岭南地区绿色建筑设计的可持续发展路径研究
2024-08-20李莹
摘 要:探讨岭南地区的自然地理与气候特征,并深入分析岭南地区绿色建筑设计的关键考虑因素及可持续发展路径。着重从气候条件、节能与资源利用、生态环境与人居健康等方面展开,旨在为岭南地区的绿色建筑设计提供可行和可持续的指导。
关键词:岭南地区;绿色建筑设计;可持续发展
岭南地区因具有独特的地理和文化背景,对绿色建筑设计的可持续发展具有重要意义。随着全球环境问题日益突出,绿色建筑作为减少能源消耗、改善居住环境质量的重要手段,正在岭南地区得到越来越广泛的应用和探索。本文旨在探讨岭南地区绿色建筑设计的发展现状和挑战,分析其在当地气候、文化及资源条件下的实施策略,为推动该地区绿色建筑的可持续发展提供理论与实践参考。
一、岭南的自然地理与气候特征
岭南,泛指中国南方五岭以南地区。五岭,即越城岭、都庞岭、萌渚岭、骑田岭和大庾岭,自西向东绵延相连,是长江流域和珠江流域的天然分水岭,使地处华南的岭南地区与北方中原成为差异显著的自然地理单元。广义上的岭南地区包括广东、广西、海南、香港、澳门三省二区以及南海诸岛,东临福建,西抵云南,北至江汉,南面南海。
(一)地形地貌
岭南的地貌反映了当地古代地质变化的过程,包括褶皱、断层和岩浆活动。这些现象赋予了岭南多元的地形,其特点是山地、丘陵、台地、平原交错。特别是广东省,其是岭南地形多样性的典型例子。该省的地形北高南低,其中,北部为山地和高丘陵,南部以平原和台地为主。山峦在塑造广东的景观方面发挥着重要作用:海拔超过500米的山峰覆盖了全省面积的33.7%,这些山区主要分布在广东北部、东北部和西北部;丘陵约占全省面积的24.9%,分布在山区周围或散布在平原和台地上,在广东东南部地区尤为普遍;台地约占全省面积的14.2%,主要分布在粤西、东、中;平原约占全省面积的21.7%,分布在河岸和河口三角洲,其中珠三角平原和潮汕平原最为突出。此外,河流和湖泊装饰着广东的景观,约占全省面积的5.5%。广东拥有中国最长的海岸线,绵延4 114.3公里,其特点是漫长而蜿蜒的轮廓。岭南的河流水文特征鲜明,具有流量大、含沙量少、汛期长、径流量丰富的特点[1]。
(二)气候特征
岭南位于中国南方的亚热带和热带地区,其气候特征的形成受地理位置、地形和季风系统的影响。岭南横跨广东、广西和海南部分地区,热带和亚热带季风海洋性气候交织在一起,导致季节变化和天气模式明显。北回归线与岭南线中部相交,将该地区置于东亚季风气候带的范围内。岭南大部分地区受亚热带湿润季风气候影响,而雷州半岛、海南岛和南海岛屿等地区则属于热带气候[2]。
岭南气候的一大特点是南、北两地之间的温差明显。岭南的冬季相对温和,降雪主要发生在北部地区。相反,夏季漫长而炎热,大多数地区全年几乎没有霜冻或降雪。岭南的太阳辐射充沛,日照时间较长。例如,在广东省,每年的平均日照时间为1 450小时到2 300小时不等。岭南是典型的受季风影响的地区,风向随季节变化。在夏季,盛行风从南向东南吹来,其特点是风速相对较低。相比之下,冬季以北至东北风为主,并伴有更强的阵风。春季和秋季是以风向波动为标志的过渡时期。该地区极易受到热带气旋的影响,特别是在沿海地区。每年5月至11月,岭南的气旋活动加剧,导致强降雨、强风,并可能对基础设施和生计造成影响。这些热带气旋对沿海地区构成重大风险,需要采取强有力的备灾和减灾措施。
二、岭南地区绿色建筑设计的关键考虑因素
(一)气候条件
岭南地区的绿色建筑设计必须考虑到中国南方亚热带和热带地区独特的气候条件。该地区的气候显著影响着建筑性能、居住者舒适度和能源效率,了解这些气候因素并将其有效地整合到设计过程中,对于创造可持续和有弹性的建筑环境至关重要。
岭南属亚热带湿润季风气候,夏季炎热潮湿,冬季温和,雨量充沛。该地区靠近北回归线,位于东亚季风气候带内,这些因素造就了其独特的天气模式:夏季漫长而闷热,温度通常超过30°C,并伴有高湿度;冬季相对温和,气温很少低于10°C。岭南全年降雨量充沛,降雨通常发生在夏季[3]。这些气候条件为岭南地区的绿色建筑设计带来了一些挑战和机遇。
