王曉岷

(合肥工業(yè)大學(xué) 建筑設(shè)計(jì)研究院，安徽 合肥 230022)

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淺析城市綠色生態(tài)住宅體系的整體化構(gòu)建

王曉岷

(合肥工業(yè)大學(xué) 建筑設(shè)計(jì)研究院，安徽 合肥 230022)

[摘要]以我國(guó)現(xiàn)階段城市綠色生態(tài)住宅設(shè)計(jì)的技術(shù)路線為切入點(diǎn)，具體介紹了在建筑節(jié)能、尊重自然環(huán)境、材料的循環(huán)利用等方面技術(shù)的應(yīng)用，并結(jié)合工程實(shí)踐，探討了我國(guó)城市綠色生態(tài)住宅中的種種問題，并由此提出應(yīng)基于整體設(shè)計(jì)觀的思路構(gòu)建可持續(xù)的城市綠色生態(tài)住宅體系。

[關(guān)鍵詞]城市住宅；綠色生態(tài)；整體設(shè)計(jì)觀；可持續(xù)發(fā)展

1引言

現(xiàn)代建筑對(duì)環(huán)境問題的響應(yīng)是從20世紀(jì)60～70年代的太陽(yáng)能建筑、節(jié)能建筑開始的，其初衷僅是單純的節(jié)約能源。隨著認(rèn)識(shí)及研究的深入，關(guān)注的視角也擴(kuò)展到建筑活動(dòng)對(duì)全球生態(tài)環(huán)境、周邊生態(tài)環(huán)境和居住環(huán)境等各個(gè)不同的層面，從而體現(xiàn)出“空間”上的全面性。同時(shí)建筑活動(dòng)在“時(shí)間”上的全面性即建筑的“全壽命”問題也得到充分的考慮。[1]252-253而綠色建筑概念正是包含了對(duì)建筑活動(dòng)“空間”及“時(shí)間”上的種種問題的尊重和響應(yīng)，其宗旨是減少對(duì)地球資源與環(huán)境的負(fù)荷和影響，創(chuàng)造健康、舒適的生活環(huán)境，使建筑與周圍自然環(huán)境相融合，使人類擁有健康、舒適的活動(dòng)空間，同時(shí)可以高效率的利用能源、最低限度地影響環(huán)境。

綠色建筑理念的產(chǎn)生與發(fā)展，使建筑師開始嘗試采用新技術(shù)、新材料、新設(shè)備以及新工藝，從整體的設(shè)計(jì)觀出發(fā)進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)。由于不同的建筑師關(guān)注的的問題不同，關(guān)注的角度不同，從而產(chǎn)生了眾多的設(shè)計(jì)手法及其豐富多彩的建筑作品，這也反映了一些有責(zé)任感的建筑師對(duì)嚴(yán)峻的環(huán)境問題的積極應(yīng)對(duì)，為大規(guī)模的建筑活動(dòng)提供了新的實(shí)踐方向。

2我國(guó)綠色生態(tài)住宅設(shè)計(jì)的技術(shù)路線

2.1建筑節(jié)能的推行

我國(guó)綠色建筑的大規(guī)模實(shí)踐首先始于建筑節(jié)能，并頒布了一系列規(guī)范，自此建筑節(jié)能設(shè)計(jì)成為建筑設(shè)計(jì)中必備的重要環(huán)節(jié)。建筑師在建筑方案設(shè)計(jì)階段必須充分考慮建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)及其相應(yīng)的規(guī)范，從整體的角度審視和控制建筑活動(dòng)的全過程。

隨著國(guó)家對(duì)建筑節(jié)能重視程度的不斷提高，相應(yīng)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)軟件也應(yīng)運(yùn)而生?，F(xiàn)在最為常用的是天正建筑節(jié)能設(shè)計(jì)軟件，該軟件從體型系數(shù)、窗墻比、圍護(hù)結(jié)構(gòu)等方面對(duì)建筑模型進(jìn)行全面的分析計(jì)算，并提供不同的保溫材料供建筑師選用，以達(dá)到國(guó)家相關(guān)規(guī)范的指標(biāo)要求。建筑節(jié)能軟件的開發(fā)為建筑節(jié)能設(shè)計(jì)從理論走向了大規(guī)模的實(shí)踐提供了基礎(chǔ)性的技術(shù)支撐。自此，建筑節(jié)能理論、節(jié)能設(shè)計(jì)、節(jié)能施工成為有機(jī)的整體。

