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绿色建筑研究 永远的欧伯罗斯 在正式谈论绿色建筑之前 让我们先来谈一则有趣的故事 古夕阳神话中有一种名叫欧伯罗斯 Ouroboros 的怪兽 可以吞食自己不停生长的尾巴而长生不死 古埃及与古希腊常以一对互吞尾巴的蛇纹形图腾来表现Ouroboros 象征不断改变形式但永不消失的一切物质与精神的统合 也隐喻着毁灭与再生的循环 由于Ouroboros可完全不靠外界食物而常存 富有神秘 轮回 生生不息的气氛 因此一些西洋炼金术或早期基督教神秘教派 常以Ouroboros为其图腾标志 人类如果能像Ouroboros一样 不消耗外界食物资源而自我生生不息的话 世界上就能减少绝大部分的资源掠夺与社会争端 也就不会导致今天的地球环境危机了 然而 自食尾巴而长生不死的Ouroboros 就像秦始皇追求长生不老解药一样 是不可能的 我们今天的地球环境问题 已不是自给自足的Ouroboros住宅式之隐居生活所能解决的 我们所谈的 绿色建筑 是将可持续建筑的尺度扩大至地球规模 希望整个居住环境能像Ouroboros一样 整个建筑产业能自我循环 生生不息 可持续发展 第一次能源危机之翌年1974年 美国明尼苏达州建造了一座标榜 生态建筑 的住宅 以Ouroboros命名 顾名思义 就是希望能达到完全与环境共生而自给自足的住宅设计 它设有太阳能热水系统 风力发电 废弃物及废水再利用系统等生态设计 也采用了草皮覆土屋顶 温室 浮力通风等自然诱导式设计 绿色建筑发展史 绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内 最大限度地节约资源 节能 节地 节水 节材 保护环境和减少污染 为人们提供健康 适用和高效的使用空间 与自然和谐共生的建筑 绿色建筑的思潮最早起源于1970年代的两次世界能源危机 当时因为是有恐慌 兴起了建筑界的节能设计运动 同时也引发了 低能源建筑 诱导式太阳能建筑 生态建筑 风土建筑 的热潮 至今仍是环境设计思潮的主流 最近更在地球环境危及声中 产生 生命周期评估 CO2减量 生命多样性设计 等全面性的地球环保设计理念 形成今日最新的绿色建筑设计理念 生命周期评估 LifeCycleAssessment 简称LCA 是一项自60年代即开始发展的重要环境管理工具 生命周期是指某一产品 或服务 从取得原材料 经生产 使用直至废弃的整个过程 即从摇篮到坟墓的过程 1970年之前 全球经济空前繁荣 市场一片鼓励消费以刺激建设之声 甚至打出 消费就是美德 的口号 那时正是建筑现代主义盛行的时候 建筑设计朝向全面机械化 设备化的模式 例如全天候的中央空调 全玻璃的建筑外观 24小时供应的热水系统 夜不熄灯的全面人工照明设计充斥全世界 糟蹋着地球资源 在1964年的 未来主义建筑宣言 中 更鼓励人类建立最浪费的都市形式 他们不断告诉大家 未来都市就像一座造船厂 住宅就像一台巨大的机器一样 建筑物之间全部用金属步道和高速车道来联系 钢和玻璃所做的电梯 就像蛇一样爬满了建筑物的表面 甚至还幻想将整个都市装上喷射引擎及移动的四肢 以任意走动或飞上火星 1972年 罗马俱乐部发表 增长的极限 作品 对1960年代迷信科技与经济成长的人类文明提出严重警告 震撼了全球 此警告初响 1973年随即发生了惊天动地的第一次石油危机 使当时迷信机械万能的思想遭受当头棒喝 使得奢侈浪费的建筑界开始注意到 节能设计 的重要性 当时因此产生了一些令人耳目一新的节能住宅 在美国甚至兴起了 诱导式太阳能设计 的风潮 虽然 节能建筑 最初只是以减少电力 瓦斯的消耗量 即省钱 为目的 但在短短十几年期间 这些寒带先进国家因此大幅提升了建筑物的保温性及气密性 使建筑品质得到明显改善 风土建筑 与 生态建筑 两大思想脉动 增长的极限 牵动了建筑两大思潮的脉动 风土建筑 与 生态建筑 所谓 