绿色建筑设计 被动先行

在刚刚结束的上海世博会城市最佳实践区北端，有一座名叫“汉堡之家”的节能建筑，它的能耗只有普通房子的1/10，内部没有空调和暖气设备，却能满足一年四季室内保持25摄氏度的恒温，这正是德国带来的被动屋。

这栋建筑有诸多与众不同之处，它的落地大窗户都朝着北面，而朝着南面的窗户却十分狭小，与中国人传统建筑观念中的“坐北朝南”截然相反。

此外，设计师在“汉堡之家”外观上多处的挑空处理，让它看上去就像孩童手中正在把玩的积木盒子。

“其实无论是坐南朝北，还是四个挑空设计，都是设计师精密计算的结果。”上海世博会德国汉堡市城市最佳实践区案例馆总代表安克解释，这栋房屋将被动式设计运用到了极致,而“汉堡之家”的节能目标得以实现依靠的是严谨、精密、周密的设计方案和建造技术。

建筑适用于自然

在清华大学建筑设计研究院绿色建筑工程设计所所长栗德祥看来，被动式设计的目的是以地区的自然环境为研究对象，在设计的过程中最大限度地利用自然环境的潜能。

100年前，人们建房子很注重建造自然通风管道，在纽约，甚至厕所内都会建一个通风井，你绝对不允许建造一个没有窗户的厨房或浴室，厨房必须有烟囱。而现在的许多写字楼或高层住宅，都没有通风道，一点流动的空气都没有，因此用户不得不开空调。

台湾大学教授韩选良认为，随着科学的发展，现在的建筑设计中，很多建筑师直接忽略了传统的建筑方式，觉得节能是暖通空调设计师的责任，这正是错误的想法。“节能应该从源头上就节能，我们不应该思考如何降低空调的能耗，而是应该关注如何通过设计的手段，减少建筑对能耗的需求，这就是被动式设计的宗旨。”

华中科技大学建筑与城市规划学院院长李宝峰表示，建筑不应该改造自然，而应该更多地适应自然。设计师如果能从环境出发，从建筑本身出发，那么就找到了一个绿色建筑的立足点。

而在他设计的一个被动式别墅项目案例中，为了避免使用空调，联想到古人只是利用简单的人工送风就能保证室内空气在夏季凉爽，他通过设计地下通风管道和风扇装置来达到夏季向室内送风的效果。利用埋在地下的管道，将户外的空气和户内的空气进行热交换，不需要空调，只需要扇叶，也不会产生由于使用空调造成周边环境的热岛效应。

利用通风道换热送风只是一种方式，韩选良表示，要实现绿色建筑，除了自然通风，设计师还有很多种手段可以采用。例如采用可以调动的窗户、尽量利用自然光线照明和阳光[最新消息 价格 户型 点评]来采暖等多种方式。

建筑的外型设计也都会对能耗有所影响。

“许多建筑在设计外型时更多考虑的是美观和独特，却往往忽视了功能。”深圳市建筑科学研究院院长叶青认为，绿色建筑设计中，自然通风、照明应该是首要考虑的因素。以前的建筑物外形看起来像英文字母，可尽量减少建筑物外墙之间的距离，节约了空间，又可最大限度地实现自然采光和自然通风。

由叶青主持设计的深圳市建筑科学院办公大楼，采用“吕”字型的外观设计，正是实地测试地理环境，而做出的最大化适用于自然的外观。根据现场测试，由于受山地和周围建筑的影响，该办公楼所在地夏季主导风向为东南偏南风，冬季主导风向为东北偏北风。针对这种条件，不同于一般办公楼紧凑集中的大平面模式，经优化后采用了“吕”字型的体形和平面，建筑向东侧留出凹口，平面被分割为两个板块，从而把东南风引导入空间内部，相关使用空间也获得了不同以往的三面自然采光。

建筑设计在于细节

除此之外，深圳市建筑科学研究院的大楼通过许多细微处的考量和设计，降低了能耗。考虑到阴凉、开放的空间设计适应于深圳气候，建筑物的大堂没有围墙，也不设空调。大报告厅则一反常规地置于楼层中部，缩短了大多数人员到此的交通距离，强化效率的同时，也节约电梯能耗。疏散楼梯对外敞开，覆盖着通透的遮阳架，从实际使用状况来看，极大地降低了相近楼层间电梯的使用频率；吸烟区位于开敞的下风向。每层的打印、复印等重污染区也从办公空间中独立出来，安置在平台一侧，有着良好的通风条件，“这些设计都是为了减少人们对人工环境的依赖”。

