摘要： 二十一世紀(jì)，可持續(xù)發(fā)展成為人類共同的主題，建筑技術(shù)科學(xué)的發(fā)展，賦予建筑室內(nèi)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(biāo)體系，改變了人們對于傳統(tǒng)建筑室內(nèi)外物理環(huán)境的看法。無論是從可持續(xù)發(fā)展的總體出發(fā)，或者是建筑室內(nèi)外物理環(huán)境的新理念，如何處理兩者之間的關(guān)系是一個值得探討的課題。與傳統(tǒng)建筑相比，生態(tài)與可持續(xù)發(fā)展是優(yōu)化室內(nèi)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(xù)發(fā)展

　　一、 可持續(xù)發(fā)展對建筑室內(nèi)外物理環(huán)境的基本要求。

　　按照可持續(xù)發(fā)展的定義，1987 年聯(lián)合國環(huán)境與開發(fā)世界委員會報告《人類共同的未來》中指出：“所謂可持續(xù)性的開發(fā)，是指在不損害將來人類社會經(jīng)濟利益的基礎(chǔ)上，能夠滿足現(xiàn)在需求的開發(fā)。”強調(diào)發(fā)展的長期性，而創(chuàng)造“既滿足當(dāng)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(xù)發(fā)展對建筑的要求。換言之，可持續(xù)發(fā)展對建筑室內(nèi)外物理環(huán)境的基本要求大致包涵如下九個方面：

　　1.能源環(huán)境 進(jìn)入建筑的能源一般情況下有：電、燃?xì)狻⒚�。對常�?guī)能源要進(jìn)行分析優(yōu)化，采取優(yōu)化方案，避免多條動力管道入戶。對建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)和供熱、空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能設(shè)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，如太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒊毕芎推渌偕茉吹取?/p>

　　2.水環(huán)境 對建筑的水環(huán)境，要考慮水質(zhì)和水量兩個問題。在室外系統(tǒng)中要設(shè)立將雜排水、雨水等處理后重復(fù)利用的中水系統(tǒng)、雨水收集利用系統(tǒng)等；用于水景工程的景觀用水系統(tǒng)要進(jìn)行專門設(shè)計并將其納入中水系統(tǒng)一并考慮。建筑供水設(shè)施采用節(jié)水節(jié)能型，強制淘汰耗水型室內(nèi)用水器具，推行節(jié)水型器具。同步規(guī)劃設(shè)計管道直飲水系統(tǒng)提供優(yōu)質(zhì)直飲水，避免危及人類健康和對水資源的污染。

　　3.氣環(huán)境 建筑的氣環(huán)境系統(tǒng)包括室內(nèi)和室外兩個方面。室外空氣質(zhì)量要求達(dá)到二級標(biāo)準(zhǔn)。室內(nèi)盡量采用自然通風(fēng)，衛(wèi)生間具備通風(fēng)換氣設(shè)施，廚房設(shè)煙氣集中排放系統(tǒng)，排放進(jìn)入大氣層前，經(jīng)過空氣凈化過濾器，達(dá)到室內(nèi)外的空氣質(zhì)量指標(biāo)。

　　4.聲環(huán)境 聲環(huán)境包括室內(nèi)、室外和對建筑以外噪音的阻隔措施。室外聲環(huán)境系統(tǒng)應(yīng)滿足：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(nèi)聲環(huán)境系統(tǒng)滿足：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(yīng)采取隔音降噪措施。

　　5.光環(huán)境 著重強調(diào)滿足日照要求，室內(nèi)盡量采用自然光。除此之外，還應(yīng)注意防止光污染，如：強光廣告、玻璃幕墻等。在室外公共場地采用節(jié)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(tǒng)要滿足熱舒適度要求、建筑節(jié)能要求和環(huán)保要求等。對建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能和保溫隔熱提出要求，以保證室內(nèi)熱環(huán)境滿足人體舒適度，冬季供暖室內(nèi)適宜溫度：20—24度；夏季空調(diào)室內(nèi)適宜溫度：22—27度。建筑的供暖、空調(diào)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(tǒng)應(yīng)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(diào)節(jié)溫濕度和保持生物多樣性等功能。

