绿色建筑理念在现代建筑工程中的实践应用*

董志国 , 徐 菁

(苏州科技大学 建筑与城市规划学院, 江苏 苏州 215011)

当下,中国的城镇化步伐不断加快,人民生活水平不断提高,人们对居住环境的要求也越来越高,高品质的宜居环境已成为大众的新追求。经济社会的发展在提高人们生活品质的同时,也在加速能源的消耗和生态环境的破坏,并阻碍社会的可持续性发展。因此,绿色低碳理念已成为全社会的共同追求。建筑业作为国家支柱产业,必须贯彻绿色建筑理念。绿色建筑理念,又称建筑业的“可持续发展理念”,能有效降低资源消耗,提高资源利用率,延长建筑使用寿命,减轻环境污染,加强生态文明建设,推动建筑行业的可持续发展[1]72。绿色建筑理念要求建筑物从设计、施工到使用的全过程都应优化各类资源,在满足居住舒适性需求的同时,减少对生态环境的干预,最大限度地提升生态效益[2]33。现阶段,虽然绿色建筑理念已在建筑工程设计中普遍采用,但是对其认识不足、理论基础差、政策法规不完善等问题仍然存在。因此,现代建筑业需要进一步贯彻落实绿色建筑理念,以推动自身更好的发展。

一、绿色建筑理念对现代建筑工程的影响

中国目前的城镇化率已超过60%,土地资源越来越稀缺。建筑业的发展带来了巨大的生态破坏,威胁着人类的生存发展。因此,建筑行业迫切需要高效利用有限的土地资源,缓解资源与环境的矛盾。在这种情况下,绿色建筑理念应运而生。该理念更符合现代建筑设计要求,强调在不牺牲资源、环境的情况下,在建筑物的整个生命周期内,对资源进行优化配置,实现环境与建筑的和谐共存,指引着未来建筑业的发展方向[3]112。

(一)现代绿色建筑有助于降低能源消耗

中国虽然自然资源丰富,但是在庞大的人口基数面前,中国人均可支配的自然资源却不多。中国的宜居土地资源有限,建设用地不足,建筑原材料浪费和建筑垃圾都不利于环境保护。建筑工程所需要的资源不仅包括建筑材料,还包括电力资源和水资源等。建筑材料是建筑物在建造过程中的消耗品,而现代绿色建筑技术的应用能够减少能源消耗。在设计之初,房屋三维信息模型的构建可以对房屋结构进行优化设计,可以减少非必要结构的材料使用,扩大室内空间;再生材料的利用,可以减少资源消耗,降低施工成本;对空气能、太阳能、地热能等可再生资源的合理利用,可以减少电能的消耗;保温隔热材料的合理使用,可以减少室内外换热效应,在降低资源消耗的同时节约能源;水回用系统的建筑设计,可以实现水资源的二次利用[4]73-75。例如,被动式住宅设计者可以根据地理位置差异,顺应当地自然环境,采用保温板、玻璃房等手段,减少建筑在制冷、采暖、照明等方面的能源消耗,实现居住舒适、建筑节能和环境友好的可持续发展[5]41。

(二)现代绿色建筑有助于加强生态文明建设

绿色建筑是通过对建筑物和周围环境进行统筹规划,从而实现人与自然和谐相处的建筑形式。绿色建筑设计需要从室内和室外进行统筹规划。室内设计要充分考虑房间布局,充分利用太阳能、风能等可再生、无污染的绿色能源,减少建筑物内碳排放,提高能源使用效率[6]80。室外设计要考虑绿化,并协调周围环境:(1)在建筑物外墙、阳台、屋顶等处增加绿化面积。因为植物可以通过光合作用来净化空气,也可以吸收路面多余热量。(2)将周围环境与建筑物进行统筹处理。绿色建筑需要在保障住宅功能的同时,减少对周围环境的能耗损失。从建筑物的功能来看,在保证环境协调的情况下,绿色建筑可以根据整体环境特征,顺应地形地貌,使天然河道、自然景观、文化遗迹等融入建筑物设计,实现居住环境与周边自然环境的有机融合。

(三)现代绿色建筑有助于提高生活品质

建筑的根本目的是满足居住者的需求,所以建筑设计要以人为本,避免设计缺陷影响使用效果。在绿色建筑理念中,设计者应避免过度强调节能而影响住宅功能[7]22-24。建筑质量是居住安全的首要保障,而使用节能且承载力高的建筑材料,能够保障居住者的人身安全;采用绿色可再生的环保建材,能够减少建筑材料中的有毒有害气体对人身健康的威胁[1]73。为保证居住的舒适性和节能性,设计者要合理规划建筑物之间的间距和绿化率,保证居住者有足够的采光和视野。例如在建筑外墙种植攀缘植物,既可以美化建筑、环境,又可以吸收尘埃、尾气和噪音等有害物质。同时,要充分考虑利用自然资源进行通风、采光,尽量减少电能的消耗。此外,绿色建筑还应考虑居住者的生活便利,合理配置车位和充电桩,优化电梯和公共卫生间等设施,以提高居住者的生活品质[8]38;还要充分利用文化资源,彰显建筑特色和文化内涵,达到功能与视觉之平衡[1]73。