(二)节能与资源利用
高效使用能源和负责任的资源管理是岭南地区绿色建筑设计不可或缺的组成部分。岭南位于亚热带和热带地区,气候条件独特,环境挑战众多,需要创新的节能和资源利用策略。能源效益是岭南绿色建筑设计的考虑核心。由于该地区的气候炎热潮湿,建筑对冷却和通风的需求特别高。实施节能建筑系统、技术和实践可以显著降低能源消耗和运营成本,同时提高居住者的舒适度。利用隔热、高效玻璃和遮阳装置,可最大限度地减少热量的增益和损失,从而减少对机械冷却和加热的需求[4-5]。
有效的水资源管理和再利用系统在岭南的绿色建筑设计中起着至关重要的作用,因为岭南的水资源短缺和水质问题普遍存在。实施可持续的水资源管理实践有助于保护淡水资源,节省用水,并最大限度地减少对环境的影响。安装低流量水龙头、马桶和淋浴喷头,以及洗碗机和洗衣机等节水器具,以减少用水量和废水产生。采用灰水回收系统,以处理和再利用来自水槽、淋浴和洗衣设施的废水,用于灌溉、马桶冲洗和冷却系统等。灰水回收不仅节约了淡水资源,还减轻了市政污水处理的负担。通过雨水收集系统收集和储存雨水,可以满足非饮用水需求,例如景观灌溉、厕所冲洗和冷却塔补给水。雨水收集有助于减少对市政供水的依赖,并减少雨水径流和侵蚀。利用耐旱的本地植物、透水铺装和雨水花园来最大限度地减少用水量,加强地下水补给,并改善雨水管理实践。
(三)生态环境与人居健康
岭南地区的绿色建筑设计不仅限于能源效益提升和资源利用,更注重建筑环境中的生态环境和人类健康。绿色园林设计在提升岭南建筑环境的生态韧性和审美吸引力方面起着至关重要的作用。通过结合原生植被、生物多样性走廊和可持续的景观美化实践,绿色建筑设计项目可以促进生态系统健康,缓解城市热岛效应,并改善整体环境质量。利用适应岭南气候和土壤条件的本地植物,以降低养护成本,提升生物多样性,并拓展本地野生动物的栖息地。将绿地、公园和城市森林纳入发展计划,以提供娱乐场所、改善空气质量并减少雨水径流。实施绿色屋顶和墙壁系统,以减少热量积聚,改善隔热效果,增强城市生态性,同时减少能源消耗,减轻空气和噪声污染。结合雨水花园、生物洼地和透水铺装,以减轻和过滤雨水径流、减少侵蚀并补充地下水资源。
在岭南的亚热带和热带气候下,室内环境质量在确保建筑物居住者的健康、舒适和生产力方面发挥着举足轻重的作用。绿色建筑设计策略侧重于增强自然通风、采光、热舒适性,提升室内空气质量。通过可操作的窗户、交叉通风和烟囱效应,最大限度地强化自然通风,以改善室内空气流通,并减少对机械暖通空调系统的依赖。通过布置得当的窗户、天窗和采光架,结合充足的采光,减少对人工照明的需求,提高居住者的幸福感,并提高视觉舒适度。实施被动式设计策略,如结合建筑朝向、遮阳装置和热质量,以调节室内温度,最大限度地减少过热,并全年优化热舒适性。
三、岭南地区绿色建筑设计的可持续发展路径
(一)节能减排与能源利用
岭南的气候对建筑环境中的能源消耗模式和排放水平有重大影响,了解气候特征与建筑性能之间的相互作用原理,对于实施有效的节能减排措施至关重要。岭南夏季炎热潮湿,导致制冷需求高,使得空调等制冷系统的能耗增加。建筑朝向、遮阳装置和高性能隔热等设计策略,对于最大限度地减少热量积聚、降低机械冷却需求至关重要。岭南冬季温和,日照充足,为被动式供暖和采光策略提供了机会。自然通风、热质量和采光技术可以帮助提升室内舒适度,同时减少对人工照明和供暖系统的依赖。岭南在温度、湿度和降水量方面具有明显的季节性变化,因此需要能适应全年不断变化的气候条件的适应性设计方法。灵活的建筑设计和响应式建筑系统有助于抑制能源需求波动,增强建筑对气候变化影响的抵御能力。
(二)资源循环利用与材料选择
岭南地区的绿色建筑设计不仅要关注节能减排,还要关注资源循环利用和材料选择。通过优先使用本土材料和对建筑材料展开可持续性评估,绿色建筑项目可以最大限度地减少对环境的影响,减少资源消耗,并推动循环经济的发展。
