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        從框架導(dǎo)向到問題導(dǎo)向——綠色建筑技術(shù)組織思路的轉(zhuǎn)變

        2010-12-11 06:07:38黃獻(xiàn)明HUANGXianming
        生態(tài)城市與綠色建筑 2010年4期
        關(guān)鍵詞:綠色生態(tài)建筑

        黃獻(xiàn)明 / HUANG Xianming

        1 《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》與框架導(dǎo)向技術(shù)組織思路

        我國(guó)在2006年頒布了《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》,首次在國(guó)家級(jí)標(biāo)準(zhǔn)層面,明確了綠色建筑的基本定義和系統(tǒng)組成。從2006年開始,配合這一標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施,《綠色建筑評(píng)價(jià)技術(shù)細(xì)則》、《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)管理辦法》陸續(xù)出臺(tái),在這些文件的指導(dǎo)下,2008年起住建部陸續(xù)推出了四批正式取得國(guó)家綠色建筑標(biāo)識(shí)的項(xiàng)目,為更多的綠色建筑實(shí)踐提供了參考。作為綠色建筑設(shè)計(jì)的綱要,《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》建立起的架構(gòu)體系,也成為許多綠色建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐的模板,特別是像天津中新生態(tài)城這樣的綠色建筑實(shí)踐先行區(qū)域,《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》更是所有項(xiàng)目在設(shè)計(jì)、管理(從區(qū)域修建性詳細(xì)規(guī)劃開始,方案設(shè)計(jì)、施工圖審查、驗(yàn)收等)過程中,需遵循的基本標(biāo)尺,在這樣的要求下,綠色建筑的技術(shù)組織漸漸落入以框架為導(dǎo)向的思路上來。

        所謂的框架導(dǎo)向技術(shù)組織思路,是指依據(jù)綠色建筑評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(四節(jié)一環(huán)保)的要求確定綠色建筑設(shè)計(jì)目標(biāo),據(jù)此對(duì)特定的建筑項(xiàng)目進(jìn)行一次全面的體系、框架的梳理和診斷,在此基礎(chǔ)上論證并確定最終采用的綠色建筑技術(shù)。

        以清華大學(xué)超低能耗示范樓為例,作為我國(guó)最早的最為全面合成展示相關(guān)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)之一(同期的另一個(gè)相似的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建于上海的莘莊),該建筑不僅為陸續(xù)展開的建筑節(jié)能技術(shù)研究和綠色建筑理念傳播做出了重大的貢獻(xiàn),同時(shí)也是我國(guó)早期綠色建筑實(shí)踐的代表性作品。然而該建筑在贏得關(guān)注和贊揚(yáng)的同時(shí),詬病之聲就始終存在,其中最大的質(zhì)疑在于其冗余的系統(tǒng)設(shè)置和由此帶來建筑造價(jià)的大幅增加。

        圖1 綠色建筑評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(資料來源:《綠色建筑技術(shù)導(dǎo)則》)

        其實(shí)從項(xiàng)目的定位而言,該建筑主要是作為綠色建筑技術(shù)研究和展示平臺(tái),“平臺(tái)”意味著它更像是一個(gè)多技術(shù)的集中實(shí)驗(yàn)體,辦公等建筑功能反而因此成為實(shí)驗(yàn)條件的一部分。

        圖2 超低能耗示范樓建筑技術(shù)體系

        也正是出于全面研究建筑相關(guān)節(jié)能技術(shù)的需要,該建筑是框架導(dǎo)向的綠色建筑技術(shù)組織思路的一次最徹底的實(shí)踐,清晰的技術(shù)框架及其所對(duì)應(yīng)的各項(xiàng)綠色建筑技術(shù)、部品,成為詮釋綠色建筑與眾不同的最有力論據(jù),因而對(duì)于后來的綠色建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐產(chǎn)生了深刻的影響(圖2)。