　　第二是休閑活動功能：提供戶外活動、交往場所，要求衛(wèi)生整潔、適用安全、景色優(yōu)美、設(shè)施齊全。

　　第三是景觀文化功能：通過園林空間、植物配置、小品雕塑等提供視覺景觀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(yīng)體現(xiàn)“誰污染誰治理，誰排放誰付費”的原則，處置應(yīng)以“無害化、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(dá)到100%.廢棄物實行分類收集，分為有害物、無機物、有機物三類。

　　9.物理環(huán)境體現(xiàn)人文關(guān)懷

　　一方面，提倡使用3R建材（可重復(fù)使用、可循環(huán)使用、可再生使用）；選用無毒、無害、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(biāo)志的材料和部品。

　　另一方面，張顯個性，弘揚文脈。盡管按可持續(xù)發(fā)展要求在利用太陽能、生態(tài)綠化、自然空調(diào)等諸多方面原理是“同一化”的，但在建筑空間組成形式、內(nèi)外裝修、環(huán)境設(shè)計等方面不能“同一化”，而是要“個性化”，充分體現(xiàn)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(xù)發(fā)展思潮的形成和發(fā)展。

　　可持續(xù)發(fā)展重要思想是20 世紀(jì)80年代提出來的。1992年在巴西里約熱內(nèi)盧召開的聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會上，把這一思想寫進(jìn)了會議的所有文件，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。1993年美國出版《可持續(xù)發(fā)展設(shè)計指導(dǎo)原則》一書列出了“可持續(xù)的建筑設(shè)計細(xì)則”。1993年6月，國際建協(xié)在芝加哥通過了《芝加哥宣言》，繼續(xù)為可持續(xù)發(fā)展鼓勁。

　　1991 年，布蘭達(dá)。威爾和羅伯特。威爾（Brenda and Robert Vale）合著的《綠色建筑——為可持續(xù)發(fā)展而設(shè)計》問世，其主要觀點是：（1）節(jié)約能源；（2）設(shè)計結(jié)合氣候；（3）材料與能源的循環(huán)利用；（4）尊重用戶；（5）尊重基地環(huán)境；（6）整體設(shè)計觀。

　　1994 年，西姆。馮。德。萊恩（Sim Van der Ryn）所在的美國加州著名的伊莎萊研究所，在Big Sur市召開了全美生態(tài)設(shè)計學(xué)界領(lǐng)袖們參加的會議。會議通過創(chuàng)立“國際生態(tài)協(xié)會”議案，將分散的研究成果綜合起來，以指導(dǎo)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）合寫了《生態(tài)設(shè)計》（EcologicalDesign）一書，被譽為建筑學(xué)、景觀學(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(shè)計原則和方法：（1）設(shè)計成果來自環(huán)境；（2）生態(tài)開支應(yīng)為評價標(biāo)準(zhǔn)；（3）設(shè)計結(jié)合自然；（4）公眾參與設(shè)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(xù)建筑實驗室，運用了最新、最先進(jìn)的技術(shù)裝備，號稱“智能型辦公場所”。采用可調(diào)節(jié)的天然采光、可調(diào)節(jié)的鋁合金隔片、可調(diào)節(jié)的自然通風(fēng)空調(diào)裝置；地面做成架空地板，管道設(shè)在地板下，隨處可打開地板；安裝計算機聯(lián)網(wǎng)插件和電話插座、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(shè)計等等。作為對21世紀(jì)未來辦公空間的探索性試驗，此工程得到了許多建筑廠商的支持和資助，并受到美國政府和各界專家的重視。這次試驗因為既有理論支持又有建成實物而名聲大振。

　　1995年，德國的K.丹尼爾斯（Klaus Daniels）出版專著《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，并舉實例說明。

　　1996年3月，來自歐洲11個國家的30名著名建筑師，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(guī)劃中應(yīng)用太陽能的歐洲憲章》（European Charter for Solar Energy in Architecture and Urban Planning），提出了有關(guān)具體規(guī)劃設(shè)計的極有啟發(fā)性的建議，并指明了建筑師在未來人類社會中應(yīng)承擔(dān)的社會責(zé)任。

　　1997年，格拉漢姆（Granham）在總結(jié)可持續(xù)發(fā)展有關(guān)文獻(xiàn)時指出：“生態(tài)學(xué)肯定是可持續(xù)發(fā)展的先決條件。”

