用后,却没有达到好的节能效果。运营管理阶段应处理好建筑、用户、自然三者之间的关系,为用户提供安全舒适的空间环境的条件下,保护好周围的自然环境。

建筑耗能很大程度在于设备的运行、管理、维护水平的高低。运营阶段管理到位主要是做好物业公司和业主两方面的节能工作。对于物业公司来讲,其管理水平直接决定了节能的高低。工程部是物业工作的一个重要组成部分,是运行阶段建筑能耗的管理核心。提高物业管理人员的专业水平,管理到位,是运营阶段深绿设计的关键。例如在公共建筑中,过滤器阻塞,风机耗能增加,制冷制热效果则会减弱。运行管理人员应熟知楼宇的空调系统,懂得如何在保证质量的情况下节能运行,而不是仅仅会简单地开机关机。另一方面,业主主动节能也是运营管理阶段深绿设计的关键。提高业主的节能意识,让建筑本身的运行成本直接关系到业主的支出,提高业主方对设备管理节能的了解也是重中之重。让能耗的收益对业主方和物业方都有影响,是提高运营管理节能的措施之一。

3.4 拆除环节是深绿设计尾声的完美落幕

拆除阶段其实首要考虑的不是如何拆,而是要不要拆。目前我国绿色建筑深绿设计在设计、施工和运营环节已经被普遍关注,但拆除政策的研究还几乎一片空白,未能真正覆盖建筑全生命周期。根据住建部的统计数据,我国每年由于建筑过早拆除带来的建筑垃圾增量约4亿t,约占我国垃圾总量的40%。 “十二五”期间我国每年拆除的建筑面积约为4.6亿m2,若这些被拆除的房屋使用寿命由设计的50年降低为实际使用的25年,按平均每平方米1 000元计算,“十二五”期间,我国每年因过早拆除房屋浪费4 600亿元。而这些本不该拆除的建筑的拆除,垃圾运输、处理和存放,却对环境造成较大影响。对符合城市规划和工程建设标准,以及在正常使用寿命内的建筑,不得随意拆除。

对于完成基本使用寿命的建筑,在拆除阶段,则应注意减少对环境的伤害。应遵循以下原则：首先,注意材料的循环利用环节。对于可再生材料,可以集中收集管理,进行后期管理及处理。对于不能重复利用的材料,做到最大限度的低成本处理,减少对环境的污染。其次,在拆除过程中,对环境的污染做到处理妥当。运输过程中垃圾的处理、拆除过程中扬尘的避免、减噪等都应制定详细的施工方案,并严格执行,以确保深绿设计尾声的完美落幕。

4 结 语

绿色建筑要做到真正的节能、环保、生态,可持续,就需要在建筑的全寿命周期的各个环节,进行深绿设计,提高建筑节能效果,提高建筑使用寿命,减少耗能,减少对环境的负荷,有助于建设资源节约型、环境友好型建筑,从而实现全寿命周期系统的最优化。

[1] 仇保兴.从绿色建筑到低碳生态城[J].城市发展研究，2009(7):1- 11．

[2] 甄兰平,邰惠鑫.面向全寿命周期的节能建筑设计方法研究[J].建筑学报，2003(3):56- 67.

[3] 马越.建筑节能在几个阶段的概述[J].陕西建筑，2007(11): 4- 6.

[4] 秦宇飞,王磊,李冰.建设项目全寿命周期设计应用研究[J].河南科技,2014(9) :243- 244.

Study on “Dark Green” Design of the Green Architecture based on the Life Cycle

WANGYanfei

2017- 03- 08

王艳飞(1974—),女，江苏无锡人，高级讲师，从事建筑教学及建筑设计、建筑节能方面的研究工作。

TU-023

A

1008- 3707(2017)04- 0040- 03