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绿色室内环境设计:少费少污,全方位考虑资源利用和环境影响

时间:2023-08-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:少费少污的观念贯穿于材料选择、储运方式、结构功能、施工过程、运营过程、维护翻修、回收循环、报废处理的整个生命周期,全方位考虑资源利用和环境影响及解决方法。替代性能源和材料的运用将是未来绿色室内环境少费少污设计思想的主要体现。

绿色室内环境设计:少费少污,全方位考虑资源利用和环境影响

生态学家奥德姆(E.P.Odum)认为,生态系统发展的对策与人类的目的是常常发生矛盾的[7]。需要生存发展的人类无论如何也无法做到真正的遵循自然,无论我们如何尊重自然,多么小心翼翼地营建我们的人工环境。就目前的发展水平而言,人类活动总是要消耗自然资源,造成环境污染和破坏。而地球的资源和承载能力都是有限的,甘地曾说:“地球所提供的足以满足符合人的需求、更和谐自然环境。应时而动、随境制之,此为绿色室每个人的需要,但不足以填满每个人的欲壑。”我们的发展必须自我克制地把对自然的负影响和这种改变降到最小。包括室内环境在内的整个建筑是资源消耗大户,尤其在运营阶段的室内环境主导着建筑能耗,对环境破坏负有很大的责任。并且伴随这种高消耗的反而是建筑综合征、大楼并发症、空调病等室内环境日益恶化的表现,还使人对自然环境的适应能力大不如前,可见依赖大量消耗自然资源的人工室内环境也并非明智之举。

图3-14 美国明尼苏达州欧伯罗斯的零能量住宅 Figure 3-14 the zero energy house Ouroboros in Minnesota

图3-15 拜尔住宅的水墙剖面 Figure 3-15 section of water wall of Vair residential

图3-16 特隆布墙的集热方式示意图 Figure 3-16 heat collection of the trombe wall

绿色室内环境本着人和自然相协调的持续发展理念,在“少破坏”的前提下尽量“少耗用”,而不是征服自然、强索自然,最后把垃圾抛给自然,这是设计利用自然满足人类需求的一项基本原则。它以不豪华铺张、不奢靡浪费的简约生活方式创造舒适优雅的人居环境,把室内设计和运营维持在环境可承受的范围内,坚决抵制以牺牲环境和消耗资源换取人的舒适生活和发展。少费少污的观念贯穿于材料选择、储运方式、结构功能、施工过程、运营过程、维护翻修、回收循环、报废处理的整个生命周期,全方位考虑资源利用和环境影响及解决方法。零能量住宅(图3-14)100%靠太阳供能,可不需要煤、油、材等传统非再生资源,也不会排放有害废气污染大气,这种自给自足式的太阳能住宅虽然只是生态主义者对居所最高境界的幻想,但它的出现已经证明了绿色室内环境设计少费少污的决心。

少费少污设计观即节约使用材料和能源,并且循环使用,少产生污染物,还积极开发和利用可再生性清洁资源,总体表现为节材、节能、节水、节地,包括对可再生资源的高效节约利用,以此设计理念应对资源危机和环境问题的挑战。节约使用是指尽量少用,并从传统的粗放型利用转向高效的集约型利用。循环利用是减少一次性产品的使用量,充分利用现有尚可用的旧建筑、旧材料、旧家具、旧设备等,直接或经改造后加以利用,以新的使用价值重新赋予材料生命,减少污染物的产生,这是室内环境设计能得以持续发展的基本手段。像风、太阳、雨、水能、土壤的蕴藏能量等自然资源可以说是取用不尽的,无污染、可再生并可以直接利用,设计中会充分运用这些未来时代的主流资源,以减少人类对人工能源和机械系统的依赖。替代性能源和材料的运用将是未来绿色室内环境少费少污设计思想的主要体现。绿色室内环境设计综合运用自然采光、自然通风和机械通风等通风技术、保温技术、节能照明技术、计算机自动反馈调节的智能技术等现代科技手段,以减少整个室内环境的资源消耗,少费、少污的高效循环使用资源的方法和措施是综合而全面的,从微小细节和各个角度都能窥见这种设计思想,这里取室内环境构成的视角以观之:

