建筑室內外物理環(huán)境及可持續(xù)發(fā)展思想簡述

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摘要：二十一世紀，可持續(xù)發(fā)展成為人類共同的主題，建筑技術科學的發(fā)展，賦予建筑室內外物理環(huán)境全新的涵義。綠色生態(tài)建筑Green Building在西方國家蓬勃興起，進而成立國際性組織，制訂有關生態(tài)建筑的指標體系，改變了人們對于傳統(tǒng)建筑室內外物理環(huán)境的看法。無論是從可持續(xù)發(fā)展的總體出發(fā)，或者是建筑室內外物理環(huán)境的新理念，如何處理兩者之間的關系是一個值得探討的課題。與傳統(tǒng)建筑相比，生態(tài)與可持續(xù)發(fā)展是優(yōu)化室內外物理環(huán)境的必由之路。

關鍵詞：建筑室內外 物理環(huán)境 可持續(xù)發(fā)展思想

一. 可持續(xù)發(fā)展對建筑室內外物理環(huán)境的基本要求。

　　按照可持續(xù)發(fā)展的定義，1987年聯(lián)合國環(huán)境與開發(fā)世界委員會報告《人類共同的未來》中指出：“所謂可持續(xù)性的開發(fā)，是指在不損害將來人類社會經濟利益的基礎上，能夠滿足現(xiàn)在需求的開發(fā)。”強調發(fā)展的長期性，而創(chuàng)造“既滿足當代人的需求，又不危及后代人生存及發(fā)展的環(huán)境”是可持續(xù)發(fā)展對建筑的要求。換言之，可持續(xù)發(fā)展對建筑室內外物理環(huán)境的基本要求大致包涵如下九個方面：

1．能源環(huán)境   進入建筑的能源一般情況下有：電、燃氣、煤。對常規(guī)能源要進行分析優(yōu)化，采取優(yōu)化方案，避免多條動力管道入戶。對建筑的圍護結構和供熱、空調系統(tǒng)進行節(jié)能設計，盡量減少不可再生能源的耗用，因地制宜，鼓勵采用新能源和綠色能源，如太陽能、風能、地熱能、潮汐能和其他再生能源等。

2．水環(huán)境    對建筑的水環(huán)境，要考慮水質和水量兩個問題。在室外系統(tǒng)中要設立將雜排水、雨水等處理后重復利用的中水系統(tǒng)、雨水收集利用系統(tǒng)等；用于水景工程的景觀用水系統(tǒng)要進行專門設計并將其納入中水系統(tǒng)一并考慮。建筑供水設施采用節(jié)水節(jié)能型，強制淘汰耗水型室內用水器具，推行節(jié)水型器具。同步規(guī)劃設計管道直飲水系統(tǒng)提供優(yōu)質直飲水，避免危及人類健康和對水資源的污染。

3．氣環(huán)境    建筑的氣環(huán)境系統(tǒng)包括室內和室外兩個方面。室外空氣質量要求達到二級標準。室內盡量采用自然通風，衛(wèi)生間具備通風換氣設施，廚房設煙氣集中排放系統(tǒng)，排放進入大氣層前，經過空氣凈化過濾器，達到室內外的空氣質量指標。

4．聲環(huán)境    聲環(huán)境包括室內、室外和對建筑以外噪音的阻隔措施。室外聲環(huán)境系統(tǒng)應滿足：日間噪音小于50dB；夜間噪音小于40 dB。采用隔音降噪措施使室內聲環(huán)境系統(tǒng)滿足：日間噪音小于35dB；夜間噪音小于30 dB。對建筑周邊的噪音源，如果影響了建筑的聲環(huán)境應采取隔音降噪措施。

5．光環(huán)境    著重強調滿足日照要求，室內盡量采用自然光。除此之外，還應注意防止光污染，如：強光廣告、玻璃幕墻等。在室外公共場地采用節(jié)能燈具，提倡由新能源提供的綠色照明。

6．熱環(huán)境    熱環(huán)境系統(tǒng)要滿足熱舒適度要求、建筑節(jié)能要求和環(huán)保要求等。對建筑圍護結構的熱工性能和保溫隔熱提出要求，以保證室內熱環(huán)境滿足人體舒適度，冬季供暖室內適宜溫度：20—24度；夏季空調室內適宜溫度：22—27度。建筑的供暖、空調采用清潔能源、新能源和綠色能源。國家鼓勵采用不破壞大氣環(huán)境的循環(huán)工質。

7．綠化環(huán)境    建筑的綠化系統(tǒng)應具備三項功能：
第一是生態(tài)環(huán)境功能：綠地是提供光合作用的綠色再生機制，具有清潔空氣、釋放氧氣、調節(jié)溫濕度和保持生物多樣性等功能。
第二是休閑活動功能：提供戶外活動、交往場所，要求衛(wèi)生整潔、適用安全、景色優(yōu)美、設施齊全。
第三是景觀文化功能：通過園林空間、植物配置、小品雕塑等提供視覺景觀享受和文化品位欣賞。

