理论教育 绿色可持续室内环境设计原则

绿色可持续室内环境设计原则

时间:2023-08-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:(一)3F原则可持续室内环境设计的3F 原则,即与环境协调原则 、以人为本原则、动态发展原则,以可持续室内环境设计的目标为依据。尊重自然、生态优先是可持续设计的基本内涵,对环境的关注是可持续室内环境设计存在的根基。赖特认为,没有一座建筑是“已经完成的设计”,建筑始终持续地影响着周围环境和使用者的生活。

绿色可持续室内环境设计原则

突出关注生态伦理的可持续室内环境设计所涉及的因素十分广泛,因此可持续室内环境设计的实际使用也十分宽泛,可持续室内环境设计的原则不同、角度不同、实施方案不同,所得到的结论也将不同。从目前国内外相关文献来看,被列出的所谓设计原则可谓五花八门,其中有些是依据可持续发展的理念来描述的,有些则是从可持续室内环境设计的具体手法来考虑的,有些则是从实现可持续室内环境的某些具体环节来制订的。虽然这些观点各有千秋,但归纳起来,都可概括为3F原则和5R原则。

(一)3F原则

可持续室内环境设计的3F 原则,即与环境协调原则 (Fit for the nature)、以人为本原则(Fit for the people )、动态发展原则(Fit for the time ),以可持续室内环境设计的目标为依据。

1.Fit for the nature——适应自然,即与环境协调原则

从狭义上讲,与环境协调原则强调了建筑室内环境与周围自然环境之间的整体协调关系。

建筑大师赖特提出的“有机建筑论”就是这一概念的典型代表。在《建筑的未来》一书中,赖特说:“我努力使住宅具有一种协调的感觉(a sense of unity ),一种结合的感觉,使之成为环境的一部分,(建筑师的努力)如果成功,那么这所住宅除了在所在地点之外,不能设想放在任何别的地方。它是那个环境的一个优美部分,它给环境增加光彩,而不是损害它。”“有机建筑应该是自然的建筑。自然界是有机的。建筑师应该从自然中得到启示。房屋应当像植物一样,是地面上的一个基本的、和谐的要素,从属于环境,从地里长出来迎着太阳。”他所设计的“流水别墅”从室内环境到建筑形式,都很好地体现了他的这一精神。

从广义上讲,与环境协调的原则还强调了建筑室内环境与地球整体的自然生态环境之间的协调关系。

尊重自然、生态优先是可持续设计的基本内涵,对环境的关注是可持续室内环境设计存在的根基。与环境协调原则是一种环境共生意识的体现,室内环境的营造及运行与社会经济、自然生态、环境保护的统一发展,使建筑室内环境融合到地域的生态平衡系统之中,使人与自然能够自由、健康地协调发展。我们应该永远记住:人类属于自然,而自然不仅仅属于人类,自然并不是人类的私有财产。

但是,现实却让人担忧,长期以来,人们似乎已经习惯于自己在地球上的霸主地位,对于自己“天马行空,独往独来”的行为方式,也认为是理所当然。这种强盗般的行径,无疑是搬起石头砸自己的脚,最终受害的还是人类自己。

回顾现代建筑的发展历程,在与环境的关系上,人们注意较多的仍是狭义概念上的与环境协调,人们往往把注意力集中在与基地环境在视觉上的协调上,如建筑的体量、形态等与基地的地形地貌之间的协调,建筑融于基地自然环境之中,室内环境室外化等,这些做法无疑都是正确的。但是,建筑与室内环境、自然之间广义概念上的协调却并没有引起足够的重视。许多建筑与室内环境仅从直观形式上来讲,与周围环境非常和谐,甚至堪称“天衣无缝”——与地形结合紧密、体量得当、错落有致、朝向良好、环境自然、室内空气清新、四季如春。但是,在这些表面视觉上的和谐背后,却往往隐藏着与大自然不和谐的另一面——污水横流,没有任何处理地随意排放,只是周围河流臭气四逸;厨房油烟肆虐,污染周围空气;娱乐场所近百分贝的噪声强劲震撼,搅得四邻无法安睡……所有这些,都是与可持续发展理念格格不入的。因此,可持续室内环境设计不仅要求室内环境与周围自然景观之间的协调,还强调与整个自然环境之间生态意义上的协调。

