李旭東：綠色建筑發(fā)展新趨勢(shì)

提要

他主要從事建筑機(jī)電（給水排水）設(shè)計(jì)、綠色建筑咨詢、生態(tài)城區(qū)規(guī)劃、海綿城市設(shè)計(jì)、可再生能源建筑應(yīng)用研究。主持和參與完成建筑工程設(shè)計(jì)、綠色建筑咨詢、生態(tài)城區(qū)規(guī)劃、海綿城市設(shè)計(jì)等項(xiàng)目百余項(xiàng)，獲得國(guó)家和省市級(jí)設(shè)計(jì)、咨詢獎(jiǎng)項(xiàng)20余項(xiàng)。

他認(rèn)為設(shè)計(jì)追求自然、簡(jiǎn)單、低技術(shù)，全生命期的低成本，本土化、人性化、高效化才是真正的綠色設(shè)計(jì)。

本期嘉賓：李旭東

天津市建筑設(shè)計(jì)院 綠色建筑技術(shù)研究院副院長(zhǎng)、綠色建筑機(jī)電技術(shù)研發(fā)中心 主任、教授級(jí)國(guó)家工程師、國(guó)家注冊(cè)公用設(shè)備工程師

李旭東

天津市建筑設(shè)計(jì)院 綠色建筑技術(shù)研究院副院長(zhǎng)

一、綠色建筑發(fā)展歷程及背景

將綠色理念引入建筑領(lǐng)域其起始時(shí)間可追溯至上世紀(jì)六十年代。當(dāng)人們對(duì)新的建筑理念無(wú)以名狀時(shí)，美籍意大利建筑師PaolaSoleri（保羅·索勒瑞）將Architecture和Ecology兩個(gè)詞整合為Arology，意為"生態(tài)建筑"。

1969年,美國(guó)風(fēng)景建筑師伊恩·倫諾克斯·麥克哈格在其著作《設(shè)計(jì)結(jié)合自然》一書中提出人、建筑、自然和社會(huì)應(yīng)協(xié)調(diào)發(fā)展并探索了建造生態(tài)建筑的有效途徑與設(shè)計(jì)方法，它標(biāo)志著生態(tài)建筑或說(shuō)是綠色建筑理論的正式確立。

上世紀(jì)70年代，在石油危機(jī)的沖擊下，節(jié)能建筑概念應(yīng)運(yùn)而生，被認(rèn)為是綠色建筑發(fā)展的先驅(qū)。隨后，建筑節(jié)能技術(shù)日趨成熟，節(jié)能建筑體系逐漸完善，并在德、英、法、加拿大等發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛應(yīng)用。

1990年，第一個(gè)綠色建筑的標(biāo)準(zhǔn)BREEAM在英國(guó)誕生。美國(guó)后來(lái)居上，在1995年發(fā)布了LEED標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在LEED標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為了全世界影響力和商業(yè)運(yùn)作能力最強(qiáng)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)第1版綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)2006年發(fā)布，并在2014年改版更新為第二版，最近更新的第三版在2019年8月份實(shí)施。

從建筑節(jié)能的概念提出到現(xiàn)在，在歷經(jīng)30-40年的時(shí)間里，我國(guó)城市的發(fā)展經(jīng)歷了非常劇烈的變化。

這是30年前中國(guó)南方一個(gè)小漁村的樣子。三十年后，他成為了中國(guó)為數(shù)不多的一線城市。

▲深圳三十年變遷

這張圖是上海30年前從浦西望向浦東的樣子。三十年后，他變成了這個(gè)樣子。

▲上海浦東三十年發(fā)展

這是1977年和2011年在北京上空同一個(gè)高度的衛(wèi)星遙感地圖可以看出來(lái)，城市建成區(qū)域所占的面積擴(kuò)大了十幾倍。

▲北京1977-2011衛(wèi)星遙感圖

看到這些圖片，我們除了感嘆30年來(lái)中國(guó)城市的變遷。也不得不想象一下，接下來(lái)的30年我們的城市將會(huì)如何更新？如何發(fā)展？2007年全球城鎮(zhèn)化水平超過(guò)了 50%。我們國(guó)家到2011年才達(dá)到這個(gè)數(shù)字，晚于全球的平均水平。但我們是后來(lái)居上。目前這個(gè)數(shù)字已經(jīng)超過(guò)60%，超過(guò)了全球城鎮(zhèn)化的平均水平。按照這樣的發(fā)展趨勢(shì)，在未來(lái)的一段時(shí)間內(nèi)，我們國(guó)家城鎮(zhèn)化的發(fā)展仍將會(huì)給我們的城市帶來(lái)巨大的變化。根據(jù)達(dá)到70%城鎮(zhèn)化率節(jié)點(diǎn)之前的發(fā)展規(guī)律。中國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程雖然步伐在減緩，卻仍然是一個(gè)劇烈發(fā)展的過(guò)程。

建筑作為城市的載體，對(duì)我們的城市有兩方面的影響：那就是資源和環(huán)境的影響。以前講城市的能源消耗一般是工業(yè)、交通、建筑三分其一?，F(xiàn)在根據(jù)統(tǒng)計(jì)的資料，建筑在全球范圍內(nèi)，它所消耗的能源及產(chǎn)生的污染占到了50%左右，比例非常高，綠色建筑為什么強(qiáng)調(diào)節(jié)能，就是由于這個(gè)原因。

另外，在城市化達(dá)到一定程度時(shí)，城市發(fā)生了很多意想不到的事情，尤其是在一些城鎮(zhèn)化率比較高的地區(qū)更是如此。像北京的內(nèi)澇災(zāi)害、上海的外灘踩踏事件、天津的8.12大爆炸、以及深圳的山體滑坡等。2010年，上海世博會(huì)有一個(gè)非常響亮的口號(hào)叫“城市讓生活更美好”，我這里畫了一個(gè)問(wèn)號(hào)，是不是城市發(fā)展一定讓生活更美好？這值得思考。作為城市的一個(gè)細(xì)胞，一個(gè)載體，建筑的發(fā)展跟城市的發(fā)展是息息相關(guān)的。

