绿色建筑的魅力_建筑论文

绿色建筑的魅力_建筑论文

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通过设计革新和材料科学的运用,新建大厦可以降低其对环境的影响,并减少成本,同时还能进一步强化大厦的人性化功能。其中的一个典型例子是外形犹如松柏,位于英国伦敦的41层高的瑞士塔大厦。这座大厦的优点并不仅仅停留在其外观造型上,而是与其它商务大楼相比的50%节能优势。

大多数人不一定注意到商务大厦或者高层建筑常常是消耗能源的巨大“老虎机”。以美国为例,高楼大厦总共消耗的电能大约占到全国电能消费总量的65%,占到全国能源消耗总量的30%,其排放的温室气体也占到温室气体排放总量(greenhouse-gasemissions)的30%。由此可见,大量开发和建设节能大厦将必然对世界各国的能源政策,尤其是环境保护和温室效应的控制产生难以估量的积极影响,也许正是这个原因,“绿色建筑学”(greenarchitecture)则应运而生。

积极推广绿色建筑学理念的专家们认为,绿色建筑的优势是全方位的,目前尚未全部显示出来的许多利益可能是现代人难以想象的。例如,在一间诺大的办公室内,所谓绿色建筑设计技术和智能化大厦应用技术的有机结合不仅可以大幅度降低大厦能源的消耗总量,保护周边的环境和确保空气不受污染,而且可以显著减少大厦的物业管理费用,为人们创造出更加舒适,健康和具有高度生产力的人文工作环境。此外还能减少风险,提高资产总值和大厦的不动产以及固定资产的投资汇报率。

所谓“绿色建筑学”,或者“绿色建筑业”是在20世纪90年代才正式出现的专用词,不过其历史却源远流长。例如,分别建筑于1851年和1877年的英国伦敦水晶宫(Crystal Palace)和意大利米兰的维多利亚二世风雨长廊(Milan’s Galleria Vittorio Emanuele II)都是采用屋顶通风设施(roof ventilators)和用来调节室内温度的地下空气冷却室。而当代社会对绿色建筑学和建筑业的热诚则起始于20世纪70年代的全球性能源危机,当时国际建筑行业中的志士仁人开始发挥其智慧,用钢架玻璃幕墙阳光屋代替本来需要大量能源才能产生的冷热空调,其中比较著名的节能建筑学专家有美国的威廉·麦克道纳(William McDonough),布卢斯·弗勒和罗伯特·弗克斯(Bruce Fowle and Robert Fox),德国的托马斯·佐格(Thomas Herzog),英国的诺曼·福斯特和理查德·罗杰斯(Norman Foster and Richard Rogers)。他们最大的功劳是思想开放,不受传统建筑学教条的束缚,以满腔热诚投身于长期环保型和技能经营型建筑物,通过改进建筑技术和优化材料,四处寻找超越所谓“首期成本”(beyond the so-called first costs)的绿色建筑物。迄今,绿色建筑学已经形成许多评估规格和参数系列,其中包括1990年英国推出的BREEAM标准,美国绿色建筑物协会于2000年启用的“能源和环境设计标准指导原则(Leadership in Energy and Environmental Design stand ards(简称LEED)”。

根据美国《经济师》杂志2004年12月2日的报道,美国能源和环境设计标准指导原则的宗旨是通过各种数据、图标和参数,达到节能、节水、室内气温和空气质量等方面的效益对比、用打分方式直接为建筑发展商提供有关开放绿色建筑物的审核标准和参考规范,做到在动工前就对建筑物的节能环保性能和功效了如指掌。如果一座绿色环保建筑物的分数是39分,即达到“黄金”规格建筑,如果分数为52分,即为“白金”规格建筑。按照美国绿色建筑物协会于2000年启用的“能源和环境设计标准指导原则”,与传统建筑物相比,黄金规格绿色建筑对周边环境的影响可以降低50%,而白金规格的绿色建筑对周边环境的影响可以降低70%以上。由此可以让人们意识到,传统建筑物和建筑流程似乎根本没有考虑到节能和对环境影响的问题。用美国耶鲁大学绿色环保建筑专业教授菲利普一本斯登(Phillip Bernstein)的话来形容,与绿色环保型建筑物相比,那些传统建筑物所浪费的能源甚至高达30%,而且,传统建筑物不仅大量消耗能源,而且还大量浪费建筑材料、设备、设施和宝贵的水。人类社会这种以分散自营。缺乏统一性,长期大量建设以及年复一年地使用如此不节能的建筑物,其实是人类的最大不幸之一。如此下去,其造成的环境破坏、能源浪费以及资源和水的不经济性最终是浪费大量金钱的结果,这是令人感到十分可怕的。他认为,目前在世界各地继续盛行的那种任凭建筑设计师、工程师、开发商和建筑商务自为政、八仙过海,各自为自己的利益决定其建筑物的命运,而各种建筑物的节能功效却各不相同,甚至大相径庭,建筑物大量浪费能源,资源和水的严重现象已经到了必须严格控制和全面管理的时候了。