1.外围护构造上,建筑表皮是室内热散失的主要原因,它是室内节能的重点处理对象。(1)建筑墙体构造采用如空心砖、空气砌块砖和复合墙体材料等保温隔热性能好的材料,并尽可能使用水墙、特隆布墙等保温构造形式(图3-15、图3-16),外墙体结构尽量采用外墙外保温系统来减少热桥,以降低空调降温采暖能耗。(2)仔细考量门窗等开口的朝向和面积,采用热工性能高的结构和材料,如透光率高且热阻性能好的中空玻璃、Low-e玻璃(低辐射玻璃)、双层中空Low-e玻璃窗、多层Low-e玻璃窗等节能玻璃,窗框常采用保温隔热性能较好的塑钢窗和经断热处理后的铝合金窗框等。(3)屋顶采用轻质高效、吸水率低或不吸水的可长期使用的稳定性保温材料,如苯板、加气混凝土砌块等作为保温隔热层,在一些合适的屋顶和建筑表皮还会用种植绿化来调节室内环境。(4)计算有效的遮阳系统,使用轻便可调的遮阳设备,以抵御夏季太阳辐射对室内气温的影响,也保证采暖季的充足日照,做到夏季采光遮阳、冬季采光采暖(图3-17~图3-20)。

2.空间结构上,它对资源的节约方式在生命周期中最具稳定性。(1)室内墙体构造和材料选择依据墙体功能而异,综合考虑安全性和保温隔热性能以及通风透气的需要,建筑结构减少热桥,以降低空调降温采暖能耗。(2)安全性高、保温性好、抗震性能强、施工周期短、布局与造型灵活、维修和翻修方便的木结构常被运用以降低建筑能耗,它的多重环保属性也低成本地提高了人居环境质量。(3)空间组织设计呈现出高效使用的功能多元化合理布局,可变换的灵活空间顺应未来的需求变化和改造,以机动性和适应性延长室内空间的使用寿 命(图3-21~图3-23)。(4)结合外部自然生态环境和人性化需求,空间组织上巧用烟囱效应等诱导式构造技术和空间变化,积极利用自然光线和自然空气流通,以节省人工照明和通风及控温的能耗(图3-24~图3-26),使室内空间与室外环境联成一个有机协调的整体,形成室内环境融合自然的生态性室内环境。

3.电器设备选择上,设计方案和施工过程中采用的设备具有高能效、循环利用资源、利用可再生能源、智能化的特点。(1)设备的能量转化率是节能效果的关键,如低温辐射楼板、借用地下热水和蒸汽的地源热泵(图3-27)、室内装修中普遍运用的节能型灯具(图3-28)等的高能效都能起到节约传统能源的效果。(2)雨水收集器和中水回用系统等循环设备(图3-29)可以盥洗、浇灌草坪、冲厕,这是对我们岌岌可危的生命之源的有效保护。(3)室内设备从输入和输出双向表现出对可再生能源的积极利用,如光伏发电设备将太阳能高效率地转换为电能供室内乃至片区的其他设备使用。(4)智能化控制系统能及时接受环境反馈,调节设备运行以降低能耗,如运行效率高的变水量、变风量、变制冷剂流量等智能系统都能减少资源消耗。

图3-17

图3-17、图3-18反射板在冬季能让室内最充分最均匀地获取太阳热量,并能保证在夏季遮挡大部分太阳辐射,为室内提供适量的太阳照射。 Figure 3-17,3-18 the reflector in the winter can let indoor most to obtain the sun heat fully and evenly,and keep out most of the radiation from the sun in the summer to guarantee provide a moderate amount of the sun's heat for indoor.

图3-18

图3-17、图3-18反射板在冬季能让室内最充分最均匀地获取太阳热量,并能保证在夏季遮挡大部分太阳辐射,为室内提供适量的太阳照射。 Figure 3-17,3-18 the reflector in the winter can let indoor most to obtain the sun heat fully and evenly,and keep out most of the radiation from the sun in the summer to guarantee provide a moderate amount of the sun's heat for indoor.

图3-19

图3-19、图3-20同一块板在夏季是遮阳板,在冬季是反射板。 Figure 3-19,3-20 the board is visor in the summer,but in winter,it is reflex plate.

图3-20

图3-19、图3-20同一块板在夏季是遮阳板,在冬季是反射板。 Figure 3-19,3-20 the board is visor in the summer,but in winter,it is reflex plate.

图3-21

图3-21、图3-22、图3-23琼斯与合伙人事务所设计的布里尔住宅通过机械活动桥和活动屏幕可使室内环境在私人空间和表演平台之间切换,能分别提供私密性和良好的音响效果。 Figure 3-21,3-22,3-23 Brill House with the mechanical bridge and screen which can make indoor environment switch between personal space and performance platform,that can provide privacy and good sound effect respectively.