二、綠色建筑理念

談綠色建筑理念之前，首先闡述一下有關(guān)綠色建筑概念的幾個(gè)誤區(qū)：

第一、綠色建筑是不是昂貴的建筑？我這里提的綠色建筑，是符合綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)的建筑，并不是后面提到真正的綠色建筑概念的一個(gè)建筑。

阿特金斯曾經(jīng)在它《低成本的綠色建筑策略》里，對(duì)綠色建筑增量成本進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。我們發(fā)現(xiàn)LEED認(rèn)證級(jí)到銀獎(jiǎng)、到金獎(jiǎng)、到白金獎(jiǎng)，隨著認(rèn)證級(jí)別的提升，建筑的節(jié)能率也在不斷地提高，從百分之十幾到百分之二十幾，當(dāng)然它的成本增量也不斷的提高，最高提到10%左右。我們也曾對(duì)國(guó)內(nèi)的綠色建筑做了一些調(diào)研，增量成本基本上都是控制在10%以內(nèi)，所以從綠色建筑成本增量以及達(dá)到的全生命期節(jié)能效率看，算不上是昂貴的建筑。

第二、綠色建筑一定是新建建筑嗎？答案也是否定的。例如美國(guó)帝國(guó)大廈是一個(gè)老建筑，約克公司參與了大廈的改造，通過(guò)一些綠色節(jié)能的措施，使它改成一個(gè)節(jié)約了38%能源消耗的建筑。并在改造后對(duì)整個(gè)大廈進(jìn)行了綠色建筑達(dá)標(biāo)認(rèn)證，得到符合美國(guó)LEED標(biāo)準(zhǔn)金獎(jiǎng)?wù)J證的分?jǐn)?shù)，同時(shí)它也成為了美國(guó)辦公建筑里排名前10位的節(jié)能建筑。所以既有建筑通過(guò)一些綠色化的改造，也能達(dá)到綠色建筑的標(biāo)準(zhǔn)。

第三、綠色建筑是不是高科技的建筑？不是。美國(guó)科羅拉多州的法院公寓，是當(dāng)?shù)氐囊粋€(gè)設(shè)計(jì)師事務(wù)所，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，實(shí)施非常簡(jiǎn)單的建筑技術(shù)，對(duì)這個(gè)建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)，達(dá)到了綠色標(biāo)準(zhǔn)，它并沒(méi)有用到很多高科技的技術(shù)。

第四、綠色建筑是不是只是政府和專家的責(zé)任？政府在面對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和民生改善的同時(shí)還要面對(duì)資源環(huán)境的壓力。一些好的開發(fā)商在關(guān)注經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)，現(xiàn)在也越來(lái)越多地關(guān)注社會(huì)責(zé)任。但無(wú)論是政府還是開發(fā)商，最終的目標(biāo)是滿足市民生活的需求。所以每一個(gè)建筑的使用者也都參與了這個(gè)責(zé)任。我國(guó)2014版的綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)的是四節(jié)（節(jié)地、節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材）一環(huán)保，而2019版的綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)有所改變，變成更多滿足人的需求，人們?cè)谑褂媒ㄖ臅r(shí)候，首先關(guān)注的不是節(jié)能，而是安全、健康、便捷、舒適、和人們對(duì)這個(gè)城市的歸屬感。

接下來(lái)我們可以通過(guò)一些案例對(duì)綠色建筑理念產(chǎn)生更深入的理解：

1、英國(guó)貝丁頓是世界上第一個(gè)零二氧化碳排放的社區(qū)，擁有包括公寓、復(fù)式住宅和獨(dú)立洋房在內(nèi)的82套住房和大約2500平方米的工作空間，是著名的可持續(xù)能源建筑與居住的范例。英國(guó)為高緯度島國(guó)，冬季寒冷漫長(zhǎng)，有半年時(shí)間都為采暖期。為減少建筑能耗，生態(tài)村的所有住宅都朝南，每家每戶都有一個(gè)玻璃陽(yáng)光房。屋面、外墻和樓板選用了300毫米厚的絕熱材料，窗戶選用內(nèi)充氬氣的三層玻璃，窗框選用木材以減少傳熱。自然通風(fēng)系統(tǒng)得到了精心的設(shè)計(jì)，屋頂上矗立著一排排色彩鮮艷、外觀奇特的熱壓“風(fēng)帽”源源不斷地將新鮮空氣送入房間。這種被動(dòng)式通風(fēng)裝置完全由風(fēng)力驅(qū)動(dòng)，可隨風(fēng)向的改變而轉(zhuǎn)動(dòng)，利用風(fēng)壓給建筑內(nèi)部提供新鮮空氣，排出室內(nèi)的污濁空氣。此外，其內(nèi)部設(shè)有熱交換器，可回收排出廢氣中的50％—70％的熱量，從而來(lái)預(yù)熱室外寒冷的新鮮空氣。

2、威盧克斯是一個(gè)非常著名的門窗廠商，在德國(guó)威盧克斯的培訓(xùn)教室，屋頂天花沒(méi)有設(shè)置一盞照明燈，基本上是利用屋頂?shù)淖匀徊晒馓齑皾M足室內(nèi)照度的要求。充分利用了天然采光

▲威盧克斯培訓(xùn)教室

3、瑞典哈默比創(chuàng)造了一個(gè)資源循環(huán)再生的哈默比模式。從這個(gè)圖中可以看出是怎樣循環(huán)利用這些資源來(lái)給城市供能供水、供熱的。從建成前后照片的對(duì)比可以看出，居住區(qū)有一片低矮的山丘未加改造被全部保留下來(lái)，而這并不是因?yàn)楦采w在上面的樹林。設(shè)計(jì)時(shí)在規(guī)劃之初的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，這片樹林里生活著一種獨(dú)特的物種——瓢蟲，為了保護(hù)這個(gè)幼小的種群，設(shè)計(jì)師小心翼翼地修改了最初的規(guī)劃，現(xiàn)在人們看到的樹林周圍參差的建筑造型正是向人們展示了建筑對(duì)自然的妥協(xié)，也表明了斯德哥爾摩人樸素的對(duì)自然的敬畏之心。