        圖3 工作思路

        然而,隨著實(shí)踐的深入,框架導(dǎo)向技術(shù)組織思路的消極影響也漸漸顯現(xiàn),綠色建筑實(shí)踐似乎進(jìn)入到一個(gè)技術(shù)羅列的時(shí)代,“四菜一湯”式的技術(shù)的全羅列使許多“綠色建筑”成為八股文,對(duì)這一領(lǐng)域稍有些了解的人最后都能提出基本一致的綠色技術(shù)清單,這不得不令人懷疑起“綠色建筑”的技術(shù)含量來。

        2 技術(shù)組織思路從框架導(dǎo)向向問題導(dǎo)向的轉(zhuǎn)變

        “四節(jié)一環(huán)?!被緲?gòu)架為我們的設(shè)計(jì)實(shí)踐提供了“綱”,各種技術(shù)措施因而有了秩序感,但僅停留在這個(gè)層次是不夠的,要從框架導(dǎo)向的技術(shù)思維定式中突圍,最重要是重新確立綠色建筑的精神核心,就像《木偶奇遇記》中的皮諾曹,一個(gè)四肢健全的木偶要成為真正的“人”,還需要尋找并確立他的精神,綠色建筑的精神核心其實(shí)是通過環(huán)境友好的設(shè)計(jì),創(chuàng)造一個(gè)更為健康(生理與心理)與和諧(自然與社會(huì))的建筑環(huán)境。

        當(dāng)然,不同的設(shè)計(jì)實(shí)踐,其綠色核心會(huì)有不同的表現(xiàn),建筑的功能、業(yè)主或使用者的使用需要/心理需求、環(huán)境協(xié)調(diào)都有可能成為不同項(xiàng)目的實(shí)際核心,只有尋找并確立這樣的核心,綠色建筑實(shí)踐才有可能從機(jī)械的技術(shù)羅列和刻板的模式化表現(xiàn)中抽身,形成富有針對(duì)性和活力的技術(shù)方案。

        基于這樣的思考,技術(shù)組織思路首先需要從側(cè)重綜合的框架導(dǎo)向,向側(cè)重分析的問題導(dǎo)向進(jìn)行轉(zhuǎn)變,對(duì)于每個(gè)具體的項(xiàng)目,先從分析其綠色設(shè)計(jì)所面臨/所要解決的主要問題和主要矛盾(而不是技術(shù)羅列)入手,從主要矛盾出發(fā),以點(diǎn)帶面逐步形成與“四節(jié)一環(huán)?!笨蚣芟鄬?duì)應(yīng)的綠色技術(shù)體系。如在極度缺水型地區(qū),提高建筑系統(tǒng)的水資源利用效率就應(yīng)該是該地區(qū)綠色設(shè)計(jì)的首要目標(biāo),能源、材料、節(jié)地、環(huán)保等系統(tǒng)均應(yīng)圍繞節(jié)水組織技術(shù)策略與措施;而在過度碳排放帶來嚴(yán)重氣候問題的今天,對(duì)于大部分項(xiàng)目而言,綠色設(shè)計(jì)的基本核心即為“低碳化”,基于這樣的問題導(dǎo)向思路所形成的技術(shù)體系,會(huì)更貼近綠色設(shè)計(jì)的初衷。

        以下是我們團(tuán)隊(duì)在這一思路指導(dǎo)下的部分實(shí)踐,希望由此來驗(yàn)證其可行性。

        3 以工程實(shí)踐為例看綠色建筑技術(shù)組織思路的轉(zhuǎn)變

        3.1 聯(lián)合國(guó)工業(yè)發(fā)展組織國(guó)際太陽能技術(shù)促進(jìn)轉(zhuǎn)讓中心

        蘭州聯(lián)合國(guó)工業(yè)發(fā)展組織國(guó)際太陽能技術(shù)促進(jìn)轉(zhuǎn)讓中心(以下簡(jiǎn)稱太陽能中心)項(xiàng)目建筑面積13 976m2,主要由研發(fā)與實(shí)驗(yàn)中心、接待與培訓(xùn)中心以及國(guó)際會(huì)議中心等三部分功能組成。

