史蒂芬·霍爾愛德華大學視覺藝術大樓環保二字自世紀初開始便成為各個領域無法回避的課題,對于地球資源消耗速度的擔心幾乎已經烙進群體 ">
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藝術設計
“自救模式”中的建筑設計
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> 史蒂芬·霍爾愛德華大學視覺藝術大樓
“環保”二字自世紀初開始便成為各個領域無法回避的課題,對于地球資源消耗速度的擔心幾乎已經烙進群體意識,越來越多可持續發展的呼聲不僅昭示出繁衍的長遠愿望,也暗暗體現出人類脆弱心理中對于生存的焦慮。
人類只要繼續發展,資源消耗的速度是無法準確預估的,而消耗的動作也更是無法停止的。以建筑為例,任何時間地點,地球上就存在一片土地被混凝土灌注、被鋼筋穿過、被衣著各色的人類入駐,只要存在著繁衍和發展,理論上講,終有一天可以開發的土地都會被人類的建筑所填滿,也許會留出一些空地,但這些空地也有了綠地、農地、風景名勝等等供人使用的新名字。
> 史蒂芬·霍爾愛德華大學視覺藝術大樓
因此,減慢消耗地球資源速度、拉長這個終將填滿藍色星球的動作周期,成了眾多行業的人們為之共同努力的事情。而在建筑層面,建筑物的建造、使用、維護過程中對于包括碳排放量等等涉及地球資源消耗的參數被建筑師和開發商、規則制定者等相關群體逐漸重視起來。
各個國家的建筑師和開發商、規則制定者,對于這種“綠色建筑”的標準有著幾乎相近的制定和規范選擇,這種巧合的原因在于現當代建筑技術的全球化程度極高,一棟建筑物在建筑、結構、水暖電等專業劃分上已經達成了國際化標準,除了因地制宜和尊重傳統的建筑物外,大部分情況下在冰島興建一棟建筑的操作過程與在南非興建一棟建筑的操作過程已經無明顯區分。綠色建筑在不同國家也兼顧了本國本地區國情及自然條件的個性化及參數區別,體現在各個建筑專業中,也構成了設計及評定綠色建筑的基本原則。
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有概念就需要有設計和評定標準,世界范圍內,目前關于綠色建筑評價體系主要包括中國的《綠色建筑評價標準》(GB50378-2014)、美國的認證體系LEED、英國的設計規范BREE-AM、日本建筑物綜合環境性能評價體系(CASBEE)、法國綠色建筑評估體系(HQE)、德國生態建筑導則LN B、澳大利亞的建筑環境評價體 N ABERS等等。評估體系各個國家出發點和關注點不盡相同,限于自然環境的不同,同時具備各個環境資源計量標準的國家中,美國具有相對綜合的條件。
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成文較早且相對廣范圍推行的綠色建筑設計及評定體系,需要重點說說美國的LEED(LEADERSHIP IN ENERGY AND ENVIRONMENTAL DESIGN ) 綠色能源與環境認證),并以此全球鋪陳最廣的綠色建筑體系較早的模板來說明綠色建筑的大體概念。這套體系最早1994年由更早成立的美國綠色建筑協會(USGBC)草擬,于1998年形成1.0版本,1999年發布2.0版本,并創立了認證師培訓體系,2000年在美國能源部正式向美國綠色建筑協會撥款作為啟動資金,開始了LEED的正式推廣工作,并于2003年進入中國。LEED的制定和實施有著出人意料的速度與廣度,短短十幾年,按此套系統建設和評估的項目超過1萬個,遍布全球100多個國家,并有將近5萬個項目參與了綠色建筑LEED系統的評定過程。
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說起來有趣,美國綠色建筑協會(USGBC)成立的緣由之一是1973年阿以戰爭引起的石油禁運事件,美國這個行走在車輪上的國家第一次體會到加不到油時的尷尬與恐慌,石油禁運事件持續期間,環保運動在美國各地爆發,在持續