▲哈默比模式

4、在瑞典附近有一個(gè)叫自然村的地方，這是一個(gè)1995年建成的在森林中開發(fā)的住宅區(qū)。沒(méi)有開發(fā)商、甚至沒(méi)有正規(guī)程序上的設(shè)計(jì)師和建造師，44座散落在林間空地上外觀質(zhì)樸的木結(jié)構(gòu)住宅完全由業(yè)主自發(fā)投資、自主建設(shè)、自己管理。居住在這里的人們自覺(jué)遵守著最初的承諾，他們渴望親近自然，又盡力在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造、使用的全過(guò)程中避免影響周邊的自然環(huán)境。他們注重生活質(zhì)量，卻又象他們自己形容的那樣始終踮著腳尖在森林中行走，生怕破壞這里的一草一木。我們看到了垃圾分類收集和堆肥的容器，看到了用于屋面雨水收集的木桶，也看到了用于污水處理的生態(tài)濕地。沒(méi)有見到私人汽車庫(kù)，據(jù)說(shuō)不是因?yàn)榫幼≡谶@里的人們沒(méi)有能力購(gòu)買私人汽車，而是他們大多自覺(jué)選擇地鐵、大巴等公共交通方式，以最大化減少汽車對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。這種獨(dú)特的與自然融合的建筑形式另人印象深刻。

5、香港石硤尾公屋是1953年建成，到2006陸續(xù)的拆除。很多攝影師在它被拆除之前去拍照把這個(gè)城市的記憶留下來(lái)。香港空間狹窄，人口密度非常大，所以也造就了在有限中創(chuàng)造無(wú)限，尋找變化的無(wú)窮可能性的設(shè)計(jì)哲學(xué)。一位叫張智強(qiáng)的建筑師對(duì)他住了40多年的港島某普通街道中的32平方米自宅的改造，在保持simplicity風(fēng)格的同時(shí)創(chuàng)造一種實(shí)用的生活方式和環(huán)境。因?yàn)榭臻g有限，設(shè)計(jì)打破了所有區(qū)隔，把不同的功能進(jìn)行重疊和壓縮，依靠燈光和內(nèi)飾材料的色調(diào)制造變化。這個(gè)項(xiàng)目曾獲得亞太地區(qū)室內(nèi)設(shè)計(jì)個(gè)人住宅類冠軍獎(jiǎng)，現(xiàn)在它幾乎成了小戶型變出大空間的典范。香港人一生都在處理?yè)頂D。這個(gè)公寓樣本，是被香港擁塞的居住環(huán)境擠迫出來(lái)的超凡智慧。張智強(qiáng)表示：“我寧可在全世界各地購(gòu)置10處小房子，也不會(huì)在一個(gè)地方購(gòu)置300平方米別墅?！?/span>

6、2012年中國(guó)建筑師王澍獲得世界建筑師最高獎(jiǎng)——有建筑界諾貝爾獎(jiǎng)之稱的普利茲克建筑獎(jiǎng)。他是第一位獲此殊榮的中國(guó)公民。他的代表作之一 —— 寧波博物館大量的瓦爿墻來(lái)自于傳統(tǒng)。他發(fā)現(xiàn)中國(guó)很多建筑都是是“循環(huán)建造”。拆一棟老建筑往往唐宋元明清的磚頭都有。因?yàn)楣?jié)約一向是我們的美德，正是這種品德，讓舊建筑拆下來(lái)的材料在新建筑重新使用，而不是把它們隨意丟棄。

其實(shí)中國(guó)自古以來(lái)早已形成了獨(dú)特的綠色建筑理念，大致包括如下內(nèi)容：

1、精心選址，親近自然

大到城市，小到村莊、建筑，傳統(tǒng)聚落的形成無(wú)不顯示出古人親近自然，利用自然的思想精髓。

中國(guó)第一水鄉(xiāng)——周莊古鎮(zhèn)依水而生，因水而興。以縱橫河道為骨架，建形成八條長(zhǎng)街，河水、街道、亭橋和建筑自然巧妙聯(lián)成一體，布局緊湊，疏密得當(dāng)。民居瀕水而建，前店后宅，形成集商業(yè)、居住、生產(chǎn)為一體的建筑形式，為人們?nèi)粘Ｉ钐峁┝朔奖悖纬闪巳伺c自然和諧的居住環(huán)境。通過(guò)精心的選址，親近自然，達(dá)到三生合一的生境。

2、因地制宜，尊重自然

窯洞是西北黃土高原的傳統(tǒng)民居形式，被認(rèn)為是古老的綠色建筑。地坑式窯洞一般建在地坪以下，洞頂厚厚的覆土層保溫隔熱，冬暖夏涼，覆土上仍可以種植作物，節(jié)約土地資源，被認(rèn)為是對(duì)自然影響最小的建筑形式之一，也創(chuàng)造了適合當(dāng)?shù)厝藗兙幼『蜕畹木勐淇臻g。這種對(duì)自然影響非常小的建筑，為什么在西北可以用？在南方不可以用？這跟地域和氣候條件有很大的關(guān)系。如果地域氣候多雨，顯然不合適，因此建筑形式要因地制宜，尊重自然。

3、節(jié)約資源，利用自然

云南麗江古城根據(jù)地勢(shì)北高南低的特點(diǎn)，引泉水從北部入城，分成若干支流流經(jīng)全城，作為農(nóng)業(yè)灌溉和居民生活用水，而后從城南流出。雖然當(dāng)?shù)刭Y源豐富，納西先民依然本著節(jié)約和物盡其用的原則，通過(guò)“三眼井”這種獨(dú)特的方式實(shí)現(xiàn)水資源的分質(zhì)分級(jí)利用。“三眼井”井口呈池塘狀，從高到低三眼井依次為飲用水，洗菜、洗炊具水，洗衣水。因三眼井從高到低分三級(jí)地勢(shì)流淌，下塘水不會(huì)污染上塘水，又可供不同需求者同時(shí)使用，既節(jié)約又環(huán)保。