        圖4 蘭州生態(tài)承載力水平與實(shí)際消費(fèi)的關(guān)系

        表1 經(jīng)濟(jì)最優(yōu)策略組合的生態(tài)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

        工作思路:首先確定綠色建筑設(shè)計(jì)的生態(tài)目標(biāo);其次,從分析建筑所在區(qū)域的氣候特征入手,初步分析各種被動(dòng)式設(shè)計(jì)策略的有效性,初步確定建筑的基本形態(tài);在此基礎(chǔ)上,構(gòu)建模型,對(duì)不同設(shè)計(jì)策略的生態(tài)貢獻(xiàn)度進(jìn)行模擬分析,結(jié)合它們的經(jīng)濟(jì)投入狀況,得出相應(yīng)的生態(tài)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià);綜合考慮生態(tài)設(shè)計(jì)目標(biāo)與經(jīng)濟(jì)投入的約束,形成不同的 “設(shè)計(jì)選擇模板”,通過計(jì)算并比較不同策略組合方案的生態(tài)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),最終形成兼顧初投資控制與生態(tài)設(shè)計(jì)目標(biāo)的設(shè)計(jì)建議(圖3)。

        (1)基于生態(tài)足跡的綠色目標(biāo)的設(shè)定

        基于不同生態(tài)承載力以及蘭州實(shí)際生態(tài)消費(fèi)量分析(圖4),綜合考慮我國(guó)的國(guó)情①,在本研究中選擇的生態(tài)消費(fèi)削減率目標(biāo)為:在蘭州區(qū)域范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)生態(tài)需求與供給的平衡——生態(tài)足跡削減率達(dá)到86%。蘭州地區(qū)基準(zhǔn)建筑(壽命以50年計(jì))的年均生態(tài)占用估算值為0.546ghm2/cap·a,以削減率86%計(jì),生態(tài)占用削減目標(biāo)為0.467ghm2/cap·a,這成為我們進(jìn)行本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的綠色目標(biāo)。

        (2)被動(dòng)式設(shè)計(jì)策略選擇

        基于Ecotect的氣候分析結(jié)果顯示(圖5),在被動(dòng)式設(shè)計(jì)策略中,被動(dòng)式太陽房和提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能,對(duì)于提高該地區(qū)建筑室內(nèi)舒適度最為有效,同時(shí)利用這些被動(dòng)式設(shè)計(jì)策略提高室內(nèi)的舒適度,也意味著可以減少空調(diào)采暖系統(tǒng)的使用時(shí)間與頻率,從而達(dá)到建筑節(jié)能的目的。由于與提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能策略作用相似,自然通風(fēng)等其他被動(dòng)式設(shè)計(jì)策略對(duì)于提高室內(nèi)舒適度的貢獻(xiàn)度不明顯。

        (3)設(shè)計(jì)策略綜合評(píng)價(jià)與選擇

        以基準(zhǔn)方案作為比較的基礎(chǔ),根據(jù)不同的生態(tài)經(jīng)濟(jì)考量,形成如下策略組合——“設(shè)計(jì)選擇模板”:

        ① 經(jīng)濟(jì)最優(yōu)(投資效率最高)策略組合;

        ② 生態(tài)最優(yōu)策略組合。

        為達(dá)成預(yù)設(shè)的生態(tài)目標(biāo),單位建筑面積造價(jià)增額達(dá)到了經(jīng)濟(jì)最優(yōu)策略組合的5.6倍,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了投資預(yù)算,環(huán)效—成本率也大幅下降,這樣的策略組合在現(xiàn)實(shí)操作中很難實(shí)現(xiàn)。

