吳涵 吳苗苗 劉文博 林威 盧泳燃
一、引言
曾經,傳統建筑的建筑模式在國內擁有不可撼動的地位。但隨著社會經濟的高度發展,傳統建筑模式帶來的各種弊端也接踵而至,其中最為嚴重的是環境影響和能源浪費問題。若要改造和提升傳統的建筑業,就需要遵循減量化、再利用、資源化的原則,推進新型的建筑材料與建筑模式。在從追求數量轉變到質量且更注重節能減排的時代里,綠色建筑的出現適逢其時,推動傳統建筑模式進行全方位的改革,未來比傳統建筑更具“地利人和”的優勢。
二、施工的前期準備
(一)建筑材料
對于普通建材,它的第一標簽往往是能耗過大,污染嚴重,功能單一。比如,生產水泥、冶煉鋼材需要很高的溫度,大量的能源被消耗,同時在生產過程中也會排放出大量的“三廢”物(廢水、廢氣和固體廢棄物),污染周邊環境。
綠色建筑使用的建筑材料必須自帶“綠色”屬性,也就是 3R(Reduce、Reuse、Recycle,即減量化、可重復使用、可循環再生使用)。我國的綠色建材(高性能混凝土、保溫隔熱材料、節能門窗和墻體材料等產品)的開發和推廣應用發展非常迅速。據不完全統計,目前燒結空心制品(以燒結多孔、空心磚為主)產量超過2500多億塊,是2000年200億塊的12.5倍;近年復合保溫砌塊生產應用量增幅較大,已竣工混凝土砌塊夾心保溫外墻建筑約有700萬平方米;中控玻璃發展迅速,生產企業有千余家,現產量超過2.4億平方米,年均增速34%。
(二)決策階段
在設計綠色建筑的過程中,設計師一直秉持節約能源、節省資源、回歸自然的設計理念,從普通建筑中汲取“低碳智慧”,極度重視各個細節在設計方案的具體落實情況。在人們的潛意識里,綠色建筑就等于“昂貴建筑”,其實不然,綠色建筑設計的初衷就是實現滿足群眾需求,“性價比”更高的大眾化設計。
設計師注重挖掘大自然中存在的“潛力股”,比如自然采光、自然通風、太陽能利用、地熱利用等;同時充分考慮當地的氣候給建筑帶來的影響,根據技術軟件的具體分析,采用環保節能的建筑材料,作出科學合理的設計策略。相比于傳統建筑,綠色建筑最大的優勢在于有多種建材選擇方案,設計師會因地制宜而選擇最佳方案。
舉例來說,關于地面綠化設計有很多不同的選擇,采用透水鋪裝、下凹式綠地、復層綠化等都可以提高地面透水性,促進雨水滲透到地層中,同時恢復土壤保水能力、減輕排水壓力,生態效益顯著。而考慮到維護綠化地帶的成本費用,設計師會折中選擇最佳的綠化組合,如喬木、花草的組合模式,而不采用復層綠化,因為其大面積草地需要很高的維護費。
(三)土建階段中BIM的應用
傳統建筑一般采用傳統二維設計,但是這種設計模式有時較難直接表達出建筑師的思想,成果圖也難以傳達出設計師原本的意圖,這種局限性可能會導致某些“事與愿違”的結果。
隨著新型技術BIM的產生,綠色建筑的設計與施工也有了一體化的解決策略。現如今,許多綠色建筑的項目設計將BIM模型導入其分析軟件里,在工程設計、工程造價、工程管理、電子政務等領域進行具體的運用,實現了施工過程中自動檢查分析、精確施工、精確計劃、限額領料以及施工過程信息的共享和協同;為了力求綠色建筑的“經濟性”,更是可以細化到自然采光和通風、太陽輻射與噪聲處理等方面。
三、施工之后的成效
(一)環境效益的差別
