论建筑与环境的和谐共生

2013-11-06张继之

山西建筑 2013年3期

关键词：苏州青少年环境

张继之

(东南大学成贤学院，江苏南京 210037)

1 概述

人与自然环境的和谐共存应在人与其他生物的和谐共存中展开，其中生态建筑是必不可少的因素，为这种和谐共存提供了场所。

1．1 选题背景简述

自从人类进入到21世纪以来，城市建筑的发展发生了天翻地覆的变化。世界各大城市都在往低能耗、高节能、可持续发展的方向上前行。在这一基本理论的指引下，各地都在创造出具有节能环保的建筑，将周边的自然环境与人文环境完美的结合在了一起。

“短篱寻丈间，寄我无穷境”这是现代人迫切需要的一种精神需求。生活在钢筋混凝土的城市中的人们，无比期望着一种陶渊明式的鸟语花香的工作和生活环境。但在城市化飞速发展的今天，这样的生态建筑却并不多见，建筑、人、环境三者之间的矛盾越发显得突出。我们的建筑在追求形式美感的同时，忽视了生态、环保等造福子孙后代的根本内容。

1．2 选题目的及意义

为更好的解决这一矛盾，中央提出“建设节约型环境友好社会”，这是新时期我国建筑方面的进一步要求。

在这一精神的指引下，要求我们在建筑文化层面上进行更深入的探索，妥善积极的将建筑融入整体的环境氛围中，并充分考虑人的切身感受，从而使其在建筑中扮演重要的角色。

2 重点研究的问题

研究如何在我国进行生态节能建筑的设计，探索在建筑设计中如何实现“建筑”“人”“环境”三者的有机结合。

基于这样的目的，本文以苏州青少年活动中心为例，通过对其建筑设计，自然环境，人居活动的综合评估，从四个主要方面考察其主要特点，以期得出它与环境、人之间的必然联系，从而探索出一条符合中国国情的绿色建筑发展之路。

3 苏州青少年活动中心实际调研成果分析

3．1 研究对象确立

本次调查以苏州青少年活动中心为研究个案，对其区位特征、建筑外观、空间特征、照明系统、空气调节情况、周边生态环境、人员活动情况等多方面展开系统调研。在长达一个多月的数据调查和分析基础上，结合现有理论和实践经验，初步探讨了生态建筑、人、自然环境之间的关系。

3．1．1 案例概况

苏州工业园区青少年活动中心是苏州市第一个绿色建筑、江苏省首个绿色公共建筑(见图1)。其在2009年获得了国家住房和城乡建设部颁发的第一批“绿色建筑设计评价标识”，是一座面向青少年、服务全社会的大型公共建筑，集第二课堂、科普教育、影视剧活动、健身娱乐等功能于一体，设施先进、功能齐全、造型新颖、节能环保。

图1 苏州青少年活动中心

3．1．2 建筑设计原则

苏州工业园区青少年活动中心在规划、方案设计之初就确立了建筑设计的原则:

1)在建筑的运营周期内，最大限度地节约资源、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。2)在遵循节约资源、保护环境、健康舒适的原则进行设计的基础上，还要适当考虑降低造价、便于施工以及运营过程中的操作简单、经济适用等因素。

3．2 因地制宜，顺应本地域的自然生态环境，即建筑同大自然共生

大自然环境中存在着山、水、土、木、风、光、雨、热等多种变化，每个城市的自然生态环境和人文环境也有着很大的区别，如何充分考虑本地域的特点，把握好建筑与环境的和谐统一，发展好建筑与大自然的共生是最为关键的难点之一。在这里我们以苏州市青少年活动中心为例来说明建筑设计应如何创造适合本地域自然地理生态环境。

3．2．1 地域气候

苏州地处温带，属亚热带湿润性季风海洋性气候，四季分明，气候温和，雨量充沛。年平均气温约17℃，年降水量1 300mm左右，无霜期230 d左右，日照约2 000 h。土地肥沃，物产丰富，自然条件优越。气候特点:春夏之交多梅雨，夏末秋初多台风，3月～8月降水量占全年雨量的63%。