        圖5 基于Ecotect焓濕圖的被動(dòng)式設(shè)計(jì)策略與室內(nèi)舒適度相互關(guān)系分析圖

        表2 生態(tài)最優(yōu)策略組合的生態(tài)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

        表3 彈性優(yōu)化策略組合的生態(tài)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

        ③ 彈性優(yōu)化策略組合

        基于對(duì)以上兩種極端狀態(tài)的分析和投資方對(duì)建設(shè)初投資控制的基本要求②,根據(jù)生態(tài)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化的基本原則,我們制定了可分階段實(shí)施的彈性設(shè)計(jì)策略組合方式(表3)。

        起步階段:在現(xiàn)有初投資框架內(nèi),完成外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能最優(yōu)化、HVAC系統(tǒng)優(yōu)化、照明配電密度優(yōu)化、提高自然采光率、太陽能熱水、組合生物污水處理、雨水回收、屋頂綠化等基礎(chǔ)性策略的建設(shè),建設(shè)50kWp太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng),同時(shí)預(yù)留光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電增容空間。

        升級(jí)階段:提高太陽能光伏發(fā)電比例(容量從50kWp提高到425kWp),增建30kW風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。

        (4)結(jié)論

        經(jīng)過對(duì)各綠色建筑設(shè)計(jì)策略進(jìn)行分別與綜合的生態(tài)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià),最終形成的綠色建筑設(shè)計(jì)策略是:

        ① 橫向設(shè)計(jì)策略

        首先采取保溫、隔熱性能最優(yōu)的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系(外墻、屋頂、外窗的傳熱系數(shù)分別達(dá)到),其次采取配電密度優(yōu)化、提高自然采光率、對(duì)HVAC系統(tǒng)進(jìn)行整體優(yōu)化等策略,使建筑整體的節(jié)能率與基準(zhǔn)建筑(1980年代水平)相比達(dá)到55.2%。在此基礎(chǔ)上,引入太陽能光伏發(fā)電、太陽能熱水、風(fēng)力發(fā)電等可再生能源系統(tǒng),進(jìn)一步降低新建筑對(duì)常規(guī)能源的消耗量。

        在節(jié)能的同時(shí),通過采取毛管滲濾“生物床”和人工濕地組合生物污水處理、雨水回收等節(jié)水設(shè)計(jì)策略,減小建筑對(duì)自來水的消耗,實(shí)現(xiàn)生活污水完全自行處理與回用。屋頂綠化可以在一定程度上緩和區(qū)域的城市熱島效應(yīng)。

        ② 縱向時(shí)間安排

        確立漸進(jìn)式的設(shè)計(jì)策略實(shí)施模式,兼顧生態(tài)目標(biāo)與經(jīng)濟(jì)約束的要求,實(shí)現(xiàn)生態(tài)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

        圖6 最終方案的建筑效果圖

        圖7 建筑模型與功能分區(qū)

        3.2 三星奧運(yùn)展示館

        三星奧運(yùn)展示館(圖6)選址位于北京奧林匹克中央公園中部、奧運(yùn)主新聞中心和國(guó)際廣播中心——IBC&MPC東側(cè)的奧運(yùn)贊助商展示區(qū),占地1216m2。

        本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)應(yīng)為:展現(xiàn)體育運(yùn)動(dòng)的動(dòng)感與活力——體現(xiàn)運(yùn)動(dòng)特色;體現(xiàn)北京奧運(yùn)“綠色奧運(yùn)”和“人文奧運(yùn)”理念——體現(xiàn)北京奧運(yùn)特色;傳達(dá)三星品牌的科技和創(chuàng)新特點(diǎn)——體現(xiàn)三星品牌特色。

