南方农村住宅设计可持续发展初探

南方农村住宅设计可持续发展初探 摘要：21世纪的中国要建立在高效节能建筑的基础上，我们需要可持续发展的建筑模式。可持续建筑的原则在各不同的建筑类型和气候条件下都得以实现，本文即是通过南方农村住宅设计的思考，探寻小康农居可持续发展的必要性及可实现性。 关键词：小康农居；可持续发展；资源有效利用能源 21世纪人类共同的主题是实现可持续发展。对于城市建筑的发展来说，必须由传统高消耗型发展模式转向高效能绿色发展模式，这不但在中国也是当今世界建筑发展的必然趋势。目前，全世界有近30能源消耗在建筑物上，长此以往，将严重影响世界经济的可持续发展。因此，能源问题将成为本世纪的热门话题，我们必须从可持续发展的战略出发，使建筑尽可能少地消耗不可再生资源，降低对外界环境的污染，并为使用者提供健康、舒适、与自然和谐的工作及生活空间。 我国的建筑设计重心依然在城市，农村住宅的发展远远滞后城镇，规范针对的对象也主要为城镇建筑(民用节能建筑节能管理规定中明确农民自建低层住宅不适用)，新研发的各种节能产品，资源回收系统也因其高昂的价格并不能在广大农村推广，地处我国广袤大地上的农村住宅成了可持续生态设计中的盲区，这种现象在南方地区尤甚。当全中国打出“节约中国”大旗时，建筑师是否更应该关注占全国人口3/4的农民兄弟“住”的问题呢?可持续发展思想的深入人心使得生态建筑为全人类所关注。生态建筑对于建筑理念、发展模式和消费方式，是一次深刻的革命。它从建筑生命周期全过程出发，全面考虑资源、能源、环境和健康舒适要求，是最能体现可持续发展能力的建筑模式。我们的农村住宅设计，确切定位为小康农居设计，生态型农宅将是未来发展的方向。由于工作原因接触了不少农村住宅项目，04年长沙市农村小康住宅设计中对生态农居作了尝试，当时的构想还很不成熟，这几年的积累完善，也总结了不少设计心得。 1传统民居经验延续和发展 我国南方传统乡土民居积累了几百年的经验。结合自然气候、因地制宜，以最简便的手法、极低的能耗创造了宜人的室内居住环境，与城市住宅相比，具有明显的热舒适及节能优势。 南方多丘陵的地貌诞生了不少坡地式的民居形式，比如湖南湘西吊脚楼、四川山地住宅等，这种形式除了避潮通风良好，同时合理利用地形现状，通过场地和建筑的良好结合并使设计和施工策略统一起来，从而获得更多的舒适和更大的使用效率，节约资源，保护环境。运用可持续的场地设计理念，谨慎对待建筑，最小限度甚至不破坏自然环境，对现今小康农居设计具有积极的现实意义。 此外南方民居经常采用的深檐有很好的遮阳效果，在设计中也可加以借鉴。 由于我国南北方气候差异较大，节能设计侧重面南北也不同北方抓冬季供暖期节能，南方抓夏季空调期节能。因此南方建筑为了通风避热，大多比较开敞，围护墙体多轻薄，夏天是没问题了，可是冬季一来，采暖很是让人头疼，特别是在像湖南这种四季非常分明的夏热冬冷地区。南方建筑外墙通常不如北方的厚重，热阻较小，热量损失较大，而且室内没有供热设施(北方冬季一般采用集中供热系统或火炕、火墙、地炕等取暖设施)，导致冬季室内寒冷，即使采用火炉等供热，也由于保温措施不完善使热量通过热对流、热辐射流失。这些民居上的热工缺陷需要在未来的设计中弥补。 传统民居要提高和发展，达到新时期小康农居的标准，需认真总结，其经验教训上升为理论并以此指导设计实践，在先进的科学技术的支持下，扬长避短，使传统的民居向更健康的方向发展。 2资源回收及有效利用 建筑物的资源利用：要有效地使用水、能源、材料和其他资源，也就是说，要使能源和资源的利用达到最高程度、消耗降低至最低程度。此外回收并重复使用资源，减少建筑物的污染排放，进而达到保护环境的目标，实现绿色平衡。 资源回收利用研究在国外开展较早，一些成果已经运用到实体建筑设计建造上。