孫一民 肖毅強(qiáng) 王靜／ Sun Yinmin, Xian Yiqiang , Wang Jing

引言

在異動(dòng)的全球氣候與喧囂的哥本哈根大會(huì)的“化學(xué)作用”下，“低碳”這一名詞終于席卷了我們的生活。人們的思想覺悟恍惚在一夜之間得到突飛猛進(jìn)的提高，而身邊的種種事物正在迅速“被低碳”，甚至連娛樂明星也在電視里細(xì)致入微地向大家講解著低碳生活的重要。在建筑領(lǐng)域，與低碳相關(guān)的研究內(nèi)容成為了國家政策的扶持對象，行業(yè)內(nèi)的焦點(diǎn)問題以及設(shè)計(jì)人的熱門話題。這一切看來，建筑的低碳發(fā)展之路似乎觸手可及。可實(shí)際上，當(dāng)我們的建筑朝著“低碳”方向開始闊步前行時(shí)，有些問題還需要更深層次的思考。

1 低碳發(fā)展超越了“狹義”節(jié)能建筑研究

美國的研究表明，由建筑排放的CO2約占總排放量的39%。為了應(yīng)對能源危機(jī)和氣候變暖，建筑業(yè)中與低碳相關(guān)的研究正在興起——建筑的低碳發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生。低碳發(fā)展是一種改變傳統(tǒng)建筑模式來應(yīng)對全球變暖挑戰(zhàn)的建造策略，其目標(biāo)定位于有效緩解建筑對于環(huán)境的影響。

目前我國和美國的CO2排放量超過了全球總量的三成，與此同時(shí)我國還處在城市建設(shè)的高峰時(shí)期，排放量還有加速上升的趨勢。建筑作為剛性碳排放的領(lǐng)域，如果未來沒有有效的控制導(dǎo)向，那么建筑未來的發(fā)展必將成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步難以承受之重。顯然，在中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展轉(zhuǎn)型與城市化進(jìn)程中，建筑的低碳發(fā)展是一個(gè)關(guān)鍵問題。

我國CO2的高排放區(qū)域主要集中在“環(huán)渤海灣、長江三角洲、珠江三角洲等城市化密集地區(qū)”（顧朝，譚縱波，韓春強(qiáng)等，2009）。這些地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，建筑活動(dòng)頻繁，大眾舒適度要求高，也是建筑的低碳發(fā)展最為迫切的地區(qū)。

盡管有關(guān)低碳經(jīng)濟(jì)的研究在我國早已開展，但對于建筑的低碳發(fā)展研究卻是剛剛起步。“低碳經(jīng)濟(jì)”的概念實(shí)質(zhì)是低能耗與低污染，核心問題是能源技術(shù)和減排技術(shù)的創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和制度創(chuàng)新及人類生存發(fā)展觀念的根本性轉(zhuǎn)變。由低碳經(jīng)濟(jì)的概念可知，建筑的低碳發(fā)展并非一個(gè)全新的事物，其研究的重要組成部分承接了節(jié)能建筑的理念。然而，傳統(tǒng)建筑節(jié)能研究，由于其核心內(nèi)容的原因，導(dǎo)致其更加關(guān)注建筑設(shè)備及其系統(tǒng)、建筑材料，特別是維護(hù)材料的熱工性能指標(biāo)。建筑的低碳發(fā)展的探索，將首先關(guān)注項(xiàng)目決策階段的策劃與可行性研究，其次是規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的技術(shù)策略選擇，從而包括并超越節(jié)能建筑研究的領(lǐng)域。這意味著，要有利地推動(dòng)我國建筑的低碳發(fā)展，需要從精明建造與整體優(yōu)化的角度全面推進(jìn)。

建筑業(yè)的節(jié)能工作在近十年間一直是長抓不懈。例如，“十一五”期間，建筑節(jié)能承擔(dān)了我國全部節(jié)能任務(wù)40%左右的部分。但如果我國的建設(shè)速度依然保持甚至超越目前的建設(shè)速度和能耗強(qiáng)度，那么，到2020年我國的新增建筑面積將達(dá)到300億m2，相應(yīng)建筑耗能將達(dá)到11億t標(biāo)準(zhǔn)煤，約等于4.5個(gè)三峽發(fā)電站的年發(fā)電量。在未來20年，建筑耗能將成為我國的主要能源消費(fèi)的增長點(diǎn)。建筑節(jié)能的工作依然是任重道遠(yuǎn)。