2.Fit for the people——适于人的需求,即“以人为本”原则

人类营造建筑的根本目的就是为自己提供符合特定需求的生活环境。但是,人的需求是多种多样的,包括生理需求和心理需求,相应地建筑室内环境的要求也有功能上的和精神上的,而影响这些需求的因素是十分复杂的。因此,作为与人类关系最为密切,为人类每日起居、生活、工作提供最直接场所的微观环境,室内环境直接关系人们的生活质量,可持续室内环境设计在注重环境的同时应给使用者以足够的关心,认真研究与人的心理特征和人的行为相适应的室内空间环境特点及其设计理念,以满足人们生理、心理等各方面的需求,符合现代社会文化的多元性。

“以人为本”并不等于“以人为中心”,也不代表人的利益高于一切。根据生态学原理,地球上生物都处于一个大的生态体系之中,它们彼此间相互依存、相互制约,人与其他生物乃至地球上的一切都应该保持平等的关系,人不能凌驾于自然之上。虽然,追求舒适是人类的天性,本无可非议,但是实现这种舒适条件的过程却是要受到整个生态系统制约的。换言之,人类的各种活动都不可能是随心所欲的,人类只允许在一定的限度内,在保证自然生态环境不被破坏的前提下追求舒适与满足。“以人为本”的人,是广义、抽象的人,是代表着过去、现在和将来不断生息繁衍的人类,而绝不是具体的人,即某个人或某些人,更不应该是自我意义上的人。因此,“以人为本”必须是适度的,是尊重自然、受自然制约的“以人为本”。可持续室内环境设计中对使用者利益的考虑,必须服从于生态环境良性发展这一大前提,任何以牺牲大环境的安宁来达到小环境的舒适的做法都是不合适的。

3.Fit for the time——适应时代的发展,即动态发展原则

动态性是室内环境的一个重要特征。室内环境中的诸要素始终处于一种动态的变化过程,不只是室内的物理环境会随着四季的更迭以及各种因素的变化而变化,随着时间的推移,建筑内部的各部分功能也可能发生很大的变化。另外,室内使用者的情况也始终处于变化之中,这就要求室内环境设计应该具有较大的灵活性,以适应这些动态的变化。

可持续发展概念本身就是一种动态的思想,因此设计过程是一个动态变化的过程。赖特认为,没有一座建筑是“已经完成的设计”,建筑始终持续地影响着周围环境和使用者的生活。这种动态思想体现在可持续室内环境设计中,室内设计还应留有足够的发展余地,以适应使用者不断变化的需求,包容未来科技的应用与发展。毕竟室内环境设计的终极目的是使建筑更好地为人所用,科技的追求始终离不开人性,我们必须依靠科技手段来改善室内环境,使我们的生活更加美好,并促进自然环境持续发展。

(二)5R原则

可持续室内环境设计的5R原则,即Revalue 原则、Renew 原则、Reuse 原则、Recycle 原则和Reduce 原则,主要是从对可持续室内环境设计的重新认识和实现可持续室内环境设计的具体途径来考虑的。由于Revalue原则主要是从意识形态的角度对人与自然环境之间的关系进行重新审视,不涉及具体的手段,而Renew 原则与Reuse 原则在实际的操作层面上非常接近,所以也有学者将可持续设计原则归纳为3R ,即Reuse、Recycle 和Reduce。但由于在实施可持续发展战略的初期,影响实施的障碍主要来自思想观念上而非技术等具体的物质因素上,因此笔者认为当今对Revalue 原则的强调十分重要。