3．2．2 建筑选址

在选址上，苏州青少年活动中心可谓做到了极致，绝对是建筑与环境的一种完美结合。其位于苏州工业园区现代大道与南施街交汇口，紧邻白塘植物园，用地面积1．9万 m2，建筑面积3．5万 m2，建筑高度23．9 m，地上5层，地下1层，为多层钢筋混凝土框架结构。

白塘植物园坐落在原“白塘湖”地块内。公园总占地面积约60．5 ha(见图2)。其中:陆地面积为47．3 ha(绿地面积37 ha)。水面面积13．2 ha。大面积的绿化和水面极大的改善了苏州青少年活动中心所在区域的局部气候。这里我们以一组数据表明。

图2 白塘植物园

调查研究文献发现:“城市绿化对所在区域热环境的影响主要是在夏季降温、增湿和产生微风。有关测量和理论分析表明，绿化覆盖率每增加10%，气温降低的最高值为2．6%，夜间可达2．8%;当绿化覆盖率达到50%时，气温可降低13%，其程度相当于基本抵消了城市热岛效应。成片的绿化与邻近的建筑物因升降温速度不一，可出现速度达1 m/s的局地风。城市绿化还有助于吸收粉尘，减轻城市区域的空气污染，提高大气透明度，从而有助于增加日照和日辐射强度。水的热容较大，大面积的水面可减缓水面上空温度变化，不但对邻近陆域的温度变化起稳定作用，还会形成局域风。

3．2．3 建筑朝向和外观设计

苏州青少年活动中心在建筑朝向设计时使建筑更多的房间朝向南向，充分利用太阳照明，节约采暖能耗，同时减少建筑东、西向的房间，减弱夏季太阳热辐射的影响，节约空调制冷能耗。

整个建筑外观设计从自然植物形态获得启发，试图在建筑形态上创造出一种植物花瓣的意境(见图3)。建筑语言从自然植物形态中提取，为城市带来一种活泼、自由的景观，成为一簇在城市中绽放的花朵，象征着青少年像祖国明日花朵般盛开。

3．3 坚持以人文本的核心建筑设计理念

不管建筑与环境结合得再好，最终是为了保障人们的生活质量，满足人们对工作环境舒适性的诉求。

图3 苏州青少年活动中心夜景鸟瞰图

3．3．1 自然采光设计

其内部的主要培训教室沿建筑北侧布置，顶层房间外有出挑深远的钢结构屋面，能起到防眩光的作用，内走道大量采用落地的玻璃隔断及玻璃门，使走道及部分内侧房间能借到从外侧房间射进来的天光，机器人大厅顶部设大面积采光天窗，地下室的车库部位为开敞式结构，周边设有采光天井，物业用房高出室外地坪部分开高侧采光窗，通过采取上述技术措施和构造措施加强了建筑物的自然通风和天然采光。

3．3．2 自然通风设计

苏州市青少年活动中心的幕墙开启率达到8%，起到了良好的自然通风效果;屋顶花瓣形式构造，楼梯不封闭，隐藏在花瓣下，可以作为引风、导风构件;建筑立面开口可以有效的引导自然通风;玻璃烟囱可进行热压拔风;中庭上空的天窗有较大的开启，利用中庭上空的低压起到“拔风”的作用，半地下室敞开式，与室外连为一体形成自然通风。在自然通风情况下，室温能保持在舒适温度范围内，部分内区通风状况较差的房间，通过新风管道和机械方式辅助通风。

3．3．3 节水节能

活动中心采用了环境智能控制系统和雨水收集系统;通过对屋面、绿地的雨水进行收集处理后，用于中心外道路冲洗和绿化灌溉，再生水源利用率达到了18．7%。

在建筑内部采用了节水器具、节能灯具、节能电梯、残疾人电梯，节能率达到52．5%。

节水本身意味着节能，充分有效的减少污染，保护生态环境。中心多采用节水器具及设备，运用喷灌、管灌技术对园区的乔灌木进行灌溉。其在节约水费方面，创造的经济利益也是非常直接的。

