一、绿色建筑的本质、特性及其内涵
何为“绿色建筑”?有学者认为“绿色建筑以可持续发展的思想为指导,意在寻求自然、建筑和人三者之间的和谐统一”,即在“以人为本”的基础上,利用自然条件和人工手段创造有利于人们舒适、健康的生活环境,同时又要控制自然资源的过度使用,实现向自然索取与回报之间的平衡。也有学者认为“绿色建筑是应用生态学和建筑学原理,充分利用自然资源,并以不触动环境基本生态平衡为前提,能够进行自身良性循环,对居住人的身心健康和安全不构成任何危害的居住空间”。以笔者对环境学和建筑学方面的了解,趋向于这样的认识,即绿色建筑是指应用建筑学手段,研究如何将生态理论引入建筑的设计当中,从而将建筑看成一个生态系统,通过组织建筑室内外空间的各种因素,使建筑系统内部以及与周围环境之间形成有序的能流和物流循环,从而营造出适合人居的微环境,最终获得一种高效、低耗、无废、生态平衡的建筑环境。发展绿色建筑,其目的和作用在于实现与促进人、建筑和自然三者之间的和谐统一;经济效益、社会效益和环境效益三者之间充分的协调一致;国民经济、人类社会和生态环境又好又快的可持续发展。由此可见,“绿色建筑”已经跳出了单纯意义上的建筑范畴,不仅仅局限于为人们提供一个栖身之所,它已经和周围环境形成了一个有机整体。因此,绿色建筑是可持续发展的建筑,是有生机、有活力的建筑。
关于绿色建筑的本质,主要表现在节约环保以及自然和谐两大方面。首先,绿色建筑的理念注重节约环保,即群众在使用建筑体的时候,尽量地节约资源,维护生态,降低污染,把由于人类对建筑体的使用而导致的资源浪费减小到最小。此外,绿色建筑的建设强调与周围自然环境的和谐相处,其规定群众在使用建筑体的时候,关心生态环境,确保人和建筑以及生态有机的共处,此时,才可以确保经济和社会以及生态等有机的融合到一起,确保经济高速发展,确保社会发展有序。
此外绿色建筑还有如下特征:
1.生态和谐性。绿色建筑主要体现在自然、社会和经济三者的生态性,主要指高质量的环境指标,以绿地为主的住区结构模式,充裕的自然空间,较好的自然亲和性。社区个人、团体和组织都将生态观融入自己的思想意识和价值取向,可以拥有更为和谐的邻里关系。同时,社区必须走生态、经济发展的道路,使经济实现可持续发展。生态和谐性还体现在人与自然的和谐。绿色建筑强调的是人与自然的和谐与可持续发展的理念。
绿色建筑与传统建筑不同,绿色建筑除了具有舒适、安全的性能外,还追求人与自然的和谐统一,坚持生态学的设计理念,不论是在营造过程中还是在后期使用的过程中,处处都将“无害化、减量化、资源化”的思想贯穿始终。因此,在设计时要充分考虑营造地的自然、地理和社会经济环境等因素,将生态学的思路作为设计的主线,其他工作围绕其展开。
绿色建筑并不是孤立于自然生态环境之外的人工构筑物,而是建立在与自然生态环境协调发展基础上的动态系统。这主要表现在:当建筑内部系统与建筑外部自然生态环境相辅相成、和谐稳定的时候,绿色建筑系统通过自身的平衡反馈机制使得整个系统能够继续保持这个有利的状态;相反,当建筑内部系统与外部自然生态环境系统相冲突的时候,系统又会利用平衡反馈机制进行调节,进而达到两者的平衡并朝着有利的方向发展。从生态学的观点看,组成绿色建筑、生态社区的各种生态要素应遵循自然循环规律,是平等、和谐、统一的。绿色建筑不是由自然的绿色点缀而僵死的一群建筑物或一个自然体,而是生态文化很高的、结构完整的、和谐统一的生态系统。
绿色建筑的实质就是人们在运用科学技术改造自身居住环境的同时,还必须考虑到自然界的自净能力和环境承载力,必须遵循自然生态规律,达到人与自然的和谐统一,从而实现建筑的可持续发展。它并不是孤立于生态环境外的完全由人工创造的微环境,而是地球生物圈中能量流动和物质流动的一个功能单位,是与其所处地区的自然生态环境和社会经济环境相互作用所形成的一个相对稳定的系统。
