房啟濤
山東省建筑材料工業(yè)設計研究院
資源是人類生存發(fā)展的重要基礎,尤其是不可再生資源,對資源的掠奪式開發(fā)很容易造成資源枯竭和環(huán)境破壞等問題。這些問題的產生對人類生存空間是一種威脅,在我國經(jīng)濟發(fā)展的早期,由于缺乏環(huán)境保護意識和資源節(jié)約意識,導致在發(fā)展經(jīng)濟的過程中,資源浪費問題比較嚴重,這種發(fā)展模式不符合現(xiàn)代社會提倡的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求。在建筑設計上應該遵守節(jié)約資源的原則,爭取用最少的資源達到最大的效益,合理安排資源的使用,不僅能夠在經(jīng)濟方面減輕建筑使用者的壓力,也能夠起到控制社會能耗,維護生態(tài)平衡的目的。
目前工業(yè)建筑中對資源的使用主要集中在充分利用太陽能能源,并且因地制宜地設計通風系統(tǒng),減少建筑投入應用對空調,采暖的使用,合理利用資源需要設計師綜合當?shù)貧夂驐l件,地理地勢環(huán)境等因素規(guī)劃建筑設計,考驗了建筑師能否將理論應用于實踐的能力。從長遠考慮,節(jié)約能源原則下的工業(yè)建筑設計對人類社會的長久發(fā)展有重要意義。
綠色理念下的工業(yè)建筑設計應該最大程度上減輕系統(tǒng)對環(huán)境的負擔,可回收利用是環(huán)保理念下的一個熱門話題。在實際的工業(yè)建筑設計應用過程中,長時間的使用可能會導致特定位置建筑部件的損壞,在維修過程中,會涉及到一些零件的拆換工作,在可回收利用原則的要求下,工業(yè)建筑設計應該考慮到磨損部件的回收利用問題。設計過程中應該考慮到工業(yè)建筑建造材料的可回收,易回收,這樣做的目的除了節(jié)約人力成本,經(jīng)濟成本以及資源,還能夠減少建筑垃圾,實現(xiàn)建筑資源的循環(huán)利用,變廢為寶。建設材料的可回收利用有利于資源再生和減少資源損耗,同時也能夠滿足經(jīng)濟社會發(fā)展與環(huán)境生態(tài)建設共存的要求。
綠色理念應用于工業(yè)建筑設計上最主要的設計原則應該是無污染,這就要求設計過程中減少污染性強,資源損耗多的環(huán)節(jié)的使用,以此減輕系統(tǒng)對環(huán)境和生態(tài)的壓力。在工業(yè)建筑設計上,設計材料應該盡量使用可回收,易分解的建筑材料,在能源使用上盡量使用清潔能源或者可再生能源,同時,工業(yè)建筑設計還應該考慮到建筑長時間使用過程中部分組件磨損消耗后的回收和再利用機制,如果工業(yè)建筑是為了特定的生產部門設計,該生產過程中有廢水,廢料,廢氣的產生,還應該考慮到廢物的處理技術。
目前,綠色建筑理念在工業(yè)建筑設計中無污染原則的使用主要體現(xiàn)在建筑材料的選擇上,工業(yè)建筑設計越來越重視建筑與周圍環(huán)境的融合,體現(xiàn)現(xiàn)代建筑與自然生態(tài)相協(xié)調,相搭配的原則。特別是具有特殊用途的建筑,例如景點建筑,有些會使用木材,竹材,天然石材,無污染,無公害的油漆等完成建筑的建造和裝修工作,另外,無污染建筑往往根據(jù)實際的氣候和光照條件設計太陽能采暖,發(fā)電設備,充分利用可再生資源??傊?,無污染原則的實行難度大,細節(jié)多,要求高,但是無污染原則下的工業(yè)建筑設計對環(huán)境的壓力會大大減輕,符合現(xiàn)代社會對環(huán)境保護和經(jīng)濟發(fā)展的共同需求。
目前我國已經(jīng)存在的大部份工業(yè)建筑并沒有考慮到環(huán)保,節(jié)能等綠色理念,建筑材料造成了較大程度上的資源占用,同時,工業(yè)建筑在使用過程中,會使用大量電能等相關能源維持建筑內人生活,生產的需要,而可再生能源,如太陽能,風能,地熱能等能源卻沒有得到有效利用,大大增加了人類社會發(fā)展過程中不可再生能源的消耗,從長遠來看,不利于人類社會的可持續(xù)發(fā)展。綠色建筑設計理念引進工業(yè)建筑設計,主要是為了增加建筑在使用過程中對綠色能源的利用率,避免資源的浪費。另外,綠色建筑設計理念引進工業(yè)建筑,建筑材料往往選擇對環(huán)境污染更小,或者大面積選擇從自然中直接獲取的木材,竹材,石材等,降低了現(xiàn)代人工加工材料散發(fā)的有毒有害氣體對人體的影響,能夠為建筑使用者提供一個比較舒適的工作環(huán)境,因此越來越多的工業(yè)建筑引進綠色建筑設計理念,這是人們對綠色健康生活方式不懈追求的體現(xiàn),也是建筑行業(yè)隨時代發(fā)展的必然趨勢。
