中国本土绿色建筑 被动式设计策略思考 [ 宋晔皓 ] Song Yehao [ 王嘉亮 ] Wang Jialiang [ 朱宁 ] Zhu Ning Pondering over the Passive Design Strategy for Native Green Buildings ofChina 摘 要 ABSTRACT 从现状绿色建筑所应用的大量技术切入主题， 绿 W i t h t h e a r g u m e n t o f t e c h n i c a l a s s e s s m e n t o f Gr e e n 色建筑创作不能简单地成为各种主动技术与资源、 Bu i l d i n g s ,i t i s i n t r o d u c e d t h a t t h e a r c h i t e c t u r a l c r e a t i o n o f G r e e n Bu i l d i n g i s n o t e q u a l t o t h e c o m p o s i t i o n o f m a s s i v e 作者单位 能源获取方式的堆砌； 建筑师在创作中仍应注重 a c t iv e t e c h n o lo g y o r t h e m e t h o d s o f o b t a in in g n a t u r a l 清华大学建筑学院 ( 北京，100084) 生态规划与绿色建筑教育部重点实验室 ( 北京，100084) 被动式设计策略， 其作为层级框架的复杂开放系 r e s o u r c e s .Th e p a s s i v e d e s i g n s t r a t e g y i s t h e p r i o r i t y 统，易于体现本土化的绿色建筑设计思路； 挖掘 f o r t h e a r c h i t e c t s o n t h e c r e a t i o n o f G r e e n Bu i l d i n g s .A 和借鉴本土被动式策略也将是中国建筑师实施绿 收稿日期 2013/06/15 国家自然科学基金项目 (51278262) p a s s iv e d e s ig n f r a m e w o r k is in t r o d u c e d a s a c o m p le x a n d o p e n s y s t e m .Th e s y s t e m a t i c s t r a t e g y o f p a s s i v e d e s i g n f o r 色建筑创作的有效途径。 G r e e n Bu i l d i n g s r e 关键词 b e th e e 被动式策略 绿色建筑 设计框架 因地制宜 e c t s t h e lo c a l c o n d it io n a n d t h u s c a n e c t iv e m e t h o d s fo r t h e a r c h it e c t u r a l c r e a t io n . KEY WORDS p a s s i v e s t r a t e g y ;g r e e n b u i l d i n g ;d e s i g n f r a m e w o r k ; d e s ig n w it h lo c a l c o n d it io n 1 绿色建筑中的技术选择与发挥建筑师的创造性 2 被动式设计策略的研究和应用是发挥建筑师创造性的重要领域 根据中国城科会研究资料，截止到 2013 年 3 月 21 日，全国共 2 实际上，建筑师在绿色建筑设计和创作中，可能发挥怎样的作 评出 851 项绿色建筑评价标识项目，总建筑面积达到 8955 万 m 。 用呢？绿色建筑创作中哪些是建筑师专有的体现其创造性的领域 同时中国城科会绿建中心、中国绿建委、建研院上海分院等单位于 呢？笔者认为，如果建筑设计理念能够契合可持续和绿色建筑的需 2012 年启动了全国范围内的绿色建筑后评估调研，该调研在全国范 求，建筑师就可以在绿色建筑设计和创作中发挥关键性作用。而被 围内挑选了 30 个有代表性的后评估项目作为调研样本，涵盖了全国 动式设计策略的研究和应用正是建筑师在绿色建筑创作中发挥重要 不同的气候区、建筑类型及绿色建筑星级类型，就绿色建筑整体发 作用的固有领域。 