        新展示中心的形象由兩部分形體組成,西側(cè)形體包括體驗(yàn)中心和運(yùn)動(dòng)員中心等部分,是整體建筑形象中的“實(shí)體”部分,東側(cè)聚會(huì)廣場(chǎng)是一個(gè)開敞的的半室外觀演空間,階梯形平臺(tái)與室外舞臺(tái)、VJ控制臺(tái)、LED互動(dòng)展示屏等要素共同組成“虛體”部分,兩個(gè)弧線型屋面分別覆蓋著虛、實(shí)兩組空間體塊,形成了“葉芽”形象(圖7)。“葉芽”形象是生命力的象征,是對(duì)體育活動(dòng)所展現(xiàn)出的動(dòng)感、活力的貼切隱喻。

        圖8 光導(dǎo)采光與太陽能充電系統(tǒng)(資料來源:Imagination)

        建筑的南北兩側(cè)整齊地排列的樹形雕塑,不僅營(yíng)造森林意象,鑲嵌其中的可再生、可回收物品,使它的“綠色”意象具有深刻的環(huán)保意涵。

        強(qiáng)調(diào)互動(dòng)性、參與性的體驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置,讓參觀者親身體驗(yàn)三星數(shù)碼科技帶來的全新感受,從而對(duì)三星品牌的價(jià)值觀、創(chuàng)新性留下深刻印象。

        圍繞“葉芽”、“綠色”的設(shè)計(jì)母題,本方案還形成一套完整的標(biāo)識(shí)體系,以該主題為主要內(nèi)容的彩畫圍繞建筑形體,進(jìn)一步營(yíng)造時(shí)尚、清新的建筑形象。

        圖9 空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站建成實(shí)景

        圖10 形象設(shè)計(jì)構(gòu)思

        就本項(xiàng)目而言,其最突出的是臨時(shí)性(使用周期較短、建筑規(guī)模較小)和傳播性(作為企業(yè)理念與產(chǎn)品的宣傳、展示)兩大特點(diǎn),因此在綠色設(shè)計(jì)策略組織中,我們有意識(shí)以應(yīng)對(duì)臨時(shí)性建筑的綠色設(shè)計(jì)策略為主,同時(shí)在策略選擇與組織過程中,分外強(qiáng)調(diào)其可感知性和體驗(yàn)性特征,從而達(dá)到理念宣傳的目的。

        作為臨時(shí)性建筑,我們首先解決如何降低建設(shè)期的材料損耗、提高建筑拆除后材料的可回收性等問題,其次是節(jié)能設(shè)備的選擇,最后才是節(jié)水等其他范疇的綠色技術(shù)應(yīng)用。圍繞這一定位,在本建筑的設(shè)計(jì)中,我們的選擇如下:

        以工廠化程度高、可回收性能好的輕鋼結(jié)構(gòu)作為結(jié)構(gòu)類型,同時(shí)在鋼材提供商的選擇上,附加考察鋼材中回收成分比例狀況,提高整體建筑的再生材料利用率(由于是臨時(shí)性建筑,供貨采用租賃的方式,因此可在一定程度上保證材料的重新利用,同時(shí)出于經(jīng)濟(jì)性和時(shí)間性的考慮,材料提供完全滿足500km的綠色半徑要求);

        屋面采用可回收性較好的彩鋼板;

        二層運(yùn)動(dòng)員休息區(qū)的中央吧臺(tái)面材,采用了由廢棄塑料瓶經(jīng)粉碎、消毒、沖壓形成的再生板;一層聚會(huì)廣場(chǎng)、二層室外平臺(tái)所鋪設(shè)的“草皮”,采用回收廢棄物加工制成的復(fù)合仿真“草皮”;各種家具的板材都由廢木渣屑?jí)褐贫?。一層觀眾體驗(yàn)中心實(shí)墻面內(nèi)側(cè),采用一排外裹彩色宣傳圖案的再生紙筒進(jìn)行裝飾和點(diǎn)綴,形成富有特色的綠色展示空間界面。

        在節(jié)能技術(shù)方面,該項(xiàng)目主要采用了以下系統(tǒng):

