綠色建筑設計研究
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摘要：低碳綠色建筑已經成為當今時代的主流，鑒于對綠色建筑的價值認定標準的差異，各國的評價標準體系各有側重，所以，最終呈現的綠色建筑實踐成果也不一致。筆者基于建筑師價值導向，倡導健康、自然、舒適、適度的綠色設計理念，并結合工程實踐，總結歸納了若干具有可實施性的綠色設計策略。
關鍵詞：建筑師價值導向，綠色建筑，設計策略，健康舒適
1綠色建筑評價體系簡述
據筆者初步統計，目前，世界各國有綠色建筑評價標準約45部，各大洲均具有比較成熟的綠色建筑評價標準，其中，以歐美為主，國際公認的六大綠色建筑標準評價體系是美國LEED、英國BREEAM、德國DGNB、美國WELL、德國被動式房屋評價標準以及ActiveHouse主動式建筑評價標準。我國于2006年首次頒布《綠色建筑評價標準》，并于2019年進行二次修編。
2綠色建筑實踐中的“不綠色”
由于各大標準建立的價值導向的不同，各個標準的技術關注點各有側重，特別是個別標準中，暖通、空調等技術專業的權重過大，建筑設計作為龍頭專業喪失了話語權，不能真正主導綠色建筑的實施。有些建筑單純為了滿足綠色評價體系的各項指標而大量增加機械設備，后期運營成本也居高不下，這就造成了評價標準越高，設備投入量越大。綠色建筑設計變成了為達標而設計，造成不必要的浪費，建成了很多“不綠色”的綠色建筑。建筑的根本目的是使用，而不是達標，綠色建筑的根本目的是在低碳、環保、較少耗能的前提下，實現人的健康、舒適、安全的使用需求。所以，需要我們建筑師在實踐中樹立以人為本的價值導向，主動指導綠色建筑的實踐工作。
3建筑師的綠色價值導向
通過多年的綠色建筑的實踐活動，筆者簡單總結了幾點體會：
（1）以全生命周期考量建筑性能：建筑師的價值導向應該是全面的、覆蓋性的，從材料與構件生產、規劃與設計、建造與運輸、運行與維護直到拆除與處理的全過程[1]，統籌考慮建筑的能量總消耗，摒棄為了評級而設計的思想，建造真正的綠色建筑。
（2）主動合理地使用被動式技術：利用建筑學最本體的技術能力，通過非機械的、物理化的、構造性的、本土材料等方法，在功能排布、建筑形體、空間組合、構造設計、標準化設計上下“功夫”，巧妙利用建筑本體，使建筑得以可持續發展，為人們提供健康舒適的生活環境以達到綠色建筑目標。
（3）有節制地使用主動式技術：更多運用建筑師的智慧而不是機械地依靠設備，要綜合考慮設備的造價、運營成本與建筑本體之間的辯證關系，不要當撒手掌柜把綠建達標的責任推給設備專業，要主動參與、指導設備的選用和搭配，力爭達到設備功效的集成化、耦合化。歸根到底，設備的生產建造本身就是耗能的一部分，不能簡單認為使用了主動式設備就達到了建筑節能目的，這是一種自欺欺人的想法。
（4）強化建筑設計的在地性原則：建筑要盡可能多地結合當地的自然環境、氣候特點、本土建造技術、本地建材資源等，使得建筑更加本土化、地域化并具有宜居性。作為建筑師，節能不是我們的目的，我們不是為了建造一個高能運轉的機器，而是努力打造一個健康、舒適、宜居的場所。
4實踐中的綠色建筑設計策略
筆者通過多年實踐經驗及課題研究，總結出我們常常使用的10條技術策略：
