環境保護與綠色建筑

摘要： 提出綠色建筑的新概念，論述了綠色建筑的能源觀、設計觀和技術觀。

關鍵詞： 環境保護 綠色建筑 設計技術

    當代科學技術進步和社會生產力的高速發展， 加速了人類文明的進程， 與此同時， 人類社會也面臨著一系列重大環境與發展問題的嚴重挑戰。人口劇增、資源過度消耗、氣候變異、環境污染和生態破壞等問題威脅著人類的生存和發展。在嚴峻的現實面前， 人們不得不重新審視和評判我們現時正奉為信條的城市發展觀和價值系統。許多有識之士逐漸認識到， 人類本身是自然系統的一部分， 它與其支撐的環境息息相關。在城市發展和建設過程中， 我們今天必須優先考慮生態環境問題， 并將其置于與經濟和社會同等重要的地位上；同時， 還要進一步高瞻遠矚， 通盤考慮有限資源的合理利用問題， 這就是1992 年聯合國環境和發展大會“里約熱內盧宣言”提出的“可持續發展”（Sustainable Development ） 思想的基本內涵。即要改變以犧牲環境為代價，掠奪性的，甚至是破壞性的發展模式， 從傳統的資源型發展模式， 走上良性循環的生態型發展模式，促使經濟與社會、環境協調發展。其中經濟持續發展是社會發展的前提與基礎， 社會持續發展是經濟發展的結果與目的， 環境生態持續發展是經濟、社會發展的條件， 建筑是三者的綜合體。這種新的發展觀必然導致產生新的建筑觀―――可持續發展建筑觀， 即保護生態、創造可持續發展的人類生存環境， 是21 世紀建筑的基本任務， 綠色建筑及其研究和實踐正是為實現這樣的目標而提出的。

    1 何謂綠色建筑體系

    綠色建筑體系是基于生態系統良性循環原則， 以“綠色”經濟為基礎，“綠色”社會為內涵，“綠色”技術為支撐，“綠色”環境為標志建立的一種新型建筑體系。在研究上，它將自然、人和人造物納入統一研究視野， 不僅研究人的生活、生產和人造物的形態， 而且也研究人賴以生存的自然發展規律， 研究人、自然與建筑的相互關系。在目標上，它追求人（生產和生活） 、建筑和自然三者的協調和平衡發展。在方法上， 它主張“設計追隨自然”。在技術上， 它提倡應用可促進生態系統良性循環、不污染環境、高效、節能和節水的建筑技術。綠色建筑所代表的是高效率、環境好而又可持續發展的建筑， 自身適應地方生態而又不破壞地方生態的建筑。它所尋求的是一種可持續發展的建筑模式。綠色建筑要賦予建筑以生命。它是一個能積極地與環境相互作用的、智能型的、可調節的系統。

    2 綠色建筑的能源觀―――節能與環境

    現代建筑是一種過分依賴有限能源的建筑。能源對于那些大量使用人工照明和機械空調的建筑意味著生命， 而高能耗、低效率的建筑，不僅是導致能源緊張的重要因素，并且是使之成為制造大氣污染的元兇。據統計，全球能量的50 %消耗于建筑的建造和使用過程。為了減少對不可再生資源的消耗， 綠色建筑主張調整或改變現行的設計觀念和方式， 使建筑由高能耗方式向低能耗方向轉化， 依靠節能技術， 提高能源使用效率以及開發新能源， 使建筑逐步擺脫對傳統能源的過分依賴， 實現一定程度上能源使用的自給自足。日本有關學者研究得出： 在環境總體污染中與建筑業有關的環境污染占比例為34 % ，包括空氣污染、光污染、電磁污染等。而生態環境保護是綠色建筑的追求。因此， 綠色建筑設計必須深入到整個建筑生命周期中考察、評估建筑能耗狀況及其對環境的影響，建立全面能源觀。首先必須注重研制、優化保溫材料與構造， 提高建筑熱環境性能。如在建筑物的內外表面或外層結構的空氣層中， 采用高效熱發射材料， 可將大部分紅外射線反射回去，從而對建筑物起保溫隔熱作用。目前，美國已開展大規模生產熱反射膜，主要用于建筑節能。此外，還可運用高效節能玻璃， 硅氣凝膠―――新型節能墻材， 以提高節能效率；其次，研制再生能源（如太陽能、核能、風力、水力） 的收集，儲存裝置和熱回收裝置。太陽能是一種最豐富，便捷，無污染的綠色能源， 近年來在我國的天津、北京、甘肅、河北等省市建立了17 座被動式太陽能恒溫式住宅， 以建筑物本身為太陽能收集器，從而達到屋內取暖制冷的目的。