　　一些學(xué)者認(rèn)為，可持續(xù)發(fā)展的提法，不但具有科學(xué)性，而且還兼具人文性。隨著全球性可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的確立，一種新的生態(tài)價值觀正在成為規(guī)范我們社會行為的一種指導(dǎo)原則。建筑學(xué)和材料學(xué)在多方面作了大量的實踐�？茖W(xué)技術(shù)范式也因此發(fā)生根本性的改變，呈現(xiàn)出生態(tài)化發(fā)展趨勢，以實現(xiàn)人與自然的持續(xù)發(fā)展和協(xié)同進(jìn)化。

　　三、可持續(xù)發(fā)展建筑技術(shù)科學(xué)的方向。

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

　　綜合用能：大力開發(fā)太陽能、沼氣、風(fēng)能、水能、潮汐能、核能等取代現(xiàn)有污染性傳統(tǒng)能源。

　　多能轉(zhuǎn)換：一是使傳統(tǒng)屋面、墻面、散水等構(gòu)件成為將太陽能轉(zhuǎn)化為熱水、電力、綠化等多功能構(gòu)件；二是建筑本身使用功能的多能轉(zhuǎn)換。目前絕大多數(shù)建筑僅具備單一使用功能，如學(xué)校就是學(xué)習(xí)場所，教室一天用8 小時左右，若使用期60年，就有40年空著，其它如辦公、商店、餐飲、影劇院……無不如此。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現(xiàn)建筑功能的多樣化使用，例如活動構(gòu)件分隔，居室網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、辦公、購物等等？單幢建筑的多功能轉(zhuǎn)換使用取代增加單功能建筑數(shù)量、類型。這將是一條節(jié)能、節(jié)地、節(jié)材、節(jié)工、節(jié)時、節(jié)錢的好途徑。

　　三向發(fā)展：新世紀(jì)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(diào)：（1）城市規(guī)劃應(yīng)注意保護(hù)、改善自然生態(tài)環(huán)境，發(fā)揮綠色植物調(diào)溫、調(diào)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(diào)作用。

　�。�2）單體建筑應(yīng)利用例如土層的熱慣性、濕慣性建造起調(diào)溫調(diào)濕的自然空調(diào)系統(tǒng)。

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

　　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(zhuǎn)換。

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

　　弘揚文脈、持續(xù)發(fā)展：前文第一部分已提及，不再贅述。

　　四、按可持續(xù)發(fā)展的要求改造傳統(tǒng)建筑室內(nèi)外物理環(huán)境

　　當(dāng)前，由于人類自身的負(fù)效行為和天災(zāi)引起的自然環(huán)境對人類的懲罰，使全球一致公認(rèn)：各行各業(yè)都必須可持續(xù)發(fā)展，建筑也不例外。那么，傳統(tǒng)建筑有那些地方不利于可持續(xù)發(fā)展，如何改造？

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

　　許多裝飾材料（噴涂類、黏貼類、塊材類等）有致癌性、過敏性、放射性、燃燒窒息性等物質(zhì)，須設(shè)立建筑現(xiàn)場、建材市場、設(shè)計部門方便易行的檢測手段。

　　長期以來采用的熱季空調(diào)系統(tǒng)，盡管現(xiàn)在已無氟，但仍然是“熱濕搬家設(shè)備”，即利用無氟冷媒將室內(nèi)熱量搬到室外，同時將冷凝水排出室外，加上機電部件運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量，室外環(huán)境總熱量不僅沒有減少，反而增多，室外環(huán)境濕度同時增大，致使城市熱島負(fù)效應(yīng)加�。煌瑫r每天浪費的冷凝水，不下以千萬噸計。

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

　　城鄉(xiāng)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，同時又浪費了大量的太陽能。

　　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(gòu)件及建筑綠化是變傳統(tǒng)建筑非可持續(xù)構(gòu)件為可持續(xù)構(gòu)件的好途徑之一。

　　結(jié)語

　　從宏觀的高度看，可持續(xù)發(fā)展既是優(yōu)化室內(nèi)外物理環(huán)境的需要，也是豐富拓展傳統(tǒng)建筑技術(shù)科學(xué)的需要，是歷史發(fā)展的必然。隨著計算機的廣泛應(yīng)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，人類將從“黑色文明”過渡到“綠色文明”。