1.Revalue 原则

Revalue 意为“再评价”,引申为“再思考”“再认识”。

长期以来,人类已经习惯了对自然的索取,而未曾想到对自然的回报。尤其是工业革命以来,人们受工业革命所取得的成果鼓舞,不惜以牺牲有限的地球资源、破坏地球生态环境为代价,疯狂地进行各种人类活动,从而导致了人类自身生存环境的破坏,直到这种破坏直接威胁到人类的生存,人类才开始意识到问题的严重性。人们不得不重新审视自己过去的行为,重新评价传统的价值观念。

建筑,人类的一种实用活动,常被人们视为艺术的一个分支,所谓“石头的史诗”“凝固的音乐”“空间的艺术”……不难看出,这些美好的称谓或比喻,都是建立在“艺术”的基础上的,从而导致了对建筑的评价也是以是否“艺术”作为重要的标准。尽管现代建筑对此进行了拨乱反正,开始强调使用功能在建筑中的重要性,但是,事实上,在对建筑的实际评判过程中,人们往往会对建筑的“艺术”部分给予更多的关注。贝聿铭的罗浮宫扩建工程的争论焦点集中在其金字塔形式与原有建筑的关系上,对悉尼歌剧院的赞美也主要是因为其似风帆的艺术造型。在我国,类似的例子大量存在,如国家大剧院和CCTV 新大楼的争议焦点集中于建筑形式本身以及建筑形式与周边原有建筑及建成环境之间在视觉艺术上的协调问题,至于建筑对自然环境在生态意义上的影响,似乎很少有人真正过问,这就是当今建筑的一大误区。这种现象在国内的室内环境设计界就更为严重,导致了室内设计形成了互相攀比、盲目跟风、堆砌材料的不良风气,而且大有愈演愈烈的趋势,其所造成的资源浪费、环境破坏、文化污染达到了惊人的程度。因此,对于新时代的建筑师与室内设计师来说,只有更新观念,以可持续发展的思想对建筑“再思考”“再认识”,才能真正认清方向,重新找到准确的设计切入点。

作为一名有责任的建筑师、室内设计师,应该自觉地加强环境意识,像对待母亲那样对待孕育我们的地球环境,应该为我们的母亲分忧解难,而不应该再给我们的母亲增加负担;应该给母亲多一点回报,多一点关爱,而少一点索取,少一点摧残。

2.Renew 原则

Renew 有“更新”“改造”之意。这里主要是指对旧建筑更新、改造、重新利用。(www.daowen.com)

有人讽喻前几年的中国是个“巨大的建筑工地”。由于经济的飞速发展,我国的各大城市均掀起了轰轰烈烈的建设热潮,每天都有无数的旧建筑在大地上永远消失,每天都有大量的新建筑拔地而起,这些说明了我国经济的发展和人民生活水平的提高,这是积极的一面。但是,透过这种现象,我们也可以看到其消极的一面,这就是这大规模“拆旧建新”过程中所体现出来的环境意识的淡薄。

2010 年2 月6 日15 时50 分,伴随一连串灵蛇缠绕般的“红色闪电”,曾经作为江西省南昌市地标性建筑的四星级酒店五湖大饭店,在轰隆巨响中淹没在漫漫灰尘里,这座服役仅13年,建筑结构本身依然良好的大型建筑8 秒之内化为废墟。按照业主和规划部门的蓝图,建筑拆除后这里将有一栋新的五星级酒店大楼拔地而起,但在这座建筑倒下前后,大楼的拆除行为一直备受人们质疑。根据业主的解释,拆除该楼的主要原因是原五湖大酒店功能设计和内部结构存在重大缺陷,达不到五星级酒店的要求,失去了在原有基础上进行改造加固的价值。

