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生态与可持续发展建筑

西安建筑科技大学 夏云

 记得11年前在建筑学报1991.10,我们发表了《21世纪中国节能节地建筑展望》一文,4年后又在该学报1995.6发表了《生态建筑与建筑的持续发展》一文,要去年(2001)我们的《生态与可持续建筑》一书经建工出版社出版发行,不觉已跨接两个世纪。自20世纪80年代初开始节能建筑、太阳房研究以来,20来年过去了,建筑领域特别是建筑研究领域确有很大进展。相关政府部门、大专院校、研究、设计院所、房地产公司、书刊杂志等对建筑关注的焦点已不再是单纯的节能或节水节地而是生态建筑、绿色建筑、可持续建筑等等。理念的更新、上升、才能导出更新、上升的研究成果。20世纪90年代以来,建筑学、规划、环节等专业成百篇计的书刊专论,硕士、博士论文,学术论坛,规划、设计等,尽管具体题目各异,但大方向无不涉及建筑及其环境的生态与可持续发展。更可喜的是,在实践中正不断出现试点或试面产物。对生态与可持续建筑的研究出现百花齐放的势态。
  好事方兴,内心又不免出现一个担忧、一个重压。
  一个担忧是,现在"生态"、"绿色"、"可持续发展"等等新词正在被热炒中,这类新建筑会不会出现假、冒、伪、劣呢?正如某些家电产品,如冰箱只有部分纳米涂料就叫纳米冰箱。我们同是探路人,既要热情支持新生事物也要慎密,不要非科学地随便称什么"生态建筑"、"绿色建筑"、"可持续建筑"、"生态智能别墅"等等。
  一个重压是,面对23亿人口、2亿5千多万家庭、至少400亿m2以上的已有传统建筑(非生态可持续建筑)的改造,何其任重道远!即使每年城乡新建8亿m2新房,都按生态与可持续建筑建成,也要50年才能赶上现有传统建筑的总量。因此,谈生态建筑,可持续建筑或绿色建筑等,不重视已有建筑特别是农村建筑(含山、坡地区建筑)的改造,那么我们的建筑仍将得不到根本性更新。已过去的20多年中,反思我们的研究、试验,都是"平地建新房"的模式多,极少研究过"旧房可持续改造"。
  无论新建或改造,以及鉴别假、冒、伪、劣的需要都有一个实质感的共识,那就是"究竟什么是可持续建筑?"
作为一家之说,我们在此再次重申我们的概念供商榷:建筑及其环境若能做到有利于:"综合用能;多能转换;三向发展;自然空调;立体绿化;生态平衡;智能运行;弘扬文脉;素质培养;持续发展;美感、卫生、安全(46字11条)"则可称为可持续建筑。
  上述46字共11条表达的就是我们目前认识所及对建筑追求的最高完善境地。
  高理念心需有实施才有真成果。
  现将前述11条路加组并,提出我们的实施性建议如下:
  1.综合用能;多能转换;三向发展:
  (1)大力发展节能科技,积极开发利用太阳能(全国)、水力能(全国性)、沼气(尤其是小城镇及广大农村)、潮汐能(沿海地区)、风能(内蒙地区)等可持续能源,尽快取代现用煤、气、油、柴等污染性能源;利用多种类型热交换器回收生产、生活余热。全国2亿5千万家庭,炊事余热占全炊事用热85%以上都随习灰、飞气进入大气,成为污染源。生产中仅冶炼企业的钢坯、轧钢余热损失就很惊人。
  将传统建筑构件如屋面、外墙面、阳台栏板等与太阳能热水器、太阳能电池板相结合构成新型多功能复合构件,不仅起到传统的围炉作用还能提供热水、供应电力以及太阳能采暖、制冷等。粗估:设全国2亿5千万户,每户日照面积50m2,按中等辐射强度每年每m2得太阳能544万kj,取50%反射率,那么每年反射浪费的太阳能就达34000万亿kj,合94000万kWh电力,按中高水平,若每户每年用电3000度(kWh),则该一年浪费的太阳能转化的电力可供2亿5千万户12年用电部怛!
  (2)传统建筑多为单功能建筑如学校、办公、影剧院等,每天使用不超过10小时,设使用年限50年,则近30年为空闲期!用功能单一的建筑适应、生产、生活、工作不断多样化的发展,必然引起建筑类型的增多,建筑总量的扩大。采用轻便可折装多功能构件,灵活分隔空间就可能获得"一房多用"的多功能转换的建筑并取得节地、节能、节材、节工、节时、节钱的"六节约"效益。
