引言:我們現(xiàn)今已完全意識到全球氣候變化的起因和后果,以及建筑和建造對此造成的影響。值得注意的是,建筑和其自身的管理運(yùn)作占到全球碳排放量的40%。因此,從建筑師到工程師、開發(fā)商、投資方、建筑運(yùn)營經(jīng)理,所有與建筑的相關(guān)的采購和運(yùn)營角色,在保證設(shè)計和運(yùn)營更綠色、更節(jié)能建筑方面發(fā)揮著極其重要的作用。
長久以來,有一種觀點(diǎn)認(rèn)為:我們所面臨的問題是一個不可能解決的問題,零碳建筑的實(shí)現(xiàn)遙不可及。而另一個問題則是,在過去的十年中,我們可以聽到建筑師、開發(fā)商以及政府官員自如地使用諸如“綠色”、“生態(tài)”、“節(jié)能”、“可持續(xù)”、“低碳”、“低能耗”等詞匯形容他們所負(fù)責(zé)的建筑項(xiàng)目。然而,現(xiàn)實(shí)情況表明,這些詞匯在許多案例中更像是一種市場策略,用以使?jié)撛谫徺I者或居住者信服他們所擁有的建筑是對環(huán)境負(fù)責(zé)的,但是支持這些詞語的切實(shí)證據(jù)卻幾乎沒有。我們希望在不遠(yuǎn)的將來,所有這些語匯的使用都是多余的,而我們只需要用“建筑”這一個詞就可以概括那些從設(shè)計之初就具有環(huán)境保護(hù)意識,并對我們的星球產(chǎn)生積極影響的建筑。
可持續(xù)發(fā)展是既滿足當(dāng)代人的需求,又不對后代人滿足其需求的能力構(gòu)成危害的發(fā)展。
通過全球范圍內(nèi)的最佳綠色建筑實(shí)例,本專欄將首次以一系列定期發(fā)表的文章討論其所包含的理論、研究以及實(shí)踐問題。專欄還將在實(shí)現(xiàn)更可持續(xù)性建筑、城市化、社會體系以及不斷演進(jìn)的地理環(huán)境等方面探索可應(yīng)用的多樣化方式。這些文章將闡明:利用現(xiàn)有的知識和技術(shù)設(shè)計新建筑或翻修現(xiàn)有建筑以達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)的可持續(xù)性是完全可行的。在第一篇專欄中,將闡釋可持續(xù)性綠色建筑的需求,隨后則是一些小規(guī)模的研究例證如何在更廣泛的建筑設(shè)計實(shí)踐領(lǐng)域得以應(yīng)用。
環(huán)境問題是當(dāng)今世界不可回避的問題。任何對可持續(xù)性或零能耗設(shè)計感興趣的人都知道,設(shè)計和建筑領(lǐng)域?qū)τ跍p少全球溫室氣體排放具有巨大的潛力。多年以來,我們業(yè)已發(fā)現(xiàn)地球的氣溫一直在持續(xù)上升,因而為了避免災(zāi)難性后果的發(fā)生,國際科學(xué)界設(shè)定了一個具有挑戰(zhàn)性的目標(biāo)——地球平均溫度上升不得超過2℃。就這一點(diǎn)而言,研究顯示阿拉斯加地區(qū)的平均氣溫在過去的30年上升了4℃。人類1年所消耗的需要地球花費(fèi)1.3年進(jìn)行補(bǔ)充。
因此建筑在更合理地利用能源方面的需求,日益聚焦于專業(yè)設(shè)計人員的頭腦,成為新近的中心議題,以響應(yīng)資源短缺以及資源利用和氣候變化關(guān)系等問題。作為回應(yīng),業(yè)界不斷提升對改善建筑技術(shù)性能表現(xiàn)方法的重視,例如表皮熱量流動的精心把控、可持續(xù)能源系統(tǒng)的融合。
與此同時,盡管由于法律壓力的日益增大,能源或碳核心觀念的設(shè)計問題為人們所理解,但是這同樣提出了一個挑戰(zhàn),即許多專業(yè)人員都沒有受到過這些方法的專業(yè)教育,其結(jié)果便是他們很難適應(yīng)在新監(jiān)管環(huán)境下進(jìn)行工作。因此,經(jīng)常發(fā)生的情況是,對節(jié)能建筑的強(qiáng)烈偏向往往不能解放整體設(shè)計方案本身所蘊(yùn)含的創(chuàng)新潛力。建筑師需要意識到:更可持續(xù)的建筑并不意味著遵循某種固定的形式,優(yōu)良的設(shè)計并不需要對綠色進(jìn)行妥協(xié),這一點(diǎn)很重要。正因如此,建筑師應(yīng)當(dāng)自動將對環(huán)境友好的設(shè)計作為一個因子,與成本、舒適性和質(zhì)量等因素,統(tǒng)一作為設(shè)計過程中的要素納入考量。建筑師的終極目標(biāo)在于其所設(shè)計的建筑的建造和居住方式可以對地球的居住環(huán)境不產(chǎn)生沖擊甚至有所改善。