當(dāng)然，建筑的低碳發(fā)展也不完成等同節(jié)能建筑。在工業(yè)革命這200年間積累的CO2，僅僅依靠建筑的節(jié)能減排技術(shù)手段難以完全解決。對于建筑的低碳發(fā)展的探索，我們需要是基于現(xiàn)有的節(jié)能研究并對其進(jìn)行發(fā)展，創(chuàng)造更為多元化的標(biāo)準(zhǔn)與措施。

2 大型公共建筑是低碳發(fā)展的重點(diǎn)對象

公共建筑作為一種建筑類型，本意是指民用建筑中的非住宅類建筑。但“大型公共建筑”的定義方式則并非如此，這是一個(gè)從能耗角度確定的術(shù)語。

“公共建筑除采暖外的單位面積能耗隨地域的變化不大，而與公共建筑的體量與規(guī)模成正比，當(dāng)單棟面積超過2萬m2，并且采用中央空調(diào)時(shí)，其單位建筑面積能耗是普通規(guī)模的不采用中央空調(diào)的公共建筑能耗的3～8倍，并且其用能的特點(diǎn)和存在的主要問題也與普通規(guī)模的公共建筑不同”（清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心，2009）。由此可見，“大型公共建筑”從公共建筑中界定出的是一群能耗高的建筑們，而決非某一類或幾類建筑類型。自然，大型公共建筑必然成為建筑節(jié)能研究工作關(guān)注的重點(diǎn)。

從調(diào)查所得的數(shù)據(jù)來看，大型公共建筑的能耗的確驚人。如清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心的研究報(bào)告（2009）顯示，“我國2萬m2以上的大型公共建筑面積占城鎮(zhèn)建筑面積的比例不到4%，但是能耗卻占到建筑能耗的20%以上，其中單位面積耗電量更是普通民宅的10～15倍”。因此，建筑節(jié)能專家一直都認(rèn)為，大型公共建筑的節(jié)能潛力巨大，相當(dāng)多的建筑節(jié)能研究都是圍繞著大型公共建筑的節(jié)能來展開。

實(shí)際上，大型公共建筑的節(jié)能工作不僅僅只具有良好的能源效益，同時(shí)也獲得了巨大的示范效益。大型公共建筑作為城市現(xiàn)代化的象征，傳達(dá)著人類的經(jīng)驗(yàn)、感受和思想情操，擁有極為突出的標(biāo)志地位與美學(xué)效果。在我國，由于對大型公共建筑標(biāo)志性的追求，帶來了更為突出的能耗問題。鳥巢、水立方標(biāo)志性的成功，忽略了我國現(xiàn)階段體育建筑建設(shè)中普遍存在的對簡單問題復(fù)雜化、材料過度應(yīng)用和技術(shù)堆砌導(dǎo)致的高成本建造模式，其深遠(yuǎn)的負(fù)面影響將不斷顯露出來。

在低碳時(shí)代來臨之際，大型公共建筑無疑仍是研究領(lǐng)域的重要對象。抓住了大型公共建筑這個(gè)主要矛盾，等于覓得建筑的低碳發(fā)展工作的切入點(diǎn)。

3 不同地域氣候的區(qū)分問題不容忽視

建筑如何響應(yīng)氣候是一個(gè)伴隨著建筑誕生直至成長的古老問題。在建筑的設(shè)計(jì)過程中，這個(gè)問題一直困擾著設(shè)計(jì)人員，但也是激發(fā)設(shè)計(jì)靈感的重要源泉。當(dāng)我們展開建筑的低碳發(fā)展研究時(shí)，如何使得建筑應(yīng)對氣候，依然是舉足輕重的大問題。

