可持续性建筑之生态住宅

　　摘要：可持续是我们这个时代的最强音，如何理解可持续发展思想的内涵，并将其应用到建筑领域中，用以指导建筑设计及开发，是每一个建筑从业人员需要面对的问题。文章力求对此进行一些探索。
　　关键词：可持续发展；生态建筑；节能住宅
　　
　　在2008年8月由中央出版社和党建读物出版社联合出版的《发展观重要论述摘编》中指出，“树立和落实全面发展、协调发展和可持续发展的科学发展观，对于我们更好地坚持发展才是硬道理的战略思想具有重大意义……坚持在开发利用中实现人与自然的和谐相处，实现社会的可持续发展……科学发展观的基本要求是全面协调可持续。”
　　可持续发展的号角已经在这个时代鸣响。在可持续发展的定义中，“满足现在需要的发展，而且不剥夺后代满足他们需求的能力”，包含有两个关键概念：未来和资源保护。未来使我们这一代有责任考虑后代的需要，特别是把我们的星球以适当和健康的方式传递下去；资源保护使我们这一代有责任保护所有不可再生资源——地、能源、生物多样性、矿物质等等。
　　在开发和建筑领域，有5个可持续发展的要点，它们是：①促进吸引人和方便的城市地区的建设，使人们乐于在其间生活和工作；②鼓励在有可能减少能量消耗的地方开发新建筑；③鼓励城市土地和建筑再生，对被遗弃和被污染的土地修复后加以利用、进行开发或者作为露天场所；④进行综合开发，把维持乡村经济和保护乡村风景、野生动植物、农业、森林、娱乐以及自然资源价值等相结合；⑤促进对可持续发展的理解。
　　生态建筑与可持续发展建筑的概念属于同一范畴。生态学最初由德国生物学家赫克尔(Ernst Heinrieh Haeckel)于1869年提出。生态学认为，所谓生态，意指整个生物圈内万事万物共生共存、互相影响、互相依赖的生存状态。自然界的任何一部分区域都是一个有机的整体。
　　从生态学的角度看，生态建筑的基本内涵可以概括为：①运用生态学的生态平衡、循环、有机统一等原理、方法来指导建筑设计；②以人、建筑、自然和社会协调发展为目标，有节制地利用和改造自然，寻求适合人类生存和发展的建筑生态环境；③将建筑作为一个有机的、具有结构和功能的整体系统来看待，追求建筑节能、环保、有机维持、设计高效率等技术特征，使其与环境成为一个有机结合体。
　　由于人类社会面临着前所未有的生态环境恶化，社会和公众利益受到来自高速发展的恶果的严峻挑战，生态建筑被赋予了提供健康生活、改善生态环境的意义，体现了社会可持续发展意识和对人类生存环境的关怀。生态建筑作为一个系统概念，它可以表征为：
　　(1)建筑对生态环境的影响贯穿于建筑的整个生命周期。
　　(2)建筑的生态化涉及到建筑业的各个环节，所以生态建筑涵盖城市规划、建筑设计、施工管理、建筑材料、建筑节能等所有建设领域的相关问题。
　　(3)生态建筑的本质，是涉及到对“人——建筑——环境”这三者关系的研究，它牵涉到所有社会学问题及其相关理论。如生态学、环境心、认识学、类型学等等。
　　发展对自然和社会环境造成的影响越来越大。建设部、国家经贸委、国家质量技术监督局、国家建材局在建住房[1999]295号文《关于在住宅建设中淘汰落后产品的通知》中明确规定，各直辖市、沿海地区的大中城市和人均占有耕地不足0.8亩的省(区)的大中城市的新建住宅，禁止使用实心黏土砖。
　　发展新型墙体材料替代大量的实心黏土砖，具有保护耕地、节约能源、利用废渣、治理环境、改善建筑功能等重大社会经济效益。以前全国有砖瓦12万个，占地39.6多万hm²，每年烧制6000多亿块砖，取土14.3亿m³，相当于毁坏土地7.92万hm²：其生产能耗和北方采暖能耗合计就占我国全年能耗总量的15％以上；仅烧砖每年就排放二氧化碳1.7亿t。因此，发展节能、节地、利废的新型墙体材料，不仅是建筑产业化发展的需要，而且是国民经济、社会、环境和资源协调发展的需要。
