“自救模式”中的建筑设计

艺术与设计

2018-06-25 00:00:00

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> 史蒂芬·霍尔爱德华大学视觉艺术大楼


“环保”二字自世纪初开始便成为各个领域无法回避的课题,对于地球资源消耗速度的担心几乎已经烙进群体意识,越来越多可持续发展的呼声不仅昭示出繁衍的长远愿望,也暗暗体现出人类脆弱心理中对于生存的焦虑。


人类只要继续发展,资源消耗的速度是无法准确预估的,而消耗的动作也更是无法停止的。以建筑为例,任何时间地点,地球上就存在一片土地被混凝土灌注、被钢筋穿过、被衣着各色的人类入驻,只要存在着繁衍和发展,理论上讲,终有一天可以开发的土地都会被人类的建筑所填满,也许会留出一些空地,但这些空地也有了绿地、农地、风景名胜等等供人使用的新名字。



> 史蒂芬·霍尔爱德华大学视觉艺术大楼


因此,减慢消耗地球资源速度、拉长这个终将填满蓝色星球的动作周期,成了众多行业的人们为之共同努力的事情。而在建筑层面,建筑物的建造、使用、维护过程中对于包括碳排放量等等涉及地球资源消耗的参数被建筑师和开发商、规则制定者等相关群体逐渐重视起来。


各个国家的建筑师和开发商、规则制定者,对于这种“绿色建筑”的标准有着几乎相近的制定和规范选择,这种巧合的原因在于现当代建筑技术的全球化程度极高,一栋建筑物在建筑、结构、水暖电等专业划分上已经达成了国际化标准,除了因地制宜和尊重传统的建筑物外,大部分情况下在冰岛兴建一栋建筑的操作过程与在南非兴建一栋建筑的操作过程已经无明显区分。绿色建筑在不同国家也兼顾了本国本地区国情及自然条件的个性化及参数区别,体现在各个建筑专业中,也构成了设计及评定绿色建筑的基本原则。



> 大利著名建筑设计师马西姆·罗伊—波捷特设计的作品



有概念就需要有设计和评定标准,世界范围内,目前关于绿色建筑评价体系主要包括中国的《绿色建筑评价标准》(GB50378-2014)、美国的认证体系LEED、英国的设计规范BREE-AM、日本建筑物综合环境性能评价体系(CASBEE)、法国绿色建筑评估体系(HQE)、德国生态建筑导则LN B、澳大利亚的建筑环境评价体 N ABERS等等。评估体系各个国家出发点和关注点不尽相同,限于自然环境的不同,同时具备各个环境资源计量标准的国家中,美国具有相对综合的条件。



> 苹果总部


成文较早且相对广范围推行的绿色建筑设计及评定体系,需要重点说说美国的LEED(LEADERSHIP IN ENERGY AND ENVIRONMENTAL DESIGN ) 绿色能源与环境认证),并以此全球铺陈最广的绿色建筑体系较早的模板来说明绿色建筑的大体概念。这套体系最早1994年由更早成立的美国绿色建筑协会(USGBC)草拟,于1998年形成1.0版本,1999年发布2.0版本,并创立了认证师培训体系,2000年在美国能源部正式向美国绿色建筑协会拨款作为启动资金,开始了LEED的正式推广工作,并于2003年进入中国。LEED的制定和实施有着出人意料的速度与广度,短短十几年,按此套系统建设和评估的项目超过1万个,遍布全球100多个国家,并有将近5万个项目参与了绿色建筑LEED系统的评定过程。


> 获得2016年度美国绿色建筑协会奖的建筑Nouvelle公寓楼


说起来有趣,美国绿色建筑协会(USGBC)成立的缘由之一是1973年阿以战争引起的石油禁运事件,美国这个行走在车轮上的国家第一次体会到加不到油时的尴尬与恐慌,石油禁运事件持续期间,环保运动在美国各地爆发,在持续


数年后开始直接影响到建筑行业,参加运动的人群开始围聚在挂满石材的各种办公楼门前,提出了一个建筑师们难以马上解答的问题“这栋建筑消耗了我们多少宝贵的资源”,负责审批建筑项目的部门与民间自发的环保意识浓厚的建筑师群体便开始寻求问题的答案,最早在普通的民宅及房地产开发项目中推广,继而逐渐扩大,办公、商业、公建等等一系列种类被纳入到这个系统中。