风土建筑 的脉动 是因能源危及的冲击而不满于现代建筑一味追求巨型化 设备化 人工化的思潮 并反对国际建筑形式完全不考虑气候风土 地方建材 而产生无个性 无文化的建筑风格 毕竟 节能建筑 的最高境界在于师法自然 顺应风土 中国黔东南侗族民居 印尼苏门答腊BatakToba民居 另外一股所谓 生态建筑 脉动 可说是对机械文明提出严重控诉的环境设计理论 生态建筑 萌芽于1960年代的生态学 受到生物链 生态共生思想的影响 对过分人工化 设备化环境提出彻底的质疑 生态建筑 强调使用当地自然建材 尽量不使用近代能源及电化设备 一些采用覆土 温室 蓄热墙 草皮屋顶 风车 太阳能热水器等外形的节能建筑设计纷纷出现 甚至在温室种植水耕植物 以厨余和动物粪便制造堆肥与沼气 以回收雨水充当家庭用水 以人工湿地来处理污水并养鱼等生态技术 均成为 生态建筑 的设计重点 这波 生态建筑 的脉动 正是主宰着日后 绿色建筑 的先锋 绿色建筑的胎动 有感于地球环境的危机 1980年 世界自然保护组织首次提出 可持续发展 1993年第十八次国际建筑师协会会议 发表了 芝加哥宣言 以 处于十字路口的建筑 建设可持续的未来 为主题 号召全世界的建筑师以环境的可持续发展为职责 举起了绿色建筑的旗帜 世界绿色建筑评估的热潮 虽然人类对于绿色建筑期盼已久 但任何绿色建筑政策必须建立于科学量化的绿色建筑评估体系 才能顺利进展 1990年英国建筑研究所BRE公布了办公大楼建筑环境负荷评估法BREEAM 成为全球第一部绿色建筑评估体系 2000年以后 全球绿色建筑评估体系发展进入巅峰 人类对于绿色建筑评估体系的发展史 就像是一部人类追求建筑可持续发展的奋斗史 如今已呈现百花齐放 争奇斗艳之势 正如开头所讲 谨以人类对长生不死的神兽信仰 永远的欧伯罗斯 理想 来呼吁以绿色建筑来建立可持续家园 这绝非赶时髦或沽名钓誉的口号 而是地球号太空船中永远的建筑哲学 也是我们得以留给子孙的一丝希望 实例分析 索利哈尔Arup办公楼 索利哈尔Arup办公楼位于考文垂与伯明翰之间的布莱斯河谷新科研园的郊外 这一建筑打算树立一个绿色建筑样板 争取最小二氧化碳排放量和最大生产率 策略 设计中采用了几项有机结合在一起的综合策略以达到设计目的 比较显著的是屋顶凸窗和多孔的地板 以利于自然采光与自然通风 凸出的天窗既是热压通风和穿堂风的通风器 又是防火烟气通道 这双重功能的设计通过计算流体力学的模拟计算机加以完善 通风 每一建筑区域 在屋顶起采光和热压烟囱作用的凸窗上 都安装有自动缓慢的通风口 建筑管理系统自动控制通风口的开启以提供自然通风 办公人员可以随意开关办公室的窗子 热质 裸露的预置地板和顶棚为低能耗通风策略可提供足够的热质 室外遮阳 几个西南向和东北向的窗子是采用固定的室外水平式遮阳板 办公人员可控制遮阳设备 这对满足他们的要求很关键 建筑立面由用户采用的不同遮阳装置装点的得风格各异 比建筑自动控制系统操作的单调庞大的玻璃建筑更加有趣 自然采光 进深长的建筑平面采光主要来自于东南和西北立面的窗子 还有屋顶凸窗 二楼地面沿着一侧边缘和中央有走马廊 使屋顶的光线能够传递到一侧地面 同时也使得热压通风和穿堂风的效果更佳 人工天穹对建筑采光进行测试 人工照明 特殊设计和建造的照明设备提供均匀的直接和间接的照明 同时起到吸收声音的效果 因为裸露的水泥屋顶吸声效果差 雨水径流管理 来自屋顶和停车场的雨水径流到一个现场澄清池里 然后蒸发到空气中或渗透到土壤里 绿色交通 350人的员工仅提供了200个车位 意在鼓励员工拼车 骑自行车或乘公共汽车 二期工程中 自行车停车场的面积会增加一倍 废物回收 建筑在设计时就要考虑尽量精简结构 可重复使用建筑部件 钢构件在现场用螺栓连接 预制空心底板和顶棚的安装不需混凝土表面 这两项有利于精简结构 此建筑基本采用其生命周期内100 可回收的材料建成 建筑本身也尽量使用回收材料或非加工的原材料 在2003年 建筑使用调研机构对索利哈尔Arup办公楼的用户进行了调研 