　　对任何一个国家而言，能源在很大程度上都是不容置疑的核心问题。可持续发展对能源领域的影响非常明显，因此，在新的立法和研究领域环境政策和能源政策之间的相互关系也愈加紧密。而建筑又在其中扮演着关键的角色，因为它是能源的主要消费者。
　　由于城市里人口、房屋和人类活动密集，因此这里也是污染比较集中的地方。改善城市的环境状况，特别是改善能源消费所产生的负面效应，将对世界的生态系统产生重大的积极影响。温室气体排放、酸雨和臭氧层空洞，这些破坏全球总体生态状况的影响，都是现代城市生活所引发的严重后果。日益严重的污染促使国家政府对环境问题倍加关注，“环境”是一个相当宽泛的概念，它包含了从到水处理、从废物排放到特征这多方面、多层次的因素和内涵。环境既是需要保护的资源，也是亟待解决的问题。1991年在格拉斯哥召开的绿色城市大会上，肯·柯林斯指出，“健康的城市，是一个在环境方面友好的城市，而环境友好的城市才有可能成为繁荣昌盛的城市。”环境、健康和发展之间的三角关系，已经成为最重要的全球性问题之一。
　　空气污染对人体健康、生物健康、全球环境和建筑结构都有潜在的威胁，对建筑从业人员来说，降低空气污染应当从以下4个方面来考虑：改善建筑的设备规划和管理；从能源和资源的角度考虑，设计出效率高更高的建筑，进行技术革新来减少污染和垃圾；改善开发的布局和风格，减少用于运输的能源；使用可再生能源。
　　在设计舒适节能的建筑时，需要考虑3个关键因素。
　　(1)气候。气候在阳光利用、太阳能采集和通风等方面所产生的影响，将在建筑设计，特别是建筑的总体布局设计中，发挥着重要的作用。例如，对于太阳能，既要采取足够的措施避免夏天过量阳光的炙烤，同时又能确保在冬天最大限度地采集有用的热能。因此在设计时，必须同时考虑阳光的“遮挡”和“采集”。对阳光的控制本身就是一大难题，而它尚需与一年四季提供自然光照明的需要相结合，这使得问题更加复杂。
　　尽管存在诸多困难，但是设计对能量和气候敏感的建筑，却为抛弃过去设计上的许多限制提供了机会；为开发新的领域提供了便利；为旧有的问题提供了新颖而又影响深远的解决办法。只是，在最初的工程实践中，需要花费额外的时间和精力。
　　(2)能源。当能源问题被单独考虑时(特别是在住宅建筑中)，会有助于实现节能设计的标准化。在复杂的大型工程项目中，取暖、制冷和采光的相对要求，以及从人群、设备、照明和阳光中获得的能量，必须从建筑的形式、方位、结构、占有情况和环境要求等角度进行考察，以确保在进行重大设计决策时，优先考虑总体规划。
　　经验告诉我们，设计出不牺牲美感和只少量甚至不增加成本的节能建筑是完全可能的。事实上，遵守低能耗原则的建筑，有他自身的丰富性和美感，它本身就俨然是市场的一个组成部分。
　　(3)建筑材料。建筑师需要了解建筑材料生产时所消耗的能源以及生命周期的成本。在一个国家某一地区的健康的生态建筑设计方案，在另一个地区往往并不那么有效。解决这个问题的关键是考虑材料的“适用程度”，以及综合考虑建筑所消耗的能源、环境影响和生态因素。
　　在设计一栋新建筑或者翻新某个建筑时，建筑师可选择的材料很多，本地可以获得的原料、循环利用的可能性和生产时的影响，应当首先考虑。主要原料的选择都应当建立在这个基础之上。稀有和含能量高的材料应当谨慎使用。