> 意大利著名建筑设计师马西姆·罗伊—波捷特的旧建筑改造项目de castillia23,他将外立面设计了一层反光隔板,为这栋建筑提供了更好的光源,并且是没有任何能源消耗的


时至今日,LEED系统已经形成了四类内部评估系统,分类原则是将建筑设计、建筑分类专业、建筑周期进行了融合。这套体系的建立得益于美国绿色建筑协会的成员多元化,不仅有建筑师、开发商、施工方,也包含了各个建筑的运营者、学术机构及政府代表。


一类为建筑设计及建筑物(LEED for Building Design and Construction),更偏重前期建筑学层面的前期设计,又分为10种分项,分别为新建筑及大型改造(New Construction and Major Renovation.)、结构及机电水暖(Core andShell Development.)、学校(Schools)、商业及零售(Retail)、数据存储中心(Data Centers)、仓储物流(Warehouses and Distribution Centers)、酒店宾馆(BD+C: Hospitality)、医疗机构(Healthcare)、低层住宅(Homes andMultifamily Lowrise)、多层住宅(Multifamily Midrise)。


可以看到第一类偏向为建筑物的环保,这类概念说起来是十分专业而枯燥的,涉及到各个层面的建筑参数和指标问题,我们可以先从早期的一个简单明朗的跨国案例来举例讲述,也就是诺基亚中国总部大楼。



> 意大利著名建筑设计师马西姆·罗伊—波捷特的旧建筑改造项目de castillia23,他将外立面设计了一层反光隔板,为这栋建筑提供了更好的光源,并且是没有任何能源消耗的


十年前的这栋大楼尽管造型并不十分出彩,有着典型IT企业风格,以色块点缀的玻璃盒子形态下却隐藏了今天一般建筑物都很少考虑到的元素,首先建筑层面通过设置数层通高的采光穹顶,不仅降低了人造光源的实际能源消耗,更是使近2000名大楼的使用者都享受到了自然光线和自然绿植的景观,提升了人的使用感受;其次,整栋大楼其貌不扬的玻璃幕墙实际上是双层的,两层幕墙之间的中空空间通过温差和气压差形成流动,形成一层物理机制的空调外壳,综合计算在暖通空调中的节约超过了10%;同时,为减少建造中使用的建材运输产生的污染及能源消耗,将近30%的建材取自项目所在地600公里以内,并在建造过程中将建筑垃圾二次利用;另外,大楼内所有内饰及家具都使用了短时期内降解的速生材料,塑料等高分子带来的二次污染问题在这里并不存在。值得一提的是,LEED对于这栋大楼的认证是相对综合的,其中便包含了第二类认证内容。


此类中关于大型改造的分类在国内则比较少见,保留建筑的躯壳而引入更多环保概念的旧房改造项目则在西方建筑中层出不穷,并且往往出于建筑实际使用需求的改造居多,以2013年的UBC哥伦比亚大学生物科学综合楼的建筑为例,按照绿色建筑概念改造的内容十分精彩。


这栋将近2万平方的教学楼由于新功能涵盖了动植物学的教育需要,对于温度湿度及空气质量有着十分严格的要求,引入了新风技术,将换气量突破原有建筑的极限,并通过电脑控制进行动态调节,由于该楼对于温度甚至热水的要求与其他校区内楼座有所区分,一个单独设计的太阳能热媒系统打破了原先笨重而高能耗的空调及暖气、热水的局限,原先建筑物的窗户被替换成保温及调解效果更好的双层玻璃系统窗,在建筑顶部,保留原结构的基础上,精致的玻璃采光穹顶使得原先阴暗的教学楼有了勃勃生机。可见,对于老旧建筑的改造,环保技术的运用会使得建筑物的使用年限进一步拉长,也是完全拆除重新建设之外的一个绿色选择。



第二类为室内设计,共3种分项,分别为办公空间、商业及零售、酒店宾馆;第三类为运营及维护,关注点聚焦在需要更多建筑建成后的周期,6个分项为一般现存建筑、商业及零售、学校、医疗机构、数据中心、仓储物流。第四类比较偏重规划及多功能建筑,2小类,分别为规划、综合体项目,第四类特别强调了规划设计阶段对于土地利用及开发工程量问题。



> 万科总部大楼


第二到第四类更跳出建筑学,而是将室内、运营、规划等建造逻辑环内的专业都囊括了进去,展示出参数之外那些更影响使用者感官提升的直接影响项目,能够在如此全面的程度反应出这样环保精神的项目,在中国仍然可以找到,那就是深圳大梅沙的万科集团总部。