其實(shí)，在我國的節(jié)能建筑研究中，氣候應(yīng)對這個(gè)問題并沒有得到很好的解決。特別是在我國南方的很多城市，由于對地域氣候特征認(rèn)識(shí)度不足，照搬照抄發(fā)達(dá)國家既有的建筑節(jié)能模式，很多技術(shù)手段被盲目地使用。這種設(shè)計(jì)方式不僅沒有應(yīng)對氣候，甚至造成了更大的能耗問題。例如，在我國濕熱地區(qū)利用外遮陽可以得到很好的節(jié)能效果。但是很多新建建筑，大量使用了雙層皮幕墻，尤其是內(nèi)循環(huán)的模式。這種技術(shù)在溫帶國家是一種能取得極佳節(jié)能效果的成熟技術(shù)，但在濕熱地區(qū)的不當(dāng)使用卻增加了額外的空調(diào)負(fù)擔(dān)。即使能采用其他補(bǔ)償措施達(dá)到一定的節(jié)能效果，但也造成巨大的投資浪費(fèi)，而且多半也是節(jié)能源不節(jié)資源。這種節(jié)能設(shè)計(jì)方式是很值得商榷的。

建筑技術(shù)盲目使用的根本原因是設(shè)計(jì)人員沒有認(rèn)清技術(shù)手段與氣候的相互關(guān)系，而采用“一刀切”的方法將建筑節(jié)能簡化為若干技術(shù)措施的拼合，這顯然與建筑的本質(zhì)相悖。要解決建筑應(yīng)對氣候的問題，我們?nèi)匀惶岢捎眠m宜技術(shù)。真正應(yīng)變氣候的建筑是以最小的環(huán)境支出換取舒適要求。多層次建筑技術(shù)混合形成的適宜技術(shù)，并非某一個(gè)或一些孤立的技術(shù)，而是基于各類高技術(shù)與低技術(shù)、主動(dòng)技術(shù)與被動(dòng)技術(shù)的綜合擇優(yōu)與整體融合。其實(shí)，無論采用何種建筑技術(shù)，都需要在投入產(chǎn)出與綜合效益上取得平衡。如果背離了這些原則，建筑也僅僅徒有技術(shù)的光環(huán)而已。建國初年，夏昌士、陳伯齊等先生即主導(dǎo)當(dāng)時(shí)華南工學(xué)院的亞熱帶建筑研究，在國內(nèi)建筑界率先提出關(guān)注地域氣候?qū)ㄖ绊懙慕ㄖ茖W(xué)研究問題，《亞熱帶建筑的降溫問題》發(fā)表于20世紀(jì)50年代《建筑學(xué)報(bào)》,先后完成了一系列低造價(jià)、適合亞熱帶地區(qū)建造使用的建筑作品與建筑研究，創(chuàng)始了被譽(yù)為“夏氏遮陽”的節(jié)能手段，成為探索建筑低碳發(fā)展的先驅(qū)。

4 必須立足全過程、整體優(yōu)化的視野

探索我國大型公共建筑低碳發(fā)展的道路必須回歸建筑的原始訴求，關(guān)注建造過程，立足整體優(yōu)化的視野。

全過程，代表著前端：將低碳發(fā)展策略運(yùn)用于決策之初，并貫穿規(guī)劃設(shè)計(jì)與建造施工始終，后端：建筑使用、維護(hù)、改造過程延續(xù)低碳策略，反饋決策修正。

整體優(yōu)化意味著對現(xiàn)有的大型公共建筑節(jié)能研究內(nèi)容進(jìn)行擴(kuò)充。原有研究主要集中于通過建筑的物理技術(shù)手段、材料與設(shè)備技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能。公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)從建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能以及采暖通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)方面進(jìn)行規(guī)定，而建筑工程實(shí)踐則是采用先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)與設(shè)備的集成運(yùn)用。這種研究的思路雖然大幅減少了建筑能耗，但卻未能挖掘建筑載體自身通過整體優(yōu)化得到的節(jié)能潛力。

