摘要： 二十一世紀，可持續發(fā)展成為人類(lèi)共同的主題，建筑技術(shù)科學(xué)的發(fā)展，賦予建筑室內外物理環(huán)境全新的涵義。綠色生態(tài)建筑Green Building在西方國家蓬勃興起，進(jìn)而成立國際性組織，制訂有關(guān)生態(tài)建筑的指標體系，改變了人們對于傳統建筑室內外物理環(huán)境的看法。無(wú)論是從可持續發(fā)展的總體出發(fā)，或者是建筑室內外物理環(huán)境的新理念，如何處理兩者之間的關(guān)系是一個(gè)值得探討的課題。與傳統建筑相比，生態(tài)與可持續發(fā)展是優(yōu)化室內外物理環(huán)境的必由之路。

　　關(guān)鍵詞： 建筑 物理環(huán)境 可持續發(fā)展

　　一、 可持續發(fā)展對建筑室內外物理環(huán)境的基本要求。

　　按照可持續發(fā)展的定義，1987 年聯(lián)合國環(huán)境與開(kāi)發(fā)世界委員會(huì )報告《人類(lèi)共同的未來(lái)》中指出：“所謂可持續性的開(kāi)發(fā)，是指在不損害將來(lái)人類(lèi)社會(huì )經(jīng)濟利益的基礎上，能夠滿(mǎn)足現在需求的開(kāi)發(fā)�！睆娬{發(fā)展的長(cháng)期性，而創(chuàng )造“既滿(mǎn)足當代人的需求，又不危及后代人生存及發(fā)展的環(huán)境”是可持續發(fā)展對建筑的要求。換言之，可持續發(fā)展對建筑室內外物理環(huán)境的基本要求大致包涵如下九個(gè)方面：

　　1.能源環(huán)境 進(jìn)入建筑的能源一般情況下有：電、燃氣、煤。對常規能源要進(jìn)行分析優(yōu)化，采取優(yōu)化方案，避免多條動(dòng)力管道入戶(hù)。對建筑的圍護結構和供熱、空調系統進(jìn)行節能設計，盡量減少不可再生能源的耗用，因地制宜，鼓勵采用新能源和綠色能源，如太陽(yáng)能、風(fēng)能、地熱能、潮汐能和其他再生能源等。

　　2.水環(huán)境 對建筑的水環(huán)境，要考慮水質(zhì)和水量?jì)蓚�(gè)問(wèn)題。在室外系統中要設立將雜排水、雨水等處理后重復利用的中水系統、雨水收集利用系統等；用于水景工程的景觀(guān)用水系統要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)設計并將其納入中水系統一并考慮。建筑供水設施采用節水節能型，強制淘汰耗水型室內用水器具，推行節水型器具。同步規劃設計管道直飲水系統提供優(yōu)質(zhì)直飲水，避免危及人類(lèi)健康和對水資源的污染。

　　3.氣環(huán)境 建筑的氣環(huán)境系統包括室內和室外兩個(gè)方面。室外空氣質(zhì)量要求達到二級標準。室內盡量采用自然通風(fēng)，衛生間具備通風(fēng)換氣設施，廚房設煙氣集中排放系統，排放進(jìn)入大氣層前，經(jīng)過(guò)空氣凈化過(guò)濾器，達到室內外的空氣質(zhì)量指標。

　　4.聲環(huán)境 聲環(huán)境包括室內、室外和對建筑以外噪音的阻隔措施。室外聲環(huán)境系統應滿(mǎn)足：日間噪音小于50dB；夜間噪音小于40 dB.采用隔音降噪措施使室內聲環(huán)境系統滿(mǎn)足：日間噪音小于35dB；夜間噪音小于30 dB.對建筑周邊的噪音源，如果影響了建筑的聲環(huán)境應采取隔音降噪措施。

　　5.光環(huán)境 著(zhù)重強調滿(mǎn)足日照要求，室內盡量采用自然光。除此之外，還應注意防止光污染，如：強光廣告、玻璃幕墻等。在室外公共場(chǎng)地采用節能燈具，提倡由新能源提供的綠色照明。