數年后開始直接影響到建筑行業,參加運動的人群開始圍聚在掛滿石材的各種辦公樓門前,提出了一個建筑師們難以馬上解答的問題“這棟建筑消耗了我們多少寶貴的資源”,負責審批建筑項目的部門與民間自發的環保意識濃厚的建筑師群體便開始尋求問題的答案,最早在普通的民宅及房地產開發項目中推廣,繼而逐漸擴大,辦公、商業、公建等等一系列種類被納入到這個系統中。
> 意大利著名建筑設計師馬西姆·羅伊—波捷特的舊建筑改造項目de castillia23,他將外立面設計了一層反光隔板,為這棟建筑提供了更好的光源,并且是沒有任何能源消耗的
時至今日,LEED系統已經形成了四類內部評估系統,分類原則是將建筑設計、建筑分類專業、建筑周期進行了融合。這套體系的建立得益于美國綠色建筑協會的成員多元化,不僅有建筑師、開發商、施工方,也包含了各個建筑的運營者、學術機構及政府代表。
一類為建筑設計及建筑物(LEED for Building Design and Construction),更偏重前期建筑學層面的前期設計,又分為10種分項,分別為新建筑及大型改造(New Construction and Major Renovation.)、結構及機電水暖(Core andShell Development.)、學校(Schools)、商業及零售(Retail)、數據存儲中心(Data Centers)、倉儲物流(Warehouses and Distribution Centers)、酒店賓館(BD+C: Hospitality)、醫療機構(Healthcare)、低層住宅(Homes andMultifamily Lowrise)、多層住宅(Multifamily Midrise)。
可以看到第一類偏向為建筑物的環保,這類概念說起來是十分專業而枯燥的,涉及到各個層面的建筑參數和指標問題,我們可以先從早期的一個簡單明朗的跨國案例來舉例講述,也就是諾基亞中國總部大樓。
> 意大利著名建筑設計師馬西姆·羅伊—波捷特的舊建筑改造項目de castillia23,他將外立面設計了一層反光隔板,為這棟建筑提供了更好的光源,并且是沒有任何能源消耗的
十年前的這棟大樓盡管造型并不十分出彩,有著典型IT企業風格,以色塊點綴的玻璃盒子形態下卻隱藏了今天一般建筑物都很少考慮到的元素,首先建筑層面通過設置數層通高的采光穹頂,不僅降低了人造光源的實際能源消耗,更是使近2000名大樓的使用者都享受到了自然光線和自然綠植的景觀,提升了人的使用感受;其次,整棟大樓其貌不揚的玻璃幕墻實際上是雙層的,兩層幕墻之間的中空空間通過溫差和氣壓差形成流動,形成一層物理機制的空調外殼,綜合計算在暖通空調中的節約超過了10%;同時,為減少建造中使用的建材運輸產生的污染及能源消耗,將近30%的建材取自項目所在地600公里以內,并在建造過程中將建筑垃圾二次利用;另外,大樓內所有內飾及家具都使用了短時期內降解的速生材料,塑料等高分子帶來的二次污染問題在這里并不存在。值得一提的是,LEED對于這棟大樓的認證是相對綜合的,其中便包含了第二類認證內容。
此類中關于大型改造的分類在國內則比較少見,保留建筑的軀殼而引入更多環保概念的舊房改造項目則在西方建筑中層出不窮,并且往往出于建筑實際使用需求的改造居多,以2013年的UBC哥倫比亞大學生物科學綜合樓的建筑為例,按照綠色建筑概念改造的內容十分精彩。
這棟將近2萬平方的教學樓由于新功能涵蓋了動植物學的教育需要,對于溫度濕度及空氣質量有著十分嚴格的要求,引入了新風技術,將換氣量突破原有建筑的極限,并通過電腦控制進行動態調節,由于該樓對于溫度甚至熱水的要求與其他校區內樓座有所區分,一個單獨設計的太陽能熱媒系統打破了原先笨重而高能耗的空調及暖氣、熱水的局限,原先建筑物的窗戶被替換成保溫及調解效果更好的雙層玻璃系統窗,在建筑頂部,保留原結構的基礎上,精致的玻璃采光穹頂使得原先陰暗的教學樓有了勃勃生機。可見,對于老舊建筑的改造,環保技術的運用會使得建筑物的使用年限進一步拉長,也是完全拆除重新建設之外的一個綠色選擇。
第二類為室內設計,共3種分項,分別為辦公空間、商業及零售、酒店賓館;第三類為運營及維護,關注點聚焦在需要更多建筑建成后的周期,6個分項為一般現存建筑、商業及零售、學校、醫療機構、數據中心、倉儲物流。第四類比較偏重規劃及多功能建筑,2小類,分別為規劃、綜合體項目,第四類特別強調了規劃設計階段對于土地利用及開發工程量問題。