▲三眼井

4、趨利避害，改善自然

福壽溝是宋代雨污合流制城市排水系統(tǒng)，綜合集成了城市污水排放、雨水疏導(dǎo)、河湖調(diào)劑、池沼串聯(lián)、漁業(yè)養(yǎng)殖、空氣濕度調(diào)節(jié)等功能，池塘淤泥作為有機(jī)肥料用來(lái)種菜，形成完整的生態(tài)循環(huán)鏈，與當(dāng)今海綿城市建設(shè)理念極為相似。福壽溝因勢(shì)利導(dǎo)、遵循自然的設(shè)計(jì)理念，為解決城市內(nèi)澇、水資源利用、水生態(tài)修復(fù)和水環(huán)境改善等方面產(chǎn)生的問(wèn)題帶來(lái)諸多啟示。

▲福壽溝

以上這些都是中國(guó)古代對(duì)于綠色建筑方面的思想，到現(xiàn)在來(lái)看都非常實(shí)用，是值得我們繼承和發(fā)揚(yáng)的理念。

綠色建筑發(fā)展存在如下趨勢(shì)：

第一、從關(guān)注數(shù)量的增長(zhǎng)轉(zhuǎn)為關(guān)注性能的提升。

第二、從關(guān)注新建筑轉(zhuǎn)為更多的關(guān)注既有建筑的改造。因?yàn)槲覀儑?guó)家的既有建筑的數(shù)量逐年增多，既有建筑不管在節(jié)能還是綠色化改造方面，都有很大的市場(chǎng)潛力。

第三、發(fā)展的重點(diǎn)從單體示范轉(zhuǎn)為區(qū)域整體開發(fā)。2012年全國(guó)有8個(gè)地區(qū)入選首批綠色生態(tài)城區(qū)而整體開發(fā)。而至今提出用生態(tài)城區(qū)目標(biāo)的城市達(dá)到了200多個(gè)，數(shù)量非常多。

第四、政策從鼓勵(lì)引導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)制施行。

第五、評(píng)價(jià)體系在進(jìn)一步完善。我國(guó)綠色建筑評(píng)價(jià)體系越來(lái)越完善。

第六、東風(fēng)壓倒西風(fēng)。在學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，大力推廣本國(guó)、本地標(biāo)準(zhǔn)。

第七、成本增量的絕對(duì)值和相對(duì)值的比例在不斷的下降。對(duì)于綠色成本增量，我一直認(rèn)為這是個(gè)偽命題，因?yàn)槌杀驹黾颖仨氂幸粋€(gè)基準(zhǔn)，而建筑的基準(zhǔn)在不同的地方、不同的地區(qū)，包括建造標(biāo)準(zhǔn)在一段時(shí)間都有所不同，因?yàn)榛鶞?zhǔn)不一樣，所以很難判斷出到底作為綠色建筑的增量是多少。

目前來(lái)看達(dá)到綠色一星級(jí)的建筑基本上不產(chǎn)生多少成本增量，到二星級(jí)建筑、三星級(jí)建筑的增量可能會(huì)高一些，但是整體的增量水平會(huì)越來(lái)越低，而且這些增量通常會(huì)在2~6年左右通過(guò)節(jié)能、節(jié)水等收回成本。

第八、綠色建筑的內(nèi)涵和外延在不斷的擴(kuò)展。

綠色建筑本身是一個(gè)抽象概念。隨著綠色建筑理論研究的逐漸深入，被動(dòng)建筑、低碳建筑、可持續(xù)建筑、裝配式建筑、包括海綿城市、智慧建筑、健康建筑等概念也紛紛被提出。這些概念是對(duì)綠色建筑理念的擴(kuò)展。

在城市化進(jìn)程當(dāng)中的，怎么樣降低建筑對(duì)資源和環(huán)境的負(fù)面影響，更加有利于人類居住？是我們?nèi)蚍秶鷥?nèi)繼續(xù)解決的問(wèn)題。綠色建筑理念形成半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，從最初的技術(shù)層面逐漸上升到體系層面，形成了整體性、綜合性和多學(xué)科交叉的特點(diǎn)，并擴(kuò)展到經(jīng)濟(jì)、文化、教育等更加廣闊的領(lǐng)域。隨著綠色建筑實(shí)踐的持續(xù)展開，人們對(duì)綠色建筑的理解也在不斷提升。

我理解的綠色建筑的三個(gè)要素是：減少資源的消耗降低環(huán)境的負(fù)面影響有利于人類的使用。而如果達(dá)到藝術(shù)和技術(shù)的完美結(jié)合，節(jié)約和舒適最大的平衡，人和自然的和諧共生。這樣的建筑，我們認(rèn)為它是一個(gè)高水平的綠色建筑。

三、綠色建筑的可持續(xù)設(shè)計(jì)

在國(guó)內(nèi)外綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)體系日趨完善的今天，要建造一座符合綠色認(rèn)證要求的建筑并不難，設(shè)計(jì)師往往不需要特別注重尋求資源使用的高效和提升環(huán)境效益，只需要對(duì)照綠色建筑認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的目標(biāo)和條文，按圖索驥完成傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)即可。

綠色建筑的設(shè)計(jì)和建筑的綠色設(shè)計(jì)是完全不同的兩個(gè)概念。僅僅依據(jù)綠色建筑認(rèn)證條款完成傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程肯定不能稱之為綠色設(shè)計(jì)。對(duì)很多申報(bào)方來(lái)講，綠色認(rèn)證的目的說(shuō)或許只是想獲得一個(gè)綠色標(biāo)簽。在這種情況下，即便獲得了綠色標(biāo)識(shí)認(rèn)證，也未必就是真正的綠色建筑。