（1）復雜體形建筑的標準化設計：隨著時代的發展，大型公共建筑形體復雜化是一個趨勢，特別對復雜形體的設計建造是一個重要關注點，如果只是簡單地運用BIM技術進行簡單的“分割”，建構大量的“非標構件”進行安裝，筆者認為，這種設計思想本身就是與綠色建筑標準相背離的，甚至是非建筑師的設計方法。在筆者主持的海峽文化藝術中心的設計中（圖1），設計團隊采用標準化的技術方法，整個建筑的復雜外立面僅使用兩種標準規格的陶板，建造成本大大降低（圖2）。
（2）科學合理地運用遮光技術：建筑遮陽的合理設計，可阻擋大量的陽光輻射直接進入建筑，使得建筑室內溫度保持相對恒定，室內光線調整到較適宜狀態，最大程度地降低了空調能耗，在使用過程中營造了良好的舒適度（圖3、4）。
（3）優先考慮陽光的導入利用：陽光是健康建筑的必需，建筑師應巧妙利用自然光，營造一個健康、和諧的光環境。
（4）新鮮空氣的導入與循環：運用空間之間正負壓的原理，主動設計高效的空氣流通路徑，有節制地使用機械新風系統，在降低能耗的前提下，有效改善室內空氣質量和衛生環境，使建筑環境更加安全、潔凈、健康。
（5）合理處置冷熱橋的不利影響：在綠色建筑的節能設計中，建筑熱橋對能耗及室內熱環境質量影響很大，處理不當既增大建筑能耗，又降低室內熱環境的質量，因此，在設計方案階段就要足夠重視，避免冷熱橋的產生，利用建筑學的方法，通過功能的合理排布、科學的構造設計，有效解決冷熱橋的問題。
（6）優先選擇地域性的建筑材料：結合本地傳統的建筑材料及建造技術，可以降低成本、節約資源，促進建筑的可持續發展，從而更好地實現材料和文脈的融合，體現建筑的地域主義特性[2]。
（7）屋頂綠化與第五立面的設計：向屋頂索取綠色，不僅可以起到改善環境質量的作用，還能降低周邊的氣溫，吸收CO2，減少城市熱島效應，發揮生態功效。
（8）大力推動可再生能源的使用：將太陽能、風能、地熱能、生物質能等可再生能源應用于建筑設計中，能夠極大程度地緩解因建筑物建設帶來的環境污染，利用可再生能源，提高能源的利用效率，對促進建筑物實現零能耗、超低能耗有十分明顯的幫助。
（9）一體化設計的綠色設計方法：在進行建筑設計的過程中，從策劃、規劃、景觀、建筑、室內設計到工藝設備應該是一個完善的系統化設計，這樣可以有效控制成本，降低成本就是減少耗能。
（10）BIM技術是綠色建筑的利器：由于BIM信息是唯一并且準確的，因此，綠色建筑在設計、施工、運營、采購等方面運用BIM可以有針對性地進行精細化、精確化控制，這種控制是一個技術革命，也是綠色建筑能夠真正實踐的重要保證。5結語當AI技術和人工智能一步步走近建筑行業，綠色建筑也必然會受到影響。作為建筑師群體，應該在以健康、舒適、安全為目的的價值導向下，建立一個先進的建筑設計科學體系，引導我國綠色建筑在未來健康發展。
作者:徐宗武 汪國慶， 鐘岱容 單位:北京建筑大學建筑與城市規劃學院教授 北京建筑大學碩士研究生 中國建筑標準設計研究院主創建筑師
綠色建筑設計研究2
基于建筑學立場的可持續建筑設計，需要從系統性的角度進行討論，尤其是基于人的行為的適用性與舒適性。筆者團隊總結了一個有利于梳理問題邏輯的討論模型（圖1）。從工程學視角來看，建筑是滿足人使用需求的資源管理系統。資源管理在當代語境下包括了物質、能源和信息三大要素。建筑工程系統包括了建筑空間系統、建筑結構系統和建筑環境控制系統（特指建筑物理環境）。將資源管理三要素結合到相應系統，便形成相應的技術策略。例如：對于空間系統，是集約、協同、共享。空間集約滿足現代社會便利、高效的需求；空間協同指對外與周邊環境、群體關系，對內為與結構、設備的良性整合；空間共享則對應信息流支持下空間資源的高效使用，涉及分享、交流、互利等模式問題。同樣，建筑結構系統對應物料節約、產業化建造與循環使用；環境控制系統對應氣候適應、能源模式與性能優化。概括而言，可持續建筑設計需要在三大系統、九個要素的組合體系中進行綜合優化，其中，基于人的行為與舒適的空間系統營造是建筑學科的核心問題。