二、绿色建筑理念在现代建筑工程中的应用

绿色建筑理念的宗旨是:在建筑物的整个生命周期内,要以低能耗、低污染、重生态为目标,在保障建筑质量的同时严格控制建筑成本,利用可再生资源降低能源消耗,营造健康舒适、生态宜居、节能环保的居住环境,提高人们的生活质量[5]43。设计者应因地制宜,合理规划建筑布局和内部结构,为居住者提供绿色、环保、节能的生活环境;施工人员应采用环保材料,实现经济效益与生态效益的统一;还应加强建筑物与周边环境的融合,实现资源的优化配置,增加环境的美感,提高居住者的舒适度和生活质量。因此,绿色建筑理念不仅可以顺应生态文明建设的要求,缓解当前人口与资源的矛盾,实现资源与环境的可持续发展,还可以满足现代建筑的需求,顺应建筑业未来的发展方向。

(一)绿色建筑理念在前期规划中的应用

绿色建筑的前期规划要从选址、方案设计和施工图设计等方面进行。前期考虑越充分,后期对环境的负面影响就越小。选址是建筑设计的第一步,决定了建筑的整体效果。绿色建筑的选址不仅要考虑建筑物的质量,还要考虑建筑施工与环境等因素,充分利用自然资源,实现资源的最优配置,更要考虑安全性,避开危险区域,保证周围环境的安全。绿色建筑的方案设计应强调建筑物与周围环境的协调统一,最大限度地减少建筑物对自然环境的影响。例如成都人防核心疏散基地,充分利用景观优势,引水入场,建设循环水体景观,实现水资源的节约利用[9]63。绿色建筑施工图设计应借助三维可视化技术[10]127,综合考虑生活便利性和环境友好性等因素,选择最佳工程方案。例如:严格把控建筑采光,提高光能利用率,减少电能消耗量;根据防护需求,设计疏散通道、消防隔离门等设施[8]39;等等。

(二)绿色建筑理念在材料选择中的应用

绿色建筑施工材料的选择应贯彻绿色建筑理念,减少不可再生资源的使用。例如,由于传统建筑的室内空间设计不合理,部分非承重墙体在装修时往往会被拆除。室内空间的重新设计会造成建筑材料的浪费,并增加了大量的固体垃圾。绿色建筑理念要求,在保障建筑质量的同时,要尽量减少非必要建筑材料的使用,提高建筑材料的使用效率。例如,将防水、防火效能高的硅酸铝材料应用于保温设计中,能减少传统防水防火材料的使用量[5]42。此外,相比传统建筑材料,绿色建筑材料能有效改善环境、减少能源浪费。例如:选用无醛级板材,能减少对人体的伤害;选用系统门窗,可以在保障采光、通风的同时,提高门窗的气密性,从而提高建筑的隔热性能[1]74;选用加气混凝土,能减少外墙对太阳辐射热量的吸收[2]32。绿色建筑在选择绿色环保材料的同时,还应该引入节能技术,提高能源使用效率。例如:应用蓄冷和热回收技术,能降低电能的消耗;照明自动控制技术既能保障照明需求,又能减少电力消耗;节水技术则能实现水资源的循环高效利用;等等。

(三)绿色建筑理念在工程实施中的应用

绿色建筑的设计要充分考虑当地的气候条件,因地制宜地选择合适的方案。中国南北气候差异很大,北方冬季气温较低,需要加强建筑外墙的保温性能,减少热量散失;南方夏季炎热,要采用通风散热的建筑结构,有效减少空调的使用[1]74。建筑工程施工要注重细节,及时监控工程与周围环境是否协调,不断查漏补缺。例如地面是否考虑防滑,建筑材料是否环保,地下车库排风是否完善等[9]62。要注意绿色环保,减少建筑材料的损耗;同时,要注重对扬尘、噪音的控制,将建筑施工对周围居民的影响降到最小。要合理使用建筑材料,降低周转成本,在收尾阶段做好建筑材料的清点工作,协调材料供应与施工进度,避免来回搬运建筑材料。要及时回收多余的建筑材料,减少建筑资源的浪费和对环境的破坏[6]82。总之,建筑工程的实施过程就是绿色建筑理念的落实过程,应该认真核对各项指标,做好协调工作,做到发现问题及时调整,对建筑资源进行科学配置,保障绿色建筑的顺利落成[11]69-70。