　　目前国际上生态住宅开发的趋势，主要有以下几点：①改雨水排放为就地回收雨水，就地渗透、补给地下水；②采用回收用水营造水景、改善微气候，设置水循环再生系统，营造人工湿地，使水景具备综合性功能；③合理利用土地，由以往“推平头”式的“七通一平”逐渐改为保护并恢复原有植被、因坡就势，少占农田；④由大面积铺设草皮，转变为种植乔木、灌木；⑤从雷同化的住宅小区开发模式，转变为与旧城改造相结合的新旧交替滚动升级开发模式。
　　显而易见，这些措施都是积极而面向实际的。
　　在保持矿物燃料供应以及针对当今全球气候变暖问题的任何一个战略中，住宅中消耗的能量都处于核心地位。到目前为止。空间取暖在住宅所消耗的能量当中所占的比例最高，因此，提高保温标准、减少不必要的空气流动、提高暖气设备的效率以及通过制造温室和采用被动式太阳能，这些问胚就成了人们关注的焦点。但是，由于最初设计时布局的密度、位置、方向等因素，很大程度上决定了能量消耗的数量。因此，建筑师和施工人员最初的决定，就对随后是否有改善的机会具有至关重要的影响。
　　对住宅中的能量消耗有显著影响的因素有：建筑形式(紧凑的开发形式具有很多优点)；建筑的围护结构(使用热容量大的材料以及高效的保温材料来吸收太阳能辐射，并延缓夜间温度的降低)；方位(布局时，增加采集阳光的面积，减少顶风的面)；微气候(布局时，利用绿化设计来增加遮阳的效果)；(选择建房地点时，要考虑减少开车出行的需要，并增加交通站点的密度)。由此我们可以提出指导生态住宅设计的一些重要原则：采用紧凑的维护结构，减小建筑物的外表面积与体积之间的比例；为阳光照射和利用太阳能流出空间；利用屋顶空间来调节室内环境；栽种树木来遮挡夏季的阳光；提供高效的保温层，以节省能量和提高舒适程度；安装低能耗的照明系统；为用户提供调节个性化环境的设施；为以后提高保温标准创造机会；留出在家中工作的空间；为摆放自行车留出空间。
　　生态住宅的研究是个世界性的课题，日本在研究生态住宅方面主要涉及了3个方面。
　　第一个是环保性，也就是对地球环境的保护。探讨对资源的消耗、利用、保护的合理和有效的方法，并提出废弃物要尽量减少。减少废弃物的方法之一就是回收再利用。
　　第二个是环境性。居住的环境，小环境是指住宅周边或者居住区的环境，大环境是指城市环境。大自然的亲和性、设计的高技术性，使得室内外生态环境联系在一起。环境概念还包括社会的文化、文明、遗产、人与人之间的关系即亲和性等等内容，总称为环境性。
　　第三个是居住性。包含安全性、健康性、舒适性、美观性。
　　我国的研究主要涵盖5个课题。第一个是选址，发掘基地的可持续利用的环境条件，使在基地选择上就保持可持续发展的要素。第二个是对水资源的保护，水资源被强调到非常重要的地位，因为水资源是极其重要的因素，而水资源也是严重缺乏的。第三个是不可再生能源的效益和可再生资源的利用。第四个是对原材料的利用和保护。第五个方面是环境质量。
　　不难看出，尽管对“生态住宅”的内涵有各式各样的列举，范围有宽有窄，但基本上都是围绕3个主题：一是减少人类施予地球资源与环境的负荷和影响；二是创造健康、舒适的居住环境；三是与自然环境相融合。
　　综上所述，环境问题不会受国家的疆域的限值，它们常常是全球性的，至少是地区性的。可持续性是一个足以影响到国家安全的重大问题，特别是在争夺关键资源(水、土地、能源等等)时，更是如此。从历史的角度来看，开发应当利用当地就可以获得的资源，并根据气候来构建建筑的布局、方位、细部和外观。即应重视和理解乡土建筑的结构风格，使用当地采购的材料、当地供应的能源和当地的传统工艺。