一栋建筑质量优良的四星级酒店使用13 年就被拆,在城市规划科学严谨的西方发达国家并不多见。笔者作为高级访问学者在芬兰赫尔辛基留学时所居住的住宅楼建于20 世纪50 年代,至今仍然在正常运营使用,而这是一栋仅仅服役短短13 年,折旧后价值仍有千万元以上的22层四星级酒店。拆除过程对周边环境的灰尘污染可想而知,拆除后所产生的4 万吨建筑垃圾也为该市的垃圾处理增加了一份不小的负担。

人们不禁要问:城市规划为何计划赶不上变化? 该市就不可以有四星级酒店吗?即使要建五星级酒店,为什么不可以另择地点或在原有建筑基础上改造呢?在这些质疑面前,所有的解释都显得空洞无力。

建筑是个“耗能大户”,这不仅表现在建筑材料的加工、建筑的设计与施工、建筑的维护与运行上,还表现在建筑的消亡、拆除上。拆除旧建筑意味着该建筑在前期建造、运行过程中投资能量产生效益这一过程的终止,从能源的投入与产出比来看,这是很不经济的。因此,在建筑物还没有达到彻底无用之前,就应该对建筑尽可能地加以利用,轻易不要拆。这样才能使建筑的潜能得到最大限度的发挥。再者,拆除旧建筑必定会产生大量的建筑垃圾和装潢垃圾,而这些垃圾大部分很难自然降解,对这些垃圾的处理将耗费更多的能源。垃圾填埋场的增加将进一步造成土地的占用,这与可持续发展策略是背道而驰的。建筑拆除过程中所产生的灰尘会在短时期内加剧空气的污染,使建筑周围空气质量下降,拆除过程中产生的噪声也会对周边环境产生不利影响。

新建筑的建造过程会产生新的资源和能量消耗,产生新的废弃物,还会占用更多的土地,增加环境负担。

质量较好的建筑通过一定程度的改造后加以利用,满足新的需求,可以大大减少资源和能量的消耗,有利于环境的保护,值得提倡。

也许,有人会对旧建筑改造的经济性提出疑问。的确,从短期投资来看,有时对于旧建筑的改造很可能是“不合算的”,旧建筑改造中开发商的成本甚至可能高于新建建筑,使许多人放弃了改造的念头。但是,这可能是一种目光短浅的想法,根据可持续发展的理念,建筑的经济效益不能只看初期的建造投资,而应该把建筑的整个生命周期乃至环境寿命周期作为考察的时间跨距,应该充分估计旧建筑改造利用所产生的环境效益和社会效益,这里所说的“社会效益”包括对城市文脉的保护。当然,对于一些确实已成危房且没有加固改造价值,或者其保留对整个城市建设会产生严重影响的建筑,该拆还是要拆。

对于旧建筑的改造利用在欧洲极为普遍,欧洲悠久的建筑文化、优秀的建筑遗产是利用改造旧建筑优质的绿色土壤。漫步巴黎罗马街头,人们会发现,这里的许多街道都保留着原有的历史风貌,只是室内结合现代技术经过了必要的装修改造,这样既保护了当地的历史文脉,又达到了为现代生活服务的目的,创造出了令人激动的建筑与室内环境形象。巴黎的奥赛博物馆、巴黎旧铁路高架的改造、德国柏林国会大厦的改建、芬兰赫尔辛基艺术与设计大学教学楼、法国巴黎国家自然历史博物馆、巴黎毕加索博物馆、德国纽伦堡圣玛丽亚音乐厅(原纽伦堡大教堂)等都是旧建筑改造的成功实例。