2.2尊重自然，尊重環(huán)境

我國(guó)傳統(tǒng)民居中蘊(yùn)含了先人們尊重自然、尊重環(huán)境的理念。無(wú)論是陜北的窯洞，還是皖南的天井，無(wú)論是草原上蒙古包，還是福建的圍屋，無(wú)一不體現(xiàn)了當(dāng)?shù)孛癖妼?duì)自然環(huán)境的順應(yīng)和善意的利用，并總結(jié)出一套適合地方氣候特點(diǎn)和自然環(huán)境條件的傳統(tǒng)的樸素的節(jié)能方法。今天，環(huán)境惡化與能源危機(jī)使越來越多的設(shè)計(jì)師開始反思對(duì)技術(shù)的過度依賴所帶來的惡果，他們將關(guān)注的目光更多地放在對(duì)自然、對(duì)環(huán)境的順應(yīng)上，如就地取材、提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)蓄熱性能、通風(fēng)降溫、換氣除濕、遮陽(yáng)等。

在我國(guó)綠色生態(tài)住宅實(shí)踐中，不同建筑師根據(jù)住宅項(xiàng)目的實(shí)際情況及地理?xiàng)l件的特點(diǎn)做了種種嘗試，提供了可供借鑒的設(shè)計(jì)思路和策略。例如萬(wàn)科集團(tuán)在南京開發(fā)的“南京萬(wàn)科金色家園”項(xiàng)目，建筑師根據(jù)南京的亞熱帶濕潤(rùn)氣候夏天較熱的特點(diǎn)，將技術(shù)應(yīng)用定位在遮陽(yáng)方面。這是因?yàn)檎陉?yáng)對(duì)防止室溫上升的作用較為明顯，而且室內(nèi)溫度場(chǎng)分布均勻，有助于提供室內(nèi)的舒適度指標(biāo)。

“南京萬(wàn)科金色家園”在遮陽(yáng)設(shè)計(jì)中，巧妙地利用陽(yáng)臺(tái)遮擋南向入射角較高的日照，使陽(yáng)臺(tái)在滿足功能要求的同時(shí)，又起到了顯著的遮陽(yáng)作用。同時(shí)，陽(yáng)臺(tái)外側(cè)設(shè)置推拉百葉作為擋板遮陽(yáng)形式以滿足住宅西向遮陽(yáng)的要求，而推拉百葉考慮設(shè)置為可旋轉(zhuǎn)的，不但滿足遮陽(yáng)的需要，而且利于通風(fēng)，并帶給建筑外立面更多的細(xì)節(jié)表現(xiàn)。

經(jīng)過理論的分析，遮陽(yáng)的形式得到初步的確定，但從技術(shù)實(shí)施的角度看還有很多具體細(xì)節(jié)還需要進(jìn)一步的推敲和明確。這時(shí)僅僅依靠建筑師是不夠的，通過專業(yè)機(jī)構(gòu)的介入，利用應(yīng)用軟件模擬分析，計(jì)算出推拉百葉的合適寬度，驗(yàn)證推拉百葉與陽(yáng)臺(tái)共同作用下的作用效果。建筑師則根據(jù)軟件模擬分析在設(shè)計(jì)中進(jìn)行了以下調(diào)整：第一，西南向陽(yáng)臺(tái)設(shè)計(jì)成挑出較遠(yuǎn)的水平大陽(yáng)臺(tái)，由方案最初的挑出1.6m調(diào)整為挑出2.3m，實(shí)現(xiàn)“自遮陽(yáng)”；第二，作為次要的觀景陽(yáng)臺(tái)，西北向陽(yáng)臺(tái)進(jìn)深減小，由最初的1.5m調(diào)整為1m；第三，在西北向采取三滑道鋁合金推拉百葉與混凝土扁柱形成的擋板式遮陽(yáng)來達(dá)到西向遮陽(yáng)的效果。[3]自此，遮陽(yáng)設(shè)計(jì)從理論走向?qū)嵺`，成為綠色生態(tài)住宅設(shè)計(jì)中的重要元素。

萬(wàn)科集團(tuán)在“南京萬(wàn)科金色家園”項(xiàng)目上的嘗試，為更多的建筑師提供了新的設(shè)計(jì)思路和可供實(shí)施的技術(shù)策略有助于遮陽(yáng)設(shè)計(jì)在住宅設(shè)計(jì)中得以廣泛的推廣，不斷豐富綠色生態(tài)住宅設(shè)計(jì)的內(nèi)涵。