    3 綠色建筑的設計觀―――建筑與氣候

    現代經濟的發展和科學技術的進步， 使得人類可以用機械空調來改善生活和工作環境， 這自然是人類的幸運， 但這種違背氣候環境的高能耗建筑使我們付出了巨大的經濟和能源代價，同時增加了生態環境的污染， 也在很大程度上使居者與自然環境人為地分離。為了克服現行建筑模式對人的負面影響， 綠色建筑注重地區氣候與建筑的關系， 并將考慮地方氣候特點的設計作為綠色建筑的一項基本方法， 這是一種按人體的舒適要求和氣候條件來進行建筑設計的系統方法，即根據當地氣候特征，運用建筑物理的原理，合理組織各種建筑因素。事實上，人類對于環境的舒適、健康需求，常常無需現行空調設備也能得到滿足， 如： 我國陜北的窯洞在- 20 ℃左右的氣候下， 其室內被大地包圍著， 仍保持著15 ℃上下的舒適室溫； 還有西雙版納干闌住宅在酷熱的氣候中，仍可在室內創造出蔭涼的空間。因此， 以綠色建筑的設計觀來看，大自然是主要的供給者，而輔助設備系統屬于其次。因而大部分的照明可以由太陽光提供， 制冷由流動的空氣產生， 采暖可以從人體以及辦公設備中獲得 通過其他自然方式補充： 太陽加熱， 以風壓和太陽浮力產生自然通風， 以水的蒸發產生制冷。考慮地方氣候特點的設計是一種可以在任何技術層次上使用的方法， 因為， 在綠色建筑中氣候所包含的各種因素是當作資源來考慮的， 充分利用氣候資源， 提高氣候資源利用率， 是考慮地方氣候特點的設計的本質。如果將其原理與未來智能技術、信息技術、控制技術以及其他節能技術結合在一起， 就會構成豐富多彩的綠色建筑前景。

    4 綠色建筑的技術觀―――技術與形式

    綠色建筑是一個能積極地與環境相互作用的、智能的、可調節系統。因此，它要求建筑外層的材料和結構，一方面 作為能源轉換的界面，需要收集、轉換自然能源，并且防止能源的流失； 另一方面， 外層必須具備調節氣候的能力， 以消除、減緩、甚至改變氣候的波動， 使室內氣候趨于穩定， 而實現這一理想， 在很大程度上必須有賴于未來高技術在建筑中的廣泛運用。首先，環保節能型材料是綠色建筑所必須的，必須對現有建材和技術進行環保、節能評估，提出技術改良、更新措施，使之符合環保、節能的要求。隨著信息技術、自動化技術、新能源技術、新材料技術日益走向成熟，在綠色建筑中這些高技術將得到廣泛的運用： 如建筑結構有可能引入有機體的原理， 在混凝土中埋設光導纖維， 可以經常地監視構件在荷載作用下的受力狀況， 自我修復混凝土可得到實際應用。建筑物表面材料，通過多功能的組織進行呼吸，可凈化建筑物內部的空氣， 并降低溫度， 形狀記憶合金材料可用于百頁窗的調整或空調系統風口的開閉， 自動調節太陽光亮， 建筑物表面的太陽能電池， 可提供采暖和照明所需要的能源,無論使用何種技術， 綠色建筑總是立足于對資源的節約（reduce） 、再利用（reuse） 、循環生產（recycle） 等幾個方面。其次，綠色建筑的形式必須利于能源的收集，建筑的外層將不再是“內部”與“外部”的分界線，而將逐步成為一種具有多種功能的界面。綠色建筑的材料和形式將是多樣的， 尤其是外層材料將是高度綜合、高效多功能的，而且，隨著高新技術的發展， 建筑行業將最大限度地吸收各種先進技術， 創造一種能更加適合人類生活的、與大自然高度和諧的高科技建筑環境。

    綠色建筑是一個新興的、動態的和發展中的概念， 它隨著技術與社會的進步而逐步充實其意義。可以預言， 綠色建筑將成為人類運用科技手段尋求與自然和諧共存， 持續發展的理想建筑模式。目前， 綠色建筑意識已在許多國家引起重視。荷蘭住房計劃強調使用無污染建材； 瑞典一家最大的住宅銀行于1995 年初宣布， 只向綠色建筑貸款。