        光導(dǎo)照明系統(tǒng)——通過采光罩高效采集室外自然光線并導(dǎo)入系統(tǒng),經(jīng)過高反射率(一般反射率在95%以上)涂層的光導(dǎo)管,由系統(tǒng)底部的漫射器把自然光均勻高效的照射到建筑內(nèi)部,減少照明系統(tǒng)常規(guī)能源消耗。

        為了強(qiáng)化技術(shù)的宣傳效果,本項(xiàng)目的光導(dǎo)照明系統(tǒng)與帶太陽能充電系統(tǒng)的手機(jī)展示相結(jié)合,通過該系統(tǒng)的傳導(dǎo)的陽光照射于光伏充電設(shè)備上,實(shí)現(xiàn)為手機(jī)電池充電的目的(圖8)。雖然在實(shí)際的技術(shù)原理與效果上,該種結(jié)合方式還有需要商榷的地方,但是從實(shí)際的展示宣傳效果而言,通過縮短太陽能利用與人們?nèi)粘I畹木嚯x,較好地達(dá)到了傳播綠色理念的目的。

        VRV空調(diào)系統(tǒng)——系統(tǒng)采用一臺(tái)室外機(jī)對(duì)應(yīng)一組室內(nèi)機(jī),采用變頻控制方式,按室內(nèi)機(jī)開啟的數(shù)量控制室外機(jī)內(nèi)的旋渦式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速,進(jìn)行制冷劑流量的控制,在滿足靈活控制需要的同時(shí),節(jié)能效果也很好。

        外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)——針對(duì)本建筑的存續(xù)期主要是夏秋季(8~9月份的奧運(yùn)會(huì)與殘奧會(huì)),在外圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì)部分,我們主要結(jié)合展示需要的色彩貼膜,提高玻璃幕墻的遮陽系數(shù),帶復(fù)合保溫隔熱材料的彩鋼板屋面,提高直接受熱的屋面部分的隔熱性能,而刻意弱化了外墻部分的保溫性能,一定程度上減少了材料的不必要消耗。

        光伏電池發(fā)電技術(shù)——為了進(jìn)一步減少常規(guī)能源消耗,在建筑西側(cè)屋頂上還設(shè)置了一個(gè)離網(wǎng)型10kW光伏發(fā)電系統(tǒng),為機(jī)房、維護(hù)間等沒有自然采光的輔助房間提供照明,針對(duì)臨時(shí)性建筑特征,該發(fā)電系統(tǒng)不設(shè)蓄電池,從而降低了投資和由電池帶來的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。

        所有的綠色技術(shù)一側(cè)均配備了簡(jiǎn)單說明,從而使參觀者不僅體驗(yàn)了綠色技術(shù)的奇妙特征,也從理論上有了進(jìn)一步的了解。

        3.3 天津中新生態(tài)城空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站

        該項(xiàng)目位于中新天津生態(tài)城核心區(qū)域,占地42.96m2,總建筑面積25.38m2,凈使用面積約18m2,主要肩負(fù)生態(tài)城區(qū)域空氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)控與測(cè)試的任務(wù),同時(shí)兼具教育展示及美化景觀用途(圖9)。

        基于監(jiān)測(cè)站建筑功能性強(qiáng)、規(guī)模小、平常無人值守、位于景觀開敞區(qū)域等特點(diǎn),我們將節(jié)能、節(jié)材、雨水回滲設(shè)計(jì)與綠色教育作為該建筑綠色設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。其中:

        (1)形象設(shè)計(jì)

        由于建筑選址緊鄰既有的高爾夫球場(chǎng),空間開闊,具有顯著的景觀影響,因而在形象創(chuàng)作上,主要從中國(guó)傳統(tǒng)造園要素中挖掘創(chuàng)作靈感,以“太湖石”為立意基礎(chǔ),經(jīng)過抽象化處理,形成具有雕塑感的建筑形象(圖10)。