图3-22

图3-21、图3-22、图3-23 琼斯与合伙人事务所设计的布里尔住宅通过机械活动桥和活动屏幕可使室内环境在私人空间和表演平台之间切换,能分别提供私密性和良好的音响效果。 Figure 3-21,3-22,3-23 Brill House with the mechanical bridge and screen which can make indoor environment switch between personal space and performance platform,that can provide privacy and good sound effect respectively.

图3-23(www.xing528.com)

图3-21、图3-22、图3-23琼斯与合伙人事务所设计的布里尔住宅通过机械活动桥和活动屏幕可使室内环境在私人空间和表演平台之间切换,能分别提供私密性和良好的音响效果。 Figure 3-21,3-22,3-23 Brill House with the mechanical bridge and screen which can make indoor environment switch between personal space and performance platform,that can provide privacy and good sound effect respectively.

4.装饰与陈设上,少费少污的思想主要体现在材料使用方面。(1)尽量使用可再生的地方性材料,少用非可再生的传统材料,避免使用高能耗、破坏环境、产生重度污染和带有放射性的材料。设计上常用内含能量高的铝材、环保型木材、竹材、藤等。(2)主动研究旧的建筑材料、构件的重新利用,充分利用工业废弃物和城市垃圾等,通过新技术和创意设计将金属、纸板、木材等废物化腐朽为神奇般地转化为再生资源,减少资源的浪费和对环境的负面影响,墙体可由麦秆压成,地板可由废玻璃制成,桌椅家具可由废旧报纸和黄豆渣制成。无毒涂料、再生壁纸、旧材料做成的板材建材已经开始被使用于室内空间的装饰(图3-30~图3-33)。(3)出于节能考虑,软装饰手法还运用色彩调节人冷暖感受的心理效应,在炎热地区或季节采用冷系色彩,在寒冷地区或季节采用暖系色彩(图3-34、图3-35),提高室内的舒适度以减少空调暖通设备的能耗。

图3-24 美国国家可再生能源实验室的剖面图,向北抬升的阶梯状剖面和斜屋面使室内空间得到更多的自然光和太阳热量。 Figure 3-24 the profile of America's national renewable energy laboratory.the step lifting to the north and the sloping roof make interior space get more natural light and the sun's heat.

图3-25 美国国家可再生能源实验室内部环境 Figure 3-25 national renewable energy laboratory internal environment

图3-26 玻璃天顶能为室内提供自然光线,同时太阳照射也能加强室内通风降温。 Figure 3-26 Glass ceiling provide natural light for indoor and strengthen the internal ventilation cooling at the same time.

图3-27 地源热泵的工作原理 Figure 3-27 working principle of ground source heat pump

图3-28 LED灯的效率和灯泡寿命具有明显的节能优势 Figure 3-28 efficiency and lamp life of LED lights is advantage in energy saving obviously

图3-29 雨水回收和中水处理系统 Figure 3-29 rainwater recycling and water processing system

图3-30

图3-30、图3-31 英国的一座由回收纸制成的歌剧院 Figure 3-30,3-31 an opera house made of recycled paper

图3-31

图3-30、图3-31 英国的一座由回收纸制成的歌剧院 Figure 3-30,3-31 an opera house made of recycled paper

图3-32 北京尚8文化创意产业园中用机床改造成的办公室前台和用废弃物料做成的装饰墙。 Figure 3-32 In Beijing Shan Eight cultural creative industrial park,there is a machine tool transformed into a desk in front office,and a decorative wall made of waste material.

图3-33 废布料做成的沙发 Figure 3-33 the sofa made of waste fabric

图3-34

图3-34、图3-35 乌克兰基辅一座偏僻山上的HousE住宅,室内暖意的色调可提升人的知觉温度。 Figure 3-34,3-35 HousE residence on a remote mountain in Kiev,its warm tonal can improve people's perception of temperature.

图3-35

图3-34、图3-35 乌克兰基辅一座偏僻山上的HousE住宅,室内暖意的色调可提升人的知觉温度。 Figure 3-34,3-35 HousE residence on a remote mountain in Kiev,its warm tonal can improve people's perception of temperature.

少费少污设计观创造的是一种高效、低耗、低废、低污的生态化室内环境,它是对富勒的“少费多用”思想的继承,也是对“少就是多”这一曾风靡全球的建筑箴言的再诠释,具有深刻的哲理内涵。绿色室内环境通过设计的技术手段和综合措施,将高消耗的社会消费模式改变为低消耗的生活方式,以系统综合效率最优原则控制物质、能量、信息在室内环境中有秩序地高效运行和循环转换,对自然环境施加最小的负影响,保护了我们赖以生存的自然环境,也节约了日渐枯竭的宝贵资源。

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