一、綠色建筑的能源觀———節(jié)能與環(huán)境
現(xiàn)代建筑是一種過分依賴有限能源的建筑。能源對(duì)于那些大量使用人工照明和機(jī)械空調(diào)的建筑意味著生命, 而高能耗、低效率的建筑,不僅是導(dǎo)致能源緊張的重要因素,并且是使之成為制造大氣污染的元兇。
據(jù)統(tǒng)計(jì),全球能量的50 %消耗于建筑的建造和使用過程。為了減少對(duì)不可再生資源的消耗, 綠色建筑主張調(diào)整或改變現(xiàn)行的設(shè)計(jì)觀念和方式, 使建筑由高能耗方式向低能耗方向轉(zhuǎn)化, 依靠節(jié)能技術(shù), 提高能源使用效率以及開發(fā)新能源, 使建筑逐步擺脫對(duì)傳統(tǒng)能源的過分依賴, 實(shí)現(xiàn)一定程度上能源使用的自給自足。日本有關(guān)學(xué)者研究得出: 在環(huán)境總體污染中與建筑業(yè)有關(guān)的環(huán)境污染占比例為34 % ,包括空氣污染、光污染、電磁污染等。
而生態(tài)環(huán)境保護(hù)是綠色建筑的追求。因此, 綠色建筑設(shè)計(jì)必須深入到整個(gè)建筑生命周期中考察、評(píng)估建筑能耗狀況及其對(duì)環(huán)境的影響,建立全面能源觀。首先必須注重研制、優(yōu)化保溫材料與構(gòu)造, 提高建筑熱環(huán)境性能。如在建筑物的內(nèi)外表面或外層結(jié)構(gòu)的空氣層中, 采用高效熱發(fā)射材料, 可將大部分紅外射線反射回去,從而對(duì)建筑物起保溫隔熱作用。
目前,美國(guó)已開展大規(guī)模生產(chǎn)熱反射膜,主要用于建筑節(jié)能。此外,還可運(yùn)用高效節(jié)能玻璃, 硅氣凝膠———新型節(jié)能墻材, 以提高節(jié)能效率;其次,研制再生能源(如太陽能、核能、風(fēng)力、水力) 的收集,儲(chǔ)存裝置和熱回收裝置。太陽能是一種最豐富,便捷,無污染的綠色能源, 近年來在我國(guó)的天津、北京、甘肅、河北等省市建立了17 座被動(dòng)式太陽能恒溫式住宅, 以建筑物本身為太陽能收集器,從而達(dá)到屋內(nèi)取暖制冷的目的。
二、綠色建筑的設(shè)計(jì)觀———建筑與氣候
現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,使得人類可以用機(jī)械空調(diào)來改善生活和工作環(huán)境, 這自然是人類的幸運(yùn),但這種違背氣候環(huán)境的高能耗建筑使我們付出了巨大的經(jīng)濟(jì)和能源代價(jià),同時(shí)增加了生態(tài)環(huán)境的污染, 也在很大程度上使居者與自然環(huán)境人為地分離。
為了克服現(xiàn)行建筑模式對(duì)人的負(fù)面影響, 綠色建筑注重地區(qū)氣候與建筑的關(guān)系,并將考慮地方氣候特點(diǎn)的設(shè)計(jì)作為綠色建筑的一項(xiàng)基本方法,這是一種按人體的舒適要求和氣候條件來進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方法,即根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蛱卣鳎\(yùn)用建筑物理的原理,合理組織各種建筑因素。
事實(shí)上,人類對(duì)于環(huán)境的舒適、健康需求,常常無需現(xiàn)行空調(diào)設(shè)備也能得到滿足,如:我國(guó)陜北的窯洞在- 20 ℃左右的氣候下,其室內(nèi)被大地包圍著, 仍保持著15 ℃上下的舒適室溫; 還有西雙版納干闌住宅在酷熱的氣候中,仍可在室內(nèi)創(chuàng)造出蔭涼的空間。