在非空調時代的地域傳統建筑可以歸類為當今的“低能耗建筑”，其空間營造具有較好氣候適應性，提供了較為舒適的日常生活空間。結合當代建筑“氣候設計”概念，筆者提出“建筑氣候空間”概念[1]。氣候空間特指具氣候適應性價值的建筑空間，具有遮陽擋雨、防熱緩沖、引導通風、改善采光等作用。嶺南傳統建筑從傳統村落到近代城鎮建筑，皆留下了寶貴的氣候空間經驗，包括冷巷、院子、天井、涼棚、騎樓、外廊、陽臺等。氣候空間往往與外部氣候直接相關，并通過空間系統發揮作用。通過對傳統建筑氣候空間關系的提煉，可以總結出傳統村落的“街巷+內院”、竹筒屋的“通廊+天井”，及近代建筑的“外廊（騎樓）+梯井”等多種氣候空間系統（圖2）。氣候空間的使用改善了建筑微氣候，而在現代建筑中可以起到減少空調的使用空間、使用時長及降低空調能耗等綜合作用[2]。通過氣候空間系統的構建，結合全年氣候變化及使用工況，功能空間和人工建筑環境調節的關系得到重構，從而實現建筑低碳節能運行并滿足舒適、健康的挑戰。我們將科學研究與項目設計結合起來，對傳統建筑的氣候空間進行分析研究。通過實測和模擬手段，掌握其空間系統的規律性原理，再將原理在當代建筑設計中加以應用，在一系列的項目中運用了“建筑氣候空間”的方法，并通過檢驗證明具有良好的效果。在筆者作為主要指導教師的華南理工大學隊參加3次國際太陽能十項全能競賽中，皆采取了“向傳統學習”的方式和“氣候空間”的設計策略，運用傳統建筑營造智慧，實現了比賽房屋的優異性能，取得了優秀的成績。國際太陽能十項全能競賽（SolarDecathlon）最初由美國能源部發起并主辦，以全球高校為參賽單位的太陽能建筑綠色技術競賽，比賽為建成房屋比賽，現全球擁有7個賽區。比賽房屋需在能源效率、工程與建造、能源管理、房屋舒適度、房屋功能、可持續性、創新性、宣傳、建筑設計等10個方面進行主觀或客觀評分，并決出單項和總成績名次。華南理工大學隊在2013年和2018年的中國賽（SDC）中分別獲得總成績亞軍和冠軍，延期至2021年舉行的中東賽（SDME2020）獲得總成績冠軍，皆為中國賽隊最好成績（圖3）。
SDC2013參賽房屋“凹宅”[3]，其設計方案從空間入手，通過對中原及山西地區合院式住宅的分析，確定建筑布局。建筑采用三面功能空間圍合“院子”的布局，是對傳統圍院住宅空間關系的轉譯。中間院子的界面可變化，以應對夏天和冬天不同的氣候條件。院子上部的天窗為可開啟形式，利用熱壓引導氣流；院子的前后界面采用折疊門扇，可開可合。夏天時，門扇打開，庭院注水，外部氣流經庭園降溫增濕，改善室內舒適性。冬天時，門扇封閉起來，庭院的水排掉，院子便成為一個陽光房。院子根據四時氣候呈現不同的狀態，表達了建筑與自然互動的中國營造智慧（圖4）。SDC2018參賽房屋“長屋”，借鑒熱帶與亞熱帶地區的高密度城鎮住宅，從廣州近代典型城市住宅“竹筒屋”中找到靈感。房屋采用內凹入口、前后貫通的室內通廊，串聯起3個不同大小的采光通風天井，形成氣候空間系統。無論是夏天還是冬天，房屋良好的被動性能都可以大大減少建筑的能耗（圖5）。SDM2020參賽房屋“X-House”，借鑒中東當地傳統住宅外觀封閉、向內院開放的形制，以及當地民居利用風壓和熱壓組織自然通風的捕風塔。