理想的研究模式應(yīng)該立足于建造過程的高度整體性，充分考慮建筑項(xiàng)目建議、可行性研究、建筑布局、交通模式、空間形態(tài)及行為模式等多方面的環(huán)節(jié)與層次，同時(shí)針對地域氣候的不同，通過設(shè)計(jì)手段改善物理?xiàng)l件。建筑作為人類生活永恒的自我表現(xiàn)形式，其群體關(guān)系、內(nèi)外空間、邏輯結(jié)構(gòu)與立面形式都體現(xiàn)出了特定條件的社會(huì)生活的功能。建筑設(shè)計(jì)本身是一種通過功能和技術(shù)的整合表現(xiàn)轉(zhuǎn)化的藝術(shù)，在其工作過程中要對功能、技術(shù)與美學(xué)的各類要素進(jìn)行整合達(dá)到最優(yōu)，具體涉及了空間體量、尺度、構(gòu)圖、光線、質(zhì)地、色彩和形式，以及朝向、材料、構(gòu)造、環(huán)境設(shè)計(jì)與室內(nèi)控制等等。設(shè)計(jì)過程中的空間分區(qū)、室內(nèi)外行動(dòng)路線、人的行為和活動(dòng)方式等領(lǐng)域都與人的生活息息相關(guān)。要開創(chuàng)低碳生活，這些承載、引導(dǎo)人類生活的空間場所應(yīng)該做更為細(xì)致深入地研究。

大型公共建筑作為低碳研究的“排頭兵”，從整合優(yōu)化的思路出發(fā)進(jìn)行節(jié)能涉及的領(lǐng)域頗多，較為重要的三個(gè)方面是建筑布局節(jié)能、交通組織節(jié)能、空間形態(tài)節(jié)能。

大型公共建筑與城市的關(guān)系密切，通過倡導(dǎo)城市用地功能的混合使用和集約開發(fā)，可以構(gòu)建可持續(xù)性功能空間系統(tǒng)。大型公共建筑的交通系統(tǒng)，有內(nèi)有外、動(dòng)靜結(jié)合，公眾流線復(fù)雜，將城市交通理論與人的行為研究結(jié)合，對于交通綜合降碳大有裨益?？臻g形態(tài)包括了空間的系統(tǒng)、技術(shù)形態(tài)與能量管理。在大型公共建筑的不同建筑類別中，具有內(nèi)在的形狀、大小、布局等特征規(guī)律，深入挖掘這些規(guī)律與耗能之間的變化規(guī)律，其中也是大有文章。

展望

根據(jù)目前的研究，到2050年只有將大氣CO2濃度的增幅控制在工業(yè)化前水平的兩倍以內(nèi)，才有可能避免極端氣候的發(fā)生。

在建筑的發(fā)展歷程中經(jīng)歷了多次變革，構(gòu)造與結(jié)構(gòu)都曾左右過建筑的發(fā)展。在2010年，這個(gè)新世紀(jì)來臨10年的日子，建筑可能正在面對著能量系統(tǒng)決定自身未來走向的重大發(fā)展階段。基于環(huán)境友好的低碳發(fā)展模式，是建筑學(xué)發(fā)展必需面對的問題。所幸當(dāng)代科技的昌明，使我們能夠更嚴(yán)密地建立建筑物質(zhì)系統(tǒng)，更精明地使用空間和能源，更高效地管理建筑環(huán)境。但要真正實(shí)現(xiàn)將建筑的低碳之路，研究回歸建筑本體的實(shí)質(zhì)，設(shè)計(jì)傾聽地域氣候的訴求，或許也是我們必須做出的選擇。

[1]顧朝林，譚縱波，韓春強(qiáng)等.氣候變化與低碳城市規(guī)劃[M].南京：東南大學(xué)出版社，2009.

[2]清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心.中國建筑節(jié)能年度發(fā)展研究報(bào)告2009[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009.

[3]愛民.應(yīng)變建筑——大陸性氣候的生態(tài)策略[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2003.

[4]孫一民.產(chǎn)、學(xué)、研，密切結(jié)合，相互促進(jìn)的體育建筑實(shí)踐[J].南方建筑，2009(5)：24-27.

[5]郎四維.《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》編制思路和要點(diǎn)[C].全國空調(diào)與熱泵節(jié)能技術(shù)交流會(huì)論文集，2005

[6] 肖毅強(qiáng)，馮江.華南理工大學(xué)建筑學(xué)院建筑教育與創(chuàng)作思想的形成與發(fā)展[J].南方建筑，2008年(1):23-27.

[7]肖毅強(qiáng)，施亮.夏昌世的創(chuàng)作思想及其對嶺南現(xiàn)代建筑的影響[J].時(shí)代建筑，2007(5):32-37.