结果表明 用户的满意程度达95分 此建筑被评为非常优秀的建筑 实例分析 美国匹兹堡CCI中心 美国匹兹堡CCI中心是匹兹堡重要的绿色建筑 也是可持续发展计划的典型 建筑物座落在匹兹堡老市区南部 是一座用旧楼改建的建筑 这里交通便利 社区服务设施齐全 该建筑现作为节约能源和资源 可回收利用能源和相关技术的展览之用 根据可持续发展原则 CCI改建了上个世纪的原有三层楼的砖砌墙体结构和位于一层的石砌外围护结构 并确保改建过程中拆除的建筑物废料尽可能地少 做到物尽其用 许多拆下的材料又重新使用于该建筑 或在本社区其它建筑中得到利用 拆下的砖石立面围护用来作围护结构的保温层 大多数围护结构的保温材料含有对环保有利的加气混凝土和密实的纤维板 做成熟阻为R24的墙体 R38和R70的吊顶及屋面系统 楼板和平屋顶结构使用了农副产品制成的板材 即用麦草定向编束并制成结构保温板 成为美国第一座使用此种产品的公共建筑 性能良好 易于开启的窗户有利于通风 也增加了室内舒适度 改造后的建筑内部 与旧有建筑有些相似 而且镀锡的吊顶被保留下来 清水墙面未加装饰 柠檬色油漆地板与淡色水基涂料涂刷的木框做成的非承重隔墙保持了原有风格 门窗的贴面也采用了重复使用的木料 室内的窗户则是用旧楼的可再次使用的窗框和窗棂镶以再次使用的玻璃做成的 改建后的楼体加用了外露的钢托梁 使用了油漆过的农副产品制成的楼板和吊顶板 里面使用了用旧料作新面屋的素砖及再生地毯 墙体结构最大程度地使用了再生材料 该建筑可有效使用能源 在自然光线下 内部空间清晰明亮 室内人员与窗户的距离最远不到6 5米 室内光线可用百叶窗调节 建筑物使用玻璃隔断和开敞式的办公室 使工作人员可凭窗眺望 没有任何障碍遮挡 流动空气可直接从周边的可调式窗户进入 通过中厅采光井与其它可调节式天窗流出 夏季几乎不需用机械制冷 通过通往屋顶平台 二楼阳台和地面花园的出入口 可使在户外活动和室内工作的人们均能够呼及到新鲜空气 屋顶平台上的植物种植在循环使用的塑料大容器或小果汁容器中 可降解的遮阳设备亦由纯天然纤维及再生木料制成 屋顶花园的设计有利于减少雨水流失 屋顶植物无需人工浇水 就已能够得到充足的水分 建筑的大部分供热和制冷由三台燃气装置完成 此装置配备有按程序自动调节的恒温阀 可容纳许多听众的大会议室由热辐射地板供暖 制冷通过强制空气流通装置完成 通风使用空调和与之相匹配的热回收装置进行 空气的流通则通过地板下的可调扩散器使新风进入新建筑的大部分区域 此建筑一部分电源由一个2 2千瓦的光电系统供给 该光电电池板排列在走廊和阳台屋顶上 微气候数据采集站用来采集风力和热工数据 以监测每天的太阳能收集情况 太阳能供给建筑物用电系统使用 在阴雨天或太阳能源不足时 才使用电力系统补充 节能型照明灯则采用荧光灯和电子镇流器 采光使用多项旋钮装置 以与日光照明相配合 当建筑物不被全部使用时 使用者可在小范围内使用工作照明系统与天然采光相结合 绿色建筑欣赏 绿色收获大厦 在温哥华举行的一场名为 挑战2030 的设计竞赛 该竞赛旨在应付全球气候变化和引导环保密集型发展 减少未来二氧化碳的排放量 而这座Romses设计的 绿色收获大厦 就是竞赛中的获奖作品 名字中 收获 的概念在项目中通过探索垂直蔬菜 草本植物 水果 养鱼 养鸡以及羊奶制品厂来实现 另外 可再生能源通过绿色设计元素利用地热 风能和太阳能将被收获 太阳能电板以及大规模风轮机是把太阳能和风能转换成能力的基础设施 而甲烷等废弃物以及雨水等都被收集循环利用 位于大厦屋顶的大容量雨水蓄积池 还能为众多的室内 室外作物和屋顶花园提供灌溉 除了 收获 食物和能源外 由于有计划 有目的地协调布置了住宅 交通 大型农贸市场和超市 办公室 农业研究 教育设施 粮食相关的零售和餐馆等设施 将使大厦成为一个高度动态 各功能相互支撑的综合型建筑系统 绿色收获项目二 Romses建筑事务所设计了这个 绿色收获项目之二 作为范库弗峰 2030挑战 