建筑采用圍繞中庭的建筑功能布局，將中庭兩側及頂部界面設計成可以開合的模式，以便應對功能上和氣候空間界面的靈活性；采光中庭上部加了一個十字斜交的夾層導風系統，學習傳統捕風塔經驗，可以順應不同方向來風進行通風組織。利用夾層空間的飄板形成大尺度的懸挑，將導入熱風進行降溫。飄板不僅可以進一步遮擋強烈陽光，還可以增加屋面光伏板面積。建筑中隱含的十字結構，也成為了X-House命名的由來（圖6）。建筑學走到今天，需要我們回望歷史，基于傳統營造智慧的建筑氣候空間，可以在當代建筑學中得到創新發展，極大地提高可持續建筑的減碳、節能潛力。
作者:肖毅強 單位:華南理工大學建筑學院教授
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早年間建筑工程行業迅速擴張發展，這也使得我國的綜合經濟水平和人們生活品質有了較大提升。但從環境保護和能源利用的角度進行分析，建筑工程行業所消耗的大量不可再生，非清潔能源有一定程度上引起了能源危機和環境破壞的問題。在當今世界能源背景不容樂觀的情況下，各行各業均已經提出了有關于低碳和節能的相關探索，建筑工程行業作為能源消耗大、資源浪費明顯的行業之一，利用低碳環保理念開展創新管理，同樣是義不容辭的。綠色建筑施工技術主要是以環境保護和能源節約為基本目標，并在此基礎上衍生一系列技術形式，明確其具體應用并進行推行普及，也成為了行業發展義不容辭的責任之一。
１低碳背景與綠色建筑概述
“低碳”指的是盡可能減少二氧化碳的排放量，二氧化碳作為溫室效應的首要原因，近年來從環境管理的角度也應對其排放量引起重視，而日常生產生活以及能源消耗高難以避免的會產生碳排放的問題，為了貫徹環境保護策略，落實可持續發展戰略，我國也提出了碳達峰與碳中和的應用戰略。從目前行業發展的角度來看，建筑工程項目在施工過程中所產生的大量能源消耗以及能源浪費問題是值得引起重視的，而在節能和低碳的背景要求之下，在項目施工過程中應用低碳理念進行一系列管理也符合行業需求。綠色建筑是我國提出的一種創新型建筑理念，指的是建筑在建造及使用過程中盡可能減少不必要的能源浪費，提高整體能源利用效率，同時減少對環境的負面影響，為人們提供舒適高品質的居住體驗。我國對于綠色建筑有著明確的條文評價體系，從建筑的建造及使用階段分別提出了應用要求。單從建筑施工的要求進行分析，綠色建筑所指引的一系列施工要求與低碳背景是具有共同點的，應用綠色建筑施工技術同樣有助于低碳理念的達成，促使行業健康發展。
２綠色建筑的應用優勢
綠色建筑的具體應用優勢，可從以下幾個角度進行分析：（１）從建筑在建造過程中產生的能源浪費與環境污染問題來看，已經成為了危害建筑工程行業健康發展的首要問題，而在應用綠色建筑理念之后，相關問題迎刃而解，所提倡的理念正與該問題的解決對策指引內容相同；（２）從建筑使用階段的品質來看，應用綠色建筑理念所建造的工程項目需要通過一系列節能工程形式來保障使用階段的節能需求實現，同時對于質量控制工作相比于一般建筑而言更為嚴格，也正因這一背景的全面保障，使得應用了綠色建筑理念進行的建筑物，其整體居住體驗更為舒適。（３）從行業可持續發展的角度進行分析，可持續發展的內涵是指在滿足當下發展的基礎上，不損害未來利益，而綠色建筑所指引的一系列內容正與可持續發展理念相符合，在新時代背景下大力推行綠色建筑，同樣是符合形勢要求的。
３低碳背景下綠色建筑施工切入點
