吳 彥,鄧 磊,楊 彬,羅德成,王麗雙
[1.重慶廣陽(yáng)島綠色發(fā)展有限責(zé)任公司,重慶 400000;2.重慶賽迪工程咨詢有限公司,重慶 400010;3.中治賽迪城市建設(shè)(重慶)有限公司,重慶 400010]
近年來,我國(guó)公共建筑建設(shè)規(guī)模呈現(xiàn)顯著增長(zhǎng),建筑質(zhì)量也逐步提高,建筑種類也日益豐富,辦公建筑、學(xué)校建筑、文體建筑、醫(yī)療建筑、商業(yè)建筑和其他建筑等如雨后春筍般快速生長(zhǎng)。同時(shí),這幾年,我國(guó)綠色建筑的思潮也開始進(jìn)行不同程度的發(fā)展,綠色建筑開始得到大力的提倡和發(fā)展[1],對(duì)綠色建筑的建設(shè)要求,也從能夠節(jié)約能源、資源、保護(hù)環(huán)境,發(fā)展到而且具有一定的美觀性和質(zhì)量保障[2]。
重慶作為典型的西南山地城市,對(duì)綠色建筑、綠色建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也十分重視。重慶市于2004 年開始推廣綠色建筑,并先后依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定發(fā)布了2006版、2009 版、2014 版、2020 版符合自身地域特點(diǎn)的《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(DBJ50/T-066),并制定發(fā)布了《綠色低碳生態(tài)城區(qū)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(DBJ50/T-203—2014)、《低碳建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》(DBJ50/T-139—2012),點(diǎn)面結(jié)合推動(dòng)城鄉(xiāng)建設(shè)的綠色低碳發(fā)展[3]。截止2015 年,重慶依據(jù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系累計(jì)組織實(shí)施高星級(jí)綠色建筑710.63 萬m2,綠色生態(tài)住宅小區(qū)4747.62 萬m2[4]。2015—2020 年,累計(jì)組織實(shí)施高星級(jí)綠色建筑1730.72 萬m2,綠色生態(tài)住宅小區(qū)5695.15 萬m2[5].這表明重慶地區(qū)在過去十五年中綠色建筑政策標(biāo)準(zhǔn)體系不斷完善,建筑規(guī)模也實(shí)現(xiàn)跨越式增長(zhǎng)。但是經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),重慶居住綠色建筑今年來發(fā)展較快,但公共綠色建筑發(fā)展尚較慢,其建筑規(guī)模與建筑質(zhì)量比沿海發(fā)達(dá)城市相差較遠(yuǎn)。所以本研究以重慶地區(qū)廣陽(yáng)島功能建筑為研究對(duì)象,探討山地公共綠色建筑綠色技術(shù)策略,對(duì)于重慶公共建筑綠色發(fā)展有較大意義。
廣陽(yáng)島為長(zhǎng)江上游最大的江心綠島,位于亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū),其氣候特征春季回溫較早,夏季炎熱較長(zhǎng),秋多綿雨,冬無嚴(yán)寒,地區(qū)高溫在3—10 月均可以產(chǎn)生,5—9 月為高溫出現(xiàn)集中期,7、8 月為高溫頻發(fā)期,其中8 月的高溫日數(shù)最多[6]。本次研究對(duì)象為廣陽(yáng)島內(nèi)、島灣內(nèi)所修建的4 個(gè)公共建筑,分別是長(zhǎng)江生態(tài)文明干部學(xué)院、廣陽(yáng)島國(guó)際會(huì)議中心、長(zhǎng)江書院、大河文明館。其分布如圖1 所示。