三、绿色建筑理念在现代建筑工程中的深化落实路径

我国要实现碳达峰和碳中和“双碳”战略目标,急需全社会降低非再生能源的消耗,增加绿色能源的开发,推广节能减排技术。建筑行业在中国属于高碳排放行业,对于“双碳”战略的实施影响巨大。过去几十年间,中国建筑行业滥用土地资源,引发了森林、耕地面积减少,水土流失严重等一系列生态问题;建筑施工带来的建筑垃圾、噪音等污染,严重干扰了人们的日常生活。在环境保护意识日益增强的当下,人们普遍追求健康的生活方式,向往低能耗、低碳排放、高生态效益的居住环境。中国建筑行业需要平衡资源、人和环境三者之间的关系,实现现代建筑工程在时间和空间上的可持续发展。中国绿色建筑工程的设计与建造虽然起步较晚,但相关主体不断引进先进技术,积极自主创新,从未停止追赶的脚步。然而,由于绿色建筑工艺复杂、材料昂贵、施工难度大,我国的很多开发商和施工方不愿设计与建造绿色建筑。加之,相关法规不完善,行业缺乏统一的执行标准,所以,我国绿色建筑理念的实施面临着一系列阻碍。从发展趋势来看,绿色宜居的建筑环境是人们对美好生活的期望,也是建筑行业未来的发展趋势。因此,我国必须深化绿色建筑理念在现代建筑工程中的应用和落实。

(一)重视绿色建筑的设计与施工,合理规划建筑行业布局

绿色建筑理念的落实牵涉众多因素。我国目前部分现代建筑工程在设计之初就缺乏对周围自然因素的考察,专业设计人员无法参与全部设计环节,节能环保理念未能对工程实施进行有效指导[10]128。另外,由于绿色建筑前期人力、物力投入大,短期内回报小,一些开发企业积极性不高,不愿轻易尝试。因此,我国政府不仅要加强宣传,而且要从政策上予以支持,如减免税收、给予补贴、信贷激励等,使从业者主动参与绿色建筑工程设计。在施工过程中,要督促从业者严格贯彻绿色建筑理念,及时处理建筑垃圾[12]86。绿色建筑理念落实的前提是从业者绿色环保意识不断增强。为此,高校要强化学生的绿色建筑理念教育,通过各类绿色建筑理论与实践竞赛,深化学生对绿色建筑的理解。面对不断更新的先进技术和高新材料,企业要通过培训、考核、奖励等方式,提升从业者的绿色建筑意识。当前,部分消费者忽视绿色建筑的舒适性和环保性,往往选择达不到绿色建筑标准的普通住宅。对此,政府应该加大宣传力度,让消费者认同绿色建筑,推动建筑业的绿色化发展[3]114。

(二)完善法规标准,树立绿色建筑标尺

目前,中国针对绿色建筑的法规大多还停留在“建议”“提倡”层面,缺少强制性法规,对部门责任、施工要求和材料标准等规定还不明确,可操作性不强。所以,工程实施中的问题难以被及时发现和解决,监管部门的监管作用没能充分发挥[12]87。针对这些问题,政府部门应该加强建筑行业立法,并通过严格执法强制要求各单位履行绿色环保责任,保障各项监管工作的开展有法可依;应该明确绿色建筑标准,统一行业标尺;还要明确监管责任,加大处罚力度。同时,政府部门要完善绿色建筑评估体系,制定绿色建筑准入制度,对不合格项目进行严格限制,把好准入关,督促施工单位严格规范项目设计、施工以及报废拆除等各个环节,要求他们在建筑物的设计与建造上控制成本,关注建筑材料的环保和可回收性能,要求他们在拆除项目时对可回收材料进行整理再利用,将节能环保工作做好做实。对施工过程中的灰尘、噪音等污染,政府部门应设定最大污染值,规定施工过程中的垃圾处理要求。

(三)加强人才培养,促进建筑行业可持续发展

绿色建筑理念符合国家可持续发展战略要求,政府应该加大对绿色建筑项目的审查、监管和验收力度,确保绿色建筑理念落实到位。同时,相关主体应该加强绿色环保人才培养。人才是技术创新的基础,绿色建筑的发展依赖不断更新变化的新材料和新技术。建筑行业只有拥有大量具备绿色理念并掌握绿色技术的高端人才,才能创新研发新型环保材料,探索新技术在建筑领域的应用,推动绿色建筑发展前行。例如建筑信息模型(Building Information Modeling,简称BIM)在绿色建筑设计中的应用,能够通过三维立体模型,整合建筑项目的所有信息,方便设计者综合考虑各类环境因素,将绿色建筑理念贯穿各个项目环节;能够加强不同工种之间的沟通配合,提高工作效率,降低后期维护成本[10]129。总之,建筑行业只有着眼国家生态文明建设大局,顺应绿色建筑发展潮流,保障人与自然和谐相处,真正落实绿色建筑理念,才能为能源高效利用和生态环境保护贡献力量。

综上,绿色建筑理念要求在建筑全生命周期中最大限度地节约能源,减少资源浪费,减少建筑污染,保护生态环境,为居住者提供健康舒适、生态宜居的生活空间,实现人与自然的和谐共存。绿色建筑能够促进建筑行业的可持续发展,平衡经济、生态、社会之间的关系,在保障经济发展的同时,实现生态环境建设和社会和谐发展。为保障绿色建筑理念在建筑工程中的深化落实,政府、设计单位、施工单位等各类主体应不断提高人们的节能环保意识,完善行业法律法规,加大人才培养力度,积极引入先进技术和材料,以促进绿色建筑的推广,提高绿色建筑的生态效益,更好地推动建筑行业的绿色发展。