但是令人感到欣慰的是,绿色环保建筑学理念正在逐步深入人心,并且得到世界各国政府的关注。例如2003年4月,日本丰田公司的一幢624,000平方英尺的综合大厦在美国加利福尼亚的托伦斯(Torrance)落成,从设计和开发建设直至材料的使用,这座大厦全部采用美国能源和环境设计标准指导原则,达到所谓“黄金”绿色节能建筑标准,如建筑物屋顶所铺设的太阳能电池板可以提供大厦所需能源的20%。据美国能源部2004年12月初的最新报告,目前美国50个州的1,700幢房屋采用美国能源和环境设计标准指导原则进行设计开发。根据美国非军事建筑物综合服务总署(America's General Services Administration)所公布的材料,目前美国所有民用建筑物的设计和开发都必须达到美国能源和环境设计标准指导原则中的最低标准,否则就是属于胡乱搭建的违章建筑。

不干落后的英国绿色环保建筑在2003年已经有70幢办公大楼,其建筑面积总和相当于英国大厦建筑物的25%,均达到英国BREEAM环保节能标准。目前新西兰、澳大利亚和加拿大也在仿效美国和英国,纷纷推出绿色环保建筑物,这些国家的建筑师认为.所谓绿色建筑物就是省钱,也就是节能和降低建筑物的保养成本,提高全社会的生产力。

中国在绿色环保建筑方面也有长足进步,例如北京奥组委把其建筑物标准定在首次零排放比赛上,其内容包括所有的运动场所、建筑物、运动员场所全部采用绿色建筑材料。

当然,所谓绿色建筑物的原理并不是简单几句话就可以讲清楚的,但是所谓节能环保型建筑物的运用技术却有许多种。例如由著名美国建筑设计师布卢斯·弗勒和罗伯特·弗克斯设计,坐落在美国纽约时代广场第四区的48层高康德纳斯特大厦(Cond é Nast Building),则是尽可能采用节能、节水和一切环保技术来设计和施工,可以说是当代城市环保型高楼大厦的典范和楷模。例如其玻璃幕墙让白天的太阳光,通过紫外线过滤后,投射到室内,从而节约室内光照所需要的电能。同时,在冬天还可以最大限度内防止热量的散失,并保暖。两台功率为400千瓦的天然气燃料电池可以为大厦晚间照明提供足够的电能,而白天只需要大约天然气燃料电池5%的电能。燃料电池所产生的热水可以为大厦提供日常生活用水和冬天用的暖气。铺设在屋顶的冷热管道都是用气动而不是用电动传送,屋顶上的太阳能电池板的发电功率达到了1,500千瓦,可以补充大厦电能的总需求量。大厦内的各种光照,空调和空气流通的开关装置都是人性化和节能型的,与纽约市的其它传统建筑年均能源消耗总量相比,康德纳斯特大厦节能率为40%。

令世人注目,即将在纽约世界贸易中心原址上竖起的美国自由大厦(the Freedom Tower)是由著名建筑设计大师斯基德摩,欧文马里尔(Skidmore, Owings & Merrill)和丹尼尔·立波斯金德建筑事务所联合设计和共同开发的绿色建筑物。主楼高1,776英尺,其中包括太阳能电池板和风车发电机,其风力涡轮发电机组可以发出一百万兆瓦的电能,可以满足大厦20%的能源需求。与其它绿色节能建筑物一样,自由大厦将充分考虑自然采光,自然通风和节能照明,空调等先进技术。

总而言之,20世纪70年代爆发的能源高成本,环境恶化和人们对病态建筑群的日益严重的焦虑进一步促发了绿色建筑学和环保建筑业在世界各地的盛行。随着不少新型绿色建筑材料的纷纷降价,绿色建筑行业和技术的前景更加宽广和充满希望。不少开发商和建筑商对于绿色节能型建筑物的兴趣大增,绿色节能型建筑物的市场投资越来越热。