圖1 重點(diǎn)項(xiàng)目分布總圖
(1)廣陽(yáng)島國(guó)際會(huì)議中心,選址于島內(nèi)高峰山東北側(cè)采石尾礦區(qū),項(xiàng)目為大跨度木坡頂山地會(huì)議酒店建筑群,定位為大河文明國(guó)際峰會(huì)場(chǎng)館、國(guó)家重要外事活動(dòng)承載地,項(xiàng)目為綠色三星建筑,局部打造超低能耗、健康建筑。占地面積271.74 畝,總建筑面積7.5 萬m2(計(jì)容建筑面積5.7 萬m2),其中地上6.3 萬m2,地下1.2 萬m2。
(2)長(zhǎng)江生態(tài)文明干部學(xué)院,選址于廣陽(yáng)灣濱江區(qū)域,定位為習(xí)近平習(xí)近平生態(tài)文明思想學(xué)習(xí)研究、教育培訓(xùn)、宣傳推廣的示范基地。項(xiàng)目為綠色建筑,占地面積332 畝,總建筑面積約12 萬m2(計(jì)容面積8.7 萬m2),其中地上面積約11 萬m2,地下面積約1 萬m2,停車位707 個(gè)。
(3)長(zhǎng)江書院,選址于廣陽(yáng)島西島頭山頂采石尾礦區(qū),項(xiàng)目為全金屬現(xiàn)代仿古山地文化建筑群,定位為長(zhǎng)江流域文化展示、學(xué)術(shù)文化沙龍活動(dòng)、國(guó)際合作會(huì)晤接待重要場(chǎng)所,項(xiàng)目為綠色三星建筑,占地面積約100畝,總建筑面積約2.2 萬m2(計(jì)容建筑面積1.8 萬m2),其中地上1.8 萬m2,地下0.4 萬m2。
2.1.1 合理規(guī)劃選址
由于山地環(huán)境及氣候變化十分復(fù)雜,選址原則總體為“趨利避害”,遠(yuǎn)離風(fēng)化、破碎巖層、斷層、滑坡等問題區(qū)域,靠近水資源較為豐富區(qū)域,如河流、湖泊、山洪、泉水等地。同時(shí)由于山地區(qū)域存在著溫差大、降水多、風(fēng)力強(qiáng)等特點(diǎn),建筑選址也應(yīng)注意朝向和防風(fēng)措施。此外,對(duì)廢棄場(chǎng)地的選址與利用,也是綠色建筑選址的一個(gè)獨(dú)特亮點(diǎn)。廢棄場(chǎng)地主要包括在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、城市建設(shè)等土地利用過程中由于自然或人為作用所產(chǎn)生的各種廢棄閑置的用地,如工業(yè)廢棄場(chǎng)地、礦業(yè)廢棄場(chǎng)地等,這些場(chǎng)地往往存在著資源過渡開采、生態(tài)系統(tǒng)退化、環(huán)境污染嚴(yán)重等問題,通過對(duì)這些場(chǎng)地合理的規(guī)劃選址,通過建筑、植物修復(fù)來達(dá)到場(chǎng)地生態(tài)的恢復(fù),重新建立新的生境平衡關(guān)系。
以長(zhǎng)江書院為例,建筑選址于島內(nèi)原有采石廢棄場(chǎng)地,項(xiàng)目原場(chǎng)地表形成了以風(fēng)化土為主、碎石遍布的現(xiàn)狀地貌,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了生態(tài)修復(fù)與項(xiàng)目建設(shè),且在項(xiàng)目設(shè)計(jì)之初,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)紅線范圍內(nèi)尚還存在,生長(zhǎng)旺盛、形態(tài)較佳的原有喬木位置進(jìn)行了定位繪制、分類登記,在施工進(jìn)場(chǎng)前進(jìn)行保護(hù)、移栽。
2.1.2 依據(jù)區(qū)域物理環(huán)境進(jìn)行布局