2.3材料的循環(huán)再生利用

建筑材料產(chǎn)業(yè)是能源密集型產(chǎn)業(yè)，因此在西方發(fā)達(dá)國(guó)家開始利用工業(yè)廢渣以節(jié)約能源消耗，產(chǎn)品也實(shí)現(xiàn)了系列化與配套化，使一些新型綠色建材得到廣泛的推廣。

近幾年，建筑垃圾及工業(yè)廢料日益增多，部分建筑垃圾已被用于細(xì)集料、砌筑砂漿、內(nèi)墻和頂棚抹灰、混凝土墊層等，而利用城市垃圾和工業(yè)廢料制取燒結(jié)磚和混凝土砌塊技術(shù)也日趨成熟[1]266。同時(shí)，我國(guó)早在上世紀(jì)末便已禁止使用粘土實(shí)心磚以減少對(duì)土地資源的浪費(fèi)。因此，大量利用城市垃圾和工業(yè)廢料代替部分或全部天然資源的墻體材料在政策上、技術(shù)上都已做好了充分的準(zhǔn)備。例如利用工業(yè)廢渣制造的粉煤灰磚、煤矸石磚，采用蒸壓法制作的加氣混凝土在今天的建筑實(shí)踐中已經(jīng)開始逐步推廣。這些材料不僅環(huán)保綠色，同時(shí)各方面的材料性能都優(yōu)于傳統(tǒng)的黏土實(shí)心磚和空心磚。我們以蒸壓加氣混凝土為例，其原料主要為水泥、石灰和粉煤灰，對(duì)自然資源的依賴較小，材料本身自重輕，保溫性能優(yōu)異，與普通黏土空心磚相比，耗費(fèi)的鋼筋量小，所需的保溫材料也較少。

綜上分析，我們不難發(fā)現(xiàn)，新型綠色建筑材料的開發(fā)使用在滿足建筑功能和結(jié)構(gòu)安全性的同時(shí)，也有助于節(jié)約資源，降低造價(jià)，它在住宅設(shè)計(jì)中中的推廣使用，勢(shì)必產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

綠色生態(tài)住宅作為未來住宅發(fā)展的方向，既需要理論的指導(dǎo)，也需要技術(shù)的支撐，更需要工程實(shí)踐的配合。在過去的20多年，我國(guó)綠色生態(tài)住宅從無(wú)到有，從零星的技術(shù)手段逐步形成包括可再生資源的利用、綠色建筑材料、建筑節(jié)能設(shè)備、建筑適應(yīng)氣候環(huán)境等多方面內(nèi)容的較為完善的體系。

3我國(guó)城市綠色生態(tài)住宅體系的現(xiàn)實(shí)困惑

如前文所述，城市綠色生態(tài)住宅涵蓋了社會(huì)、人文、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等多方面的意義，因此作為建筑師必須具備整體的設(shè)計(jì)觀，綜合分析各方面的因素，合理選擇適當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段以把握建造活動(dòng)的全過程。整體的設(shè)計(jì)觀不僅是對(duì)建筑師的專業(yè)素養(yǎng)的要求，也是對(duì)整個(gè)建筑產(chǎn)業(yè)的要求，而這恰恰是中國(guó)綠色生態(tài)住宅實(shí)現(xiàn)大規(guī)模實(shí)踐的瓶頸所在。

3.1在整體設(shè)計(jì)觀的指導(dǎo)下平行技術(shù)間能否得到有效銜接

在整體設(shè)計(jì)觀的指導(dǎo)下，不同領(lǐng)域的研究都取得了豐碩的成果，并形成一系列行之有效的具體的技術(shù)策略，但各平行技術(shù)之間缺乏有效地銜接。