2.系统高效性。绿色建筑是一个由自然生态系统、人工生态系统等若干个子系统构成的动态平衡的生态系统,在这个生态系统中,物质流、能量流、人口流必须是高效益的流通转换。绿色建筑是追求城市的宜居和舒适,从本质上改变能源的利用方式,提高能源的转化率,实现经济、生活的高效化和集约化。
高效、低耗、环保的特征是建立在绿色技术之上的。绿色技术是传统技术与现代高科技相结合的产物,是实现建筑与自然生态环境和谐统一的技术支持,而且其并不是孤立于建筑而独立存在的,两者之间有紧密的联系。建筑是绿色技术实现的载体,绿色技术则是使建筑成为“绿色建筑”的手段。绿色建筑将生态学的概念和原理引入到建筑的设计和营造中,在这个过程中,输入的原料在第一道营造工序后,其剩余物并不作为废弃物而扔掉,而是作为第二道营造工序或其他活动的原料。当然,如果仍有剩余物就自然成为下一道营造工序的原料,如此延续,直到最后一道营造工序。如果最终仍有剩余物,则需要进行无害化处理后才能排放。这一过程充分利用了物质的循环再生原理,使营造过程中产生的废弃物减到最少,从而真正实现营造过程中废弃物的“零排放”。同时,在建筑投入使用后,绿色建筑在能源需求方面的特点是不会再完全依赖于旧式的传统能源,而是广泛采用自然界的新资源,尤其是如风能、太阳能、地热能、水能等可再生能源,因为只有这样的清洁能源对自然生态环境的影响和破坏才是最小的,而且是真正的“取之不尽、用之不竭”。这就是说,绿色建筑或住区内物流、能流、信息流、货币流和人口流必须是高效率的流通转换,通过高新技术来推动物质的有效转换与再生,能量的多层次及分级利用,最终做到污染物的排放最小化,从而达到物质与能量的高效利用。
3.绿色建筑的多学科交叉特性。作为一门庞大的应用技术研究体系,绿色建筑技术涉及到现代科学的方方面面,不但包括建筑、能源、环境、生态、材料和设备等技术学科,还包括美学、艺术、哲学等人文学科。开展项目参与人员组成一个高凝聚力的项目组,进行互动式的开发合作,而不是在各自的领域内单独开展工作。
4.绿色建筑的适当性特征。绿色建筑依赖于许多相关技术的最新发展,但在实际运行方面,考虑到技术的成熟度以及消费者的承受能力等,主要建立在现有的、成熟的和经济合理的技术之上,亦即适当性技术。所谓“适当技术”的原则就是尽量采用符合当地产业、设备、材料、劳动水平的技术。此思想来自于生态经济学大师舒马赫1973年的大作《小即是美》(Smallis Beautiful)之影响。此书对于20世纪70年代初全球奢华经济、追求浪费之风提出严重警讯。当然,适当技术并非容许原有地方技术的落后与下降,而是以当地的能力范围来发展高水平的地方技术,并与当地社会经济与生活水平取得协调。适当技术亦非排斥外来高科技,而是希望以渐进的方式使地方技术水准得以转化提升。
5.绿色生态技术的持续性特征。绿色建筑的持续性是生态文明的体现,是实现人与自然的和谐统一生态价值观的体现。绿色建筑的持续性也表现为不仅追求现在环境质量的优异,也要留给后代自然循环的优美环境。
绿色生态技术的持续性特征:一是绿色建筑较传统建筑,其耗能量要降低;二是绿色建筑尊重当地自然、人文、气候、因地制宜,就地取材,因此没有明确的建筑模式和规则;三是绿色建筑充分利用自然,如绿地、阳光、空气、注重内外部的有效贯通,其开放的布局较封闭的传统建筑有很大区别;四是绿色建筑的整个过程都注重环保因素。
6.从我国《绿色建筑评价标准》中对绿色建筑的定义可以看出,绿色建筑的内涵主要包含节能、节地、节水、节材、保护环境五大方面,通常人们所说的“四节一环保”即为此意。