> 萬科總部大樓
第二到第四類更跳出建筑學,而是將室內、運營、規劃等建造邏輯環內的專業都囊括了進去,展示出參數之外那些更影響使用者感官提升的直接影響項目,能夠在如此全面的程度反應出這樣環保精神的項目,在中國仍然可以找到,那就是深圳大梅沙的萬科集團總部。
沒錯,確實是地產開發商用盡心思做的一個給自己使用的辦公建筑集群項目其設計人史蒂芬·霍爾似乎一直是方盒子建筑的另一面,這次他將摩天大樓直接倒在地平面上,并將放倒的各個樓體通過枝蔓生長的方式架空于地面之上,由于地形多層造景并有廣漫的屋頂綠化,使得這個項目在數值上計算出來的綠地率突破了130%,這是建筑項目前所未有的如此注重自然景觀。
萬科集團總部可謂在節能方面利用形體做到了極致,由于建筑物展開面極大,在建筑外立面上使用了一種可根據日照強度自行調解開合間距的片狀百葉,并在60%的屋頂上設置了太陽能光電板來維持整個建筑物接近20%的能源,其中涵蓋除濕、冷熱源及熱水加熱等消耗;室內方面,大量的速生材料不僅被做成了各類家具、儲物柜,也成為內裝飾的主要用材;深圳多雨,通過多濾系統將雨水進行收集,以中水為補充,完整的實現了景觀及綠化不使用一滴自來水的環保初衷;地下采光在設計之初便考慮在內,大大小小的天井保證了約4萬平米的自然采光;而整個建筑物的建造材料方面,預制混凝土構件作為施工主要用材,避免了運輸和現澆的二次能源消耗。
> 意大利著名建筑設計師馬西姆·羅伊—波捷特的舊建筑改造項目de castillia23內部效果圖
第一類和第二類的分類里數據存儲中心的存在原因值得一提,這類建筑不僅指代傳統銀行或保險等對于紙質材料和電子數據有著溫度濕度熱能依賴的產業,也包括互聯網及物聯網的數據存輸設備儲存,尤其是在美國有大量的專門網絡數據儲藏空間,某些互聯網底層數據要求承載它們的建筑物有極為苛刻的要求,對于設備能源保障、散熱通風、安全防護等等設備配套條件及結構要求極為苛刻,例如2016年美國INTERNAP公司在新澤西州Secaucus的數據中心項目,它不僅在室內外建筑材料及能源方面均滿足了使用要求,同時兼顧了運營時產生的成本,例如把員工及物資的交通運輸問題進行了專門的路線及荷載規劃,把日常產生的電子設備廢料規范化再利用及回收,長時間無人房間的害蟲治理及自然災害預防等等措施。我國的武漢建設銀行總行災備中心及成都太平洋保險數據中心等少數這類對于能源消耗較大的建筑物也曾經獲得過LEED認證。
在上述四類之外,事實上還有一個防范標準單一和普適性類型原則,確立了建筑各項參數及打分制度來作為確認認證的基本工具,通過不同分項的分數累加,來進行綜合的評定判斷,積分的多少影響到最終建筑項目的級別,共四個級別:認證級(26-32分)、銀級(33-38分)、金級(39-51分)、白金級(52-69分)。為避免歧義和方便推廣,在一般對外論證獎項時,分類簡化為新建建筑、結構及機電水暖、辦公及內裝、住宅、學校、既有建筑:規劃及綜合體、商業及零售。而隨著建筑技術的更迭,LEED的版本更新已經進入了V4,主要聚焦于材料、智能化控制、水電暖能源控制、人體感受四個基本方面。
LEED概念里的綠色建筑特征詳實且具備可實施性,主要通過分值概況了規劃層面的土地節約及水土保持、建設材料的工業化生產及材料垃圾減少、能源的效率提升、室內的空氣及溫度等環境質量、維護成本及運營中的水暖電總量控制、以及光環境效能問題,在LEED推廣初期按照美國自身進行的國內統計平均值,約60%以上的電能、40%以上的水暖是建筑物消耗的,建筑垃圾約占城市垃圾的30%以上,這種消耗對于美國自然資源和基礎設施有著直接的負面影響,同時美國人的商業思維也在LEED內有所體現,它有效的降低了投資比例和資本投入,通過更為嚴格的舒適度要求提升了購買或租賃使用建筑物的溢價,并一定程度實現了人們心中環保訴求。由于這份導則性質的評定標準具備普適性,也間接影響了其他國家的綠色建筑的制定,其中包括中國。
> 意大利著名建筑設計師馬西姆·羅伊—波捷特的舊建筑改造項目de castillia23內部效果圖