没错,确实是地产开发商用尽心思做的一个给自己使用的办公建筑集群项目其设计人史蒂芬·霍尔似乎一直是方盒子建筑的另一面,这次他将摩天大楼直接倒在地平面上,并将放倒的各个楼体通过枝蔓生长的方式架空于地面之上,由于地形多层造景并有广漫的屋顶绿化,使得这个项目在数值上计算出来的绿地率突破了130%,这是建筑项目前所未有的如此注重自然景观。


万科集团总部可谓在节能方面利用形体做到了极致,由于建筑物展开面极大,在建筑外立面上使用了一种可根据日照强度自行调解开合间距的片状百叶,并在60%的屋顶上设置了太阳能光电板来维持整个建筑物接近20%的能源,其中涵盖除湿、冷热源及热水加热等消耗;室内方面,大量的速生材料不仅被做成了各类家具、储物柜,也成为内装饰的主要用材;深圳多雨,通过多滤系统将雨水进行收集,以中水为补充,完整的实现了景观及绿化不使用一滴自来水的环保初衷;地下采光在设计之初便考虑在内,大大小小的天井保证了约4万平米的自然采光;而整个建筑物的建造材料方面,预制混凝土构件作为施工主要用材,避免了运输和现浇的二次能源消耗。



> 意大利著名建筑设计师马西姆·罗伊—波捷特的旧建筑改造项目de castillia23内部效果图


第一类和第二类的分类里数据存储中心的存在原因值得一提,这类建筑不仅指代传统银行或保险等对于纸质材料和电子数据有着温度湿度热能依赖的产业,也包括互联网及物联网的数据存输设备储存,尤其是在美国有大量的专门网络数据储藏空间,某些互联网底层数据要求承载它们的建筑物有极为苛刻的要求,对于设备能源保障、散热通风、安全防护等等设备配套条件及结构要求极为苛刻,例如2016年美国INTERNAP公司在新泽西州Secaucus的数据中心项目,它不仅在室内外建筑材料及能源方面均满足了使用要求,同时兼顾了运营时产生的成本,例如把员工及物资的交通运输问题进行了专门的路线及荷载规划,把日常产生的电子设备废料规范化再利用及回收,长时间无人房间的害虫治理及自然灾害预防等等措施。我国的武汉建设银行总行灾备中心及成都太平洋保险数据中心等少数这类对于能源消耗较大的建筑物也曾经获得过LEED认证。


在上述四类之外,事实上还有一个防范标准单一和普适性类型原则,确立了建筑各项参数及打分制度来作为确认认证的基本工具,通过不同分项的分数累加,来进行综合的评定判断,积分的多少影响到最终建筑项目的级别,共四个级别:认证级(26-32分)、银级(33-38分)、金级(39-51分)、白金级(52-69分)。为避免歧义和方便推广,在一般对外论证奖项时,分类简化为新建建筑、结构及机电水暖、办公及内装、住宅、学校、既有建筑:规划及综合体、商业及零售。而随着建筑技术的更迭,LEED的版本更新已经进入了V4,主要聚焦于材料、智能化控制、水电暖能源控制、人体感受四个基本方面。


LEED概念里的绿色建筑特征详实且具备可实施性,主要通过分值概况了规划层面的土地节约及水土保持、建设材料的工业化生产及材料垃圾减少、能源的效率提升、室内的空气及温度等环境质量、维护成本及运营中的水暖电总量控制、以及光环境效能问题,在LEED推广初期按照美国自身进行的国内统计平均值,约60%以上的电能、40%以上的水暖是建筑物消耗的,建筑垃圾约占城市垃圾的30%以上,这种消耗对于美国自然资源和基础设施有着直接的负面影响,同时美国人的商业思维也在LEED内有所体现,它有效的降低了投资比例和资本投入,通过更为严格的舒适度要求提升了购买或租赁使用建筑物的溢价,并一定程度实现了人们心中环保诉求。由于这份导则性质的评定标准具备普适性,也间接影响了其他国家的绿色建筑的制定,其中包括中国。