美国国立资源保护委员会总部就是以废旧回收物品的再生材料为主要材料建筑的绿色办公室。日本1997年建成了一栋实验型“健康住宅”。除了整个住宅尽可能选对人体无害的建筑材料外，墙体还被设计成双重结构，整个房屋系统的空气采用全热交换器和除湿机进行循环，有效地回收热量并加以再次利用，其过滤器可有效地收集空气中细小的尘埃，从而能够抑制霉菌等过敏生物繁殖。这种资源的回收利用，不仅变废为宝，而且减少了环境污源，节约了能源。 结合中国国情，特别是国内农村现状，资源的合理利用也应该有“中国特色”。南方大部分地区气候湿润、雨水丰沛，我们可以设计一套适当的收集和储存系统以加大对雨水的利用。将从屋檐流下来的雨水，以及经沉淀池处理的山坡(地表)雨水收集到集水池，采用自流或加压泵送作为绿化用水、冲厕用水、道路浇洒、洗车、扫除用水、景观补充用水及空调冷却用水补水。另外粪便和污水则可收入堆肥坑里，经发酵后供农田或花木施肥用。 3清洁能源开发利用 我国的建筑能耗量约占全国总用能量的1/4，居耗能首位。这其中主要是建筑的采暖和空调耗能，而我们现在应用的能源主要是以煤炭、石油、天然气为主的不可再生能源。建筑供暖燃用大量煤炭等矿物能源，使周围的自然与生态环境不断恶化；大量空调使用也加大了电能消耗，因此提倡建筑节能，要重视人文方面的内容，强调人与自然协调，尽量采用自然生态型的方式节能，如太阳能、生物质能等等。采用清洁能源是保护生态环境，走可持续发展道路的重要措施。 31太阳能 在建筑设计中增加对太阳能的利用，其目的是为了使能源得到有效地利用并且增加人们的舒适感。目前，在我国农村利用太阳能最多的是热水器的应用，它具有安全、经济等特点，我们应该把它列入到建筑设计中，做到统一规划、统一布置，这样不仅可以提高对太阳能的利用，而且可以使建筑立面看上去更加丰富，更加美观。对太阳能的利用还表现在对窗户的设计，合适的窗户设计不仅用于采光通风，还可以控制内部空间与室外环境之间热量传递。例如采用适当数量和类别的朝南玻璃窗和设计合理的遮阳装置，冬季允许热量进入建筑物，在夏天则拒绝热量的进入。合理的设计还可以起装饰的作用。 32积肥和沼气 沼气是我国农村中最有前途的廉价能源之一。人畜的粪便、植物的茎叶和垃圾中的有机质在一定温湿度和密闭的条件下，经过微生物发酵产生甲烷(即沼气)，可供家庭煮饭、点灯、发电等等。沼气池容积可根据每户人数决定，其位置靠近厕所或牲畜圈，使粪便自动流入池内，方便管理，有利于保持池温，提高产气率，改善环境卫生。沼气池废渣又是花木的优质肥料。 33自然空调 南方夏季空调使用率高，农村不能象城镇无限制使用电空调，容易导致“热岛效应”，既不环保又不经济，我们可以在设计中结合项目现状条件，量体裁衣，充分利用自然资源进行室内空气、温度调节。 昼夜温差大的地区可以夜间通风方法在夜间引入室外的冷空气，通过冷空气与作为蓄热材料的建筑维护结构接触换热，冷却建筑材料，达到蓄冷目的，此时的室外冷空气就可视为可利用的自然冷源。 结合南方丘陵地貌的坡地农居则可以利用地形，设计一个送风和拔风两者合一的通风井道式“土空调”。通过对半地下室和庭院“地冷”(相对地上较低的温度)的利用，在半地下室的外墙设置通风口，外部空气从南向平台或阳台兜风进入地下水池下部，经迷道冷却的空气通过风井送入客厅和各主要卧室，充分做到节能，使房子真正会呼吸。升温后的热空气通过拔风井从屋顶排出。风口采用可调百页，以保夏凉冬暖。此外建筑外墙也可采用通风夹墙的做法，更利热量散出。 水力资源丰富的地区用水空调代替电空调制冷，也可以简单采用蓄水屋面降温当然自然空调只能是调节室内温度措施之一，不可能依仗自然空调满足整个建筑四季调温功能。自然空调存在两大问题：一是没有自然风的时候自然空调将难以形成；二是仅靠地冷和水箱底板的水冷提供的冷源有限。