    美國的“生物圈二號”示范區研究；瑞典的“生態循環城”計劃；由意大利著名建筑師亞得里奧洛。特理姆鮑里主持， 歐洲各國專家共同參與設計， 采用多種高新技術， 號稱“全球第一家生態村”的圣。喬密爾村已在西班牙伊維沙島實施。位于美國俄亥俄州東北的OBERL IN 學院最近推出一項耗資500 萬美元的環保建筑設計， 它所需能源之一半是由曲線形屋頂上板狀太陽能光敏發電設備供應， 板的傾角可自動追蹤太陽行跡； 另一部分屋頂則為綠化所覆蓋， 具有迅速吸納太陽能、緩和雨水排放流速的特點，是理想的自然隔聲、絕熱層。同時具有供應物和消耗物持衡、食物和廢棄物等量、生活和設施體系的生成品均安全分解、拆卸處置、回收再使用的特征。今天，綠色建筑體系已經廣泛地滲透到建筑設計中的許多方面， 建筑師將在現代社會中創造一種“回歸自然”的建筑形式，遵循建筑與自然生態環境相協調，設計出與自然、人、社會融為一體的人類生活空間。但是，按照歐洲國家的經驗，在經濟方面，綠色建筑需要更多前期費用， 而利益回收速度又相對緩慢的一類項目。更主要的是， 用于綠色建筑體系方面投資所帶來的回報最終并不一定能夠裝進開發商的口袋， 而多由使用者和社會所分享。即使這樣， 一般也須若干年以后才會見到節約資源的價值開始大于用于生態方面投資的價值。這些都有可能使決策者與開發商望而卻步， 或者覺得力不從心。似乎這已成為一種規律， 即如果一種新的思想或技術所產生的短期效益（如投資回報比） 并不明顯高于傳統思想或技術的效益，那么即使它會有更好的長期效益（如低廉的建筑管理與維修費用，長壽命、節約資源等） 也很難為人們所接受。在建筑、城市以及社會各方面的任何變革都有可能出現這類問題， 特別在我國社會逐步進入市場經濟體制的今天， 它已成為社會的一道門檻。要解決這一問題， 就應當在可持續發展原則基礎上建立一套新的價值觀和行為規范。如： 使采用節能設備與材料、無公害材料及各種節約資源的措施成為設計中的必須。并通過政府在立法、稅收等方面的政策調整，加強綠色建筑在經濟上的可行性、特別在開始階段， 如果沒有一套良好的經濟、社會和道德方面的激勵體制用以補償開發商由于額外投入所帶來的損失，綠色建筑的推廣就是一句空話。

    因此，應結合當前我國的經濟實力和社會總體發展水平， 盡快確定一個宏偉的目標以及架構起一套可行的制度框架， 從而使我們這一代的即時利益與整個人類的長遠利益結合起來， 將一個地區的局部利益與整個世界的整體利益結合起來， 公正合理地與他人分享我們這個地球上有限的資源。同時， 最大限度地杜絕資源浪費和環境污染， 這樣才有可能為后人留下一片靜謐而豐腴的樂土，使人類能夠長久地生存下去。

    4 綠色建筑的技術觀―――技術與形式

    綠色建筑是一個能積極地與環境相互作用的、智能的、可調節系統。因此，它要求建筑外層的材料和結構，一方面 作為能源轉換的界面，需要收集、轉換自然能源，并且防止能源的流失； 另一方面， 外層必須具備調節氣候的能力， 以消除、減緩、甚至改變氣候的波動， 使室內氣候趨于穩定， 而實現這一理想， 在很大程度上必須有賴于未來高技術在建筑中的廣泛運用。首先，環保節能型材料是綠色建筑所必須的，必須對現有建材和技術進行環保、節能評估，提出技術改良、更新措施，使之符合環保、節能的要求。隨著信息技術、自動化技術、新能源技術、新材料技術日益走向成熟，在綠色建筑中這些高技術將得到廣泛的運用： 如建筑結構有可能引入有機體的原理， 在混凝土中埋設光導纖維， 可以經常地監視構件在荷載作用下的受力狀況， 自我修復混凝土可得到實際應用。建筑物表面材料，通過多功能的組織進行呼吸，可凈化建筑物內部的空氣， 并降低溫度， 形狀記憶合金材料可用于百頁窗的調整或空調系統風口的開閉， 自動調節太陽光亮， 建筑物表面的太陽能電池， 可提供采暖和照明所需要的能源,無論使用何種技術， 綠色建筑總是立足于對資源的節約（reduce） 、再利用（reuse） 、循環生產（recycle） 等幾個方面。其次，綠色建筑的形式必須利于能源的收集，建筑的外層將不再是“內部”與“外部”的分界線，而將逐步成為一種具有多種功能的界面。綠色建筑的材料和形式將是多樣的， 尤其是外層材料將是高度綜合、高效多功能的，而且，隨著高新技術的發展， 建筑行業將最大限度地吸收各種先進技術， 創造一種能更加適合人類生活的、與大自然高度和諧的高科技建筑環境。