3.Reuse 原则

Reuse 有“重新使用”“再利用”等含义,在可持续室内环境设计中,是指重新利用一切可以利用的旧材料、构配件、旧设备、旧家具等。

相对于建筑设计而言,室内环境设计呈现出周期越来越短的趋势,特别是在经济快速增长、社会生活节奏日益加快、时尚潮流变幻莫测的今天,这一特点就更为突出。室内环境设计的这种特殊性导致了建筑在其寿命周期内室内重新设计、装修次数的增多。对建筑而言,这意味着运行和维护能耗的增大;对室内环境而言,则意味着室内使用寿命周期的缩短,室内生命周期中消耗与时间比的增加,能耗与产出比的实际下降,从而造成了资源的极大浪费。废物利用是防止这种浪费的最佳途径。实际上,从旧的建筑拆除下来的材料,有许多是可以经过简单清理后直接利用的,砖石经过简单整理就可以直接用于新建筑之中,碎砖石和混凝土块可以用作地面的基层,旧建筑上的门窗、照明器具可以直接用在新的环境之中,一些旧钢梁、旧构架也可以用在新设计的新结构之中。只要有心,我们可以发掘出很多这样的旧元素。设计师在进行室内环境设计时,首先应该尽量创造条件,使新的设计能够尽可能多地利用旧材料。其次,还应该在新设计的材料和设备选用中充分考虑材料以后被再利用的可能性。

4.Recycle 原则

Recycle 有“回收利用”“循环利用”之意。这里是指根据生态系统中物质不断循环使用的原理,将建筑中的各种资源尤其是稀有资源、紧缺资源或不能自然降解的物质尽可能地加以回收、循环使用,或者通过某种方式加工提炼后进一步使用。实践证明,物质的循环利用可以节约大量的资源,同时可以大大地减少废物本身对自然环境的污染。

建筑建造、使用或拆除过程中可供回收利用的资源十分丰富,建筑中的废水利用就是一个典型的例子,在水资源短缺的地区,这一措施更是意义非凡。室内生活中产生的生活污水经适当处理,达到规定的水质标准后,就可以用于某些非饮用用途,如厕所冲洗、植物灌溉、道路保洁、景观用水等,从而大大降低优质水的用量,缓解用水紧张的矛盾。生活污水经过这种适当的处理后所产生的非饮用水称为“中水”,目前,国内外已经有很多“中水”利用的成功例子,北京市从2001年开始就利用“中水”来冲洗道路。2008 年北京奥运会体育场馆基本上实现了“中水”利用,鸟巢的移动式公厕还使用了“神舟”技术,能把粪便变成无色无味的气体,处理过的小便可以洗手。鸟巢的移动式公厕采用泡沫冲洗,没有下排水。这种面积为2 m2的移动公厕,每天可接待600人次。我国居民在家庭生活中,将自来水经过几番利用,最终才用于冲洗厕所或提灌花卉。尽管这样做只是为了节约生活开支,但其所取得的实际效果,却是符合生态原则的,值得提倡。如果说这些居民的这种做法还是一种“主观为自己、客观为生态”的行为,那么国外许多生态建筑中利用“中水”的实践,则是一种真正意义上的生态行为。

5.Reduce 原则

Reduce 原意为“减少”“降低”,可持续设计原则对其赋予了更多的含义。我国2006年出台的《绿色建筑评价标准》对“绿色建筑”的定义是“在建筑物的全生命周期中,最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染,并能够为人们提供健康、适用和高效的,且与自然和谐共生的建筑”。可持续建筑与室内环境设计主要体现在“减少对资源的消耗、减少对环境的破坏和减少对人的不良影响” 三个主要方面。

(1)减少对资源的消耗。就建筑与室内环境本身而言,其生命过程涵盖了设计、施工、运行以及最终的再利用或拆除。建筑与室内环境自身寿命周期中的费用主要包括与设计、施工、修缮、运行相关的配套基础设施等直接费用,以及与建筑室内环境相关的使用者的健康和生产效率,还有室内装修施工和运行过程中产生的空气污染和水污染、废弃物等生态环境破坏造成的间接费用。