针对以上问题，对策是：一是加轴流进风机，当没有自然风或风向不好时，启动风机(风机启动时，自然风进风口的可控百页关闭)；二是送往各厅室的风口均可控，让有限的冷却风集中供给某一空间，白天主要是客厅(客厅与餐厅之间宜加帘幕，以限制供冷空间)，晚间为卧室。 4建筑材料，构造措施的选择 仔细选择建筑材料可以减少能耗和浪费，增加人体舒适而又不用付出高昂的环境代价。有效地场地选择可以减少材料的需求量，并在可能的地方使用旧材料。选用新材料建设时要考虑最少消耗，避免浪费，并考虑可再生性(材料是否可以“生长”或自然地添满)、可持续生产(资源是否会过快的用光)以及材料的可回收性。例如：木头是可再生和可回收的，但有些木材的生产按目前的消耗速度是不可持续的：自身资源比较丰富的地区，可以就地取材。废骨料、矿渣粉、粉煤灰，甚至栽培花草的小陶粒，都将成为水泥的完美“替身”：蒸压粉煤灰砖或粘土空心砖的运用，将大大减少粘土需求量。 农居采用的材料及构造技术更应该与经济挂钩，过分高昂的新材料和技术不适合作大范围的推广，不顾实情的浪费就更加不可取。门窗的节能可以不采用高价格的节能门窗，在开始设计时就可在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下，尽量减小住宅外门窗洞口的面积，控制窗墙比：缩短窗扇的缝隙长度(采用大窗扇，减少小窗扇，扩大单块玻璃的面积，减少窗芯)；合理地减少可开启的窗扇面积，适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积，提高住宅外窗的气密性，减少冷空气渗透。这些简单可行的方法，从细节处体现可持续精神。 5转变观念，让绿色小康农居成为可能 实现绿色小康住宅需要一个认知、承受及完善建设的过程。 广大农村长期以来处于一种封闭的自然、半自然经济格局。农民或多或少存在保守排外、小富则安、故步自封、专制甚至愚昧等意识形态。农民的思想观念未能得到转变，他们的思维和创造力也不同程度地受到禁锢。农村住宅很难有比较系统合理的规划和设计，也就很难有推陈出新，整个农村住宅建筑市场更不能有长足的发展。 此外作为决策者也应该提高认识，加强交流，不能只重眼前地认为生态型(或称绿色)农居先期投资过大而敷衍了事，笔者曾经作过几个农民安置小区，由于投资有限，不可能奢谈舒适美观可持续，“小康”远没达到，只能算是解决“温饱”，不能不说遗憾。我们决策者应该用长远的眼光权衡其未来带来的巨大回报，不是具体物质上的，却真正福泽后世。小康农居的建设更应该统一规划，小康住宅是农村整体居住环境建设的一项综合工程，除了住宅本身，还要有其配套的设施建设，例如燃气、村路等方面的建设。 作为设计师应该切实为农民考量，以人为本，不应该只追求建筑造型上的新颖独特而忽视了能源的浪费。我们应建立生态建筑思想，尊重自然环境，用科学技术、经济效益和社会效益相统一的方法进行规划和设计。 全民观念转变了，经济上去了，绿色建筑的推行才有保障。 6结语 对于南方生态型小康农居设计探求还只是初步，还有很多不足。在我国生态农居研究已经有了不少成功的实例和经验。张家港生态农村建设，是清华大学建筑系的教授们，针对张家港地区的地貌特点，充分利用当地的水资源、土地资源、气候条件、阳光、空气等自然条件，建成农田种植、水产养殖、畜牧养殖、庭院种植、房屋种植等融为一体的生态农宅区，使生产、生活融为一个有机的整体，连生活中的垃圾和动物的粪便都用来发酵，所产的沼气用来发电、烧饭等，沉积物用作农家肥。这样节约了能源、减少了垃圾的排出，保护了环境。 可持续发展意识从无到有，从弱到强，绿色建筑从默默无闻到成为时尚，从理想到现实，发展迅速，成绩显著。但也应看到，在这个过程中也存在许多不足和遗憾，我们只有不懈地努力，“绿色世界”才可能实现，在农村推行绿色建筑是实现小康社会的长远之计。 13