赛的参赛作品之一 绿色收获项目的根植于一个概念 在我们的城市 周边以及单户住宅內 能源和食物是如何生产 运输以及维持的 抓住城市生态密度这一线索 特别是最新巷道住宅倡议 这项绿色收获工程拟通过许多居民区和巷道构建城市内部一个新的 绿色能源和食物网 社区 2010中国十大最节能低碳建筑 1 世博零碳馆世博零碳馆 是中国第一座零碳排放的公共建筑 从外形来看 零碳馆更像是两栋造型别致的 小别墅 而不是展览馆 除了利用传统的太阳能 风能实现能源 自给自足 外 零碳馆 还将取用黄浦江水 利用水源热泵作为房屋的天然 空调 用餐后留下的剩饭剩菜 将被降解为生物质能 用于发电 在每栋房子的屋顶 各安装着11个五颜六色的风帽 房子朝南的墙壁采用的是镂空设计以自然采光 而房子的北面墙壁则被设计为斜坡状 在坡顶设置可开启的太阳能光电板和热电板 另外还将种上一种名叫 景天 的半肉质植物 景天 不仅有助于防止冬天室内的热量散失 而且还能使零碳馆从周边各展馆中 脱颖而出 世博会结束 零碳馆将永远保留下来 我们会把它打造成中国首座零碳博物馆 2 台湾成功大学 绿色魔法学校 这栋建筑百分之百使用环保建材 由成大建筑 土木及工程科学等系多位教授组成设计团队 花了近3年时间建构 绿色魔法学校地上三层 地下一层 2011年启用 使用特殊水泥将减少三成的用量及一成的二氧化碳排放 但强度增加四成 采用水库的污泥烧制成陶粒 作为隔间墙骨材以及屋顶花园的土壤 可吸音 保水 不会产生戴奥辛的电线 玉米做的地毯 宝特瓶抽纱制作的窗帘 以及不含甲醛与重金属的油漆 抑菌钢板 可吸臭气的墙面 此外 建筑外的车道 是采用台大教授柳中明设计的生态工法 可耐高压 开坦克车都行 还可吸附二氧化碳 屋顶有空中花园隔绝热气 还有可随太阳转向的太阳能板 以及做为风力发电的桅杆 德州太阳谷微排大厦 它号称世界上最大的太阳能建筑 日月坛微排大厦总建筑面积达到7 5万平方米 在全球首创实现了太阳能热水供应 采暖 制冷 光伏并网发电等技术与建筑的完美结合 建筑整体节能效率达88 每年可节约标准煤2640吨 节电660万度 减少污染物排放8672 4吨 是全球首创性地实现了太阳能热水供应 采暖 制冷 光伏并网发电等技术与建筑的完美结合 电谷锦江酒店 电谷锦江酒店还应用了另一种可再生能源建筑应用技术 污水源热泵技术 将城市污水处理后用于整个酒店的采暖 制冷等 使污水实现了循环利用 提高了可再生能源的利用效率 每年可利用中水737万吨 系统运行费比水冷螺杆加蒸汽系统节省188 5万元 每年可节电188万度 节约标准煤752吨 减少二氧化碳排放量546吨 二氧化硫排放量16 54吨 氮化物排放量7 52吨 烟尘排放量12 78吨 世博中国馆 斗拱造型的中国国家馆被誉为 东方之冠 夏季 顶层建筑可以为底层建筑遮阳 起到一定的降温作用 另外应用了生态农业景观技术 能有效隔热 使建筑能耗降低25 以上 世博中心设计遵循 3R 原则 大力增强建筑围护结构的保温性 减少热量损失 应用了自遮阳 太阳能采集 雨水收集等多项环保技术 成都来福士广场 投资达40亿元 建筑面积逾30万平米的 来福士 广场 运用了地源热泵供热和制冷系统 热回收系统 冷热水蓄藏 中水回用 太阳能等可再生能源的利用等节能环保措施 整个建筑呈大悬挑 大孔洞和不规则倾斜状 其造型新颖独特 与央视新大厦有异曲同工之妙 是国内首座 国际罕见的超高清水混凝土建筑 高度在112m 123m之间 成都来福士广场是国内首座 国际罕见的清水混凝土建筑 也是世界史上最高的清水混凝土建筑 低辐射中空节能玻璃 单银低辐射low e玻璃 玻璃的高透光性与太阳热辐射的低透过性更完美地结合在一起 普通透明玻璃最高可以降低建筑能耗达70 以上 普通透明玻璃幕墙 每年节约的空调能耗将超过百万元 台北101大厦 楼高 米的台北 大楼 已被宣布申请世界绿色建筑环保标准 白金级 认证 整个楼层集垃圾回收 节水省电 照明设备为一体 一年可节省 万度电 比以前