綠色建筑區域內相比傳統建筑有更多的綠化面積,在這樣良好的生態氛圍中,可以減少碳排放,氧氣的增多使空氣保持清新;種植的花草樹木同時也會吸收有毒有害氣體與放射性物質。這些“綠色能量”,不但改善了人們生活中的空氣質量,一定程度上還能夠使人體疾病的發病率大大降低。傳統建筑在裝修過程中的有害物質例如甲醛、氨、苯和天然石材的放射性等含量很高,而綠色建筑有一種“武器”——通風系統,能夠使這些有害物質的含量降低。不論從節約能源還是建筑內外部健康的穩定生態服務等方面,環境友好、健康高效的綠色建筑都能夠讓住戶感受到更加舒適的生活環境;不論是空氣質量、溫度高低還是采光程度,都達到人體正常生理需要的指標,為住戶營造了一個安全可靠的居住環境,令他們的身體保持最佳狀態,從而降低疾病發病率。
(二)經濟效益的提升
下面以“廣東省立中山圖書館改擴建項目一期工程”作為例子分析其經濟效益:該項目最大的特色在于進行了采暖空調系統節能設計以及室內、景觀照明節能設計,是低能耗節能建筑中的典范。
本建筑中采用了中央空調系統,三臺風量為5000m3/h的新風機采用熱回收裝置,全年可節約制冷量為129000kWh折算成用電量為36900kWh,年節約電費為27675元。據統計,中山圖書館改擴建項目一期工程在圍護結構節能措施方面增量投資為357萬元,工程完工后,相對傳統建筑每年可以降低建筑能耗75萬kWh,折合電費59.5萬元。可見,其規模效應較為可觀。
另外,綠色建筑的經濟效益還包括降低了建筑的拆除或翻新的成本,主要體現在對該過程中所排出的廢棄物治理、回收再循環利用的處理費用。對于傳統建筑,房地產開發商在土地清理方面的費用往往不菲,因為在原建筑的拆除與土地改造的過程中,可以回收利用的混凝土、玻璃、木材等建材少之又少。據統計,我國每萬平方米拆除的舊建筑將產生7000~12000噸建筑廢棄物,目前建筑廢棄物已經占了城市垃圾總量的30%~40%,資源的利用率還達不到5%。然而,綠色建筑能夠避免這個弊端。通過采用建筑廢棄物資源化再生利用技術,將建筑廢棄物如混凝土塊等經過現場分揀、現場移動式破碎和分類,就地轉化進行綜合利用,制成再生骨料、實心磚、空心磚等綠色再生建材產品,開發商的清理成本就會減少,這也增加了開發商的利潤空間,真正實現建筑廢棄物資源化再生利用。
四、綠色建筑在城鎮規劃中的應用
“綠色”城鎮規劃的技術設計中包括兩大方面:場地選址以及水環境的規劃。
首先,綠色建筑的選址優先考慮曾經開發過、具有城市改造潛力的地區,充分利用原有市政基礎的設施資源;其次,合理選用廢棄場地進行建設,在經過科學地改良和完善之后將其投用到建設用地,挖掘廢地的開發潛力,有效利用現有的土地資源,提高環境質量。
為了響應我國在2015年提出的海綿城市建設理念。在海綿城市模式下, 綠色建筑能夠實現集水、蓄水的重要功能, 并與周圍的環境進行有機結合, 實現對雨水的收集等。在生態節能建筑中, 在建筑底部安裝雨水收集箱, 并設計獨立的排水系統, 能夠避免地底存在的水分過多, 導致植物出現腐爛的情況。
五、結語
作為占據全部能耗1/3的建筑行業,我國很早就將可持續發展列入核心發展目標,綠色建筑因此應運而生。從全壽命經濟效益分析來看,與傳統建筑相比,綠色建筑全方位體現了節能環保、以人為本的基本理念,創造了高效低耗、無廢無污、健康舒適、生態平衡的建筑環境,提高了建筑的功能效率與舒適水平;在城鎮規劃設計中起著至關重要的指導作用,進一步科學地完善傳統城鎮的規劃模式。綠色建筑憑著這些優勢逐漸得到人們的青睞,其發展與推廣將是建筑行業未來的必然趨勢。(作者單位:佛山科學技術學院)