> 意大利著名建筑设计师马西姆·罗伊—波捷特的旧建筑改造项目de castillia23内部效果图


LEED早期在美国的落地受到了多个大型企业和国家部门的支持,例如2001年的福特汽车总部,这栋2万平米的办公及工业建筑在十几年前便采用了废水回收系统用于厕所和景观用水,节约了50%以上的原用水配额,通过高效变频系统和地板送风系统降低了原设备和维护成本的40%;地处百老汇625号的纽约州环保局则早在2002年便率先通过二氧化碳检测传感器来自动控制整栋大楼的空调及换风运行效率,整栋楼使用无高分子成分的粘合剂、地板、涂料、木材进行了室内装修,避免了使用前对人造成的异类气体污染。


LEED进入中国也十五年了,期间累计申请认证的项目已有逾千个,获得不同级别认证的项目已近百个,较为著名的地标事实上无一例外都成为LEED的坚定拥趸,例如北京国贸三期及上海中心项目,以及连绿地深蓝中心、广州西塔等等,对于LEED的追逐也渐渐成为了趋势,美国绿色建筑委员会多次来华感叹绿色建筑概念在中国的迅速发展,尽管国内有一种声音在指摘LEED在做认证生意(LEED为收费论证),磅礴的中国建筑市场仿佛成了美国人赚论证费的地方,但不得不承认的是,绿色建筑概念已经经过这些项目深深扎根到了开发商、消费者乃至城市管理层面的心里,这种现象无疑于是环保悖论里积极向上的部分,并间接影响到了中国国家绿色建筑标准的推行,也多了一个认证的选择参考。


建筑设计行业里存在法律条文一样效力的设计规范标准,是指导建筑项目设计的准则,中国绿色建筑的设计规范起步稍晚一些,在参考借鉴了LEED在内标准和其他国家类似标准,根据国情的判断和修缮提升。最早的开端起源于奥运前的建设准备,2003年8月,清华大学及中国建筑科学研究院等九家科研单位联合发布了《绿色奥运建筑评估体系》是中国第一个真正对于绿色建筑在技术层面给予深入解读的绿色建筑标准。绝大多数奥运场馆都在设计初期便开始将绿色建筑的概念纳入其中,如鸟巢的部分冷热源利用场地中心8千平米左右的自然土地采用了地源热泵系统,不再依赖传统的高耗能源,同时引入了热排风回收及新风运行智能调节,并且创建了世界上最大的雨水手机系统(6处蓄水池过万立方储水体积),太阳能光伏发电与智能光环境调节结合,更主要的是鸟巢突破了传统体育场所屋面的沉重结构,利用自主研发的双层膜结构,既省去了大量钢结构成本和材料,又与声学结合,有效的构建出多维度舒适声环境。如果将奥运建筑的绿色性能展开说,恐怕又得开一篇专题。



> 史蒂芬·霍尔爱德华大学视觉艺术大楼


根据建设部建标标函 [2005] 63号(关于请组织开展 《绿色建筑评价标准》编制工作函)的要求,由中国建筑科学研究院、上海市建筑科学研究院会同有关单位编制而成的《绿色建筑评价标准》颁布,并经过多次更新,通过简洁高效的多专业总结,制定了对于住宅及公共建筑不同建筑形态的普适性规范,最新版本为《绿色建筑评价标准》为国家标准,编号为GB/T50378-2014。整个规范分为节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量、施工管理、运营管理、提高与创新这几个部分,评价原则为积分制度,分为一星、二星、三星三个级别,其中以绿色建筑二星级要求为例,总分〉60分,各分项〉40分,意味着不仅需要总分达标,各个分项也需要达标,一定程度规避了只冲总分的盲目化绿色建筑。


住宅对于民众的距离更小于公共建筑,环保概念的落地普及也随着市场化进步的住宅项目更一步深入人心,如果单说国标绿色建筑的普及,不提开发商名字的话,事实上至少60%的中国住宅类建筑已经将绿色概念纳入到设计、建设、运营的全生命中期内了,其中某家开发商已经建造了全国50%左右的绿色三星住宅,稍微留意 或许你所在的小区便是其中之一。


最后说一下中国的绿色建筑普及力度,事实上,在许多一二线城市,对于绿色建筑的要求已经写入当地的规划条文内,至少需要满足一星或二星的标准才允许开工建设,这种力度在其它国家不多见,可以深切的感受到中国对于绿色建筑的执行决心和环保悖论中更为妥善的实施方法,哲学家说话,跳出悖论的办法就是将它作为问题来解决,显然在中国是看到了落地。

20条评论

  • 网友158782 2018-06-26 01:19:49

    呵呵

  • 啦啦啦 2018-07-15 16:10:52

    测试一下

  • 啦啦啦 2018-07-16 23:45:19

    啦啦啦

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