真正的綠色設(shè)計(jì)應(yīng)始終遵循可持續(xù)設(shè)計(jì)理念而展開，設(shè)計(jì)過(guò)程應(yīng)該從規(guī)劃和方案階段開始，運(yùn)用優(yōu)化設(shè)計(jì)手段，因地制宜，全過(guò)程整合設(shè)計(jì)和精細(xì)化設(shè)計(jì)。

氣候?qū)ㄖ芎暮褪覂?nèi)舒適度有著相當(dāng)大的影響，規(guī)劃和方案設(shè)計(jì)階段應(yīng)對(duì)當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)有清晰的認(rèn)識(shí)并選擇適合當(dāng)?shù)厍闆r的設(shè)計(jì)策略。對(duì)場(chǎng)地布局、建筑形體、建筑朝向的簡(jiǎn)單調(diào)整就可能獲得可觀的節(jié)地和節(jié)能潛力，達(dá)到建筑與自然和諧的可持續(xù)設(shè)計(jì)目的。

整合設(shè)計(jì)既在設(shè)計(jì)方案階段就綜合考慮場(chǎng)地、資源、環(huán)境、建筑功能等各方面因素確定最初方案，并在后續(xù)的設(shè)計(jì)中通過(guò)密切協(xié)作和有機(jī)整合，建立各個(gè)專業(yè)相互關(guān)聯(lián)的綠色體系。

隨著科技的發(fā)展，可應(yīng)用的新技術(shù)、新材料越來(lái)越多，綠色設(shè)計(jì)該如何選擇技術(shù)？

首先，綠色建筑不等于高科技建筑，應(yīng)提倡自然、簡(jiǎn)單、低技術(shù)，一些常規(guī)技術(shù)的巧妙運(yùn)用恰恰能達(dá)到最好的效果。

其次，技術(shù)的采用不在多少，而在于是否有針對(duì)性和適應(yīng)性。

最后，技術(shù)集成尤為重要。工程師可以通過(guò)提高能源利用效率的方式達(dá)到節(jié)能的目的，建筑師可以通過(guò)提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能和建筑外遮陽(yáng)技術(shù)有效降低建筑能耗，整合設(shè)計(jì)的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于單項(xiàng)策略的簡(jiǎn)單疊加，同時(shí)也可以合理的控制成本。

雖然綠色建筑相比一般建筑更環(huán)保、更舒適，但其建造代價(jià)不應(yīng)該是高昂的，否則就背離了節(jié)約的原則。綠色設(shè)計(jì)不但要充分考慮初投資的成本增加，還要計(jì)算建筑全生命期運(yùn)行維護(hù)的費(fèi)用，以尋求最佳平衡點(diǎn)，真正達(dá)到節(jié)約環(huán)保的目的。

設(shè)計(jì)追求自然、簡(jiǎn)單、低技術(shù)，全生命期的低成本，本土化、人性化、高效化才是真正的綠色設(shè)計(jì)。

四、綠色建筑實(shí)踐

在這里以天津市建筑設(shè)計(jì)院所設(shè)計(jì)的兩個(gè)項(xiàng)目為例向大家介紹一下不同時(shí)期我們?cè)诰G色建筑方面的實(shí)踐。

由于兩座建筑設(shè)計(jì)的年代不同，因此雖然都同為綠色建筑，但在設(shè)計(jì)的目標(biāo)、設(shè)計(jì)的手段、策略，包括最后所呈現(xiàn)出的成果都是有所不同的：

1、 中新天津生態(tài)城的公屋展示中心

中新天津生態(tài)城是中國(guó)、新加坡兩國(guó)政府戰(zhàn)略性合作項(xiàng)目。作為世界上第一個(gè)國(guó)家間合作開發(fā)建設(shè)的生態(tài)城市，將為中國(guó)乃至世界其他城市的可持續(xù)發(fā)展提供樣板，為生態(tài)理論創(chuàng)新、節(jié)能環(huán)保技術(shù)使用和展示先進(jìn)的生態(tài)文明提供平臺(tái)。

▲屋展示中心建筑鳥瞰

中新天津生態(tài)城公屋展示中心建筑面積3467m2，其中地上兩層3013m2，地下一層454m2，建筑高度15m。建筑功能為：公屋展示、銷售和房管部門辦公及有關(guān)檔案儲(chǔ)存等。由于生態(tài)城的建設(shè)將充分體現(xiàn)生態(tài)、環(huán)保主題,因此生態(tài)城內(nèi)所有建筑均應(yīng)符合綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上，本建筑被確定須實(shí)現(xiàn)建筑年度運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)零能耗的目標(biāo)，且將分別申報(bào)國(guó)家《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》、《中新天津生態(tài)城綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》、美國(guó)“LEED標(biāo)準(zhǔn)”、新加坡“GREENMARK標(biāo)準(zhǔn)”共四項(xiàng)綠色建筑標(biāo)識(shí)的最高獎(jiǎng)項(xiàng)。

生態(tài)城位于天津?yàn)I海新區(qū)，由于其特殊的土壤環(huán)境及氣候條件，該地區(qū)一直被稱為“綠色禁區(qū)”。如何在北方寒冷地區(qū)氣候條件下打造具有實(shí)際使用功能的零能耗的綠色建筑是對(duì)設(shè)計(jì)工作的一大挑戰(zhàn)，其設(shè)計(jì)思路應(yīng)包括“零能耗”和“綠色”兩條主線。零能耗建筑是指在全年建筑運(yùn)行能耗完全由場(chǎng)地內(nèi)所產(chǎn)生的可再生能源提供。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)有三個(gè)要素：首先應(yīng)以被動(dòng)優(yōu)先、主動(dòng)優(yōu)化的原則降低建筑能耗需求，然后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的可再生能源替代化石能源，由于在一年中建筑實(shí)時(shí)用能曲線與可再生能源實(shí)時(shí)供能曲線難以重合，尚應(yīng)考慮能量?jī)?chǔ)存、交換和平衡問(wèn)題。