以建筑遮陽(yáng)為例。今天的建筑師對(duì)于建筑遮陽(yáng)的形式都較為了解，并能根據(jù)建筑的具體布局方式和方位確定合適的遮陽(yáng)形式。但僅僅是定性的設(shè)計(jì)在工程實(shí)踐中是不夠充分的，也是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹Ｒ驗(yàn)檎陉?yáng)板不僅遮擋了陽(yáng)光，也會(huì)使建筑周圍的局部風(fēng)壓產(chǎn)生較大幅度的變化。設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)膶?shí)體遮陽(yáng)板會(huì)顯著降低建筑表面的空氣流速，影響建筑內(nèi)部的自然通風(fēng)效果。例如一個(gè)簡(jiǎn)易的水平混凝土遮陽(yáng)板會(huì)將吸收的熱量直接傳至外墻，并將陽(yáng)光反射到上層房間內(nèi)，而且很容易在遮陽(yáng)板下方造成熱空氣滯留，從而加速熱量向室內(nèi)的傳入。[1]152而將遮陽(yáng)板設(shè)計(jì)呈百葉或網(wǎng)狀，或在遮陽(yáng)板和墻體之間留有間隙，則可避免上述問題。但在建筑設(shè)計(jì)中，百葉規(guī)格的選擇、遮陽(yáng)板挑出的深度、遮陽(yáng)板與墻體之間距離的控制等一系列定量的數(shù)據(jù)則需要簡(jiǎn)便易行的方法來確定。正如建筑節(jié)能設(shè)計(jì)，如果沒有節(jié)能計(jì)算軟件的開發(fā)，是無(wú)法在工程實(shí)踐中得到廣泛的推廣的。

萬(wàn)科集團(tuán)開發(fā)的“南京萬(wàn)科金色家園”項(xiàng)目，其遮陽(yáng)設(shè)計(jì)委托了專門的機(jī)構(gòu)進(jìn)行模擬分析，最終形成報(bào)告提供給建筑師。但在實(shí)際中，不可能所有的住宅項(xiàng)目都有足夠的資金和時(shí)間將設(shè)計(jì)分為若干子項(xiàng)分別委托設(shè)計(jì)。而相關(guān)的分析軟件，其操作流程、界面設(shè)計(jì)等都不是以建筑師的視角來設(shè)計(jì)的，許多建筑師反映使用時(shí)不方便，一些術(shù)語(yǔ)過于專業(yè)，不利于理解，同時(shí)與常用建筑設(shè)計(jì)軟件通用性差等。這些因素都妨礙了建筑師在設(shè)計(jì)中細(xì)化遮陽(yáng)設(shè)計(jì)的深化。

反觀日本及歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，各相關(guān)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用已形成完備的整體。他們以建筑設(shè)計(jì)語(yǔ)匯為軟件開發(fā)的腳本，充分適應(yīng)建筑師的思維習(xí)慣，并實(shí)現(xiàn)不同界面下的自如鏈接和轉(zhuǎn)換，因此建筑師才能自如的將設(shè)計(jì)思想轉(zhuǎn)換為可實(shí)施的具體技術(shù)手段和技術(shù)細(xì)則以指導(dǎo)工程實(shí)踐。而這也是我國(guó)綠色生態(tài)住宅發(fā)展過程中值得借鑒的。

3.2技術(shù)與工程脫節(jié)的問題

科學(xué)指引技術(shù)的發(fā)展方向，工程實(shí)施需要具體的技術(shù)手段支撐，反之技術(shù)也必須經(jīng)過工程實(shí)踐檢驗(yàn)其可行性，不具備可行性的技術(shù)在工程實(shí)踐中是沒有前景的。我國(guó)現(xiàn)階段的一些技術(shù)手段就面臨著與工程實(shí)踐脫節(jié)的問題。以新型綠色的建材的選用為例。粉煤灰蒸壓加氣混凝土砌塊作為一種綠色建材，具備自重輕，保溫性好的特點(diǎn)。它與普通黏土空心磚相比，鋼筋使用量可減少10%左右。同時(shí)它作為自保溫材料，在夏熱冬冷地區(qū)可以不必額外增加保溫砂漿或保溫板即可滿足《夏熱冬冷地區(qū)住宅節(jié)能設(shè)計(jì)》的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。因此，粉煤灰蒸壓加氣混凝土砌塊的使用不僅利用了工業(yè)廢料、減少了施工工序，還降低了工程造價(jià)，從各個(gè)層面實(shí)現(xiàn)了“綠色”的目的。但在工程實(shí)踐中，卻由于缺少對(duì)粉煤灰蒸壓加氣混凝土砌塊相關(guān)構(gòu)造做法的具體規(guī)范以及施工細(xì)則，使建造后期外墻裝飾涂料出現(xiàn)因熱脹冷縮不均而產(chǎn)生的裂紋甚至是脫落，這一點(diǎn)在施工單位與建管部門的反饋意見中經(jīng)常被提到，使許多建筑師在使用粉煤灰蒸壓加氣混凝土砌塊作為墻體材料時(shí)多有顧慮，影響了新型材料的推廣。