我們的生活方式正引起氣候變化,換句話說,人類引起了全球變暖!因此,除了我們的家之外,首次專欄文章在探討我們居住環(huán)境的綠色創(chuàng)新方面還能找到更合適的地點(diǎn)么?住宅是二氧化碳排放的一項(xiàng)重要誘因,而新住宅的建設(shè)以及現(xiàn)有住宅的翻新為解決這一問題提供了機(jī)會。放眼全球,提供達(dá)到“零碳”、“碳中和”或“零能耗”標(biāo)準(zhǔn)的住宅成為具有創(chuàng)新思維開發(fā)者的目標(biāo)。其結(jié)果便是,許多綠色建筑創(chuàng)造的早期研究聚焦于民用住宅建筑,而面積相對較小的個體居住單位使得通過試點(diǎn)研究驗(yàn)證綠色理念變得可行、可負(fù)擔(dān)。這些例證中的一項(xiàng)早期成果說明——除了再生能源技術(shù)的整合,例如:智能選址和定向、可循環(huán)和可回收材料的優(yōu)選、節(jié)水措施等——還有相當(dāng)多可行、可負(fù)擔(dān)的措施能夠?qū)Ω泳G色建筑的實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生重大影響。
與其他建筑類型學(xué)一樣,越來越多的諸如綠色住宅、生態(tài)住宅、零碳住宅等術(shù)語被作為市場促銷手段,用以將新開發(fā)項(xiàng)目銷售給環(huán)境意識日益增長的公眾。然而,這些住宅中有多少真正遵循了可持續(xù)發(fā)展原則?它們中又有多少利用可再生原則使用資源和運(yùn)用技術(shù),并真正從整體意義上接受可持續(xù)發(fā)展原則?
本期專欄將聚焦于兩類以研究為基礎(chǔ)的試點(diǎn)研究住宅——最為簡單、傳統(tǒng)的建筑形式之一。這些例子將表明原型設(shè)計是如何融入主流并成為能夠在日后改變其他建筑類型學(xué)的新可持續(xù)性創(chuàng)新的試驗(yàn)溫床。英國一直以來便是創(chuàng)新設(shè)計和新技術(shù)試驗(yàn)的前沿陣地,推動著我們?yōu)槲磥韯?chuàng)造綠色住宅。倫敦沃特福德建筑研究中心創(chuàng)新公園的試點(diǎn)研究項(xiàng)目以及諾丁漢大學(xué)的創(chuàng)新能源之家項(xiàng)目已經(jīng)起到引路作用,開始影響主流實(shí)踐。
創(chuàng)新能源之家項(xiàng)目是一個集研究、教育為一體的作品展示項(xiàng)目,包含各種創(chuàng)新型的高精尖節(jié)能住宅,旨在激發(fā)綠色建筑理念,推廣其所提供的創(chuàng)新、經(jīng)濟(jì)適用以及環(huán)境友好型住宅的方式方法。大學(xué)園區(qū)校園內(nèi)的七座住宅依據(jù)不同程度的創(chuàng)新性和靈活性進(jìn)行設(shè)計和建造,用以測試現(xiàn)代化建造方法、節(jié)能設(shè)計和可持續(xù)能源系統(tǒng)的方方面面。
在眾多創(chuàng)新型住宅之中,由巴斯夫集團(tuán)贊助的巴斯夫住宅嚴(yán)選各種材料和技術(shù),在建造節(jié)能住宅成本與基于全生命成本、能源使用基礎(chǔ)上的住宅經(jīng)濟(jì)性要求兩者間找到平衡。巴斯夫住宅使用了三項(xiàng)主要的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)把控設(shè)計流程。第一,房屋必須實(shí)現(xiàn)節(jié)能,并借由可再生生物質(zhì)供熱系統(tǒng)的提供,其設(shè)計可達(dá)到年12.5 kWh/m2的供熱量;第二,材料必須經(jīng)濟(jì)適用,在滿足快速建造技法的同時兼顧低技術(shù)的承包商;第三,房屋的設(shè)計必須能夠被輕易復(fù)制,無論是聯(lián)排式房屋還是多層式方案。
這些標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的關(guān)鍵作用在于營造一種緊湊型的建筑平面,可以最大限度地利用被動式太陽能。設(shè)計解決方案簡單直接,高度保溫的北、東、西側(cè)墻體僅開放最少的窗口接收認(rèn)定范圍內(nèi)的日光照射。與之相反,南立面則是完全玻璃墻體的雙層日光室。該空間的內(nèi)外玻璃幕墻上布有多個窗口,窗口可開啟、關(guān)閉,調(diào)節(jié)房屋自身的加熱、降溫。在冬季,太陽能和空氣自地下輸送至室內(nèi)空間以保持房屋溫暖;而在夏季,煙囪效應(yīng)產(chǎn)生的自然通風(fēng)和地下預(yù)冷空氣可以產(chǎn)生任何所需的降溫效果。
