苏亚堃
(甘肃省城乡规划设计研究院有限公司,兰州730000)
绿色建筑就是在全寿命周期内,节约资源、保护环境、减少污染,为人们提供健康、适用、高效的使用空间,与自然和谐共生的高质量建筑[1]。小城镇具备传统文化、原始生态、自然资源、地域和民族特色等优势,容易体现绿色发展[2]。所以,小城镇规划设计必须充分利用绿色生态资源和地域优势特点,展现出民族、传统、历史、人文、地域和青山绿水等特色。
“绿色建筑”设计理念并不是指一般意义的绿化装饰设计,而是指设计的建筑对生态和环境无害,能充分利用自然环境资源,是可持续发展、保护生态、回归大自然、节能环保、对人的健康安全无害之建筑,“绿色建筑”设计理念也是因地制宜,在不破坏基本生态环境平衡条件下的一种建造规划设计,是能改善小城镇经济、文化、休闲、旅游等功能的生活环境,能承载自然资源,保护环境等的规划设计[3]。
环境友好是当今社会不可忽视的重要问题,人们已经意识到无序的建筑或者建造给自然环境带来了众多不利影响。因此,国家对小城镇发展绿色建筑,平衡经济,保护环境和可持续发展等推出了一系列重要措施。如何打造小城镇绿色建筑,将成为全建筑行业在绿色建筑规划设计道路上面临的突出问题[4,5]。
小城镇绿色建筑的设计、开发应该与所在地域的自然气候资源、经济状况和人文特质紧密结合,因地制宜,制定与地域特征紧密相关的绿色建筑设计标准、评价标准以及技术原则。要科学分析、吸纳和总结地域传统建筑与环境之间的联系,不可破坏建设区域的地域特色,以绿色建筑为设计理念,发扬民族风格和传统文化特色,保护环境,节约资源和物质空间,保持建筑的功能完整,保持生态环境友好,确保经济价值明显,形成独具地域特色的绿色小城镇[6]。
生态性绿色建筑要以人居建筑和自然环境的完美结合为原则,应该强调建筑外部环境对自然生态的保护性设计,避免和减少对生态系统的干扰和破坏,尽可能保持原有生态机制、廊道和板块的连续性。在建设过程中对生态系统造成的破坏应及时补建和修复。室内环境应尽量引入自然要素,最大限度地缩小建筑面积,保留自然生态环境。
人们通常认为绿色建筑比普通建筑的投资成本要高很多,这也是其推广的最大障碍之一。其实从长远来看,如果加强绿色建筑的管理,采取综合性的规划设计,可大大降低建筑的建造费用和后期运行的费用,取得较好的经济效益和社会效益。事实上,绿色建筑由于能源、资源的节约会大幅度降低使用成本,其整体效益是非常可观的。如果在绿色建筑设计中正确选择环境优化和经济性平衡的建筑材料,建立整体的建筑投资系统,掌握金字塔型绿色建筑设计理念,逐步从塔底传统型绿色建筑设计,塔中被动式绿色建筑设计,最后发展至塔顶主动式绿色建筑设计,就会更好地从设计、建造和使用中控制其经济成本。
建筑的朝向是建筑获取太阳日照辐射,改善室内热效的主要途径。在冬季,南向窗口获得的日照射远大于其他朝向,南向建筑长宽比越大,日照辐射的热量就越多。因为建筑物的采光面积直接影响室内热量和热耗,同样体积的建筑物外表面积越小,传热量就越少。故设计中应尽量加大采光面积而减少建筑墙体面积,合理控制建筑高度,可降低建筑能耗,特别在我国北方地区尤为明显。
在房屋的热效设计中,根据地域(地理)风向和日照的差别,要充分考虑到室内的自然通风和采光,保证四季热效均衡。
建筑外围护结构的传热性能直接影响着建筑使用采暖及调控能源的消耗量,因此,提高建筑外围护结构的保温隔热性能是降低建筑能耗的关键。
3.2.1 保温材料
一般在寒冷气候区域,建筑采用加气混凝土砌块,减少砖墙砌块,保温效果更佳。加气混凝土砌块的原料来源广泛,能有效地节约资源。在实际工程设计中,保温材料和保温层厚度确定是通过多种方法计算所得。根据地域性冷暖差异,选择先进而优质的保温材料,能起到节约能源降低保温层厚度之功效。
3.2.2 构造热桥处理
由于室内外温差变化,冷热空气频繁接触对流,墙体导热不均匀,产生热桥效应,造成房屋内墙结露、发霉甚至滴水,既增加了建筑能耗,又降低了室内热环境的质量。因此,处理好构造热桥,对提高建筑节能效率和室内环境品质很重要。
