浅谈建筑设计的可持续发展

浅谈建筑设计的可持续发展
作者：庄俊河
来源：《中华民居》2011年第07期
一、引言
可持续建筑是指以可持续发展观规划和设计的建筑,内容包括城市选址、建筑物、建筑材料、建筑设备以及与它们相关的建筑功能、建筑经济、建筑文化和生态环境等因素。

可持续建筑注重以人为本和环境的可持续发展,它所强调的健康舒适，不仅包括通风采光、噪音控制、自然环境、空气品质等物理量, 而且包括环境色彩、建筑美观、使用材料及工作和生活环境的满意度等主观性心理因素。

建筑设计可持续发展的最终目标是在社会得到发展、人们的物质文化生活水平得到普遍提高的同时，科学有效地利用资源、保护环境，实现社会与自然的和谐发展。

实现建筑设计的可持续发展是当前建筑设计师面临的重要课题，任重而道远，它不仅需要观念和技术上的不断创新，更需要政策的引导、扶持和监管，以及全社会的共同参与。

二、当前在我国实现建筑设计可持续发展的重要性
建筑的可持续主要包括三个方面：能源可持续、环境可持续、生态可持续，而其中能源可持续是最为突出的，它包括了能源节约，能源替代和能源回收三个内容。

在我国，人均资源匮乏，改革开放以来，我国正经历着前所未有的大发展时期，大量的城镇和基础设施建设对可持续发展的冲击已日益严重，这主要体现在以下两个方面：。

1、建筑业消耗了大量的自然资源，如水、能源、土地和原材料。

在建筑材料的应用上，目前我国大多数的建筑都在使用粘土砖、石材、混凝土等高能耗的建筑材料，这些建材在生产加工、制作安装的过程中会消耗大量的资源，并且产生大量的废渣、废气、废水，从而对环境造成极大的污染。

2、大规模的城镇和基础设施建设本身也对原有地理环境产生破坏，它占用了大量的耕地、林地、水域等，区域原有的生存环境和生态平衡受到冲击，地貌地质条件产生变化，生存条件趋于恶化。

建筑耗能在我国社会耗能中所占比重越来越大。

早在2001年我国建筑年消耗已达到3.76亿吨标准煤，占总消耗的27.6%，现在建筑耗能已占到全社会耗能的三分之一（不包括生产建筑过程中的耗能）。

另外，我国目前在能源回收方面存在着较大的不足，这其中尤为突出的是水资源和生产生活垃圾中有效能源的回收再利用。

当前严峻的现实让我们重新思索社会发展的可持续性，也认识到在规划和建筑领域实现设计可持续发展的重要性。

三、可持续建筑理论的历史
我国古人创立和信仰的人与自然和谐共生关系的理论，与今天我们所讲的可持续发展理论不谋而合。

受我国传统文化和地域气候的影响，传统建筑中有许多可持续的建筑手法可以借鉴。

其中最典型的理论就是中国风水学，其实质是：地理学、气象学、生态学、规划学和建筑学的一种综合的自然学说，其核心内容是天地人合一。

这种理念贯穿在中国传统建筑活动的各个过程，包括：规划选址、建筑单体、园林小品、室内外装修设计和施工营造等，我国现存的大量古城池古建筑中就有许多可持续建筑的典范。

在西方，许多著名建筑师都非常注重生态。

例如：赖特将建筑视为有生命的有机体，他所遵循的将建筑与环境溶为一体的设计原则，体现了深层生态学的设计原则。

由于设计过程是一个动态变化的过程，所以赖特认为没有一座建筑是“已经完成了的设计”，建筑始终持续地影响着周围的环境、使用者的生活。

也就是说可持续建筑必须是同所在的场所、建筑材料以及使用者的生活有机地溶为一体，代表作流水别墅就是他最好的例证。

四、建筑可持续发展的设计理念和方法
可持续建筑主张在设计时统筹考虑以下几个方面：与自然环境共生、建筑节能及环境技术的应用、循环再生型的建筑、舒适健康的室内环境、融入历史与地域的人文环境等。

这些概念正逐步得到建设主管部门、开发商、消费者、建筑师的认可。

目前在建筑设计领域，绿色建筑、生态建筑等概念就是可持续建筑设计的实践。

（一）、设计理念
1、建筑外部环境的可持续发展。

建筑本身应与环境协调，适应地方生态而又不破坏地方生态。

包括：⑴建筑应与地形地貌相结合，达到建筑与环境共生，减少对环境的破坏；⑵注重新材料、新工艺、新技术的应用，采用更有利于环境的加工技术和设备；⑶注重建筑节能，推广使用高效绝热节能材料，提高建筑热环境性能；⑷充分利用气候资源，如大部分的照明，采暖可以由太阳光提供，制冷由流动空气产生等，避免大量使用人工照明和机械空调导致能源紧张、大气污染；⑸节约用水，可在建筑内设置废水处理设施和净化循环系统，使生活污水多次利用，用于景观水体、绿化浇灌、清洗冲厕等；⑹通过绿化建筑来净化空气、减少噪音、维护生态平衡，可利用屋面、墙面、窗台、阳台等处种植花草，使建筑群成为城市立体绿化园林的主体；⑺树立建筑材料循环使用的意识，在最大范围内使用可再生的地方性建筑材料，争取重新利用旧的建筑材料和构件。

