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绿色建筑与生态规划

发布时间:2019-05-15 00:41:48 编辑:笔名

绿色建筑与生态规划

绿色建筑作为现代社会生态城市、节约型城市、循环经济城市建设的重要影响存在要件,影响着城市生态系统安全与功能稳定的组织结构,参与城市生态服务能力的效率变化,对提高生态人居系统健康质量起着重要作用。城市生态系统的高效存在与服务功能的稳定性是发展绿色建筑的核心基础,也是绿色建筑设计与建造技术应用的前提条件。面对目前社会高速发展的城市化进程,原有的规划技术体系与现代社会发展需求存在着很大的目标差异,也存在着不小的能力差距与面对现实的滞后问题,这是阻碍绿色建筑推广与落实的基础性问题。

以往城市规划多从土地及空间配置出发,注重城市功能及交通优先,这种规划多以人的需求、便利为核心,将城市生态研究仅仅作为规划编制中的过程参考,往往具有明显的人为性、片面性。由于人类在城市建设与发展中,缺少在不同尺度上对城市生态安全系统、生态系统容量能力、生态承载的分析作为编制规划的科学量化依据,也由于人为活动趋利性,使得城市从中心区到副中心区的板结扩散,将城市生态系统结构肢解得支离破碎,导致城市中心区域组织系统结构致密且高密度的聚集,同时也使城市边缘的城镇体系趋向于仿效中心城区的高密度建设模式。一个又一个失控的摊大饼式城市规划不断出现,且瞄准城区内和城市边缘系统自然生态优化资源的湿地、河岸、湖泊、水库、林地、古寺庙周边以及森林山地,使之成为商业建设项目的抢占目标。在城里人想出城,城外人想进城的当代居住消费欲望的驱动下,对城市周边的自然资源、生态功能维护、生态保护与调控都产生了极其不利的负面作用。这是绿色建筑推广所面临的城市现状存在大背景,这是推动绿色建筑科学发展的主要障碍所在。

绿色建筑也称生态建筑、生态化建筑,或可持续建筑。其内容不仅包括建筑本体,也包括建筑内部,特别是包括建筑外部环境生态功能系统及建构社区安全、健康的稳定生态服务与维护功能系统。

由中国建设部颁布的《绿色生态住宅小区建设要点与技术导则》(试行)中强调了能源系统、水环境系统、大气环境系统、声环境系统、光环境系统、热环境系统、绿化系统、废弃物管理与处置系统、绿色建材系统,导则的目的在于推动与落实适宜的建筑集成技术,使能源、资源得到高效、合理的利用,并有效地保护生态环境,达到节能、节水、节地、治污的目的,其中强调了加强住宅小区的生态环境的保护建设。在中外有关绿色建筑(也称生态建筑)的大量评价标准中,包括:美国的LEED、英国的EcoHomes、澳大利亚NABERS国家房屋环境评分系统、加拿大绿色建筑评价标准、法国可持续发展评价规范、德国可持续发展评价规范、日本共生住宅标准等等都无一例外地在规范建筑生态功能和建筑对风、光、热、气、雨、水、植物等生态要素采用技术达标要求。同时,放在首位的是强调生态住区绿色建筑的选址,这是一个必备条件。一个违背生态原则的社区及建筑选址无论如何也无法被称之为生态社区或绿色建筑,这种建筑只能是破坏自然生态系统依赖生态技术或生态材料的反生态建筑。科学地为绿色建筑提供集约化、高效的良好生态环境,包括的风环境、空气质量、日照条件、雨水收集与利用系统、绿地景观与功能系统等;保障在各建筑组团中的绿色建筑能够参与城市生态安全格局间的自维护系统、防护系统,参与城市系统与自然系统之间的交换,实现其呼吸功能;保障绿色建筑受自然系统有效的服务,是绿色建筑健全与完善的前提。因此,生态规划的存在与发展必然是绿色建筑迎来发展机遇的前提条件,生态规划是保障规范与发展绿色建筑使其名副其实的根本。

作为从事生态规划、生态建筑研究与教学的清华大学建筑学院老师,笔者致力于探索生态规划与绿色建筑的研究与实践。自2000年起,陆续与北京大学、中国科学院、北京林业大学、中国地质大学(北京)、北京地质勘察设计院、中鼎国际建筑工程设计有限公司等单位相关专业的专家学者合作,逐渐组成了多学科交叉合作,以生态规划、生态建筑及绿地系统研究为主题、以城市生态多学科融合为方向、以综合协作研究与实践为目地的长期合作团队,开展了生态规划、生态景观设计、生态建筑、生态化室内设计、屋顶绿化、生态建筑教学和生态规划教学等多项研究与实践。如:编制完成了《中关村科技园区生态人居环境标准体系》阶段报告,完成了《中关村科技园区海淀园发展区生态规划》,完成了中关村科技园区管理委员会委托的依据生态规划对《中关村生命科学园二期规划设计方案》招标议案和评标编制、提出生态湿地保护为前提的《中关村生命科学园二期规划设计方案》调整方案设计、研究与编制了《唐山市主城区生态规划编制研究》,以及即将完成的中国-欧盟环境管理合作计划项目、中国可持续发展实验区北京怀柔山水园林城市生态规划的编制工作,同时在中关村生态规划的指导下完成了海淀生态办公区(EOD)的建筑研究、设计与施工,北京市科学技术委员会生态室内办公设计研究与施工试验等等。