建筑设计中,外墙采用高性能保温功能材料,外门窗选用低能耗双层中空玻璃及隔热断桥门窗,将建筑与外界隔离处理,能很好地减少热桥的影响。寒冷地区应根据季节变化,兼顾冬季和夏季窗户周边适宜的温度,设计安装采光、隔热和保温性能优良的门窗材料[7]。
建筑过程中会消耗大量的资源和能源,并带来较高的环境污染。因此,在建筑材料设计选择时应强化生态、环境、健康和经济意识,选用无放射、低挥发、低活性等对环境影响较小的优质无公害,且经久耐用,易于更换和维护的建材。另外,建筑设计中宜加大木质(弃材、余料、渣屑等)、废纸、纤维保温等可再生材料的利用,以降低建筑投资,减轻过度依赖自然资源引发的生态平衡问题。
清洁能源是在制造和使用过程中无有害物质排放,经济价值高,可降低能耗,再生重复利用的能源,或者是非再生的可通过洁净技术处理后的能源(如洁净的煤油、地热、沼气、废气等)。
太阳能是重要的清洁能源之一。通过巧妙地设计,将自然风和太阳光照作为热源进行光电转换和光热蓄能转换引入住宅,提高太阳能的利用效率,以保证屋内拥有适宜的温度和光照[8]。
在构造上,玄关、阳台、竹帘、墙壁等设计,使用钢材加木质设计,实现住宅房屋的持久性和循环利用。比如,太阳能发电、太阳能储热、再生木料、节能型坐便器、LED 照明等,每栋住宅可以削减大量的二氧化碳排放。
另外,风能、生物能等也符合绿色建筑的理念和可持续发展的思想,在此方面,日本、德国、韩国、新加坡等发展迅速。
3.5.1 雨水回收利用
雨水回收利用系统是绿色建筑设计的主要组成部分,也是海绵城市建设的重要目标之一。设计以“小雨存储,中雨排放,大雨免灾”为原则,将大自然雨水充分利用,让城市更加安全、生态和清洁,补充地下土壤含水量,调节生态水平衡。其主要用于生活用水,景观用水,树木花草种植绿化喷灌浇洒,消防等,在满足节约能源的同时,也可增加建筑的使用亮点,提高绿色建筑的综合功能及效应[9]。
3.5.2 地热能源利用
我国地热储存量丰富,开发利用价值巨大,应充分体现在绿色建筑规划设计之中。地下热水可作为发电、供暖、温室大棚和生活用水[10],如北方地区有的城市就采用地热实现了大面积住宅小区和公共建筑的供暖,并利用调控冷凝热作为生活热水的辅助热源。
绿色建筑涵盖了建筑智能化系统,建筑技术与现代计算机技术、信息与网络技术、自动控制技术紧密结合,以建筑为平台,兼备建筑设备、办公自动化、系统服务、管理等一体化的有效组合,向人们提供安全可靠、高效、舒适便利的建筑环境。将建筑物、建筑群内的通道、电力、照明、空调、给排水、消防、防灾、保安、车库管理等设备构成综合系统[11,12],以便集中监控和管理,节能降耗。
绿色建筑是在自然环境中设计建造的产物,首先要注重自然生态环境保护,因地制宜,强调与大自然地域性建筑的和谐融合,要尽可能地选择使用环保材料,利用清洁能源或再生资源,做到安全环保。
在建造中被破坏的生态植被,要进行绿色化改造,对地面建筑物外形尽可能设计绿化空间,立体式种植花草植被,尽量营造绿色空间,改善区域环境,使建筑物绿叶成阴,鲜花绽放,缓解人们工作生活的压力[13]。
建立绿色建筑体系是一个科学的高度复杂的系统工程。小城镇建筑要实现这个工程,不仅需要运用可持续发展的规划设计方法,还需要决策者、管理机构、城镇社区、业主商户和使用者等多层次的生存合作,共同参与建筑营建的全过程,需要在整个管理程序中确立一个明确的建筑环境评价结果,形成共识,使绿色建筑意识贯彻始终。
小城镇绿色建筑规划设计应遵循地域性、生态性、经济性等原则,体现环境融合、民族人文特色、清洁能源利用、智能化系统管控等基本元素,达到城镇绿色建筑具备自然环境友好、基本功能完善、可持续循环发展等功效。
推广绿色建筑已成为我国建设事业的重大战略任务。在现代小城镇建筑快速发展的当今,建筑生态自然化不仅仅只是满足形式上的空间美感,更应该从本质上将人的体验与感受作为设计思想的核心,需要规划设计人员共同的智慧、经验和勤勉,协同努力,为保护或改善小城镇自然环境,促进建筑技术和建筑产业的发展,合理利用资源,从而提高人民生活质量,达到建筑物与自然的和谐共存。