吳涵 吳苗苗 劉文博 林威 盧泳燃
一、引言
曾經(jīng),傳統(tǒng)建筑的建筑模式在國內(nèi)擁有不可撼動的地位。但隨著社會經(jīng)濟的高度發(fā)展,傳統(tǒng)建筑模式帶來的各種弊端也接踵而至,其中最為嚴重的是環(huán)境影響和能源浪費問題。若要改造和提升傳統(tǒng)的建筑業(yè),就需要遵循減量化、再利用、資源化的原則,推進新型的建筑材料與建筑模式。在從追求數(shù)量轉變到質(zhì)量且更注重節(jié)能減排的時代里,綠色建筑的出現(xiàn)適逢其時,推動傳統(tǒng)建筑模式進行全方位的改革,未來比傳統(tǒng)建筑更具“地利人和”的優(yōu)勢。
二、施工的前期準備
(一)建筑材料
對于普通建材,它的第一標簽往往是能耗過大,污染嚴重,功能單一。比如,生產(chǎn)水泥、冶煉鋼材需要很高的溫度,大量的能源被消耗,同時在生產(chǎn)過程中也會排放出大量的“三廢”物(廢水、廢氣和固體廢棄物),污染周邊環(huán)境。
綠色建筑使用的建筑材料必須自帶“綠色”屬性,也就是 3R(Reduce、Reuse、Recycle,即減量化、可重復使用、可循環(huán)再生使用)。我國的綠色建材(高性能混凝土、保溫隔熱材料、節(jié)能門窗和墻體材料等產(chǎn)品)的開發(fā)和推廣應用發(fā)展非常迅速。據(jù)不完全統(tǒng)計,目前燒結空心制品(以燒結多孔、空心磚為主)產(chǎn)量超過2500多億塊,是2000年200億塊的12.5倍;近年復合保溫砌塊生產(chǎn)應用量增幅較大,已竣工混凝土砌塊夾心保溫外墻建筑約有700萬平方米;中控玻璃發(fā)展迅速,生產(chǎn)企業(yè)有千余家,現(xiàn)產(chǎn)量超過2.4億平方米,年均增速34%。
(二)決策階段
在設計綠色建筑的過程中,設計師一直秉持節(jié)約能源、節(jié)省資源、回歸自然的設計理念,從普通建筑中汲取“低碳智慧”,極度重視各個細節(jié)在設計方案的具體落實情況。在人們的潛意識里,綠色建筑就等于“昂貴建筑”,其實不然,綠色建筑設計的初衷就是實現(xiàn)滿足群眾需求,“性價比”更高的大眾化設計。
設計師注重挖掘大自然中存在的“潛力股”,比如自然采光、自然通風、太陽能利用、地熱利用等;同時充分考慮當?shù)氐臍夂蚪o建筑帶來的影響,根據(jù)技術軟件的具體分析,采用環(huán)保節(jié)能的建筑材料,作出科學合理的設計策略。相比于傳統(tǒng)建筑,綠色建筑最大的優(yōu)勢在于有多種建材選擇方案,設計師會因地制宜而選擇最佳方案。
舉例來說,關于地面綠化設計有很多不同的選擇,采用透水鋪裝、下凹式綠地、復層綠化等都可以提高地面透水性,促進雨水滲透到地層中,同時恢復土壤保水能力、減輕排水壓力,生態(tài)效益顯著。而考慮到維護綠化地帶的成本費用,設計師會折中選擇最佳的綠化組合,如喬木、花草的組合模式,而不采用復層綠化,因為其大面積草地需要很高的維護費。
(三)土建階段中BIM的應用
傳統(tǒng)建筑一般采用傳統(tǒng)二維設計,但是這種設計模式有時較難直接表達出建筑師的思想,成果圖也難以傳達出設計師原本的意圖,這種局限性可能會導致某些“事與愿違”的結果。
隨著新型技術BIM的產(chǎn)生,綠色建筑的設計與施工也有了一體化的解決策略。現(xiàn)如今,許多綠色建筑的項目設計將BIM模型導入其分析軟件里,在工程設計、工程造價、工程管理、電子政務等領域進行具體的運用,實現(xiàn)了施工過程中自動檢查分析、精確施工、精確計劃、限額領料以及施工過程信息的共享和協(xié)同;為了力求綠色建筑的“經(jīng)濟性”,更是可以細化到自然采光和通風、太陽輻射與噪聲處理等方面。
三、施工之后的成效
(一)環(huán)境效益的差別
綠色建筑區(qū)域內(nèi)相比傳統(tǒng)建筑有更多的綠化面積,在這樣良好的生態(tài)氛圍中,可以減少碳排放,氧氣的增多使空氣保持清新;種植的花草樹木同時也會吸收有毒有害氣體與放射性物質(zhì)。這些“綠色能量”,不但改善了人們生活中的空氣質(zhì)量,一定程度上還能夠使人體疾病的發(fā)病率大大降低。傳統(tǒng)建筑在裝修過程中的有害物質(zhì)例如甲醛、氨、苯和天然石材的放射性等含量很高,而綠色建筑有一種“武器”——通風系統(tǒng),能夠使這些有害物質(zhì)的含量降低。不論從節(jié)約能源還是建筑內(nèi)外部健康的穩(wěn)定生態(tài)服務等方面,環(huán)境友好、健康高效的綠色建筑都能夠讓住戶感受到更加舒適的生活環(huán)境;不論是空氣質(zhì)量、溫度高低還是采光程度,都達到人體正常生理需要的指標,為住戶營造了一個安全可靠的居住環(huán)境,令他們的身體保持最佳狀態(tài),從而降低疾病發(fā)病率。