  (3)三向发展主要含义及其实施途径是:以地球表面为基准面,向天空、海洋、地下发展。21世纪初、中期,我国更宜地上地下相结合、陆地、海洋相结合,特别应注意开发利用浅层地下空间,大力发展各种山地、坡地建筑(我国平原只有国土面积的12%,70%以上为山地、坡地),利用反射技术使背阳山地、坡地增受阳光日照,扩大适宜建筑空间。海面绿化更是取得生态正效应的最好场所之一。
  美国纽约"9.11事件"后引起了人们对高层特别是超高层建筑的疑虑。设计该世贸中心塔楼WTCT的四人之一是一位华裔美藉建筑师,9.11后回国探亲曾说过,当初他们都不赞成盖那么高(412m),是投资者的"争高"思想决定的,盖好后,这位华裔设计师一次也未进去过。可见,超高层建筑在这位建筑师脑海中已早存疑虑,他认为超高建筑防火、疏散、防震、防风(颤摆大)都不利。当今信息时代,家庭网络办公正日益兴起,更引起人们脱离高层与超高层建筑的动机。
  2.自然空调;立体绿化;生态平衡;
  (1)自然空调应注意:保护、改善自然界绿色植被,森、河、湖、泽的生态环境,发挥大环境自然空调的作用;单幢建筑自然空调(详例见建工出版社2001.6出版《生态与可持续建筑》书中"掩土自然空调太阳房"段),是利用土壤热、湿惯性对途径空气进行温、湿度调节的可持续构造系统。利用水或水土混合热湿惯性也可构成自然空调系统。
  (2)立体绿化就是使建筑及其环境能绿化的尽量绿化,使建房后绿化面积比建房前绿化面积少损失、不损失甚至增多。
  (3)生态平衡,宏观而言追求的是"天、地、人、和”。物我相应,谐和共生。生态无政界,扩而言之,大环境的生态平衡乃是一项长期复杂的全球系统工作。就单幢建筑而言,应做到物质流的良性循环与能量形式的良性转换。
  3.智能运行
  智能运行就是对建筑的日常使用、管理以及综合用能、多能转换、自然空调、立体绿化等进行计算机智能操作运行;对突发事故如火灾、地震、入室盗抢等自动报警、监控;对恶劣行为进行监控、扼制等。
  4.弘扬文脉;素质培养;
  我国有56个民族,饱含各族人民文化文脉的建筑,综合汇成了辉煌灿烂的中华建筑。科技原理的同一性与民族文脉的个异性相结合应是可持续建筑的原理之一。没有千万差别的个性也就没有绚丽多彩的世界性。
  建筑及其环境是人一生接触最多内容包罗万象的有形实体,对人的文化素质、公德修养、科技艺术素质等会起到立竿见影以及潜移默化的作用。必须大力消除广告对广场、墙面、天际线的污染,利用建筑绿化、雕塑、内外墙面装饰、墙面屏幕声像信息等给人以科学的陶冶与艺术享受培养,以及最新最快的有关信息文流,如建筑类学生在校就可从室内外适当墙面屏幕获知兄弟院校甚至外相关专业的最新科技与艺术信息等。
  设计者、建造者、使用者没有相应的素质就不能设计好、施工好、使用好可持续建筑。
农业科技下乡,建筑业也应科技下乡,尤应下工地。提高200万建筑职工、2000万民工的素质(含大力普及、提高有关生态与可持续发展的意识与科技知识)实是刻不容缓。
  建筑及其环境是万千世界的主体,在培养人的素质方面有着不可取代的作用。
  5.美感、卫生、安全;持续发展;
  这里提的美感不单纯是视觉感受,而是指眼、耳、鼻、舌、身、肤全感官的美感。概言之,即客观刺激与主观反应之间的关系。有一门学科叫心理物理学PSYCHOPHYSICS就是研究这种关系的科学,认为感官感受刺激不是孤立的,而是相互关连的,例如,当视觉感受到一幅美景,而该环境温湿味状况都不好,噪声又大,那么肯定决无心情欣赏美景了。
这里指的卫生、安全、不仅指环境(含空气及建材等)应有利于身心健康及建筑物应起到"围护"或"蔽护"的作用(对自然因素和人为因素),尤其在大的自然灾害或人为灾害状态下应做到这一要求。非常遗憾,自古以来,我们建筑工作者并没有做到:使建筑在战争及大自然灾害下具备保证安全的能力。这是对我们的一个严重的历史相沿的挑战!
  真正做到上述要求的建筑才是可持续建筑,才是有利于全社会持续发展的建筑。
  当然,和其它科学概念一样,生态与可持续建筑的概念也是发展的。她是促进整体科技发展的因素之一,同时又在整体科技发展中不断更新、发展自己。

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