在建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐中，技術(shù)與工程的脫節(jié)還廣泛的存在于各方面。在工業(yè)化社會(huì)里，城市住宅的生產(chǎn)是批量的，建筑師需要的是成熟的技術(shù)手段，只有成熟的技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)高效地、高質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)。綠色生態(tài)住宅才能走進(jìn)平常百姓家，而不僅僅是一種“研究成果”。

3.3技術(shù)應(yīng)用過程中經(jīng)濟(jì)性因素的控制

經(jīng)濟(jì)是全社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)，商品化的城市住宅更是如此。雖然綠色生態(tài)住宅在建造及使用過程中具備低能耗、少排放廢氣污水等優(yōu)點(diǎn)，但在前期卻有可能因?yàn)橐恍┘夹g(shù)的采用而增加部分的造價(jià)，建筑師對(duì)經(jīng)濟(jì)因素的動(dòng)態(tài)性較難把握，導(dǎo)致在前期策劃時(shí)與甲方的交流中缺少有力的數(shù)字依據(jù)，缺乏說服力。在日本，針對(duì)這一問題專門開發(fā)的造價(jià)控制軟件，可根據(jù)工程中某一個(gè)因素的變化判斷整體造價(jià)變化[4]224-227，為建筑設(shè)計(jì)提供了決策的依據(jù)，實(shí)現(xiàn)綠色生態(tài)住宅的綜合效益。

3.4城市綠色生態(tài)住宅在管理上的欠缺

城市集合住宅的特點(diǎn)決定了綠色技術(shù)的介入必須以保證各使用者擁有平等的權(quán)利和義務(wù)，否則勢(shì)必在后期的使用中產(chǎn)生糾紛。城市住宅中太陽(yáng)能的利用便遇到了類似的問題。早期的太陽(yáng)能熱水器一般均安裝在住宅的屋頂上，但安裝中有可能將屋面的防水層破壞，使頂層住戶家中常出現(xiàn)漏水的現(xiàn)象，損害了其權(quán)益。同時(shí)大量的太陽(yáng)能熱水器放置在頂層屋面，影響了小區(qū)的視覺環(huán)境，因此許多住宅小區(qū)均規(guī)定太陽(yáng)能熱水器不得安裝在屋頂。為了應(yīng)對(duì)這一規(guī)定，建筑師嘗試將太陽(yáng)能熱水器放置在陽(yáng)臺(tái)內(nèi)的懸空隔板上，將集熱管掛在陽(yáng)臺(tái)的側(cè)面或是南向墻體上。這種方式雖然避免了糾紛，但從太陽(yáng)能利用率上卻大打折扣。

隨著技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，太陽(yáng)能光電屋頂、太陽(yáng)能電力墻應(yīng)運(yùn)而生，在技術(shù)上也具備了可操作性。但在后期使用中如何將資源合理分配給城市集合住宅中的各用戶，保證各用戶具備平等的使用權(quán)，以及后期維護(hù)問題如何協(xié)調(diào)等，都需要相應(yīng)的管理輔助才能得以順利解決。

我國(guó)城市綠色生態(tài)住宅經(jīng)過20多年的發(fā)展，取得了顯著的社會(huì)效益。21世紀(jì)，我國(guó)城市綠色生態(tài)住宅的技術(shù)發(fā)展方向是追求技術(shù)體系的成熟度和綜合化，各個(gè)具體技術(shù)手段由點(diǎn)連線，由線成面，形成完備的可供有效使用的整體，從而符合今天住宅工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的需要，實(shí)現(xiàn)良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

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看，多數(shù)是評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)差異過大，如同一個(gè)教師，有的學(xué)生評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)99分，有的學(xué)生評(píng)價(jià)為60分。這說明，學(xué)生評(píng)價(jià)的尺度差異過大，評(píng)價(jià)較為隨意。

[中圖分類號(hào)]G61

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B

[文章編號(hào)]1674-2273(2015)06-0123-03

作者簡(jiǎn)介][第一 王曉岷(1979-)，男，重慶市人，合肥工業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院主任工程師，建筑學(xué)碩士。

[收稿日期]2015-09-06