        由角鋼組成的“表皮”包裹著上屋面樓梯、捕風(fēng)腔、排風(fēng)管等功能要素,半透的屏風(fēng)效果和中國(guó)紅,使整個(gè)建筑傳達(dá)出鮮明的中國(guó)文化特點(diǎn),令人產(chǎn)生豐富的文化聯(lián)想。

        (2)節(jié)能設(shè)計(jì)

        運(yùn)用IES(Integrated Environmental Solutions)模擬分析,我們發(fā)現(xiàn)該建筑在具備了較理想的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫隔熱性能的基礎(chǔ)上,室內(nèi)冷熱負(fù)荷分布狀況與設(shè)備的功率的大小直接相關(guān),當(dāng)儀器設(shè)備功率大于1.0kW后,夏季的降溫、除濕是暖通空調(diào)系統(tǒng)的主要矛盾,而冬季的采暖基本可以依靠?jī)x器設(shè)備的自身散熱完成,不需要額外提供額外的熱源(少數(shù)極端惡劣天氣除外)。

        基于這一特點(diǎn),節(jié)能設(shè)計(jì)主要圍繞室內(nèi)儀器設(shè)備的正常工作要求(工作溫度20℃~25℃,相對(duì)濕度<80%,并避免陽光直射)展開,具體策略包括:

        圖11 水—土壤換熱輻射供冷示意圖

        ① 采用高性能外圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系;

        ② 自然通風(fēng)設(shè)計(jì):在過渡季,利用捕風(fēng)腔,引入自然通風(fēng),經(jīng)過設(shè)在建筑外墻上的進(jìn)風(fēng)口(帶保溫閥)進(jìn)入室內(nèi),通過兩根鋼管柱排風(fēng)管,利用煙囪效應(yīng),將設(shè)備產(chǎn)生的熱量派出,實(shí)現(xiàn)通風(fēng)降溫目的;

        ③ 水—土壤換熱系統(tǒng):在夏季,引入水—土壤換熱系統(tǒng)保持室溫的恒定(圖11)。

        一般而言,在室外溫度14℃~18℃工況下,設(shè)計(jì)建議以自然通風(fēng)為主,實(shí)現(xiàn)降溫目標(biāo);在18℃~23℃工況下,則需要同時(shí)開啟自然通風(fēng)與水—土壤換熱系統(tǒng);而當(dāng)室外溫度高于23℃時(shí),則需要關(guān)閉自然通風(fēng)系統(tǒng),而完全采用水—土壤換熱系統(tǒng)降低室溫;設(shè)計(jì)還設(shè)置一套分體式空調(diào)作為后備系統(tǒng),僅在少數(shù)極端氣候條件下開啟使用,保證室內(nèi)儀器設(shè)備的正常工作。

        (3)節(jié)材設(shè)計(jì)

        建筑主體采用輕鋼結(jié)構(gòu),工業(yè)化建造過程不僅可以有效降低建設(shè)期間的材料損耗,而且在未來建筑改造或拆除時(shí),依然可以保證較高的回收率。

        (5)雨水回滲

        采用有組織排水設(shè)計(jì),將屋面雨水匯集至建筑的東南側(cè),通過在散水處設(shè)置的深滲井,實(shí)現(xiàn)雨水的短時(shí)蓄積和回滲。

        (6)綠色宣傳與教育

        在建筑的東北和西北側(cè)外墻設(shè)置展示框,使建筑同時(shí)發(fā)揮綠色教育和展示的作用。

        4 總結(jié)