8．廢棄物管理與處置環(huán)境    包括收集和處置兩部分：收集應體現(xiàn)“誰污染誰治理，誰排放誰付費”的原則，處置應以“無害化、減量化、資源化”為原則。生活垃圾的收集全部袋裝，密閉容器存放，收集率達到100%。廢棄物實行分類收集，分為有害物、無機物、有機物三類。

9．物理環(huán)境體現(xiàn)人文關懷
　　一方面，提倡使用3R建材（可重復使用、可循環(huán)使用、可再生使用）；選用無毒、無害、不污染環(huán)境，有益人體健康的材料和產品，宜采用取得國家環(huán)境標志的材料和部品。
　　另一方面，張顯個性，弘揚文脈。盡管按可持續(xù)發(fā)展要求在利用太陽能、生態(tài)綠化、自然空調等諸多方面原理是“同一化”的，但在建筑空間組成形式、內外裝修、環(huán)境設計等方面不能“同一化”，而是要“個性化”，充分體現(xiàn)不同民族、不同地域的優(yōu)秀民俗、民情和歷史相沿的文脈特征。

二. 建筑可持續(xù)發(fā)展思潮的形成和發(fā)展。

　　可持續(xù)發(fā)展重要思想是20世紀80年代提出來的。1992年在巴西里約熱內盧召開的聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會上，把這一思想寫進了會議的所有文件，取得了世界各國的共識。這一思想隨即融入到建筑思潮中來。1993年美國出版《可持續(xù)發(fā)展設計指導原則》一書列出了“可持續(xù)的建筑設計細則”。1993年6月，國際建協(xié)在芝加哥通過了《芝加哥宣言》，繼續(xù)為可持續(xù)發(fā)展鼓勁。
　　1991年，布蘭達。威爾和羅伯特。威爾（Brenda and Robert Vale）合著的《綠色建筑——為可持續(xù)發(fā)展而設計》問世，其主要觀點是：（1）節(jié)約能源；（2）設計結合氣候；（3）材料與能源的循環(huán)利用；（4）尊重用戶；（5）尊重基地環(huán)境；（6）整體設計觀。
　　1994年，西姆。馮。德。萊恩（Sim Van der Ryn）所在的美國加州著名的伊莎萊研究所，在Big Sur市召開了全美生態(tài)設計學界領袖們參加的會議。會議通過創(chuàng)立“國際生態(tài)協(xié)會”議案，將分散的研究成果綜合起來，以指導青年一代，并發(fā)表了號召生態(tài)革命的THE BIG SUR 宣言。1995年，他和S。考襖（Stuart Cowan）合寫了《生態(tài)設計》（EcologicalDesign）一書，被譽為建筑學、景觀學、城市學、技術學方面的一次革命性嘗試。提出了五種設計原則和方法：（1）設計成果來自環(huán)境；（2）生態(tài)開支應為評價標準；（3）設計結合自然；（4）公眾參與設計；（5）為自然增輝。
　　1994年，哈特考夫（Volker Hartkopf）教授在美國匹茲堡卡納基。梅侖（Carnegie Mellon）大學原有老建筑的屋頂上，加建了一層可持續(xù)建筑實驗室，運用了最新、最先進的技術裝備，號稱“智能型辦公場所”。采用可調節(jié)的天然采光、可調節(jié)的鋁合金隔片、可調節(jié)的自然通風空調裝置；地面做成架空地板，管道設在地板下，隨處可打開地板；安裝計算機聯(lián)網插件和電話插座、局部通風照明等；辦公空間可分可合，布置高度靈活，家具均按人體工程原理設計等等。作為對21世紀未來辦公空間的探索性試驗，此工程得到了許多建筑廠商的支持和資助，并受到美國政府和各界專家的重視。這次試驗因為既有理論支持又有建成實物而名聲大振。
　　1995年，德國的K。丹尼爾斯（Klaus Daniels）出版專著《生態(tài)建筑技術》（The Technology of Ecological Building ），對生態(tài)建筑的基本原理及各項技術都講得具體清晰，并舉實例說明。
　　1996年3月，來自歐洲11個國家的30名著名建筑師，如R。皮阿諾、R。羅杰斯和赫爾左格等，共同簽署了《在建筑和城市規(guī)劃中應用太陽能的歐洲憲章》（European Charter for Solar Energy in Architecture and Urban Planning），提出了有關具體規(guī)劃設計的極有啟發(fā)性的建議，并指明了建筑師在未來人類社會中應承擔的社會責任。
　　1997年，格拉漢姆（Granham）在總結可持續(xù)發(fā)展有關文獻時指出：“生態(tài)學肯定是可持續(xù)發(fā)展的先決條件。”
　　一些學者認為，可持續(xù)發(fā)展的提法，不但具有科學性，而且還兼具人文性。隨著全球性可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的確立，一種新的生態(tài)價值觀正在成為規(guī)范我們社會行為的一種指導原則。建筑學和材料學在多方面作了大量的實踐。科學技術范式也因此發(fā)生根本性的改變，呈現(xiàn)出生態(tài)化發(fā)展趨勢，以實現(xiàn)人與自然的持續(xù)發(fā)展和協(xié)同進化。