实践一:中关村科技园区海淀园发展区生态规划与海淀生态办公区(EOD)的建筑设计研究与实践

1.1 中关村科技园区海淀园发展区生态规划

中关村生态规划作为个与城市规划实践相结合的探索性生态规划,其理论与方法着重强调城市生态系统中各种相互关联的生态关系之间的协调,而非单一因素的控制。规划将中关村科技园区海淀园发展区域视为自然生态系统与城市生态系统相结合的城市复合生态系统,在GIS技术支持的基础上,通过对自然资源分析,运用生态学、景观生态学、城市生态学、恢复生态学原理和方法建构健康生态系统-生态安全框架,划分土地的生态等级,并针对中国城市规划、绿地系统规划的专业指标体系进行研究,根据社会存在的问题,创建了以绿量数字化模型为基础的绿容率核心控制体系,科学的量化规范区域绿地系统保护与建设标准,实现生态规划指导园区生态化建设目标。生态规划成果应包括自然生态系统与城市人工生态系统之间的关系、自然生态与社会生态的适宜性评价、生态功能区划、人口适宜容量规划、生态资源利用与保护规划、绿地系统生态规划、能源规划原则和环境污染防治规划原则。

生态规划的方法包括基于景观适宜性方法进行的生态适宜性和生态敏感性分析、基于应用景观生态学方法建立的落实到可操作的控制城市规划层面的生态安全格局等完成生态规划等级区域的控制规划。中关村生态规划中,我与北京林业大学的赵惠恩博士首次创建了以绿量数字化模型为基础的绿容率核心控制体系,科学量化规范区域绿地系统保护与建设标准,实现生态规划指导园区生态化建设目标。

1.2 海淀生态办公区(EOD)的设计

海淀生态办公区的规划与设计,体现了从生态规划落实到生态景观设计、生态建筑设计、生态化的室内设计一脉相承的生态规划及设计策略。

办公区外部生态环境包括建筑外部环境生态功能系统及建构社区安全、健康的稳定生态服务与维护功能系统,重点是通过对微观生态系统的恢复、重建和保护,营造一种既适于生态群落发展又适于品质办公需要的优质生态环境。办公区的生态功能系统通过绿地群落组织系统、植物功能调节系统、微地形系统及风环境、水环境系统建立。

植物系统的建立包括植物多样性配置、符合生态规划绿容率的植物绿量配置、植物形态及其疏密组合建立规划区域的通风廊道及建筑周边的通风系统。并在群落配植上依据植物滞尘、杀菌、降噪、放氧和固氮等生物功能,在微环境中营造出一个为生态建筑提供新风条件。

办公区考虑北京地区严重缺水的状况,并且水体的蒸发量很大的情况,建立了雨水收集及回用系统,结合湿地一体设计。因此,使用采集的雨水和部分城市中水进行空气降温、浇花、水景、消防以及水景设计等方面,雨水经过具有自净功能的水生植物的水体,自然渗透充分利用植物的净化功能。

良好生态环境的建立使作为系统中一个局部的建筑具备了称其为生态建筑的外部条件。生态办公区(EOD)自身的生态设计策略包括:被动式技术的应用,包括热压、风压自然通风室内带来新鲜空气,排出室内的热量;自然采光遮阳的建筑表皮系统对外部气候的过滤降尘等缓冲作用;玻璃温室效应的应用;室内多层次引入绿色植物系统,在通过生物智能技术控制温度、湿度的前提下,全面发挥植物对室内环境的生态效益;发挥建筑实体材料的储热保温作用,钢悬石膏墙体技术应用,提高了建筑外维护结构的柔性、保温性和施工的便捷性。主动式技术的应用包括:太阳能技术应用、水处理技术应用-雨水收集作为中水使用、雨水冷却建筑外围护结构和建筑周围蒸发效应制冷、地热能的运用-土壤提供的地热资源。

实践二:北京市科学技术委员会科研项目——生态室内办公区设计研究与试验工程及适宜北京的屋顶绿化研究与试验工程

室内作为绿色建筑的重要组成部分,其装修、装饰的设计与施工,对绿色建筑整体生态功能和效益有着重要的系统作用和价值。

美国LEED标准中的《商业室内的绿色建筑评估体系》涉及到建筑的室内部分,具体从实施地点、水的利用效率、能源和空气、材料和来源、室内环境质量、创新和设计过程几方面来进行评估。

按照资源、能源的逻辑将生态室内涉及到的能源供给、环境材料、植物、水、风、光等因子进行分类,就得到了能源系统、环境材料系统、植物系统、水系统、风环境系统、光环境系统,以及在这次设计中扮演了很重要角色的墙系统。在设计中,首先保证各个系统自身的良好运转和稳定发挥,然后再考虑各个系统之间共存于室内时的相互关系和配合。

室内利用混凝土顶的空间,带来了良好的空气交换;能源供给系统采用的太阳能利用技术;风环境系统采用的空调BEKA毛细管平面系统和新风系统及通风方法;隔墙系统采用钢悬石膏墙体技术;室内植物系统;免冲厕卫技术应用;循环再生材料应用,如再造石、软包装饮料盒再生材料、塑料牙膏皮再生材料、洗发液瓶再生材料、运动鞋底的再生利用材料和麻秸杆再生材料门等。

结合室内生态设计,在室外600平方米露台上采用了独立开发的免维护(粗放维护)屋顶绿化施工构造技术、无土轻量种植基质和基于北京气候环境四季有景的20余种植物材料,具备了对建筑构造维护、雨水收集、缓排及积蓄雨水功能,减少雨水排放对城市市政系统压力和参与城市热岛效应调节循环,并提高露台的景观价值。

总之,绿色建筑的发展需要生态规划作为指导各类规划设计的核心依据,需要科学的将城市发展与自然系统建立起稳定和谐的协调共生机制,更需要政府加强科学的宏观调控与依法行政的技术保障支持。由此引导社会建立健康、文明的生活、生产理念,鼓励和宏扬绿色建筑的积极作用,使绿色建筑与生态安全成为社会的自觉意识和社会主张。

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