巴斯夫住宅的材料和建造包括首層平面的隔熱混凝土框架墻體、二層以及屋頂?shù)妮p質(zhì)、高隔熱的預(yù)制隔熱夾心板材。如此一來,墻體和屋頂?shù)腢值達(dá)到出色的0.15 W/m2, 0C。房屋表面為可回收的立接縫鋼覆層,粉刷以水泥基聚合物改性硅樹脂和丙烯酸樹脂。
E-ON住宅,英國,諾丁漢,大學(xué)園區(qū)
放眼全球的住房數(shù)量,絕大部分已經(jīng)可供我們居住至21世紀(jì)中葉,可這樣的建造多在我們意識到應(yīng)有的環(huán)境需求之前。例如:據(jù)估計到2050年,英國現(xiàn)有的250萬住房將仍然占到住房總量的70%~90%。正因如此,E-ON住宅項(xiàng)目面臨一個具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)——觀察現(xiàn)有的非節(jié)能房屋如何能夠被提升至可持續(xù)性現(xiàn)代生活方式要求下的標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)目因而聚焦于怎樣的改造能夠提高能源利用效率,并有助于顯著地降低碳排放量。
E-ON住宅的建造方式和標(biāo)準(zhǔn)取道于20世紀(jì)30年代的房屋,這種房屋代表了英國房屋建造總量的近60%。遵循20世紀(jì)30年代的建筑規(guī)范意味著該項(xiàng)目的建造必須得到規(guī)劃特批,同時新改造房屋此后必須符合現(xiàn)有的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。房子在建造時沒有使用中空屋頂或隔墻進(jìn)行隔熱,并且使用單層玻璃。屋內(nèi)沒有加熱系統(tǒng),利用過時、低效的非凝氣式燃?xì)忮仩t和浸入式電熱水器供應(yīng)熱水。研究項(xiàng)目將通過仔細(xì)的監(jiān)測干預(yù)措施,逐漸將這座“20世紀(jì)30年代的住宅“改造成一座節(jié)能型住宅。在住宅改造以創(chuàng)造更具可持續(xù)性房地產(chǎn)方面,本次詳細(xì)研究所獲得經(jīng)驗(yàn)將有利于落實(shí)最佳的實(shí)踐解決方案。
項(xiàng)目包括三個階段。在第一階段,項(xiàng)目在原初狀態(tài)下受到監(jiān)測。超過100個傳感器被放置于房子的不同位置進(jìn)行監(jiān)測,監(jiān)測內(nèi)容包括:溫度、相對濕度、每個電器的耗電量、天然氣耗氣量、耗水量、總耗電量和居住率;在第二階段,建筑進(jìn)行了一系列的升級,例如:額外的隔熱材料、改進(jìn)后的供熱系統(tǒng)、雙層玻璃、更高效的照明以及防旱措施等。每一項(xiàng)干預(yù)措施都經(jīng)過周密的監(jiān)測,評估了改進(jìn)措施對于節(jié)能降耗和房屋使用的影響;在第三階段,進(jìn)一步的改善措施被應(yīng)用,包括一個類溫室風(fēng)格的加建部分——它成為房屋自身與外部環(huán)境的一個緩沖地帶,同時作為日光室能夠最大限度地增加光照。譬如太陽能板和太陽能熱水系統(tǒng)的可循環(huán)能源技術(shù)也被裝配,用來為房屋提供電和熱水。
結(jié)語——創(chuàng)造可持續(xù)之家
設(shè)計優(yōu)良的住宅是可持續(xù)、可行、可負(fù)擔(dān)的。在住宅建筑領(lǐng)域提高設(shè)計水平和可持續(xù)性有助于減小對地球資源的沖擊,減少廢棄物和二氧化碳排放,創(chuàng)造人們更希望居住和享受生活的環(huán)境??沙掷m(xù)性住宅具有以下潛力:
·提供更健康、更舒適的環(huán)境
·結(jié)合節(jié)能、節(jié)水技術(shù)
·減少建造和拆除廢棄物
·提高轉(zhuǎn)售價格和建筑價值評估
·利用可再生能源降低電力消耗成本
·提高室內(nèi)空氣質(zhì)量和居住滿意程度
·易于保養(yǎng),使用可長久使用且可回收利用的材料
世界各國政府現(xiàn)今正致力于創(chuàng)造(改造)更綠色、更具有環(huán)境可持續(xù)性的新住宅或既有住宅。然而,盡管它們已經(jīng)做出了大量的工作,卻仍需要更強(qiáng)力的執(zhí)行措施推動開發(fā)者的建造更符合可持續(xù)標(biāo)準(zhǔn)。本專欄強(qiáng)調(diào)了設(shè)計綠色建筑重要性的需求所在,并以兩項(xiàng)研究性試點(diǎn)項(xiàng)目為例解析新建住宅和改造住宅。在未來,本專欄將會繼續(xù)探究不同領(lǐng)域以及建筑類型的綠色建筑。
(來源:中國建筑報道)
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