工業(yè)建筑設計中引進綠色建筑設計理念,首先應該從整體化角度考慮建筑的選址,環(huán)境以及功能需求等因素,根據(jù)建筑功能選擇與生產條件相匹配的建設環(huán)境,這里的建筑環(huán)境不僅包括當?shù)氐娘L向,光照,降水以及地勢等條件,還應該根據(jù)建筑是否具有排污系統(tǒng)以及生產產生廢料是否對社會有較大毒害作用考慮到建筑周圍每平方米居民數(shù)量。在建筑選址確定的情況下,設計師應該綜合建筑周圍的環(huán)境,氣候和資源提高建筑對可再生能源的利用率。結合建筑的功能需求對生產環(huán)節(jié)進行整合,根據(jù)生產流程安排具體的建筑位置,降低生產過程中廢棄物處理難度,合理搭配已經(jīng)經(jīng)過優(yōu)化的資源節(jié)點,綜合當?shù)氐牡貏荩?,地質特點,進一步完善建筑設計藍圖。最后,根據(jù)已經(jīng)完成的建筑結構,對建筑細節(jié)進行安排,例如建筑中綠化帶面積,位置,不同樓體的朝向,體積,距離等,從全局角度優(yōu)化建筑布局,使建筑設計有一個和諧,美觀的整體化效果。
工業(yè)建筑空間中不同設備運轉過程中使用不同的生產工藝,在不同的建筑空間中完成不同的生產任務,制造不同的工藝產品。在這一過程中,不同的生產過程涉及不同的能量變換,同時也可能產生不同的生產廢料。能量的循環(huán)利用在生產過程中是一種理想化的目標,但是由于機械散熱等不可避免的能源損耗,100%的能量循環(huán)利用不可能實現(xiàn),現(xiàn)代綠色建筑理念設計下的工業(yè)建筑的主要工作是為了使能夠循環(huán)利用的能量占比增大。在整體布局的總綱領下,針對工業(yè)生產中存在的能源消耗,機械散熱,污染防治等環(huán)節(jié)進行專項治理。不同的建筑空間內會進行不同的生產過程,根據(jù)特定空間職責的不同,對建筑的門窗,屋頂,墻體在采光,材料,通風,甚至吸熱等能力上進行不同的設置,從而通過工業(yè)建筑設計中合理的單體化設計實現(xiàn)最大化提升生產效益,契合生產需求的目標。另外,在工業(yè)建筑設計中,要注意工廠自身的換熱系統(tǒng)和生產布局之間能量,物料的輸送問題,將工業(yè)建筑的各個部件有機結合,在滿足生產工藝流程需求的同時,最大程度上降低能源損耗,提升資源的使用效率。
現(xiàn)代工業(yè)建筑往往在同一個空間中存在不同設備,不同系統(tǒng)工作的情況,根據(jù)具體應用實際情況的不同設計者應合理選擇資源進行應用。例如,在供熱和建筑空調系統(tǒng)使用上,熱源的選擇往往涉及到經(jīng)濟效益,地理位置,周邊環(huán)境和人文需求等方面的因素。有研究表明,降低能源消耗和節(jié)能效益是地源熱泵熱源的主要突出特點,根據(jù)以上特點進行合理選擇,能夠使設計出的建筑暖通空調系統(tǒng)在照顧到使用者的需求的同時控制系統(tǒng)產生的廢水,廢氣,廢物的排放,對環(huán)境質量的改善作用比較明顯。在考慮綠色理念下的工業(yè)建筑設計過程中,應該盡量使用清潔能源和可再生能源,減少經(jīng)濟發(fā)展過程中因為暖通空調系統(tǒng)造成的資源消耗,減輕社會經(jīng)濟負擔,避免資源枯竭的情況發(fā)生,實現(xiàn)經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)資源保護工作共同進行,實現(xiàn)人類社會的可持續(xù)發(fā)展。
例如,在建筑暖通空調系統(tǒng)設計方面,基于太陽能資源的使用的建筑暖通空調系統(tǒng)的相關技術已經(jīng)在一定程度上達到成熟,太陽能資源作為該設計模式的主要能量來源,將太陽光的輻射效應為空調制冷提供制冷工作,太陽能資源的使用優(yōu)勢更多。首先,這種能源不會產生有害物質對環(huán)境造成污染,城市熱島效應不會產生,這樣就可以起到保護環(huán)境的作用。其次,太陽能作為一種易于獲取,且我國大部分地區(qū)常年可使用的資源,資源的使用和推廣有重要的市場價值,對經(jīng)濟社會的發(fā)展作用極大,在一定程度上補充了現(xiàn)代社會電量使用的缺口,對節(jié)約資源和環(huán)境保護工作也有重要的現(xiàn)實意義。
舒適的工業(yè)建筑為人類生活和生產帶來便利和舒適的同時也增加了環(huán)境負擔,加強設計師在資源保護,建設材料利用和建設設計方式等方面做出調整的意識,使現(xiàn)代工業(yè)建筑能夠同時兼顧到人們的使用需求,環(huán)境保護,節(jié)約資源等多方面需求,這樣的目標無疑會給設計工作增加困難,要求設計師能夠充分發(fā)揮現(xiàn)代社會科技發(fā)展的成果,將綠色理念根植于設計過程,使設計出的系統(tǒng)滿足經(jīng)濟效益的同時符合現(xiàn)代可持續(xù)發(fā)展的理念,引領建筑設計在新時代發(fā)展背景下朝著更環(huán)保,更節(jié)能和更人性化的方向發(fā)展。