可持续发展的绿色人居环境设计策略研究

2018-04-01黄晓丹郭文智

社会工作与管理 2018年3期

黄晓丹，郭文智

（1. 广东工业大学艺术与设计学院，广东广州，510080；2. 华南理工大学建筑设计研究院，广东广州，510641）

一、绿色人居环境现状与问题

绿色人居环境是在满足人的生活和居住需求前提下，将生态学融入人居环境的规划、建设和管理中的一种空间环境场所，具有资源能源节约、污染排量少、居住质量高的特点，[1-2]通过对人居环境因素的控制与调节，可以实现人居环境这个生态系统的高效和有序运转。[3]绿色人居环境的可持续发展主要是指人与城市环境、住区环境的和谐发展和资源的可持续开发与利用。目前，绿色人居环境的可持续发展理念和实践正在逐渐被各个领域广泛认可和运用，如欧美国家针对建筑群体及住区层面对人类居住模式、人居环境发展提出的生态规划的新理念和新方法，[4]跨学科创建的“建筑生态学”理论以及各国政府及相关机关部门制定的可持续发展的环境评价体系等，[5-6]为绿色人居环境的可持续发展做出巨大贡献。我国以高等院校、科研单位为主体的研究群体，如清华大学以吴良镛教授为核心的人居环境研究中心，[7]开展的相应研究也呈现出多角度、全方位的特点。

综观以上的研究实践活动可以发现，绿色人居环境的可持续发展经历了从理论到实践、从单一方向到跨学科、从简单方法到系统体系的螺旋式上升过程。它是符合我国基本国情的、体现当下世界潮流的、顺应社会发展规律的科学发展理念。同时，人居环境科学是一个多学科组成的系统，强调学科整合。如何在当下形势中发展人居环境？如何从更高的角度和整体的观念中看待人居环境的绿色、可持续发展？如何处理人居环境中的复杂性问题？本文拟在前人研究的基础上，从全生命周期理念的宏观层面、建筑本身的中观层面和建筑室内及室外(景观)的微观层面，对可持续发展的绿色人居环境设计策略进行探讨。

二、全生命周期理念的绿色人居环境设计策略

全生命周期理念是指系统地评价与一项资产有关的并在其生命期内从获取直到处置所发生的所有相关费用的一种评价方法，可以分为使用成本、生命周期成本、全生命周期成本和全生命周期评价4个阶段。全生命周期评价系统考虑所有相关成本并做出有效选择，力图达到产生的总成本在整个生命周期中最低的目标。以全生命周期理念指导绿色人居环境设计，有助于平衡设计过程中各方利益(经济、政治、社会因素等)，体现了绿色人居环境设计的深度，其中会通过有效的技术手段和工具，从策划、设计、施工、运营和维护等过程来进行控制和评价。[8]如在策划过程中，通过方案分析和比较，选择投资成本小，性价比高的方案进行深入研究；在设计和施工过程中，合理进行建筑设计，合理安排用料用材，统筹分配资源，有效控制成本。[9]综上所述，站在全生命周期评价的视角上看待人居环境设计和分析发展问题，更有利于促进我国绿色人居环境的发展，同时对有效利用自然资源和保护生态系统起到促进作用。

三、可持续发展的绿色建筑设计策略

绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)，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。[10]顺应可持续发展规律的绿色建筑设计，需要在建造与使用过程中考虑建筑的使用成本、资源的节约、能源的使用方式、建筑材料的选择等多方面因素。因此，下文将从资源节约和可再生能源利用的角度探讨可持续发展的绿色建筑设计策略。

(一) 基于资源节约的绿色建筑设计

建筑环境中的资源节约主要包括节能、节地、节水和节材，而不同地域不同类别的建筑自身实现资源节约的方式各不相同。如南方湿热地区建筑与北方严寒地区建筑，对于实现资源节约的方式就大相径庭；小空间建筑与大空间公共建筑的资源节约方式也各式各样。但总体而言，实现建筑总体规划上的绿色生态，资源节约的策略和关键在于要以建筑环境的全生命周期理念为基础，有侧重、有选择地减少资源消耗。

要达到建筑节能目的，就必须从建筑设计阶段开始，经过室内设计、施工建造，直至运行和维护阶段考虑建筑与室内环境的能源特性，采取恰当的措施。如通过控制建筑的窗墙比，提高外围护结构保温隔热性能，从而实现建筑节能；在特殊气候，如南方的炎热夏季和北方的寒冷冬季，采用符合国家标准的节能空调和采暖设备，从而提高建筑运行设备的能效比；根据地方气候特点，因地制宜，科学合理地规划建筑布局与建筑平面设计，实现降低建筑能耗的目的。[11]