因此,以綠色建筑的設(shè)計(jì)觀來看,大自然是主要的供給者,而輔助設(shè)備系統(tǒng)屬于其次。因而大部分的照明可以由太陽光提供,制冷由流動(dòng)的空氣產(chǎn)生, 采暖可以從人體以及辦公設(shè)備中獲得 通過其他自然方式補(bǔ)充:太陽加熱,以風(fēng)壓和太陽浮力產(chǎn)生自然通風(fēng),以水的蒸發(fā)產(chǎn)生制冷。
考慮地方氣候特點(diǎn)的設(shè)計(jì)是一種可以在任何技術(shù)層次上使用的方法,因?yàn)?,在綠色建筑中氣候所包含的各種因素是當(dāng)作資源來考慮的,充分利用氣候資源,提高氣候資源利用率,是考慮地方氣候特點(diǎn)的設(shè)計(jì)的本質(zhì)。如果將其原理與未來智能技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)以及其他節(jié)能技術(shù)結(jié)合在一起,就會(huì)構(gòu)成豐富多彩的綠色建筑前景。
三、綠色建筑的技術(shù)觀———技術(shù)與形式
綠色建筑是一個(gè)能積極地與環(huán)境相互作用的、智能的、可調(diào)節(jié)系統(tǒng)。因此,它要求建筑外層的材料和結(jié)構(gòu),一方面 作為能源轉(zhuǎn)換的界面,需要收集、轉(zhuǎn)換自然能源,并且防止能源的流失; 另一方面, 外層必須具備調(diào)節(jié)氣候的能力,以消除、減緩、甚至改變氣候的波動(dòng), 使室內(nèi)氣候趨于穩(wěn)定,而實(shí)現(xiàn)這一理想, 在很大程度上必須有賴于未來高技術(shù)在建筑中的廣泛運(yùn)用。
首先,環(huán)保節(jié)能型材料是綠色建筑所必須的,必須對(duì)現(xiàn)有建材和技術(shù)進(jìn)行環(huán)保、節(jié)能評(píng)估,提出技術(shù)改良、更新措施,使之符合環(huán)保、節(jié)能的要求。隨著信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、新能源技術(shù)、新材料技術(shù)日益走向成熟,在綠色建筑中這些高技術(shù)將得到廣泛的運(yùn)用: 如建筑結(jié)構(gòu)有可能引入有機(jī)體的原理,在混凝土中埋設(shè)光導(dǎo)纖維, 可以經(jīng)常地監(jiān)視構(gòu)件在荷載作用下的受力狀況,自我修復(fù)混凝土可得到實(shí)際應(yīng)用。
建筑物表面材料,通過多功能的組織進(jìn)行呼吸,可凈化建筑物內(nèi)部的空氣,并降低溫度, 形狀記憶合金材料可用于百頁窗的調(diào)整或空調(diào)系統(tǒng)風(fēng)口的開閉,自動(dòng)調(diào)節(jié)太陽光亮,建筑物表面的太陽能電池, 可提供采暖和照明所需要的能源,無論使用何種技術(shù), 綠色建筑總是立足于對(duì)資源的節(jié)約、再利用、循環(huán)生產(chǎn)等幾個(gè)方面。
其次,綠色建筑的形式必須利于能源的收集,建筑的外層將不再是“內(nèi)部”與“外部”的分界線,而將逐步成為一種具有多種功能的界面。綠色建筑的材料和形式將是多樣的, 尤其是外層材料將是高度綜合、高效多功能的,而且,隨著高新技術(shù)的發(fā)展, 建筑行業(yè)將最大限度地吸收各種先進(jìn)技術(shù),創(chuàng)造一種能更加適合人類生活的、與大自然高度和諧的高科技建筑環(huán)境。
綠色建筑是一個(gè)新興的、動(dòng)態(tài)的和發(fā)展中的概念,它隨著技術(shù)與社會(huì)的進(jìn)步而逐步充實(shí)其意義??梢灶A(yù)言,綠色建筑將成為人類運(yùn)用科技手段尋求與自然和諧共存, 持續(xù)發(fā)展的理想建筑模式。目前, 綠色建筑意識(shí)已在許多國(guó)家引起重視。