３．１節約能源在建筑工程項目開展過程中，會應用大量的人來推進施工工作，而節約能源自身就是低碳背景下的核心理念之一。因此需要從多個角度，在保障工程項目正常推進的前提下，盡可能減少直接能源的投入與使用。
３．２節約材料通過工程材料的節約同樣是有利于低碳指標踐行的。從行業實際應用的角度來看，建筑工程項目在推進過程中應用了大量工程材料，其同樣與碳排放具有關聯關系，材料的生產及運輸環節都會投入必要的能源，從工程項目全生命周期的角度進行分析，材料及其衍生的能源使用同樣需要歸類到建筑能源當中，因此節約材料對低碳理念踐行具有促進作用。
３．３控制質量建筑工程項目的質量管理工作與低碳指標的達成同樣具有關聯關系。可從兩個角度進行分析，一是通過完善的工程質量控制工作能夠減少未來，因質量整改和返修帶來的材料使用；這對于綠色建筑而言，自身就有較多節能工程，其整體質量要求較高，通過控制質量的形式也能夠保障節能功能得以實現。
３．４建筑垃圾處理建筑垃圾與能源應用息息相關，目前有相當一部分工程項目的建筑垃圾采取填埋或焚燒的形式進行處理，不僅僅可能會帶來環境的負面影響，同時通過焚燒處理的形式也會使碳排放急劇上升。因此在低碳理念下盡可能控制建筑垃圾的產生并進行科學處理，同樣是有必要的。
４低碳背景下的綠色建筑施工技術應用
４．１能源節約技術的具體內容實際上在工程項目開展過程中，應用能源節約的理念進行管控，其切入點是很多的：對于建筑工程項目正常工作開展過程中，可通過加強管控的形式來避免出現能源浪費的問題，例如加強現場巡檢，增強工人意識培養，其節約用水和用電的能力，就能一定程度上降低不必要的能源浪費問題；在工程項目開展過程中，會應用多種大型機械設備來推動工程項目的施工工作作為必要的工程措施，也可通過新能源設備來代替傳統燃油設備，整體能源轉化率更高，同時避免產生有害氣體的污染問題。
４．２材料控制與材料管理工程材料所產生的能源消耗和環境影響同樣是值得引起重視的，為了踐行綠色建筑在施工過程中的低碳理念，也需通過材料控制和材料管理的形式實現相關需求：（１）對于工程材料的選擇，盡可能避免施工質量控制難度大和使用過程浪費率更高的材料作為工程主要應用材料。（２）在項目開展過程中，各種材料按需使用，尤其對于運送到現場無法再進行二次利用和退貨的材料而言，適當采購的形式能夠避免浪費情況產生。（３）對于材料的現場管理，應避免在現場復雜的工程環境中造成對材料的負面影響，從而導致不必要的浪費問題出現。
４．３建筑工程項目質量管理策略控制工程質量減少不必要的返修和后續維保工作，將有助于能源節約和材料節約，以此來踐行低碳理念。工程項目的質量管理工作影響因素更多在實際施工工作開展過程當中，也應通過全面同步的思想完善項目管理工作。例如在工程項目的設計階段就考慮到施工管理的綜合難度；可通過編制技術方案的形式，為后續建筑施工質量控制工作提供必要的指引；注重過程中的材料管理和設備管理，通過全面的資源保障來實現工程質量控制；按照工程項目的實際需求，在開展過程中通過多次工程驗收控制關鍵節點的質量穩定。４．４建筑垃圾的管理建筑建造過程中難以避免的會產生建筑垃圾，針對建筑垃圾提出以下幾種應用對策：（１）需要對垃圾進行分類處理，根據建筑垃圾是否具有回收價值，進行初步分類，對于能夠應用到工程項目中的廢棄建筑材料應重新予以應用；對于具有回收價值，但已經不能應用到工程項目中的材料，需要集中回收，通過其他技術形式發揮剩余價值；對于一般工程材料，若能夠原地填埋的可進行填埋處理，但需避免影響工程質量；對于無法在建筑施工現場進行處理的垃圾，也需綜合評估，其是否會在后續過程中產生環境污染，經過對應的無害化處理之后進行集中處理。