3．3．4 绿化

在绿化系统中，新材料的应用也是重中之重。大力发展建筑的屋顶绿化和垂直绿化有利于调节小范围气温、防尘、防晒、减少二氧化碳排放量、降低建筑的噪声。

苏州青少年活动中心大量采用了轻质人工土壤。其可以对屋顶进行绿化并大幅度减轻荷载重量，从而营造真正宜人的屋顶花园景观。在屋顶施行绿化，能够产生巨大的经济和社会效益。土壤的隔热效果和植物的绿荫效果，能够间接的减少冷暖空调的费用，大量的减少碳排放量。

3．4 采用多项国内外先进的节能技术

建筑作为建筑、人、环境和谐关系的主体，在设计中不再孤立地考虑自身系统的可能性，而是以自然生态系统良性循环为基本原则，结合当地环境、生活方式、历史文化、建筑特征和先进的技术等多种因素来综合创造。

3．4．1 提高外围护结构的保温隔热性能——增加人体舒适度

建筑结构的保温隔热做法，最常用的手法就是选用导热系数小、强度高的建筑材料，如陶粒混凝土、加气混凝土等;但在现场的调查中我们发现苏州青少年宫外墙保温采用了25 mm厚泡沫挤塑保温板(见图4)。它是目前世界上最好的保温材料之一，有极低的导热系数(导热系数仅0．026 W/(m·K))，还有抗压，抗老化，轻质高强等特点，更具有优越的抗湿性能，见表1。水是较强的导热体，在节能选用时常选用吸水率较小的材料。泡沫挤塑保温板所特有的微细闭孔蜂窝状结构，有极佳的抗水性，能够提高建筑的节能效果，并增加人们在其内部空间活动的舒适性。

表1 泡沫挤塑保温板技术性指标

3．4．2 使用高性能的新型幕墙——满足现代技术解决建筑节能和享受自然需求

在公共建筑中，外窗是建筑能耗中最大的一个方面。在建筑设计中为了获得较好的采光和景观视线，美化外立面，经常采用大面积开窗的形式。单纯的考虑外立面的美观带来的是能源的浪费和开支的增加。夏季冷量损失和冬季热量损失和这两个大窟窿如何补起来，如何减少大面积玻璃幕墙带来的负面影响是一直无法真正解决的问题。

苏州青少年活动中心的玻璃幕墙采用了国内外广泛运用的Low-E中空玻璃(见图5)。通过研究发现，Low-E玻璃对可见光保持较高的透过率，不仅能阻止室内热量的外泄、吸收太阳辐射能量、降低采暖负荷、节省采暖费用，更重要的是它可以大大减少玻璃表面与室内空气的温差，提高室内舒适质量。新材料的应用，极大地减少了建筑能耗，提高了人在室内环境中的舒适性。

图4 泡沫挤塑保温板

图5 苏州青少年活动中心的玻璃幕墙

3．4．3 运用环保建筑材料隔音减噪——增加人体舒适度

在调查文献中发现，西方国家的公共建筑中地面材料普遍采用“浮筑楼面”的做法。所谓“浮筑楼面”就是在钢筋混凝土楼板上垫一层以矿棉为主的弹性隔声层，然后再铺楼面。固体的传声效果在固体、液体、气体之中是最强的，现在固体传声被大大缓解了，楼板的隔声性能也就大大加强了。“浮筑楼面”有很好的撞击声隔声性能，但要增加5 cm～7 cm的楼板层高度。

这一技术在国内建筑的施工中并不常见，其根本原因在于经济性的考虑，苏州青少年活动中心是采用这一技术的先驱。其实，其经济性也是合理的。据测算，普通楼板与浮筑隔声楼板造价差为 11．9元/m2，按中心3．5万m2来计算，也只有420 000元左右，应该还是值得全国范围内推广选用的。