建筑节水是一个系统工程，每个环节之间都相互联系、相互影响，因此在建筑节水措施上要实现技术与政策并进的形式。[12]建筑的节水可以通过中水回用和雨水利用等技术性途径，同时合理配置节水型卫生器具和设备的采用，加之相关节水的法律法规制定，居民日常用水习惯的改良等，从而获得最大的节水效益。

此外，建筑的资源节约还包括建筑节材。建筑材料在建筑施工及运行过程中消耗量大，排在了建筑资源消耗的首位。对建筑材料的合理利用与节约，是实现资源节约的绿色建筑设计的必要手段。建筑的节材可以从以下几个途径来达到：在建筑中尽量减少材料的使用，这就要求在建设过程中加强对现有结构和材料的再利用以及废弃物的循环利用；使用与可再生相关的材料及本地材料；尽可能采用加工能耗低的传统天然材料；采用新型建筑材料，如防腐涂料、防水材料等。[13]通过应用先进的建筑节材技术，制定合理的节材政策与方案，提高施工人员与管理人员的节材意识，从而减少建筑材料的浪费，提高使用率，保证建筑环境的资源节约。

(二) 基于可再生能源利用的绿色建筑设计

可再生能源是指在自然界中可以循环再生、取之不尽、用之不竭的能源，主要包括太阳能、风能、水力、地热能、潮汐能、海洋能，等等。可再生能源分布广泛，对环境的危害小，适宜就地开发利用。然而，由于国家及政府对可再生能源应用项目都会给予奖励和补贴，导致了可再生能源的随意索取、无尽浪费，违背了可再生资源利用的初衷，降低了可再生能源利用的成效。[14]目前的绿色建筑设计中可再生能源的利用，往往缺乏系统和详尽的可再生能源利用方案分析过程，常常在建筑设计方案完成后强行加入可再生能源利用手段，从而完成绿色建筑指标的拼凑。这些问题显示了对于可再生能源利用的片面性和随意性，降低了可再生能源的技术适用性和经济合理性，同时盲目堆砌技术违反绿色建筑设计的理念。

因此，在建筑设计过程中，对于可再生能源的应用应在规划和方案设计阶段，将可再生能源利用考虑在内，不同的项目具有差异性；应结合项目的定位和功能，通过可再生能源利用方案比较，从技术可行性、经济合理性和运营管理便利性等方面进行对比分析，综合确定适宜的可再生能源利用方案。例如，对于太阳能和地热能的利用，不同建筑类型的需求不同，应采用不同的方案；住宅建筑因为生活用水量大，往往会以太阳能热水系统为主；办公建筑主要依靠空调，因此主要考虑地热系统；对于建筑屋顶或幕墙适宜安装光伏设备的，可考虑设置太阳能光伏系统等。

四、可持续发展的绿色室内与室外设计策略

(一) 基于使用特性的绿色室内设计

与传统的室内设计相比，绿色室内设计更注重在使用功能方面的研究，从过去的“能用、好用”发展到了具有可持续意义的“好用”。[15]在使用功能方面，绿色室内设计应专注于其适应性、人性化及安全性方面的研究。室内环境的适应性设计，主要关注点在于动态的设计需求，应在建筑环境、室内布局及室内家具方面加强动态设计的研究，满足室内环境的可持续适应性发展。室内环境的人性化设计，一方面要最大程度满足人的生理需求，主要体现在遵循人体工程学原理和智能化设计上；另一方面要最大程度满足人的心理需求，主要体现在符合使用者的个性化需求和符合使用者的生活习惯与兴趣爱好。室内环境的安全性设计，可以从室内无障碍设计和室内防震减灾设计两个方面考虑。

(二) 基于物理环境品质的绿色室内设计

当前，室内热环境、光环境、声环境和室内空气质量共同组成了室内环境品质(Indoor Environment Quality,IEQ)。[15]IEQ作为绿色评价中的一个指标，预示着在现在的室内设计概念里，除了需要强调以往的空间设计、建筑形态、人流分区等问题外，更需要对室内的物理环境品质加以关注，包括室内自然通风、采光、空气质量、声环境条件、室内热舒适状况，等等。提高室内物理环境品质，是当前绿色建筑评价体系中非常重要的环节，同时也是国家面向环境可持续发展的一项重要内容。