室外物理環(huán)境包括室外光環(huán)境、風(fēng)環(huán)境、聲環(huán)境、熱環(huán)境等要素分類,通過對(duì)場(chǎng)地范圍內(nèi)物理環(huán)境的分類模擬分析,找到建筑與場(chǎng)地物理環(huán)境最合適的空間關(guān)系,進(jìn)而確定建筑方位朝向、間距密度在場(chǎng)地內(nèi)最優(yōu)解。例如,基于光環(huán)境組織建筑布局。建筑光環(huán)境包括自然采光與人工照明。建筑在場(chǎng)地設(shè)計(jì)中應(yīng)借助光環(huán)境物利模擬,根據(jù)太陽(yáng)輻射量、日照時(shí)長(zhǎng)分布,綜合考慮建筑的最佳朝向?;谑彝夤猸h(huán)境組織建筑布局,旨在最大化利用室外光環(huán)境,提高建筑內(nèi)部的舒適度和能源效率。
例如,廣陽(yáng)島國(guó)際會(huì)議中心會(huì)議酒店按照室內(nèi)自然采光系數(shù)進(jìn)行計(jì)算分析,采用PKPM 建筑自然采光模擬分析軟件進(jìn)行建模和采光模擬,對(duì)于采光系數(shù)的計(jì)算,采用逐時(shí)、逐點(diǎn)照度模擬計(jì)算法,最終通過調(diào)整會(huì)議酒店的建筑布局,調(diào)整建筑方位與太陽(yáng)角關(guān)系,進(jìn)行模擬計(jì)算分析,最終確保國(guó)際會(huì)議中心會(huì)議酒店室內(nèi)主要功能空間98.4%的面積比例區(qū)域,其采光照度值不低于300lx 的小時(shí)數(shù)平均不少于4h/d。
2.1.3 山地建筑合理開發(fā)地下空間
山地城市由于受到地形條件的限制,地下不宜形成大規(guī)模連片的地下空間,在建筑設(shè)計(jì)時(shí)需靈活布置的地下空間、半地下空間,達(dá)到了節(jié)約用地的目的。充分挖掘多種功能在地下空間的靈活使用,如停車功能、倉(cāng)儲(chǔ)功能、垃圾回收處理功能、設(shè)備用房等功能。
例如,長(zhǎng)江生態(tài)文明干部學(xué)院依山而建,學(xué)院利用山形水勢(shì)、負(fù)陰抱陽(yáng)、背山面水。建筑環(huán)境以步道系統(tǒng)為脈絡(luò),以院壩、觀景臺(tái)等作為標(biāo)志物,通過極具巴渝特色的梯坎連接各個(gè)功能區(qū)。建筑地下停車場(chǎng)地充分利用場(chǎng)地的高差布置形成臺(tái)式地下停車庫(kù),最大化地減少土方開挖量。
2.1.4 明確山地建筑基面設(shè)置原則
山地地形通常不平坦,因此,建筑基面的設(shè)置應(yīng)該考慮地形的起伏和坡度。建筑基面應(yīng)與地形相適應(yīng),可以設(shè)施多個(gè)建筑基面,以避免過多的地形改動(dòng)和土方工程。充分利用山地的起伏,將建筑與周圍環(huán)境融為一體。
例如,廣陽(yáng)島國(guó)際會(huì)議中心,場(chǎng)地內(nèi)部由于高差較大,設(shè)計(jì)采取“重保護(hù)、輕介入”的用地法則,分為南區(qū)和北區(qū)。北區(qū)會(huì)議區(qū)劃分為三個(gè)逐級(jí)升高的臺(tái)地廣場(chǎng)。首層為禮儀廣場(chǎng),禮儀廣場(chǎng)與六支路平接,主要用于會(huì)議期間人流集散。二層為峰會(huì)廣場(chǎng),主要用于峰會(huì)期間滿足外方領(lǐng)導(dǎo)落客及中方領(lǐng)導(dǎo)人接見、合影需求。最上一層為貴賓廣場(chǎng),主要用于峰會(huì)期間中方領(lǐng)導(dǎo)人落客及特殊工況下外方領(lǐng)導(dǎo)臨時(shí)落客需求。
2.2.1 參考空間用能標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行空間序列排布
在建筑設(shè)計(jì)中空間序列需參考空間用能標(biāo)準(zhǔn)而排列,首先需要確定分析建筑的空間用途,依次分析每個(gè)空間的能源需求與使用時(shí)間等因素。根據(jù)國(guó)家或者地區(qū)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),考慮建筑物的熱效率、通風(fēng)、照明和設(shè)備等因素,確定每個(gè)空間的用能標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)不同空間的用能標(biāo)準(zhǔn)與使用時(shí)間,對(duì)建筑的空間序列進(jìn)行科學(xué)排布,將高能耗空間與低能耗空間分割開來,以降低建筑總體能耗。