綠色的要點(diǎn)在于節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)建筑、人與自然的和諧共生。因此零能耗建筑不應(yīng)以降低舒適度和影響使用功能為前提。因此應(yīng)通過(guò)整合設(shè)計(jì)和技術(shù)集成的手段實(shí)現(xiàn)綠色、低碳、可持續(xù)的超低能耗建筑，進(jìn)而達(dá)到可選擇、可復(fù)制、可推廣的目標(biāo)。

建筑能耗是指維持建筑功能所消耗的能量，包括照明、采暖、空調(diào)、電梯、生活熱水、電器及辦公設(shè)備等的能耗。建筑能耗分析并非簡(jiǎn)單的數(shù)值疊加計(jì)算，而是需要綜合考慮建筑物可能出現(xiàn)的各種復(fù)雜的用能情況，因此在方案之初建立基準(zhǔn)建筑模型是必要的。

建筑設(shè)計(jì)的基本特征決定了其方案設(shè)計(jì)不可能形成像數(shù)學(xué)公式一樣可以套用的公式化構(gòu)思思維模式，本工程制約條件的復(fù)雜性和不定性導(dǎo)致方案設(shè)計(jì)階段構(gòu)思的模糊性和試探性。建立基準(zhǔn)建筑模型，初步進(jìn)行日照、遮陽(yáng)、天然采光、自然通風(fēng)、地道蓄熱等仿真模擬，為建筑方案提供了被動(dòng)式節(jié)能設(shè)計(jì)的依據(jù)。建筑朝向、體型系數(shù)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、窗墻比等參數(shù)的調(diào)整在優(yōu)化的建筑方案中得以體現(xiàn)。以此為基礎(chǔ)，初次能耗模擬的數(shù)值為建筑方案的進(jìn)一步優(yōu)化提供了數(shù)據(jù)參考。

▲ 夏季室內(nèi)自然通風(fēng)模擬

▲室內(nèi)天然采光模擬

超低能耗綠色建筑不是技術(shù)的堆砌而是技術(shù)集成后整合設(shè)計(jì)的結(jié)果，技術(shù)選擇應(yīng)考慮其對(duì)建筑節(jié)能的貢獻(xiàn)，并以適用性和經(jīng)濟(jì)性為原則。具體選擇如下：

空調(diào)冷熱源采用高溫冷水地源熱泵，供熱機(jī)組COP達(dá)4.5，累計(jì)減少空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行電耗8.4kWh/m2·a。采用熱回收型溶液調(diào)濕新風(fēng)機(jī)組，年可減少空調(diào)系統(tǒng)電耗0.75kWh/m2·a。采用干式直流無(wú)刷電機(jī)風(fēng)機(jī)盤管，風(fēng)機(jī)效率提高19.5％，年節(jié)約風(fēng)盤電耗0.366kWh/m2·a。地板采暖系統(tǒng)在提高舒適度的同時(shí)，也提高了采暖系統(tǒng)利用效率10%，年采暖電耗1.1kWh/m2·a。

在屋頂安裝直流真空集熱管太陽(yáng)能集熱器，由太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)提供生活熱水熱源，并通過(guò)太陽(yáng)能與地源熱泵系統(tǒng)的耦合也達(dá)到了提高冬季采暖供水溫度的效果。

▲建筑能耗模型及模擬數(shù)值柱狀分析圖

智能照明控制系統(tǒng)采用數(shù)字化照明技術(shù)。要求所有辦公區(qū)域的熒光燈配置具有數(shù)字通信接口的高頻電子鎮(zhèn)流器，LED燈配置具有數(shù)字通信接口的變壓器。每個(gè)鎮(zhèn)流器、變壓器都通過(guò)數(shù)字尋址通信。其主要控制功能包括：每個(gè)光源作為一個(gè)獨(dú)立的通信對(duì)象，可以分別訪問(wèn)和控制；光源和鎮(zhèn)流器狀態(tài)信息可實(shí)時(shí)通過(guò)總線傳至弱電機(jī)房的主機(jī)；熒光燈和LED調(diào)光可實(shí)現(xiàn)由1%~100%的亮度調(diào)節(jié)；設(shè)置集亮度感應(yīng)、恒照度控制和人體感于一體的吸頂式感應(yīng)器；根據(jù)室外光線的變化，通過(guò)DALI總線對(duì)每個(gè)燈具進(jìn)行斷開或調(diào)光控制。

空調(diào)節(jié)能控制系統(tǒng)通過(guò)對(duì)空調(diào)設(shè)備的節(jié)能控制，可以提高空調(diào)設(shè)備的運(yùn)行效率，降低運(yùn)行能耗。其主要控制功能包括：直流無(wú)刷風(fēng)機(jī)盤管采用聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)自帶溫度傳感器。不僅可以利用現(xiàn)場(chǎng)的溫控器實(shí)現(xiàn)對(duì)盤管的電動(dòng)閥和風(fēng)機(jī)的控制，也可從后臺(tái)主機(jī)對(duì)盤管進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控；根據(jù)室內(nèi)溫度傳感器與后臺(tái)設(shè)定的溫度相比較，通過(guò)控制模塊自動(dòng)調(diào)節(jié)地板采暖系統(tǒng)分配器上電動(dòng)閥的開閉，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)；根據(jù)室內(nèi)吸頂式感應(yīng)器的信號(hào)，通過(guò)輸出繼電器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)盤管或采暖系統(tǒng)分配器上電動(dòng)閥的開閉，實(shí)現(xiàn)人走設(shè)備停；空調(diào)季通過(guò)窗磁信號(hào)和輸入模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)盤管的軟開閉。房間無(wú)人時(shí)，延時(shí)斷開室內(nèi)的照明和風(fēng)機(jī)盤管的供電；當(dāng)規(guī)定的下班時(shí)間到時(shí)，在確定無(wú)人后延時(shí)斷開室內(nèi)所有供電回路，包括照明、插座、風(fēng)機(jī)盤管等。