　　6.熱環(huán)境 熱環(huán)境系統要滿(mǎn)足熱舒適度要求、建筑節能要求和環(huán)保要求等。對建筑圍護結構的熱工性能和保溫隔熱提出要求，以保證室內熱環(huán)境滿(mǎn)足人體舒適度，冬季供暖室內適宜溫度：20—24度；夏季空調室內適宜溫度：22—27度。建筑的供暖、空調采用清潔能源、新能源和綠色能源。國家鼓勵采用不破壞大氣環(huán)境的循環(huán)工質(zhì)。

　　7.綠化環(huán)境 建筑的綠化系統應具備三項功能：

　　第一是生態(tài)環(huán)境功能：綠地是提供光合作用的綠色再生機制，具有清潔空氣、釋放氧氣、調節溫濕度和保持生物多樣性等功能。

　　第二是休閑活動(dòng)功能：提供戶(hù)外活動(dòng)、交往場(chǎng)所，要求衛生整潔、適用安全、景色優(yōu)美、設施齊全。

　　第三是景觀(guān)文化功能：通過(guò)園林空間、植物配置、小品雕塑等提供視覺(jué)景觀(guān)享受和文化品位欣賞。

　　8.廢棄物管理與處置環(huán)境 包括收集和處置兩部分：收集應體現“誰(shuí)污染誰(shuí)治理，誰(shuí)排放誰(shuí)付費”的原則，處置應以“無(wú)害化、減量化、資源化”為原則。生活垃圾的收集全部袋裝，密閉容器存放，收集率達到100%.廢棄物實(shí)行分類(lèi)收集，分為有害物、無(wú)機物、有機物三類(lèi)。

　　9.物理環(huán)境體現人文關(guān)懷

　　一方面，提倡使用3R建材（可重復使用、可循環(huán)使用、可再生使用）；選用無(wú)毒、無(wú)害、不污染環(huán)境，有益人體健康的材料和產(chǎn)品，宜采用取得國家環(huán)境標志的材料和部品。

　　另一方面，張顯個(gè)性，弘揚文脈。盡管按可持續發(fā)展要求在利用太陽(yáng)能、生態(tài)綠化、自然空調等諸多方面原理是“同一化”的，但在建筑空間組成形式、內外裝修、環(huán)境設計等方面不能“同一化”，而是要“個(gè)性化”，充分體現不同民族、不同地域的優(yōu)秀民俗、民情和歷史相沿的文脈特征。

　　二、 建筑可持續發(fā)展思潮的形成和發(fā)展。

　　可持續發(fā)展重要思想是20 世紀80年代提出來(lái)的。1992年在巴西里約熱內盧召開(kāi)的聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會(huì )上，把這一思想寫(xiě)進(jìn)了會(huì )議的所有文件，取得了世界各國的共識。這一思想隨即融入到建筑思潮中來(lái)。1993年美國出版《可持續發(fā)展設計指導原則》一書(shū)列出了“可持續的建筑設計細則”。1993年6月，國際建協(xié)在芝加哥通過(guò)了《芝加哥宣言》，繼續為可持續發(fā)展鼓勁。

　　1991 年，布蘭達。威爾和羅伯特。威爾（Brenda and Robert Vale）合著(zhù)的《綠色建筑——為可持續發(fā)展而設計》問(wèn)世，其主要觀(guān)點(diǎn)是：（1）節約能源；（2）設計結合氣候；（3）材料與能源的循環(huán)利用；（4）尊重用戶(hù)；（5）尊重基地環(huán)境；（6）整體設計觀(guān)。

　　1994 年，西姆。馮。德。萊恩（Sim Van der Ryn）所在的美國加州著(zhù)名的伊莎萊研究所，在Big Sur市召開(kāi)了全美生態(tài)設計學(xué)界領(lǐng)袖們參加的會(huì )議。會(huì )議通過(guò)創(chuàng )立“國際生態(tài)協(xié)會(huì )”議案，將分散的研究成果綜合起來(lái)，以指導青年一代，并發(fā)表了號召生態(tài)革命的THE BIG SUR 宣言。1995年，他和S.考襖（Stuart Cowan）合寫(xiě)了《生態(tài)設計》（EcologicalDesign）一書(shū)，被譽(yù)為建筑學(xué)、景觀(guān)學(xué)、城市學(xué)、技術(shù)學(xué)方面的一次革命性嘗試。提出了五種設計原則和方法：（1）設計成果來(lái)自環(huán)境；（2）生態(tài)開(kāi)支應為評價(jià)標準；（3）設計結合自然；（4）公眾參與設計；（5）為自然增輝。