利用来自岭南地区的本土材料是可持续建筑设计的一个基本方面。在当地采购材料具有多种好处,如能减少运输排放,支持当地经济,保护区域身份。岭南丰富的自然资源为本土建筑的打造提供了丰富的选择,包括竹子、木材、黏土和石头。这些材料是现成的、可再生的,并且具有重要的文化意义,所以它们是打造可持续建筑的理想选择。本土材料与岭南的气候和环境条件天生相适应,能确保最佳性能、耐久性和弹性。使用当地采购的材料建造建筑,可促进气候响应型设计的发展,并最大限度地减少对具有更高隐含能源和环境影响的进口材料的需求。
对建筑材料的可持续性评估,即评估其环境影响、资源效率和生命周期性能。通过优先考虑可再生和可持续材料,绿色建筑设计项目可以最大限度地减少生态足迹并提高整体可持续性。选择来自可再生资源的建筑材料,如可持续采伐的木材、竹子、稻草等,能推动绿色建筑的可持续发展,促进资源的节约利用,减少对有限的化石燃料的依赖。从环境效益的角度来看,可再生材料具有显著的碳封存能力,这些材料在生长过程中能够吸收并储存大量的二氧化碳,可缓解全球气候变化,有助于生物多样性的保护和栖息地的维护,为众多生物提供生存和繁衍的空间。将可回收和升级再造材料纳入绿色建筑设计项目,有利于减少垃圾填埋场的负担,保护自然资源。这些材料经过再加工和再利用,可转化为高品质的建筑材料,为建筑项目带来独特的美学价值和功能特性。依托循环利用的方式,可减少制造新材料所需的能源和资源消耗。
(三)生态环境保护与景观设计
岭南地区拥有得天独厚的生态系统,包括森林、湿地、河流和沿海地区,为本地提供了重要的生态服务,支持本地生物多样性的发展。保护和恢复这些生态系统,对于维护生态完整性、维持生态系统功能和维护该地区的自然遗产至关重要。确定和保护濒危物种,保护候鸟和本地动植物的关键栖息地,对于生物多样性保护十分关键。在绿色建筑开发区内和周围建立保护区、野生动物走廊和绿地,有助于保持生态连通性并促进物种生存。恢复退化的湿地生态系统,如红树林、盐沼和淡水湿地,可以提高水质、防洪效果和沿海复原力。在绿色建筑工地内实施湿地恢复项目,可以避免生物栖息地的丧失,支持渔业生产力,并为当地社区提供有价值的生态系统服务。沿河流、溪流等水体建立河岸缓冲区,有助于保护水质,防止侵蚀,增强水生生物多样性。在绿色建筑开发中种植原生植被和建设植被缓冲带,可以减少沉积物,过滤污染物,并维持自然河岸的稳定。
绿色建筑设计整合了生态原则、可持续性概念和美学考虑,以创造功能多样、具有较强吸引力和对环境敏感的景观。岭南地区的绿色建筑项目结合绿色基础设施、原生植被和可持续土地使用实践,可以增强生态韧性,增进民生福祉。通过结合本地植物物种、野生动物友好型特征和生态走廊,创造多样化和栖息地丰富的景观,促进生物多样性保护,增强生态系统复原力。设计景观以支持传粉媒介、鸟类和其他野生动物,可以增强生态连通性并维护生态系统健康。实施雨水收集、雨水管理和绿色基础设施等水敏设计策略,可减少用水量,最大限度地减少径流污染,提高用水效率。在绿色建筑工地内结合雨水花园、生物洼地和透水铺装等,有助于补充地下水,减少洪水,改善水质。设计景观以抵御和适应气候变化带来的影响,如极端天气事件、气温上升和海平面上升,增强景观适应力并促进长期可持续发展。
四、结语
本文系统地探讨了岭南地区绿色建筑设计的关键考虑因素及可持续发展路径,为实现岭南地区建筑可持续发展提供了理论支持和实践指导。希望能够促进岭南地区绿色建筑设计的实施,为地区生态环境保护和人居健康做出积极贡献。
参考文献:
[1]杨韶馨.基于气候适应性的岭南地区绿色建筑低碳设计策略[J].广东土木与建筑,2023(10):27-30,72.
[2]陈康恩.岭南地区幼儿园绿色建筑设计策略初探[J].江西建材,2023(4):90-91,94.
[3]殷雷.绿色建筑设计在岭南地区科技产业园建筑设计的应用研究[J].城市建设理论研究(电子版),2023(10):49-51.
[4]江祖平.绿色建筑设计在岭南地区科技产业园建筑设计的应用探析[J].低碳世界,2022(9):73-75.
[5]岑柱康.浅析岭南地区绿色建筑设计:以广州天河软件园孵化中心为例[J].建材与装饰,2019(16):95-96.