        在綠色建筑理念提出的初期,“四節(jié)一環(huán)?!钡募夹g(shù)框架梳理,幫助我們?cè)诮ㄖ媾R的紛繁復(fù)雜的諸要素中,尋找到綠色組織的內(nèi)在邏輯,但框架導(dǎo)向的綠色建筑設(shè)計(jì),很容易落入技術(shù)羅列的窠臼,綠色建筑因而顯得機(jī)械和刻板。今天,我們很多項(xiàng)目依然是在設(shè)計(jì)的晚期,才想到引入“綠色”標(biāo)簽,并匆忙選擇若干時(shí)髦的“綠色”技術(shù)附著到常規(guī)建筑上,與框架導(dǎo)向的技術(shù)組織思路所帶來的對(duì)綠色建筑認(rèn)識(shí)的偏差,不無關(guān)系。

        在具體的實(shí)踐中,不同的建筑需要面對(duì)相異的現(xiàn)實(shí)需求和客觀條件,實(shí)踐項(xiàng)目的技術(shù)選擇不可能完全按照理論模型的要求面面俱到,最終選用的技術(shù)除了遵循理論模型的要求之外,更多會(huì)受到實(shí)際用地、所在區(qū)域氣候條件、特定建筑的功能需要、相關(guān)技術(shù)的成熟度與經(jīng)濟(jì)性、甲方/使用者/當(dāng)?shù)氐奈幕瘍r(jià)值觀與審美取向等各因素的影響,因此,綠色建筑首先應(yīng)該是滿足當(dāng)時(shí)、當(dāng)?shù)匾蟮慕ㄖ?,尋找并確定每一個(gè)具體項(xiàng)目所應(yīng)優(yōu)先解決的綠色問題,是綠色建筑技術(shù)體系形成、綠色建筑技術(shù)選擇的基本依據(jù)。要判斷一幢建筑是否“綠色”,一個(gè)簡(jiǎn)單有效的辦法就是看它的環(huán)境表現(xiàn)究竟在多大程度上得到提升,解決了哪些具體的問題(尤其是根本性的難題),而不一定僅僅看它在框架、體系和流程等方面做得多么完善,這也是問題導(dǎo)向和框架導(dǎo)向的最大不同。

        當(dāng)然從框架導(dǎo)向向問題導(dǎo)向的轉(zhuǎn)變,并不意味著對(duì)“全要素羅列”工作方法的完全否定,它仍然是我們?nèi)嫣嵘ㄖh(huán)境表現(xiàn)的基礎(chǔ),只是綠色建筑設(shè)計(jì)必須從機(jī)械的技術(shù)拼貼、羅列抽身,只有關(guān)注綠色建筑的基本目標(biāo),并據(jù)此形成更有針對(duì)性和個(gè)性化的技術(shù)體系,才能賦予綠色建筑更強(qiáng)的生命力。

        注釋

        ① 選取最高標(biāo)準(zhǔn)的原因在于:首先由于我國(guó)的人均資源占有量在許多方面都遠(yuǎn)低于世界的平均水平,而在我國(guó)現(xiàn)有與在建項(xiàng)目中,高耗能建筑仍占了相當(dāng)大的比重,提高建筑的資源利用效率具有現(xiàn)實(shí)的緊迫性;與通過改變飲食習(xí)慣降低生物資源消費(fèi)相比,提高能源利用效率具有更強(qiáng)的可操作性。

        ② 太陽能中心計(jì)劃建筑安裝費(fèi)約5154萬元,太陽能利用設(shè)備等可再生能源系統(tǒng)投資不在其中,但要求不超過800萬元,因此新建筑建安費(fèi)總額應(yīng)不超過5954萬元,合3400元/m2,以甘肅省同類建筑基準(zhǔn)造價(jià)2900元/m2計(jì),新建筑單位造價(jià)增額應(yīng)在400元/m2~500元/m2的范圍內(nèi)。

        [1] 國(guó)家建設(shè)部,國(guó)家科技部.綠色建筑技術(shù)導(dǎo)則[M].北京,2005.

        [2] 江億主編.超低能耗建筑技術(shù)及應(yīng)用[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005.

        [3] 栗德祥,夏偉.綠色建筑被動(dòng)整合設(shè)計(jì)方法[J].北京:建設(shè)科技,2008(6).

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