“对于绿色建筑而言，建筑的细部设计，除了会直接影响到整个建筑的能耗，还对降低绿色建筑的造价有着重要的作用。”清华大学建筑学院教授、清华大学建筑与技术研究所所长宋晔皓表示，许多采用多种节能手段的建筑造价昂贵，其实通过一些设计上的细节处理，也可以达到同样的效果。

宋晔皓举例，在天津西部新城服务中心，为了达到节能目的，该项目采用了20余项绿色技术，包括土壤源热泵系统、水蓄能能源供应系统、钢结构优化设计、健康新风系统、空调热回收系统、高效节能墙体、高效幕墙系统、节能玻璃、太阳能光电系统、太阳能光热系统、太阳能路灯、风光互补发电路灯、节能照明系统、节能电梯、光导管照明、透水地面系统、雨水与中水回收系统、有机垃圾处理系统、热压通风井、外遮阳系统、植被屋面等，造价达到每平方米7500元。与高昂的造价相比，在实际运用中一些技术的节能效果并不明显。

而在四川灾区土门镇中心小学、幼儿园设计方案中，建筑师深入挖掘地域和文化主题，同时围绕可持续设计主题，通过对当地环境气候、地域文化的研究，利用低技术、低造价设计来呼应气候。由于合理利用日照、自然风和夏季遮阳与当地气候相呼应，采用地方材料和传统技术降低了建筑造价，该项目造价仅为每平方米2800元。

因地制宜是关键

■吕佳琪/文

在美国的LEED（绿色建筑）标准体系中，一个重要的评定标准是建筑是否因地制宜，是否最大化利用了周边的环境。

在我国，一直强调天人合一、适宜朴素的绿色建筑理念。要做到这一点，在设计过程中，就必须考量到周边的各种环境因素。

以传统徽派建筑为例，其中各种被动式的遮阳、通风、隔热措施得到了充分体现，包括顶层储物阁楼兼做隔热缓冲层；天井设计朝内的屋檐和储水沟收集雨水，兼做节水、降温，同时可以防火等，成为依照气候适应原则设计绿色建筑的典范。

这也正是被动式设计的核心，北京清华规划设计研究院建筑一所副所长吴博表示，被动式设计一言以蔽之，就是高效地利用有利的自然资源，并有效地回避不利的自然因素。

华东科技大学教授陈宏认为，许多时候，建筑的内部情况比较复杂，而自然条件是实时在变化的。以天窗的设计为例，同样面积的天窗，放在什么位置，怎样开置，通风效果都完全不一样。因此通过软件模拟，能很好解决建筑的自然通风和自然采光等问题。例如其在湖北设计的10万平方米的图书馆，中庭由三个空间构成，因此三个中庭造成的室内气流情况非常复杂。在软件的三轮模拟下，最终决定了在什么部位封闭，什么部位开放。

南京大学建筑研究所所长鲍家声介绍，地域的不同，对建筑的功能性要求就有所不同，建筑师应该根据地域特点有所侧重。“绿色设计必须因地制宜，各个地区的自然地理相差甚多，自然对建筑的需求大有不同。”

首先，要考虑气候条件。比如在我国北方地区，冬季漫长且寒冷，夏季平均温度不会太高，因此建筑主要需考虑的应是如何保温防寒；而南方沿海地区，常年天气炎热多雨，建筑主要就该注意通风排水。

建筑不一定规模越大越好，如果当地的资源条件达不到建筑的规模而非要追求那样的效果，结果只能是大大地耗费人力、物力和财力，可能还会有适得其反的结果。因此在设计绿色建筑时，还要考虑到当地的资源环境，住房和城乡建设部副部长仇保兴曾举例说过，陕西的窑洞，冬暖夏凉，就是一种绿色建筑。

其次，自然条件也是影响建筑建成后能源使用的一个重要因素。如当地有没有地震历史，雨水是多是少，地形条件如何，交通情况怎样，都是决定具体怎么发展绿色建筑的条件。比如建造中水回收系统，最好就是顺着地势，在最低洼处建造回收口，既节水又省工。以阳光为例，在冬季是“好的”，在夏季就变成“糟糕的”，能源消耗也会在积极和消极之间转化。因此设计时要保证冬季太阳光可以照射进来，夏季可以遮阳，那么在绿色建筑设计阶段，就要考虑建筑所在的光环境，怎样在太阳高度角高的时候实现遮阳，高度角低的时候充分透光，以及使用什么样的遮阳材料及构造。

除此之外，建筑师在做绿色建筑时也必须考虑到各个地区的文化条件，我们国家各地都有不同的民俗习惯和文化背景，有些少数民族地区还要考虑到民族文化。

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