    綠色建筑是一個新興的、動態的和發展中的概念， 它隨著技術與社會的進步而逐步充實其意義。可以預言， 綠色建筑將成為人類運用科技手段尋求與自然和諧共存， 持續發展的理想建筑模式。目前， 綠色建筑意識已在許多國家引起重視。荷蘭住房計劃強調使用無污染建材； 瑞典一家最大的住宅銀行于1995 年初宣布， 只向綠色建筑貸款。

    美國的“生物圈二號”示范區研究；瑞典的“生態循環城”計劃；由意大利著名建筑師亞得里奧洛。特理姆鮑里主持， 歐洲各國專家共同參與設計， 采用多種高新技術， 號稱“全球第一家生態村”的圣。喬密爾村已在西班牙伊維沙島實施。位于美國俄亥俄州東北的OBERL IN 學院最近推出一項耗資500 萬美元的環保建筑設計， 它所需能源之一半是由曲線形屋頂上板狀太陽能光敏發電設備供應， 板的傾角可自動追蹤太陽行跡； 另一部分屋頂則為綠化所覆蓋， 具有迅速吸納太陽能、緩和雨水排放流速的特點，是理想的自然隔聲、絕熱層。同時具有供應物和消耗物持衡、食物和廢棄物等量、生活和設施體系的生成品均安全分解、拆卸處置、回收再使用的特征。今天，綠色建筑體系已經廣泛地滲透到建筑設計中的許多方面， 建筑師將在現代社會中創造一種“回歸自然”的建筑形式，遵循建筑與自然生態環境相協調，設計出與自然、人、社會融為一體的人類生活空間。但是，按照歐洲國家的經驗，在經濟方面，綠色建筑需要更多前期費用， 而利益回收速度又相對緩慢的一類項目。更主要的是， 用于綠色建筑體系方面投資所帶來的回報最終并不一定能夠裝進開發商的口袋， 而多由使用者和社會所分享。即使這樣， 一般也須若干年以后才會見到節約資源的價值開始大于用于生態方面投資的價值。這些都有可能使決策者與開發商望而卻步， 或者覺得力不從心。似乎這已成為一種規律， 即如果一種新的思想或技術所產生的短期效益（如投資回報比） 并不明顯高于傳統思想或技術的效益，那么即使它會有更好的長期效益（如低廉的建筑管理與維修費用，長壽命、節約資源等） 也很難為人們所接受。在建筑、城市以及社會各方面的任何變革都有可能出現這類問題， 特別在我國社會逐步進入市場經濟體制的今天， 它已成為社會的一道門檻。要解決這一問題， 就應當在可持續發展原則基礎上建立一套新的價值觀和行為規范。如： 使采用節能設備與材料、無公害材料及各種節約資源的措施成為設計中的必須。并通過政府在立法、稅收等方面的政策調整，加強綠色建筑在經濟上的可行性、特別在開始階段， 如果沒有一套良好的經濟、社會和道德方面的激勵體制用以補償開發商由于額外投入所帶來的損失，綠色建筑的推廣就是一句空話。

    因此，應結合當前我國的經濟實力和社會總體發展水平， 盡快確定一個宏偉的目標以及架構起一套可行的制度框架， 從而使我們這一代的即時利益與整個人類的長遠利益結合起來， 將一個地區的局部利益與整個世界的整體利益結合起來， 公正合理地與他人分享我們這個地球上有限的資源。同時， 最大限度地杜絕資源浪費和環境污染， 這樣才有可能為后人留下一片靜謐而豐腴的樂土，使人類能夠長久地生存下去。