在选择降低能耗的方案时,建筑师与室内设计师必须综合各方面因素,权衡利弊,尽可能地降低各个部分的资源消耗。第一,选择自然材料和加工过程中耗能较低的材料。有一些原材料如石材、木材和土坯可以直接或经简单加工后加以使用,还有一些材料如碎石、混凝土块、旧钢梁等可重复使用。值得一提的是其他加工过程产生的废弃物有些也是可以充分利用的,如发电厂产生的粉煤灰可作为填充材料加以使用等。第二,尽量就地取材,减少材料运输过程中的能量耗费。第三,坚持“少就是多”的原则,在设计中直接减少各种材料尤其是各种高档材料的用量。第四,研究与设计高效能的建筑与室内环境,建筑与室内环境设计尽量结合自然,充分利用自然资源保证室内环境的舒适度,尽量采用节能型设备,减少建筑与室内环境的长期运行成本。第五,加强施工管理,提高施工人员的素质,提高施工效率,减少人力、物力的浪费。第六,提高全民节约意识,使他们在建筑的使用过程中自觉养成良好的节约习惯。多管齐下,才能切实做到对能源的节约。

(2)减少对环境的破坏。环境保护是一个很大的范畴,涉及人类活动的方方面面。作为人类最基本活动场所的建筑与室内环境的营建与运行,构成了人类活动的一个主要方面,其对环境所产生的影响是巨大的。因此要搞好环境保护,减少对自然的破坏与影响,就必须抓好建筑与室内环境的营建与运行这一环节。

可持续建筑体系唤起了人们的生态意识,使人们按照生态原则调整自己的行为模式。人们意识到,不管人类技术发展到何种程度,人类永远属于地球生物圈中的一部分,都脱离不了与生物圈中其他部分之间的关系,更不可能凌驾于其他部分之上。根据生态学原理,生态系统具有一定的自动调节、恢复稳定状态的能力,但是,生态系统的自我调节能力是有一定限度的,如果超过了这个限度,那么系统就不可能恢复到平衡状态,就会导致系统走向破坏和解体。人类是不同于其他生物的高等动物,人类的生存不可能离开对自然的改造,作为人类改造自然活动重要成果的建筑与室内环境系统,是属于次级的系统,依存于一定地域范围的自然环境之中,是生态系统中连续的能量与物质流动的一个环节和阶段。这种改造活动只要不超出一定的量和度,一般不至于对自然界造成损害,如果把握得好,还有可能促进自然环境的合理发展。因此,减少建筑与室内环境的损害,并不意味着停止人类的建设活动,而是要自觉地调控这种改造行为的量与度,使之不超过生态系统自我调节的极限。

(3)减少对人的不良影响。健康的生活只能在健康的环境中才能实现,而健康的环境只有遵循生态原则才能获得。可持续室内环境是生态环境的重要组成部分,与人类生活特殊的密切关系,决定了它在为人类健康生活提供健康环境的过程中所起的举足轻重的作用。据统计,人的一生中有70%以上的时间是在室内度过的,因此室内环境质量的好坏与人的身体健康有着密切的关系。室内环境对人体的伤害可概括为生理损害和心理损害两个方面。造成损害的途径主要来自以下几个方面,一是不良的室内空气质量;二是较差的室内物理环境,如温度条件、照明条件、噪声水平等;三是不符合使用要求的功能安排和违背人体工学要求的室内设施设计。因此,减少室内环境对人体的伤害,必须同时从提高室内空气质量、改善室内物理环境、提高室内安全等级、合理安排室内环境的使用功能、遵循人体工学的设计要求等多个方面着手。

3F原则和5R原则从不同的角度对可持续室内环境设计进行了阐述,但事实上,这些原则在某些方面是交叉和重叠的,它们之间有许多方面是共通的,因此我们可以将这些原则的具体内容概括为节约资源、环境保护、健康和高效四个方面。节约能源、节约资源、环境保护涉及更为宏观的层面,而室内环境的健康与高效因素因与人的日常工作和生活有着更为密切的关系,是室内环境的使用者最为关心的内容之一,因此也必然是在节约资源、环境保护以外可持续室内环境设计最应该努力解决的问题之一,从而真正体现室内环境的“以人为本”。

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