　　1994 年，哈特考夫（Volker Hartkopf）教授在美國匹茲堡卡納基。梅侖（Carnegie Mellon）大學(xué)原有老建筑的屋頂上，加建了一層可持續建筑實(shí)驗室，運用了最新、最先進(jìn)的技術(shù)裝備，號稱(chēng)“智能型辦公場(chǎng)所”。采用可調節的天然采光、可調節的鋁合金隔片、可調節的自然通風(fēng)空調裝置；地面做成架空地板，管道設在地板下，隨處可打開(kāi)地板；安裝計算機聯(lián)網(wǎng)插件和電話(huà)插座、局部通風(fēng)照明等；辦公空間可分可合，布置高度靈活，家具均按人體工程原理設計等等。作為對21世紀未來(lái)辦公空間的探索性試驗，此工程得到了許多建筑廠(chǎng)商的支持和資助，并受到美國政府和各界專(zhuān)家的重視。這次試驗因為既有理論支持又有建成實(shí)物而名聲大振。

　　1995年，德國的K.丹尼爾斯（Klaus Daniels）出版專(zhuān)著(zhù)《生態(tài)建筑技術(shù)》（The Technology of Ecological Building ），對生態(tài)建筑的基本原理及各項技術(shù)都講得具體清晰，并舉實(shí)例說(shuō)明。

　　1996年3月，來(lái)自歐洲11個(gè)國家的30名著(zhù)名建筑師，如R.皮阿諾、R.羅杰斯和赫爾左格等，共同簽署了《在建筑和城市規劃中應用太陽(yáng)能的歐洲憲章》（European Charter for Solar Energy in Architecture and Urban Planning），提出了有關(guān)具體規劃設計的極有啟發(fā)性的建議，并指明了建筑師在未來(lái)人類(lèi)社會(huì )中應承擔的社會(huì )責任。

　　1997年，格拉漢姆（Granham）在總結可持續發(fā)展有關(guān)文獻時(shí)指出：“生態(tài)學(xué)肯定是可持續發(fā)展的先決條件�！�

　　一些學(xué)者認為，可持續發(fā)展的提法，不但具有科學(xué)性，而且還兼具人文性。隨著(zhù)全球性可持續發(fā)展戰略的確立，一種新的生態(tài)價(jià)值觀(guān)正在成為規范我們社會(huì )行為的一種指導原則。建筑學(xué)和材料學(xué)在多方面作了大量的實(shí)踐�？茖W(xué)技術(shù)范式也因此發(fā)生根本性的改變，呈現出生態(tài)化發(fā)展趨勢，以實(shí)現人與自然的持續發(fā)展和協(xié)同進(jìn)化。

　　三、可持續發(fā)展建筑技術(shù)科學(xué)的方向。

　　21世紀建筑室內外物理環(huán)境最終都必須符合可持續發(fā)展的要求，建筑技術(shù)科學(xué)應使建筑成為可持續發(fā)展的建筑，做到有利于：綜合用能、多能轉換、三向發(fā)展、自然空調、立體綠化、生態(tài)平衡、智能運行、弘揚文脈、持續發(fā)展。

　　綜合用能：大力開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能、沼氣、風(fēng)能、水能、潮汐能、核能等取代現有污染性傳統能源。

　　多能轉換：一是使傳統屋面、墻面、散水等構件成為將太陽(yáng)能轉化為熱水、電力、綠化等多功能構件；二是建筑本身使用功能的多能轉換。目前絕大多數建筑僅具備單一使用功能，如學(xué)校就是學(xué)習場(chǎng)所，教室一天用8 小時(shí)左右，若使用期60年，就有40年空著(zhù)，其它如辦公、商店、餐飲、影劇院……無(wú)不如此。功能單一的建筑，在生產(chǎn)、生活、工作多樣化的不斷發(fā)展中，必然產(chǎn)生建筑類(lèi)型的多樣化。能不能在建筑技術(shù)的高水平和智能化的操作運行下實(shí)現建筑功能的多樣化使用，例如活動(dòng)構件分隔，居室網(wǎng)絡(luò )學(xué)習、辦公、購物等等？單幢建筑的多功能轉換使用取代增加單功能建筑數量、類(lèi)型。這將是一條節能、節地、節材、節工、節時(shí)、節錢(qián)的好途徑。