在室内空气质量方面，可以通过分析室内空气质量的影响因素，包括建筑及室内装修材料的成分、使用者及其活动及室内通风条件情况等，从室内环境的设计与营造方面、使用者的日常使用与维护过程方面来控制空气质量；在室内热环境方面，可通过分析室内空气温度、空气湿度、空气流速和辐射温度对室内热舒适的影响，进而从设计与施工措施角度、维护与使用角度采取行之有效的措施，改善室内热舒适；同样的，在室内光环境和声环境方面，要因地制宜，合理采用不同的构造做法、形式、材料等手段提高室内物理品质。

(三) 基于绿色生态技术的绿色景观设计

园林景观的设计与建造在城市建设中越来越受到推崇，它们给城市带来生机的同时，也有利于人类居住环境的改善。作为一种以欣赏性为目的设计，园林景观在建造过程中注重外在美，这在一定程度上导致有关部门在对景观水的处理过程中只注重即时效果而忽略持续性，进而引发一系列不良后果。如因外界或内源污染造成的水体质量恶化、死水造成的水体净化力差、水体中生物链缺乏完整造成的水体污染等。针对这些原因，现阶段所采取的新型水处理技术——生态水处理技术，可以有效防止水体污染、改善水体环境，同时也是未来绿色景观中水处理的发展趋势。目前，景观中的生态水处理技术主要有物理技术、化学技术、生物技术和组合技术。[16]在技术使用中，每种技术都存在各自的优缺点，因此，在真实的景观水处理中，往往将生态水处理的技术组合使用，从而实现趋利避害、扬长补短的效果。

除了生态水处理技术，绿色景观设计在绿化设计的技术手段中也引入和运用生态技术。目前屋顶绿化和垂直绿化是最常见的两种手法。屋顶绿化通过对建筑屋面、构筑物等的屋顶进行绿化种植，达到增加城市绿地面积、蓄存雨水、室内隔热等有利于生态环境的效果。目前较新的研究将对象扩展到大跨度建筑屋顶，研究合适的结构体系与植物配置以实现大面积的公共建筑屋面覆土问题。垂直绿化则可以简单理解为屋顶绿化的侧界面应用，利用植物对建筑物、构筑物等的侧界面进行绿化处理，从而实现室内外的舒适人居环境。

绿化废弃物处理技术，也是当前绿色景观设计中逐步推广和应用的一项绿色生态技术。绿化废弃物是园林中植物自然凋零或植物修剪过程中产生的落叶、草屑、杂草等植物残枝，是城市里最大的“有机废弃物”。然而，现阶段的大量绿化废弃物处理方式是焚烧或填埋。填埋或焚烧不仅会对环境造成污染，同时导致土壤的恶化。[17]因此，绿化废弃物的有效化利用，对防止环境污染，改善生态环境具有重要意义。当前，国内外在绿化废弃物的处理上有许多值得借鉴的实践。如广州市华南植物园利用中科院广州能源研究所和华南农业大学的专利技术，将枯枝落叶进行高温好氧发酵，转化为枯枝落叶环保肥，用于草坪、花卉与苗木生。[18]

(四) 基于传统环境技艺的绿色景观设计

“传统环境技艺”可以解读为有关环境的传统手工技术。这种“低技术”优于高新技术的特点在于其适应性强、针对性强和整体性强。传统环境技艺在使用材料、工艺和结构方面都蕴含着大量的生态智慧，得益于其材料使用的循环周期性。传统环境技艺中所用到的材料往往能做到物尽其用，资源循环，不对环境造成破坏，这与当前倡导的生态设计理念不谋而合。还得益于工艺过程的生态性，传统环境技艺大多使用人力和自然物为主要动力，在生态学的角度来看对自然环境的影响是很小的。还有结构设计的高适应性，传统营造环境以原生材料为主，比如木、竹、土、石等，在有限的技术条件和强调经济性的务实审美观驱动下，结构具有高度的适应性，能够很好地适用于各种自然材料的连接，比如榫卯结构。[19]

传统环境技艺是一代代人长期试验、摸索所得到的适应自然、保护自然和改造自然的生态智慧。传统环境技艺顺应地理气候特点，合理利用本土材料、结构和工艺，体现了环境友好型、资源节约型的生态理念，为绿色景观设计、绿色人居环境设计做出了卓越贡献。

五、结语

人生于环境，在环境中成长，无论居住还是生活都无法脱离环境，因此人与环境的关系应该是相互依存、相辅相成的。发展顺应自然的、生态文明的、可持续发展的绿色人居环境，不仅是对国家发展方针的正确解读，是人类生存和发展的必然要求，更是对生态环境的有力保护。因此，实现绿色人居环境的可持续发展必须建立在全生命周期理念的基础上，结合我国实际国情与实际环境情况，有针对性地对建筑本身及室内室外环境进行绿色设计，力求更好地实现人与环境的和谐共处。