据美国高层建筑学会对分布在美国各地城市的99幢绿色环保型节能大厦的调查研究,发现其节能效率与普通大厦相比平均为30%,而建筑成本仅仅比普通大厦平均高2%,因此绿色节能大厦的额外成本可以很快获得回收,而传统大厦往往为了节约建筑成本而导致能源耗费总量的扩大。

至于所谓绿色节能建筑物(其中包括大厦)并非必须运用高精尖的电子、电脑、玻璃幕墙等需大规模投资的现代技术,有时候少花钱同样也能办成节能大事。例如,在建筑物墙壁中仅加进一定比例的低价再生保温绝缘材料也可以获得令人惊喜的节能效果。据美国密歇根大学环境心理专家雷希尔(Rachel)和斯迪文·卡普兰(Stephen Kaplan)对美国,英国和世界其它绿色节能建筑物的广大业主,用户和物业公司的调查研究发现,大厦建筑物的绿色环保和节能氛围及环境可以大幅度提高工作人员和住户的生产效率,因为在绿色建筑物中工作和生活的人们很少有心理压力,患病率低,出勤率高,其工作积极性全部都发挥在工作中。例如搬到美国加利福尼亚森尼维尔的一座绿色节能商务大厦工作的2,500名员工的患病率比在原来的老楼工作的时候减少15%。员工的工作积极性,尤其是生产力的提高仅仅在1—2年内就抵补了因建造绿色节能商务楼的额外成本。

一般来说,采用自然光照的绿色节能商厦的零售总额也明显超过传统建筑商厦。据总部设立在美国加利福尼亚的赫雄玛宏集团咨询中心(The Heschong Mahone Group)的调查研究,该地区的所谓阳光屋销售中心大卖场的日均销售总额竟然高出其它传统电能光照型商厦的40%,由于前者在电能方面成本比后者低得多,因此前者的经济效率和市场竞争力远远凌驾于后者。此外,在大幅度采用自然光的学校课堂中学习的学生更加容易集中思想,思维敏捷,学习效率高出长期在传统课堂中学习的学生,而且身体更加健康。

值得一提的是,在降低经济成本基础上的绿色节能建筑还可以减少业主和用户的法律责任,周边环境保护主义者再苛刻也无法控告其破坏环境的责任。

尽管绿色建筑学和建筑业的优点如此之多,而且发展迅速,越来越普及,但迄今它仍然仅仅是建筑行业中的一种选择,充其量也不过是一种优化选择,还不是一种必须强制执行的法律规定。不少环保建筑设计师和开发商认为,主要问题是缺乏互助合作和相互配合,因为绿色节能建筑物,尤其是高楼大厦,需要设计师、开发商、工程技术人员,建筑材料商等部门的联合努力,因此它比传统建筑行业需要更多的投入。同时,由于建筑行业涉及的范围太广,目前还缺乏统一运转机制,从总体上讲,绿色节能建筑行业的发展速度还太慢,在全社会建筑行业中所占比例太低,成不了大气候,所谓绿色节能建筑似乎仍然是一种方向,是建筑行业中的一种装饰而已。

积极从事绿色节能建筑设计和建筑行业的专家,开发商也承认,他们目前从事的事业,与其说是一种兴趣,一种理想,还不如说是在建筑行业中的一种新探索。过去他们在设计一幢大厦或者其它建筑物的时候,为了评估其对环境的影响,常常要动用大量的人力和物力进行繁重的计算,甚至还要制作供实验室测试的建筑模型。现在有了三维电脑模块技术后,绿色节能建筑物的设计和分析就方便和准确得多了,甚至可以在图纸上就能够把设计方案中的建筑物节能环保性能讲述得一清二楚。实际上这是把飞机制造和汽车制造等空气动力学,力学,材料学等等一整套先进科学技术搬到建筑设计行业中,而且得到优化,强化和专业化。因此建筑业界的不少志士仁人高瞻远瞩地指出,今后5年中,欧美等发达国家和中国等发展中国家将会出现更多的节能建筑,节约能源已经成为当前世界的经济发展潮流,如果建筑行业被排除在外,所谓能源节约就难以成为全球发展的主流。

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