(二)經(jīng)濟效益的提升
下面以“廣東省立中山圖書館改擴建項目一期工程”作為例子分析其經(jīng)濟效益:該項目最大的特色在于進行了采暖空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設計以及室內(nèi)、景觀照明節(jié)能設計,是低能耗節(jié)能建筑中的典范。
本建筑中采用了中央空調(diào)系統(tǒng),三臺風量為5000m3/h的新風機采用熱回收裝置,全年可節(jié)約制冷量為129000kWh折算成用電量為36900kWh,年節(jié)約電費為27675元。據(jù)統(tǒng)計,中山圖書館改擴建項目一期工程在圍護結構節(jié)能措施方面增量投資為357萬元,工程完工后,相對傳統(tǒng)建筑每年可以降低建筑能耗75萬kWh,折合電費59.5萬元??梢姡湟?guī)模效應較為可觀。
另外,綠色建筑的經(jīng)濟效益還包括降低了建筑的拆除或翻新的成本,主要體現(xiàn)在對該過程中所排出的廢棄物治理、回收再循環(huán)利用的處理費用。對于傳統(tǒng)建筑,房地產(chǎn)開發(fā)商在土地清理方面的費用往往不菲,因為在原建筑的拆除與土地改造的過程中,可以回收利用的混凝土、玻璃、木材等建材少之又少。據(jù)統(tǒng)計,我國每萬平方米拆除的舊建筑將產(chǎn)生7000~12000噸建筑廢棄物,目前建筑廢棄物已經(jīng)占了城市垃圾總量的30%~40%,資源的利用率還達不到5%。然而,綠色建筑能夠避免這個弊端。通過采用建筑廢棄物資源化再生利用技術,將建筑廢棄物如混凝土塊等經(jīng)過現(xiàn)場分揀、現(xiàn)場移動式破碎和分類,就地轉化進行綜合利用,制成再生骨料、實心磚、空心磚等綠色再生建材產(chǎn)品,開發(fā)商的清理成本就會減少,這也增加了開發(fā)商的利潤空間,真正實現(xiàn)建筑廢棄物資源化再生利用。
四、綠色建筑在城鎮(zhèn)規(guī)劃中的應用
“綠色”城鎮(zhèn)規(guī)劃的技術設計中包括兩大方面:場地選址以及水環(huán)境的規(guī)劃。
首先,綠色建筑的選址優(yōu)先考慮曾經(jīng)開發(fā)過、具有城市改造潛力的地區(qū),充分利用原有市政基礎的設施資源;其次,合理選用廢棄場地進行建設,在經(jīng)過科學地改良和完善之后將其投用到建設用地,挖掘廢地的開發(fā)潛力,有效利用現(xiàn)有的土地資源,提高環(huán)境質(zhì)量。
為了響應我國在2015年提出的海綿城市建設理念。在海綿城市模式下, 綠色建筑能夠?qū)崿F(xiàn)集水、蓄水的重要功能, 并與周圍的環(huán)境進行有機結合, 實現(xiàn)對雨水的收集等。在生態(tài)節(jié)能建筑中, 在建筑底部安裝雨水收集箱, 并設計獨立的排水系統(tǒng), 能夠避免地底存在的水分過多, 導致植物出現(xiàn)腐爛的情況。
五、結語
作為占據(jù)全部能耗1/3的建筑行業(yè),我國很早就將可持續(xù)發(fā)展列入核心發(fā)展目標,綠色建筑因此應運而生。從全壽命經(jīng)濟效益分析來看,與傳統(tǒng)建筑相比,綠色建筑全方位體現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保、以人為本的基本理念,創(chuàng)造了高效低耗、無廢無污、健康舒適、生態(tài)平衡的建筑環(huán)境,提高了建筑的功能效率與舒適水平;在城鎮(zhèn)規(guī)劃設計中起著至關重要的指導作用,進一步科學地完善傳統(tǒng)城鎮(zhèn)的規(guī)劃模式。綠色建筑憑著這些優(yōu)勢逐漸得到人們的青睞,其發(fā)展與推廣將是建筑行業(yè)未來的必然趨勢。(作者單位:佛山科學技術學院)