LEED早期在美國的落地受到了多個大型企業和國家部門的支持,例如2001年的福特汽車總部,這棟2萬平米的辦公及工業建筑在十幾年前便采用了廢水回收系統用于廁所和景觀用水,節約了50%以上的原用水配額,通過高效變頻系統和地板送風系統降低了原設備和維護成本的40%;地處百老匯625號的紐約州環保局則早在2002年便率先通過二氧化碳檢測傳感器來自動控制整棟大樓的空調及換風運行效率,整棟樓使用無高分子成分的粘合劑、地板、涂料、木材進行了室內裝修,避免了使用前對人造成的異類氣體污染。
LEED進入中國也十五年了,期間累計申請認證的項目已有逾千個,獲得不同級別認證的項目已近百個,較為著名的地標事實上無一例外都成為LEED的堅定擁躉,例如北京國貿三期及上海中心項目,以及連綠地深藍中心、廣州西塔等等,對于LEED的追逐也漸漸成為了趨勢,美國綠色建筑委員會多次來華感嘆綠色建筑概念在中國的迅速發展,盡管國內有一種聲音在指摘LEED在做認證生意(LEED為收費論證),磅礴的中國建筑市場仿佛成了美國人賺論證費的地方,但不得不承認的是,綠色建筑概念已經經過這些項目深深扎根到了開發商、消費者乃至城市管理層面的心里,這種現象無疑于是環保悖論里積極向上的部分,并間接影響到了中國國家綠色建筑標準的推行,也多了一個認證的選擇參考。
建筑設計行業里存在法律條文一樣效力的設計規范標準,是指導建筑項目設計的準則,中國綠色建筑的設計規范起步稍晚一些,在參考借鑒了LEED在內標準和其他國家類似標準,根據國情的判斷和修繕提升。最早的開端起源于奧運前的建設準備,2003年8月,清華大學及中國建筑科學研究院等九家科研單位聯合發布了《綠色奧運建筑評估體系》是中國第一個真正對于綠色建筑在技術層面給予深入解讀的綠色建筑標準。絕大多數奧運場館都在設計初期便開始將綠色建筑的概念納入其中,如鳥巢的部分冷熱源利用場地中心8千平米左右的自然土地采用了地源熱泵系統,不再依賴傳統的高耗能源,同時引入了熱排風回收及新風運行智能調節,并且創建了世界上最大的雨水手機系統(6處蓄水池過萬立方儲水體積),太陽能光伏發電與智能光環境調節結合,更主要的是鳥巢突破了傳統體育場所屋面的沉重結構,利用自主研發的雙層膜結構,既省去了大量鋼結構成本和材料,又與聲學結合,有效的構建出多維度舒適聲環境。如果將奧運建筑的綠色性能展開說,恐怕又得開一篇專題。
> 史蒂芬·霍爾愛德華大學視覺藝術大樓
根據建設部建標標函 [2005] 63號(關于請組織開展 《綠色建筑評價標準》編制工作函)的要求,由中國建筑科學研究院、上海市建筑科學研究院會同有關單位編制而成的《綠色建筑評價標準》頒布,并經過多次更新,通過簡潔高效的多專業總結,制定了對于住宅及公共建筑不同建筑形態的普適性規范,最新版本為《綠色建筑評價標準》為國家標準,編號為GB/T50378-2014。整個規范分為節地與室外環境、節能與能源利用、節水與水資源利用、節材與材料資源利用、室內環境質量、施工管理、運營管理、提高與創新這幾個部分,評價原則為積分制度,分為一星、二星、三星三個級別,其中以綠色建筑二星級要求為例,總分〉60分,各分項〉40分,意味著不僅需要總分達標,各個分項也需要達標,一定程度規避了只沖總分的盲目化綠色建筑。
住宅對于民眾的距離更小于公共建筑,環保概念的落地普及也隨著市場化進步的住宅項目更一步深入人心,如果單說國標綠色建筑的普及,不提開發商名字的話,事實上至少60%的中國住宅類建筑已經將綠色概念納入到設計、建設、運營的全生命中期內了,其中某家開發商已經建造了全國50%左右的綠色三星住宅,稍微留意 或許你所在的小區便是其中之一。
最后說一下中國的綠色建筑普及力度,事實上,在許多一二線城市,對于綠色建筑的要求已經寫入當地的規劃條文內,至少需要滿足一星或二星的標準才允許開工建設,這種力度在其它國家不多見,可以深切的感受到中國對于綠色建筑的執行決心和環保悖論中更為妥善的實施方法,哲學家說話,跳出悖論的辦法就是將它作為問題來解決,顯然在中國是看到了落地。
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