(1)节地与室外环境。指标体系要求主要考虑建筑或建筑群体、建筑园区乃至城区、城市对建设用地的集成与优化利用。通过对土地污染防治、废弃场地利用、人均用地指标、绿化率、选址等指标的衡量,来要求建筑或园区实现节地的目标。从绿色住宅建筑的角度来看,节地与室外环境首先要保证建筑本身与周围环境的和谐共生,一方面要高效地利用好极为有限的土地资源,另一方面应该为居民创造良好的居住环境。
(2)节水与水资源利用。要求从建筑综合利用角度,统筹制定水系统专项方案,合理、科学地进行生活用水、景观用水、绿化用水等多层用水布局,并倡导中水、雨水的回收利用,水的分项计量,节水器具的推广等。绿色建筑就是在房屋建设过程中,住宅小区整体规划中建立雨水收集系统、污水处理系统,就是把污水变成中水,把中水用来浇花草、洗车,甚至通过建立循环系统回送到住户家庭来冲洗卫生洁具,减少水资源浪费,提高住户生活质量。
(3)节能与能源利用。建筑节能主要是通过提升建筑行业和产品标准、开发和推广能源技术等手段。技术领域,自然通风、高效设备、外窗遮阳、围护结构和可再生能源利用是五个重点技术。基于建筑节能工作的开展,节能建筑诞生。节能建筑指的是根据气候条件和节能的基本方法,对建筑规划分区、群体和单体、建筑朝向、间距、太阳辐射、风向以及外部空间环境进行研究后,通过节能设计,采用节能型的建筑技术和材料的建筑。绿色住宅充分利用自然阳光照明和采暖,减少由于设计不合理而造成的用电浪费,在降低空调采暖等耗能的同时要保证在建筑中人们生活的舒适度。
(4)节材与材料资源利用。倡导对绿色建材的推广、评价与工程应用,要求优化建筑结构体系,建材应用倡导高强混凝土、高强钢的项目实践,并从可循环建材、可再生建材的利用比例角度,保障建筑材料的节约与可持续利用。建筑需要耗费大量不同类型的建筑材料,绿色住宅建设需要系统全面地考虑节约材料问题。作为绿色建筑,建筑结构简约无大量装饰性构件造成的浪费,使用符合标准的建筑材料,尽可能多地使用环保性建材。
(5)环境质量问题。其一强调室内环境的质量要求,其二注意对周边生态环境的保护要求。由于住宅小区功能相对集聚和对自然环境因素的影响,住宅环境由于居住者生活也会发生污染。绿色建筑应保证居住人群在日照、采光、通风、噪声等各个方面都能达到宜居住舒适的标准。
7.全寿命周期。建筑全寿命周期指的是建材生产、建筑规划、设计、施工、运营维护、拆除、回用的孕育、诞生、成长、衰弱和消亡的过程。绿色建筑的设计应当遵循可持续发展原则,以高新技术为主导,针对建筑全寿命的各个环节,通过科学的整体设计,全方位体现“节约能源、节省资源、保护环境、以人为本”的基本理念,创造高效低耗、无废无污、健康舒适、生态平衡的健康环境,提高建筑的功能、效率与舒适性水平。
常规视角下人类对建筑的关注一般集中在建筑的建造和使用阶段,而基于绿色建筑的理念下,人们更需要从项目策划、咨询和设计,到后续的施工、装修和运行管理,乃至前端的建材产品生产,末端的建筑报废拆除,以及可能出现的建筑改扩建等建筑的全寿命周期。在建筑物“从摇篮到坟墓”的各个环节,审视一座建筑的各种性能。数据显示,我国每年20亿m2的新建建筑面积,消耗全球40%的水泥和钢材,而建筑寿命却仅维持25~30年,而英国建筑寿命132年,美国建筑平均寿命为74年。我国拆除建筑产生的建筑垃圾已占城市垃圾总量的30%~40%。我国每年拆毁的建筑占建筑总量的40%,建筑开发缺乏系统、长远规划,建筑设计、建筑质量参差不齐,盲目拆迁等都是导致建筑寿命缩短的关键因素。建筑寿命的大幅度缩减,同期增加了建筑规划、设计的循环周期,建筑全生命周期能耗无疑将在既有基础上翻番。因此,绿色建筑强调突破仅对建筑建造于使用期间的用能问题的关注,并将绿色理念拓展至建筑的全寿命周期。
绿色建筑的内涵和外延在不断拓展之中,因此有必要从更深层上理解这一概念。对于绿色建筑,可以从建筑本身可以达到的效率水平这个层面上加以阐释。另外,为了更好地理解绿色建筑的内涵,还有必要站在建筑之外审视何以成为真正意义上的“绿色建筑”。