▲光伏發(fā)電版布置圖

本項(xiàng)目采用由光伏發(fā)電、鋰電池儲(chǔ)能及負(fù)荷構(gòu)成的微網(wǎng)系統(tǒng)。以計(jì)算出的建筑物能耗，作為選用光伏電池板的基本參數(shù)，根據(jù)當(dāng)?shù)靥?yáng)能資源情況和建筑物可安裝電池板的面積確定光伏電池板的類型和相關(guān)參數(shù)。由于光伏發(fā)電系統(tǒng)受外部環(huán)境氣候影響較大，其發(fā)電量并不穩(wěn)定，與建筑物的用能情況并非一一對(duì)應(yīng)，因此，必須采用與外電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行的方式，才能實(shí)現(xiàn)建筑物用能平衡。

▲微網(wǎng)組網(wǎng)模式圖

本項(xiàng)目采用了建筑能耗指標(biāo)預(yù)測(cè)和基于光伏發(fā)電的能源分配控制策略的方法來(lái)保證零能耗建筑一年用能的平衡。首先通過(guò)模擬分析軟件等方法，建立初始能耗指標(biāo)體系；根據(jù)能耗與光伏發(fā)電動(dòng)態(tài)特性曲線，以能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，建立能耗與光伏發(fā)電數(shù)據(jù)庫(kù)，用實(shí)際建筑能耗指標(biāo)，修正初始預(yù)測(cè)的能耗指標(biāo)，形成能耗指標(biāo)體系；以光伏發(fā)電實(shí)際數(shù)據(jù)為依據(jù)，修正光伏發(fā)電特性曲線；以能耗指標(biāo)為依據(jù)，建立能耗預(yù)警機(jī)制，最終構(gòu)建均衡的能源分配控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)建筑的“零能耗”。

本項(xiàng)目的意義在于通過(guò)超低能耗綠色建筑的技術(shù)集成研究，因地制宜的為氣候寒冷地區(qū)探索出超低能耗綠色建筑設(shè)計(jì)體系、基準(zhǔn)建筑能耗指標(biāo)體系、綠色建筑節(jié)能技術(shù)體系、超低能耗建筑運(yùn)行管理體系等，實(shí)施示范項(xiàng)目達(dá)到建筑現(xiàn)場(chǎng)年度能耗為零，并申報(bào)綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)，為本地區(qū)綠色建筑開發(fā)建設(shè)提供技術(shù)參考，進(jìn)而為城市建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展提供積極的探討和典型示范，為城市的開發(fā)建設(shè)提供技術(shù)、管理、政策等方面的參考。

綜合上述內(nèi)容,總結(jié)出零能耗綠色建筑實(shí)現(xiàn)的過(guò)程如下:

以仿真模擬手段指導(dǎo)建筑方案調(diào)整，優(yōu)先采用被動(dòng)措施，完成方案設(shè)計(jì)；采用主動(dòng)技術(shù)措施提高建筑能源使用效率，充分利用可再生能源技術(shù)，完成設(shè)計(jì)施工圖紙；建設(shè)過(guò)程中以綠色理念指導(dǎo)施工并建成項(xiàng)目；建筑運(yùn)營(yíng)管理中滿足超低能耗要求，達(dá)到建筑運(yùn)行年度零能耗目標(biāo)。

2、 天津市建筑設(shè)計(jì)院新建業(yè)務(wù)用房

新建業(yè)務(wù)用房總建筑面積：31250㎡，是一幢集辦公、研發(fā)、會(huì)議、洽商、停車和設(shè)備用房于一體的綜合性科研辦公樓，也是集土建、機(jī)電、巖土、裝修、景觀設(shè)計(jì)和項(xiàng)目管理、施工、運(yùn)維等全過(guò)程一體化的項(xiàng)目。該項(xiàng)目于2013年12月設(shè)計(jì)完成，2014年獲得國(guó)家綠色建筑三星級(jí)設(shè)計(jì)標(biāo)識(shí)，2018年獲得國(guó)家綠色建筑三星級(jí)運(yùn)行標(biāo)識(shí)，健康建筑二星級(jí)設(shè)計(jì)標(biāo)識(shí)、美國(guó)LEED金獎(jiǎng)標(biāo)識(shí)，成為一座體現(xiàn)可持續(xù)設(shè)計(jì)理念的全生命期綠色、低碳、健康示范建筑。

▲50年代建成的老辦公樓（已拆除）

此次改建是在既有建筑場(chǎng)地把新樓先建起來(lái)，人員搬到新樓，然后拆除老樓，再把停車庫(kù)建起來(lái)。這是從另外一個(gè)角度看過(guò)去建筑建成后的樣子。

▲新建業(yè)務(wù)用房

大家可以發(fā)現(xiàn)我們這個(gè)房子主要朝向是偏東西向的。大家都知道南北向的房子最好，為什么我們的房子卻設(shè)計(jì)成偏東西向？以前我們老辦公樓的位置，南北兩側(cè)都是既有的居住小區(qū)，如果把主樓的朝向定位為南北向，對(duì)南北兩側(cè)的居民樓或多或少都會(huì)產(chǎn)生不利影響。所以設(shè)計(jì)之初，我們通過(guò)BIM與綠色分析結(jié)合的手段對(duì)日照、視線遮擋等因素做出細(xì)致的模擬分析，最終把高層建筑的主要朝向定為東西向，并解決由此帶來(lái)的在設(shè)計(jì)、建造過(guò)程當(dāng)中存在的一切問(wèn)題。雖然是不得已而為之，但我們是在一個(gè)既有的場(chǎng)地里邊建造建筑，設(shè)計(jì)首先就要考慮避免對(duì)周圍的環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。