三.可持續(xù)發(fā)展建筑技術科學的方向。

　　21世紀建筑室內外物理環(huán)境最終都必須符合可持續(xù)發(fā)展的要求，建筑技術科學應使建筑成為可持續(xù)發(fā)展的建筑，做到有利于：綜合用能、多能轉換、三向發(fā)展、自然空調、立體綠化、生態(tài)平衡、智能運行、弘揚文脈、持續(xù)發(fā)展。
　　綜合用能：大力開發(fā)太陽能、沼氣、風能、水能、潮汐能、核能等取代現(xiàn)有污染性傳統(tǒng)能源。
　　多能轉換：一是使傳統(tǒng)屋面、墻面、散水等構件成為將太陽能轉化為熱水、電力、綠化等多功能構件；二是建筑本身使用功能的多能轉換。目前絕大多數(shù)建筑僅具備單一使用功能，如學校就是學習場所，教室一天用8小時左右，若使用期60年，就有40年空著，其它如辦公、商店、餐飲、影劇院……無不如此。功能單一的建筑，在生產、生活、工作多樣化的不斷發(fā)展中，必然產生建筑類型的多樣化。能不能在建筑技術的高水平和智能化的操作運行下實現(xiàn)建筑功能的多樣化使用，例如活動構件分隔，居室網絡學習、辦公、購物等等？單幢建筑的多功能轉換使用取代增加單功能建筑數(shù)量、類型。這將是一條節(jié)能、節(jié)地、節(jié)材、節(jié)工、節(jié)時、節(jié)錢的好途徑。
　　三向發(fā)展：新世紀建筑必然要以陸地建筑為主體向太空、海洋、地下發(fā)展。我國平原面積僅占國土面積的12%，故三向發(fā)展大有可為。
　　自然空調：（1）城市規(guī)劃應注意保護、改善自然生態(tài)環(huán)境，發(fā)揮綠色植物調溫、調濕、防塵、減噪、吸收污染氣體的作用，改善空氣質量的大環(huán)境。這是廣義的自然空調作用。（2）單體建筑應利用例如土層的熱慣性、濕慣性建造起調溫調濕的自然空調系統(tǒng)。
　　立體綠化：使城鄉(xiāng)建筑都成為立體綠化區(qū)，建筑群即花園的主體。建筑綠化了，綠色面積不僅不會因為建房而減少，甚至還會增多。
　　生態(tài)平衡：輸入輸出物質流的良性循環(huán)和能量形式的良性轉換。
　　智能運行：建筑物的日常管理如居住建筑中操作太陽能集熱器、太陽能灶、太陽能電池板以及太陽能種植等均由電腦智能操作運行。
　　弘揚文脈、持續(xù)發(fā)展：前文第一部分已提及，不再贅述。

四．按可持續(xù)發(fā)展的要求改造傳統(tǒng)建筑室內外物理環(huán)境

　　當前，由于人類自身的負效行為和天災引起的自然環(huán)境對人類的懲罰，使全球一致公認：各行各業(yè)都必須可持續(xù)發(fā)展，建筑也不例外。那么，傳統(tǒng)建筑有那些地方不利于可持續(xù)發(fā)展，如何改造？
　　傳統(tǒng)建筑絕大多數(shù)仍使用煤、氣、油、柴等污染性能源，是造成環(huán)境污染的最大來源之一。應大力發(fā)展可持續(xù)發(fā)展能源用于炊事、供熱、發(fā)電等，對傳統(tǒng)建筑用能進行改造。
　　許多裝飾材料（噴涂類、黏貼類、塊材類等）有致癌性、過敏性、放射性、燃燒窒息性等物質，須設立建筑現(xiàn)場、建材市場、設計部門方便易行的檢測手段。
　　長期以來采用的熱季空調系統(tǒng)，盡管現(xiàn)在已無氟，但仍然是“熱濕搬家設備”，即利用無氟冷媒將室內熱量搬到室外，同時將冷凝水排出室外，加上機電部件運轉產生的熱量，室外環(huán)境總熱量不僅沒有減少，反而增多，室外環(huán)境濕度同時增大，致使城市熱島負效應加劇；同時每天浪費的冷凝水，不下以千萬噸計。
　　現(xiàn)有城市建筑（僅居住類就在300億平方米以上）都是浪費能量多、侵占綠化面積大，鄉(xiāng)村建筑更有占地大的弊病。
　　城鄉(xiāng)炊事用能中，85%以上均隨飛灰、油煙耗散于大氣中，成為污染源，同時又浪費了大量的太陽能。
　　每年建筑雨水排放量浪費也不下以千億噸計。
　　發(fā)展多功能構件及建筑綠化是變傳統(tǒng)建筑非可持續(xù)構件為可持續(xù)構件的好途徑之一。

結語

　　從宏觀的高度看，可持續(xù)發(fā)展既是優(yōu)化室內外物理環(huán)境的需要，也是豐富拓展傳統(tǒng)建筑技術科學的需要，是歷史發(fā)展的必然。隨著計算機的廣泛應用、知識經濟的誕生、智力資本在生產力要素中起決定性作用，第三次城市革命逐步臨近，人類將從“黑色文明”過渡到“綠色文明”。