第1章 推动绿色建筑发展需要绿色监理
第1节 绿色建筑的背景与内涵
1.1.1 绿色建筑的背景
1.资源、环境危机的出现
始于18世纪中叶的工业革命出现了以蒸汽、电力等为动力的先进生产工具,极大地提高了劳动效率和生产力水平。采用化石能源(煤炭、石油、天然气等)作为主要动力源,改变了传统的能源结构;通过资本、技术、人力生产资料的高度聚集组织大规模的社会化大生产,推动社会变革和新的资本主义生产关系的形成。进入20世纪,经济增长、科学技术的迅猛发展、城市化水平不断提高、经济与技术全球化将人类社会文明推向一个崭新的阶段。
1972年,罗马俱乐部发表《增长的极限》研究报告,对20世纪60年代迷信科技与经济成长的人类文明提出了严重警告,1973年随即发生了惊天动地的第一次石油危机,《增长的极限》与两次能源危机所带来的冲击,使人类逐渐意识到,在改造自然、增强自然、利用自然资源的同时,人类赖以生存和发展的自然环境却在遭到破坏,这唤起了人们广泛的环保意识。1980年以后,当时全球一片环境公害之声,温室效应、臭氧层空洞、酸雨、空气和水环境污染、河川湖泊死亡、热带雨林破坏等,触目惊心的环保新闻不绝于耳,生态环境的理念更进一步地扩大至地球环保的尺度。
2.建筑消耗大量资源能源
统计资料显示,一个国家的建筑运行能耗一般约占能耗总量的20%~40%;如果加上建筑材料的生产运输以及建筑建造和拆除过程能耗,该比例会上升至约50%。在英国,建筑能耗约占全部能源消耗的50%,其中大部分(约为60%)为住宅建筑。在美国,建筑能耗占全国商业总能耗的比例由1978年的10%上升到20世纪90年代中期的27%。其中,建筑运行的采暖空调能耗是建筑能耗的主要部分,约占65%。
据欧盟能源研究机构的统计,大约3/4的能量消耗以及大约相同级别的碳化合物排放来自交通和建筑,其中大约1/2的能量用于建筑的供热、制冷、采光和通风等设备的运作;造成温室效应和臭氧层破坏的气体中,有约50%的氟利昂产生自建筑物中的空调机、制冷系统、灭火系统以及一些绝热材料等;约50%的矿物燃料(煤、石油、天然气)的消耗与建筑运行有关,因此,约有50%的二氧化碳(相当于1/4温室气体)排放来自于建筑相关的活动。
3.“可持续发展”理念的提出
1980年,世界自然保护联盟(IUCN)首次提出“可持续发展”(Sustainable Development)的口号,呼吁全球重视地球环境危机。1987年,世界环境与发展委员会(WCED)发表了《我们共同的未来》(Our Common Future)报告,提出人类可持续发展策略,获得全球的共鸣。1992年6月于巴西里约热内卢召开了划时代性的“地球高峰会议”,史无前例地聚集了178个国家的政府代表以及118位国家元首和政府首脑,共同商讨挽救地球环境危机的对策,签署了《联合国气候变化框架公约》《生物多样性公约》,同时发表了《里约环境与发展宣言》《21世纪议程》等重要宣示。继此,1993年联合国成立了“可持续发展委员会”(UNCSD),积极展开全面性的地球环保运动。1998年的《联合国气候变化框架公约》第三次缔约方会议(京都会议),正式制定了发达国家二氧化碳排放减量的目标,显示了地球环保的问题已成为超国境、超政体的国际要务,同时也显示“可持续发展”已成为人类最重要的课题。
4.“绿色建筑”的出现与发展
1970年之前,建筑现代主义盛行,建筑朝着全面机械化、设备化的模式发展,例如全天候的中央空调、全玻璃的建筑外观、24小时供应的热水系统、夜不熄灯的全面人工照明等设计充斥全世界。1964年发布的《未来主义建筑宣言》更是鼓励人类建立最浪费的都市形式。
20世纪70年代的能源危机使得建筑界意识到“节能设计”的重要性,更是带动了建设“生态建筑”(Ecological Architecture)的浪潮。1993年,第十八次国际建筑师协会会议发表了《芝加哥宣言》,以“处于十字路口的建筑——建设可持续的未来”为主题,号召全世界的建筑师以环境的可持续发展为职责,树起了“绿色建筑”的旗帜。1996年6月,联合国在伊斯坦布尔召开的第二次世界“人居环境会议”中,签署了《人居环境议程》(Habitat Agenda),呼吁全世界针对当今的城市危机研商对策。