　　三向發(fā)展：新世紀建筑必然要以陸地建筑為主體向太空、海洋、地下發(fā)展。我國平原面積僅占國土面積的12%，故三向發(fā)展大有可為。

　　自然空調：（1）城市規劃應注意保護、改善自然生態(tài)環(huán)境，發(fā)揮綠色植物調溫、調濕、防塵、減噪、吸收污染氣體的作用，改善空氣質(zhì)量的大環(huán)境。這是廣義的自然空調作用。

　�。�2）單體建筑應利用例如土層的熱慣性、濕慣性建造起調溫調濕的自然空調系統。

　　立體綠化：使城鄉建筑都成為立體綠化區，建筑群即花園的主體。建筑綠化了，綠色面積不僅不會(huì )因為建房而減少，甚至還會(huì )增多。

　　生態(tài)平衡：輸入輸出物質(zhì)流的良性循環(huán)和能量形式的良性轉換。

　　智能運行：建筑物的日常管理如居住建筑中操作太陽(yáng)能集熱器、太陽(yáng)能灶、太陽(yáng)能電池板以及太陽(yáng)能種植等均由電腦智能操作運行。

　　弘揚文脈、持續發(fā)展：前文第一部分已提及，不再贅述。

　　四、按可持續發(fā)展的要求改造傳統建筑室內外物理環(huán)境

　　當前，由于人類(lèi)自身的負效行為和天災引起的自然環(huán)境對人類(lèi)的懲罰，使全球一致公認：各行各業(yè)都必須可持續發(fā)展，建筑也不例外。那么，傳統建筑有那些地方不利于可持續發(fā)展，如何改造？

　　傳統建筑絕大多數仍使用煤、氣、油、柴等污染性能源，是造成環(huán)境污染的最大來(lái)源之一。應大力發(fā)展可持續發(fā)展能源用于炊事、供熱、發(fā)電等，對傳統建筑用能進(jìn)行改造。

　　許多裝飾材料（噴涂類(lèi)、黏貼類(lèi)、塊材類(lèi)等）有致癌性、過(guò)敏性、放射性、燃燒窒息性等物質(zhì)，須設立建筑現場(chǎng)、建材市場(chǎng)、設計部門(mén)方便易行的檢測手段。

　　長(cháng)期以來(lái)采用的熱季空調系統，盡管現在已無(wú)氟，但仍然是“熱濕搬家設備”，即利用無(wú)氟冷媒將室內熱量搬到室外，同時(shí)將冷凝水排出室外，加上機電部件運轉產(chǎn)生的熱量，室外環(huán)境總熱量不僅沒(méi)有減少，反而增多，室外環(huán)境濕度同時(shí)增大，致使城市熱島負效應加��；同時(shí)每天浪費的冷凝水，不下以千萬(wàn)噸計。

　　現有城市建筑（僅居住類(lèi)就在300億平方米以上）都是浪費能量多、侵占綠化面積大，鄉村建筑更有占地大的弊病。

　　城鄉炊事用能中，85%以上均隨飛灰、油煙耗散于大氣中，成為污染源，同時(shí)又浪費了大量的太陽(yáng)能。

　　每年建筑雨水排放量浪費也不下以千億噸計。

　　發(fā)展多功能構件及建筑綠化是變傳統建筑非可持續構件為可持續構件的好途徑之一。

　　結語(yǔ)

　　從宏觀(guān)的高度看，可持續發(fā)展既是優(yōu)化室內外物理環(huán)境的需要，也是豐富拓展傳統建筑技術(shù)科學(xué)的需要，是歷史發(fā)展的必然。隨著(zhù)計算機的廣泛應用、知識經(jīng)濟的誕生、智力資本在生產(chǎn)力要素中起決定性作用，第三次城市革命逐步臨近，人類(lèi)將從“黑色文明”過(guò)渡到“綠色文明”。