另外建筑場(chǎng)地有很多生長(zhǎng)了50-60年的大樹。我們幾乎都把這些樹完整地保留下來(lái)，讓它們?cè)谶@個(gè)新的環(huán)境中繼續(xù)生長(zhǎng)，也創(chuàng)造了更加舒適的建筑環(huán)境。因?yàn)檫@個(gè)決策，我們?cè)谑┕さ恼麄€(gè)過(guò)程當(dāng)中也做了很多保護(hù)樹木的措施，同時(shí)也增加了我們整個(gè)建筑建造的難度。

在設(shè)計(jì)之初，我們也發(fā)現(xiàn)了一些必須要解決的問(wèn)題：

第一、老辦公樓工作環(huán)境比較差，所以要通過(guò)此次更新重建改善提升室內(nèi)外環(huán)境的舒適度。

第二、設(shè)計(jì)師工作忙時(shí)經(jīng)常成天坐著畫圖，運(yùn)動(dòng)很少。需要開辟運(yùn)動(dòng)健身空間。

第三、為了滿足突發(fā)疾病處置等需求，應(yīng)設(shè)置醫(yī)療和保健功能空間。

第四、技術(shù)人員工作壓力會(huì)比較大，需要利用一些休閑空間去促進(jìn)員工的交流。

這些也是我們認(rèn)為這座綠色建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮的問(wèn)題。因此這個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)目標(biāo)被設(shè)定為綠色、低碳和健康?；谶@個(gè)目標(biāo)我們?cè)诮ㄖ兴茉炝?大特色空間，即舒適的辦公空間、健身運(yùn)動(dòng)空間、健康管理空間和休閑娛樂(lè)空間。

1、舒適的辦公空間

通過(guò)模擬分析，設(shè)計(jì)采用窄高窗以獲得更多的自然采光效果，在東西向外窗上我們?cè)O(shè)計(jì)了可以中控調(diào)節(jié)和現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)調(diào)節(jié)的活動(dòng)外遮陽(yáng)簾。通過(guò)采光井、導(dǎo)光筒改善地下室的采光效果，也使人感受非常自然。

利用溶液調(diào)式的新風(fēng)機(jī)組，輔以空氣凈化器來(lái)達(dá)到空氣質(zhì)量要求首層入口大廳，做了一面綠植墻來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)空間的濕度，也讓人從視覺(jué)上感受這不僅是一堵冰冷的墻壁。這是電梯廳的室內(nèi)垂直綠化墻，每一層有很個(gè)性化的設(shè)計(jì)，起到加濕和調(diào)節(jié)微氣候的作用。

▲電梯廳綠植墻

舊的辦公樓拆除時(shí)，我們是把原有可以利用的辦公家具搬到新辦公樓里。不但節(jié)約了投資，也避免了更換新家具所帶來(lái)的二次污染問(wèn)題。同時(shí)在室內(nèi)設(shè)置檢測(cè)設(shè)備對(duì)空氣質(zhì)量長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。

為了塑造安靜的工作環(huán)境，設(shè)計(jì)充分考慮了機(jī)電設(shè)備的消聲減振措施。

各層工作室設(shè)置了直飲水終端設(shè)備，為員工提供清潔的飲用水。

辦公區(qū)走廊照明設(shè)置兩種場(chǎng)景，一種是冷光；另一種是暖光場(chǎng)景。工作的時(shí)候冷光場(chǎng)景能讓人提高效率，休息的時(shí)候暖光場(chǎng)景會(huì)讓人感覺(jué)到很舒適，可以放松下來(lái)。

健身運(yùn)動(dòng)空間

建筑室內(nèi)外設(shè)計(jì)了不同的活動(dòng)空間，由于在場(chǎng)地中保留了大型喬木，所以可以在樹蔭下設(shè)計(jì)健身步道，設(shè)置健身設(shè)施。

大部分樓梯間都臨近外墻，設(shè)置外窗達(dá)到很好的采光效果，可以引導(dǎo)人們步行上下樓，盡量不坐電梯。

自行車庫(kù)采用了遮陰擋雨的措施，還設(shè)置了電動(dòng)車的充電裝置，以及節(jié)能車的專用停車位，拼車專用停車位等這樣一些利于健康出行的措施。

在離我們這個(gè)樓很近的一個(gè)地方，有一個(gè)有老建筑改造而成的室內(nèi)運(yùn)動(dòng)空間，設(shè)置了標(biāo)準(zhǔn)的羽毛球、排球、籃球場(chǎng)地，經(jīng)常開展職工體育活動(dòng)。

2、健康管理空間

在距離新辦公樓很近的另外一棟樓里面設(shè)置了設(shè)置母嬰室、診療室等健康管理空間。可以應(yīng)對(duì)突發(fā)疾病和日常健康管理。

3、休閑娛樂(lè)空間

休閑空間可以促進(jìn)員工的交流。還有提升心理健康和社會(huì)健康水平。喬、灌、草復(fù)層綠化四季皆景，對(duì)外開放的花園吸引了周邊的居民，達(dá)到了全齡友好，綠色建筑空間也達(dá)到社會(huì)共享的效果。

在這樣的一個(gè)工作環(huán)境當(dāng)中，讓人保持舒適、愉悅、輕松、健康的狀態(tài)，無(wú)疑會(huì)提高工作效率，使設(shè)計(jì)師能夠開展有創(chuàng)意性的思維。

▲室外休閑空間

通過(guò)這個(gè)項(xiàng)目，我們把綠色設(shè)計(jì)理念進(jìn)行擴(kuò)展，即可持續(xù)設(shè)計(jì)、健康空間營(yíng)造及既有場(chǎng)地的有機(jī)更新。這個(gè)項(xiàng)目自建成后，作為綠色科普基地接待了來(lái)自國(guó)內(nèi)各界數(shù)千人次的參觀和考察，體現(xiàn)了天津市建筑設(shè)計(jì)院綠色建筑的創(chuàng)新理念。

▲綠色建筑理念

注：圖文根據(jù)李旭東在中國(guó)勘察設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)建筑設(shè)計(jì)分會(huì)

2019年華北聯(lián)席會(huì)議論壇演講稿整理

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