無論何種形式的建筑垃圾都應避免通過焚燒的形式處理。（２）控制建筑垃圾的產生，實際上有相當一部分建筑垃圾是可以通過現場管理的形式予以規避的。例如對于成品的建筑工程材料，就可通過預先設計的形式避免因特殊位置產生較小的材料余料，從而導致廢棄問題發生；對于有使用時間要求的材料，可按照現場工程進度的職業，避免因材料統籌不科學造成的浪費問題發生，例如對于預拌混凝土材料，可通過按需拌合的形式，避免剩余材料的出現。
５綠色建筑施工應用現狀與創新探索
通過上文中所闡述的一系列內容不難得知，大力發展綠色建筑施工是保障工程行業健康發展的重要基礎，也是未來首要發展趨勢之一，但從目前當下行業的實際應用情況來看，仍有相當一部分建筑為踐行綠色施工相關理念，能認為綠色建筑模式是行業內少數內容。從目前當下行業建筑的施工管理占比情況來看，大部分工程項目在開展過程中仍以成本管控為第一優先原則，顯然從目前行業的實際應用角度，利用綠色建筑施工技術開展施工管理工作，會使得工程項目成本出現不必要的提升，再加一行業內產業鏈保障不完善，也使得有相當一部分管理人員對于相關理念不夠重視，當下行業內的應用現狀并不容樂觀。基于目前行業背景為大力踐行綠色建筑施工技術的普及，提出了以下創新探索：（１）在工程項目全過程均應用綠色建筑理念，例如可從建筑的設計階段開始就圍繞著綠色建筑理念開展一系列設計工作，在設計過程中，考慮到所選用的施工技術，其是否有利于質量控制，是否會產生不必要的能源與材料浪費，盡可能選取全過程，有利于低碳環保策略的工程材料。（２）從人員意識的角度來踐行綠色建筑施工，根據我國現行綠色建筑評價標準，其不僅僅考量工程成果，對于施工過程中的諸多管理類內容也同樣在考慮的范圍之內，通過加強管理人員和勞務施工人員的專業技能與管理意識，在不影響正常工作開展的前提下，盡可能主動通過人為管理的形式，避免不必要的能源浪費和材料浪費問題。（３）對于行業內新型材料和設備的應用，建筑工程行業迅速發展，多種新型材料與設備層出不窮，而目前在進行材料研發和設備創新過程中低碳和環保策略，就是其主要的考量指標之一，因此在工程項目開展過程中，大力應用新型材料與設備，同樣有利于從低碳的角度來踐行綠色施工理念。（４）行業內產業鏈的早日完善，綠色建筑施工技術得以應用，并不僅僅是通過施工管理一個動作就能夠實現的，需要建筑工程行業上下游整體產業鏈的全面配合，因此在建筑工程行業應盡早對低碳視角下，綠色建筑理念的普及形成共識，并通過產業鏈整體完善的角度踐行與普及綠色建筑。
６結語
綠色建筑理念是符合行業未來發展趨勢、具有多種應用優勢的新型建筑理念，從目前行業發展的角度進行分析，我國距離綠色施工理念的全面普及仍有很長的路要走。在低碳理念下，綠色建筑技術所包含的內容仍是在不斷豐富和擴充當中的，本文所列舉的一系列技術形式和實際應用僅是行業內的冰山一角。隨著行業背景的不斷發展以及整體意識的提高，當下綠色建筑和綠色施工理念的普及程度已經遠遠高于前幾年，所指引的一系列內容也是具備應用優勢和發展前景的。大力推行低碳理念、推廣普及綠色建筑將有助于行業取得更好發展。
參考文獻
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作者:楊憒緒 徐俊嬌 王俊鋒 杜鵬超 單位:中建七局第一建筑有限公司