例如,廣陽(yáng)島國(guó)際會(huì)議中心,設(shè)計(jì)中將面積較大的會(huì)議廳、多功能廳集中靠前布置,面積較小的管理用房、后勤用房、設(shè)備房則集中布置在后側(cè)及夾層空間??臻g內(nèi)部機(jī)電設(shè)備與結(jié)構(gòu)相分離,更利于空間使用與功能變化。
2.2.2 室內(nèi)外之間增加半室外的過渡空間
半室外的過渡空間,可以在一定程度內(nèi)將室內(nèi)外溫差隔離開來,減少室內(nèi)外熱量交換,降低采暖與制冷的能耗。過渡空間中可設(shè)置大面積玻璃窗,以增加自然采光的光照強(qiáng)度,減少照明設(shè)備的使用。過渡空間能有效減少室內(nèi)外噪音與異味相互傳遞,同時(shí)可以設(shè)置景觀綠化以提升環(huán)境質(zhì)量。
例如,廣陽(yáng)島國(guó)際會(huì)議中心設(shè)計(jì)中,建筑為坡屋頂挑檐結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)利用柱子結(jié)合挑檐構(gòu)造形成柱廊空間,作為半室外的過渡空間,形成的通風(fēng)廊道,進(jìn)一步促進(jìn)建筑自然通風(fēng)。
2.2.3 無效空間的綜合利用
由于建筑受限于山地地形地貌影響,后期設(shè)計(jì)過程中會(huì)產(chǎn)生大量灰空間、架空層空間,其建筑的功能愈加復(fù)雜、此類空間就越多,所以在協(xié)調(diào)各種復(fù)雜的功能的作用上,無效空間的復(fù)合利用是不可忽視的。在山地建筑無效空間的利用中主要可以從這幾個(gè)方面出發(fā)。種植鄉(xiāng)土植物,在山地建筑灰空間、架空層中種植相宜的植物,可以有效減少土壤侵蝕和水土流失等環(huán)境問題,同時(shí)也為居民提供了自然美景和休閑場(chǎng)所。收集太陽(yáng)能,在山地建筑屋頂?shù)葻o法利用的空間,可以安裝太陽(yáng)能電池板或太陽(yáng)能熱水器等設(shè)施,為建筑物提供清潔能源。有效利用雨水。在山地建筑灰空間中可以有效利用雨水,安裝雨水收集設(shè)施,將雨水收集后用于灌溉植物或者沖廁所等,減少對(duì)地下水的依賴。
例如,長(zhǎng)江生態(tài)文明干部學(xué)院以“理水”為出發(fā)點(diǎn),在臨近建筑排水口設(shè)置多個(gè)蓄水模塊,便于收集屋頂“無根水”,用于生活用水;在地表徑流交匯處的低洼地,設(shè)置雨水花園,收集、凈化地表徑流,削減洪峰,提升年徑流總量控制率。
推動(dòng)公共建筑綠色低碳發(fā)展,對(duì)于推動(dòng)重慶本土綠色建筑整體發(fā)展具有重要意義,本文充分分析了重慶地區(qū)公共綠色建筑技術(shù)策略??偨Y(jié)如下。
(1)由于重慶地區(qū)山地環(huán)境及氣候變化十分復(fù)雜,在場(chǎng)地設(shè)計(jì)中應(yīng)遠(yuǎn)離,盡可能選用廢棄場(chǎng)地,通過建筑與環(huán)境修復(fù)原有場(chǎng)地生境,真正從源頭上做到綠色建設(shè)。
(2)建筑布局中,開展如光環(huán)境、風(fēng)環(huán)境、聲環(huán)境、熱環(huán)境等模擬,找到建筑與場(chǎng)地物理環(huán)境最合適的空間關(guān)系,同時(shí)注重地下空間的開發(fā)利用,建筑基面的合理選擇。
(3)建筑設(shè)計(jì)中,依據(jù)空間用能標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行空間序列排布,加強(qiáng)半室外的過渡空間、無效空間的綜合利用,進(jìn)一步降低建筑整體能耗。