2、内部功能的可持续发展设计。

建筑内部功能设计应是一个可持续发展的动态设计过程，是通过建筑的可变性，使其达到较长时间的适应性，充分发挥实体材料的寿命。

包括以下
几个方面：⑴强调整体设计的意识，即重全局、轻细节的设计思路；⑵结构方面采用新技术，如大跨度预应力叠合楼板、无梁楼板等，以求以少的承重体系支撑起最大的空间，为其可变性提供前提条件。

如日本1997年建成的新神户公寓，结构方面框架用了反梁法与架空地板，天花板处不露梁，便于隔墙的移动，设计者列出了多达31种的隔墙布置方案供住户选择，充分体现了它的可变性设计思路；⑶建筑体形应力求简洁，减小建筑体量，门窗位置应尽可能满足多种室内布置的需求，为内部的改进创造条件；⑷管道井、楼梯、卫生间等不可变部分可作为一单元集中布置，以求加大可变部分的面积和灵活度，适应建筑的发展。

（二）、设计方法
可持续建筑是可持续发展理念在建筑行业的实践结果。

目前世界上已建成了许多各式各样的可持续建筑，设计师根据他们的经验提出了一些设计方法。

针对大量运用了可持续发展概念设计的案例的分析，以下这些设计方法经常被运用。

1、充分利用自然条件和自然资源。

2、加强建筑外围护结构的保温隔热性能：⑴采用新型环保墙体材料，放弃消耗大量资源的粘土砖而改用更环保更节能的墙体材料；⑵采用外墙保温隔热系统，利用各种保温材料对外墙作内外保温处理，如保温砂浆、保温板等；⑶采用屋面保温隔热系统，利用挤塑板作屋面保温材料，利用架空层、架空板作隔热层；⑷使用高性能玻璃和门窗材料，包括中空玻璃、热反射玻璃、各种新型环保门窗材料等。

3、室内外空间设计充分利用自然采光、通风，通过设计手段使建筑物获得良好的采光和通风条件。

在总体规划上，注重考虑区域的风环境、光环境；在室内设计上，注重对流、穿堂风的运用，做全明设计，强调适宜的窗地比；注重窗户的透光率和通风面积。

4、采用热回收技术：建筑物中有可能回收的热量有排风热量、内区热量、冷凝器排出的热量等。

合理有效地回收这部分热量不仅能降低空调系统本身的能耗,还能减少对室外环境的污染。

5、使用建筑遮阳：在夏热地区，遮阳对降低建筑能耗，提高室内居住舒适性有显著的效果，建筑遮阳的种类主要有：窗口遮阳、屋面遮阳、墙面遮阳、绿化遮阳等形式。

6、充分利用太阳能，特别是在日照时间较长的地区。

应用范围包括太阳能发电、太阳能电池、太阳能热水器、太阳能空调、太阳能照明、暖房等。

7、推行灵活多变的空间设计：在城市及建筑设计中，推行合理的多功能组合，防止片面地强调单一的功能分区，创造灵活多变的室内空间，将建设所需的资源降至最小，以减少不必要的资源浪费。

8、使用环保型建筑材料：采用低能耗的制造工艺和无污染的生产技术；产品在消耗能源的同时具有可循环和回收利用价值。

通过对一些案例的分析，我们发现对于不同类型的绿色建筑，设计时考虑的侧重点是不一样的。

例如：对于办公建筑，由于使用时间主要集中在白天，可以通过利用自然采光来达到节能的目的，因此在办公空间中更多地设计自然采光是首选的方案，在办公建筑中空调耗能所占比重最大，最大限度地利用自然通风可以取得显著的节能效果；对于居住建筑，在充分考虑自然采光通风时，应做好外围护结构的保温隔热措施，因居住建筑具有用水量大的特点，所以在缺水地区，应做好废水回用措施，目前废水回用技术是成熟和有效的，世界上越来越多的居住建筑采用了中水系统。

五、结语
我国可持续建筑建设的起步较晚，与发达国家还有一定差距，特别是美国、澳大利亚、日本等国的可持续建筑建设已走在世界的前列。

因此我们可以在实践中借鉴国外成熟的成功经验，避免走弯路，加快建筑设计可持续发展的步伐。

追求可持续发展、发展绿色建筑是建筑业发展的必由之路，只有协调处理好建筑与自然生态环境之间的关系，才能实现真正意义上的感性与理性完美结合的可持续建筑。