进入21世纪,绿色建筑在理论方法构建、综合技术系统研发与应用、示范项目设计与建设实践、评价体系与评估标准建立、国家和地方的激励与约束法规和政策制定、相关机构的宣传推广与培训教育等各方面都逐渐走向成熟与完善,形成了具有综合性、系统性、多学科交叉等特征的绿色建筑系统架构。
1.1.2 绿色建筑的内涵
1.绿色建筑的概念
面对当今世界资源短缺和环境恶化的巨大挑战,绿色建筑已经成为建筑领域可持续发展的必然趋势。如何理解“绿色建筑”?目前在国内得到专业学术领域和政府、公众各个层面普遍认同的“绿色建筑”概念,是由建设部于2006年发布的《绿色建筑评价标准》(GB/T50378—2006)给出的定义:绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境、减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。绿色建筑的理念如图1-1所示。
图1-1 绿色建筑的理念
对于该定义,可以从以下方面来理解:
(1)绿色建筑应体现在建筑全寿命周期范围内的各个时段,包括规划设计、建材与建筑部品的生产加工与运输、建筑施工安装、建筑运营直至建筑寿命终结后的处置和再利用。
(2)绿色建筑应该是节约资源和能源的建筑。
(3)绿色建筑应该是环境友好的建筑。
(4)绿色建筑应该是与自然和谐共生的建筑。
(5)绿色建筑作为为人服务的生活生产设施应该是充分考虑人的健康、使用需求的建筑。
2013年1月1日,国务院办公厅以国办发〔2013〕1号文转发国家发改委、住房和城乡建设部制定的《绿色建筑行动方案》中,对绿色建筑的定义,与此相同。
维基百科对“绿色建筑”这一词条的描述为:“实现提高建筑物所使用资源(能量、水及材料)的效率,同时降低建筑对人体与环境的影响,从而更好地选址、设计、建设、操作、维修及拆除,为整个完整的建筑生命周期服务。”这与我们对绿色建筑的解释本质上是一致的。
绿色建筑所体现的是建筑物的综合性能品质,这种综合性能品质指的是在建筑物的建造、使用、翻修、改建、拆除全寿命过程中的每一阶段都能尽量减少资源和能源的消耗,减少废弃物的排放,减少对环境的污染,并能为人类提供一个健康、安全、适度、舒适的使用空间。
我们可以分别从哲学角度和技术角度来正确理解绿色建筑的特点。
从哲学角度来看:①绿色建筑在正确处理人与自然的关系方面,从唯物辩证的自然观出发,强调人与自然的有机统一,人类是自然的一部分,主张尊重自然,主张人与自然和谐共生。②在价值观方面,绿色建筑价值观认为自然界是一切价值的源泉,强调地球生态系统的外在价值、内在价值和系统价值。③绿色建筑以可持续发展为目标,表现出一种全新的建筑文化意识和改善生态环境、提高环境质量的强烈的道德责任意识,确定了人对自然、对后代、对社会的三重责任。
从技术角度来看:①绿色建筑更加注重合理地利用自然,在建筑的内部与外部采取有效连通的方式,对气候变化进行自适应调整,使包括空气质量、温度、湿度、自然采光、隔音等在内的室内环境质量大大提高。②绿色建筑强调使用本地材料、采用与本地经济水平相适应的技术,使建筑随着气候、资源和地域文化而呈现出不同的风貌。③绿色建筑是一种全面资源节约型的建筑,它最大限度地减少了不可再生资源如土地、水、能源和建筑材料的消耗并产生最小的直接环境负荷。④绿色建筑因可再生能源的大量使用而使能耗大大下降,通过科学合理地利用风能、太阳能、地热能、沼气等可再生能源,使“零能耗”“零排放”建筑的建造成为可能。⑤绿色建筑不但关注建造的经济成本,同时也关注建筑带来的生态成本和社会成本。绿色建筑的建造成本虽然相对普通建筑要高,但由于其有效改善了建筑室内外环境,从而提高了人们的生存质量,节约了运行成本和社会成本,同时还保护了自然环境,并促进了社会的可持续发展。
因此,推动绿色建筑发展,要重点关注以下四个方面:
(1)系统要集成化。建筑是由不同的材料、不同的房型、不同的部件、不同的使用功能组合起来的有机整体。整体组合程度越高,功能就越好,而不应简单地以追求局部利益或局部功能来代替整体功能。
(2)把简单适用的技术用于绿色建筑中。绿色建筑的难点在于把先进适用技术在建筑中用好,即把简单实用的技术运用到建筑中。这符合技术发展规律——继承和扬弃,而不是简单的替代。扬弃的含义是淘汰不合理的、落后的,保留合理的。在推广新技术、开发绿色建筑的过程中均应该注意这个问题。
(3)建筑材料要本地化。就地取材如果解决不了或者满足不了需要,少量的进口是可以的,但立足点应该放在本地。
(4)使用功能要适宜居住。不论是尺度还是功能,都要适宜于人。
2.与绿色建筑类似的概念
与绿色建筑类似的概念,诸如可持续建筑(Sustainable Architecture)、生态建筑(Ecological Architecture)、节能建筑(Energy-saving Architecture)、生物气候建筑(Bioclimatic Architecture)等都曾有针对特定概念展开的相关研究。
(1)可持续建筑
可持续建筑的理念就是追求降低环境负荷,与环境相结合,且有利于居住者健康。其目的在于减少能耗、节约用水、减少污染、保护环境、保护生态、保护健康、提高生产力、有利于子孙后代。实现可持续建筑,必须反映出不同区域的状态和重点,以及需要根据不同区域的特点建立不同的模型去执行,强调的是可持续性。
(2)生态建筑
20世纪60年代,美籍意大利建筑师保罗·索瑞纳把生态学(ecology)和建筑学(architecture)两个单词合并为“arology”,首次提出了“生态建筑”的概念,被人们认为是绿色建筑理论史的发端。
基于生态学原理规划、建设和管理的群体和单体建筑及周边的环境体系,其设计、建造、维护与管理必须以强化内外生态服务功能为宗旨,达到经济、自然和人文三大生态目标,实现生态健康的净化、绿化、美化、活化、文化“五化”需求。生态建筑强调的是与自然环境相融合,在整个生命周期中对地球资源和环境负荷较小,且能给居住者提供健康舒适的居住环境的建筑物。生态建筑的设计要求是节能、环保、可循环,同时体现生态学中的竞争、与环境共生以及再生和自生原理,要求资源得到高效利用,人与环境高度和谐。将建筑看成一个生态系统,通过组织建筑内外空间中的各种物态因素,使物质、能源在建筑生态系统内部有秩序地循环转换,获得一种高效、低耗、无废、无污、生态平衡的建筑环境。
(3)节能建筑
设计和建造中采用节能型结构、材料、器具和产品的建筑物,主要要求在此类建筑物中部分或全部利用可再生能源。节能建筑要遵循气候设计和节能的基本方法,对建筑规划分区、群体和单体、建筑朝向、间距、太阳辐射、风向以及外部空间环境进行研究后,设计出低能耗建筑,其主要指标有:建筑规划和平面布局要有利于自然通风、绿化率不低于35%、建筑间距应保证每户至少有一个居住空间在大寒日能获得满窗日照2小时等。可以看出,节能建筑必须达到或超过节能设计标准要求的建筑,看重满足建筑物能耗指标的要求。
(4)生物气候建筑
建筑领域的生物气候研究集中于气候与人的关系,探讨人如何适应气候的变化规律,满足自身的环境需求。在这里,建筑作为活动开展的空间载体和第三层“衣服”,成为人适应气候最重要的手段之一。生物气候设计以太阳和风等自然要素作为基本能量来源,通过布局、朝向、空间、材料等建筑设计要素的合理安排,最大限度地实现室内温、湿度的“自然调节”,不足部分,再以机械手段予以补充。
与绿色建筑相近的概念中,可持续建筑力求通过建筑对资源和能源的节约使用、高效利用、再生和循环利用,降低环境影响。生态建筑强调建构人、建筑、自然环境之间和谐共生的关系,通过对建筑运行的调控实现维系生态平衡、保护生态安全的目的。节能建筑注重减低建筑能耗。生物气候建筑偏重于对地域气候环境的弹性应变。低碳建筑则重点关注降低建筑全生命周期的碳排放量。虽然在研究切入点上存在差异,但是其基本内涵在实质上是相通的,都是在保证使用者健康、舒适需求前提下,力求通过一定的技术手段,实现节约资源和能源、保护环境、减少污染的目的。