展情况、绿色建筑技术落实情况、运营能耗、水耗等方面展开了具 对于绿色建筑来说，建筑设计策略大致分为被动式设计策略和 体的调研和分析。其中总结归纳的各项绿色技术的使用情况如图 1 主动式设计策略。从广义上，被动式设计策略主要是指“前空调系 所示 [1] ；涵盖了建筑节能以及设备可能包括的众多技术领域。 作为从事绿色建筑创作的建筑师，假使能把复杂的建筑创作问 统时代”中，建筑设计所采用合适朝向、蓄热材料、遮阳装置、自 然通风等策略的设计类型 [2,3] 。这些策略更多的是被动接受或直接利 题，而且是有绿色、可持续等复杂系统整合要求的建筑创作，归结 用可再生能源，没有或者很少采用机械和动力设备。相对而言，主 到选取各种不同技术方案本身上，表面看上去简单了，然而建筑作 动式设计策略则主要涉及依赖于化石等不可再生能源而使用的空调 为技术与艺术的结合，建筑创作中最能体现建筑师创造力的，创作 和照明系统，也包括利用太阳能、风能等转换的电能的方式，以及 过程中最有魅力的部分，极有可能被简单的条块分割，技术的按图 依赖于辅助机械和动力设备的太阳热能利用设备 [4,5] 。 索骥反而束缚手脚。那如何能在绿色建筑创作中，在当前日趋复杂 试举一例，台湾成功大学林宪德教授集合建筑、空调、景观等 的技术体系中，有专门的领域发挥建筑师的创造性，是值得深入探 多学科力量组成设计团队，在 2006-2009 年进行建筑设计与各项建 讨和研究的问题。 筑物理实验，经过一年多的建造，完成了成功大学的绿色魔法学校 094 建筑学报 2013 \ 07 7-94-107-C5.INDD 094 设计研究 R esearches In D esign 2013-8-5 09:16:58 80% 94% 83% 100% 100% 100% 92% 83% 67% 67% 67% 58% 60% 67% 78% 67% 40% 居住建筑 100% 100% 94% 89% R esearches In D esign 100% 公共建筑 89% 72% 58% 33% 设计研究 120% 56% 42% 25% 25% 20% 0% 0% 统 化 统 计 溉 统 计 统 术 用 计 系 体 系 设 灌 系 设 系 技 利 设 明 一 备 化 水 用 能 水 阳 料 面 照 修 设 优 节 回 节 热 遮 材 地 色 装 通 境 水 筑 能 外 环 水 绿 建 暖 环 雨 建 阳 节 循 透 D 土 效 太 调 再 高 可 可 CF 统 统 系 系 化 控 能 温 2 智 O C 0% 度 强 岛 热 2 台湾成功大学魔法学校 1 中国绿色建筑技术体系应用状况 空调耗能 照明耗能 设备耗能 换气耗能 动力耗能 共计节能 65.1% 通风设 建筑设计节能 计节能 16.5% 10.9% 设备减 量节能 13.6% 再生能 源节能 5% 设备技术节能 19.1% 球各地，主题均密切围绕协会宗旨展开，最 与建筑师创作性工作相关的，或者说完全可 近 5 届会议主题及地点见表 1。 以由建筑师控制设计策略即可做出贡献的领 笔者根据被动式设计策略的概念范畴， 域包括 ：建筑设计节能、通风设计节能。部 对 2008 年以来 PLEA 会议所涉及的共 904 分可以被建筑设计影响的贡献领域包括 ：设 篇文章进行了归类统计，针对被动式的自然 75 备减量节能、再生能源节能。如此看来，建 光、隔热与采暖、社区规划策略，以及相关 50 筑师对于项目的绿色度，即便仅仅用节能贡 被动式设计策略的工具方法等科研论文约占 25 献度来分析，也可以占到很高的比例 ( 图 4)。 总文章数量的 36.9%。 0 如果建筑师懂得绿色建筑设计的知识， 125 100 KWh/(m2.yr) 视角分析绿色建筑设计，我们可以分析出， 再生能源 高性能变压器 动力设备节能 换气设备节能 照明效率及控制 空调设备效率 照明减量 空调减量 浮力通风 风扇通风 屋顶花园 遮阳设计 开口设计 基准值 3 台湾成功大学魔法学校 13 种节能对策的累积节能效益 共计节能 65.1％ 建筑设计节能 16.5% 通风设计节能 设备减量节能 10.9% 13.6% 建筑师可完全 控制的 42% 设备技术节能 再生能源节能 19.1% 5% 建筑师可影响 的 21% 建筑师可影响 的 8% 将所有节能贡献量按 100% 计算 那就可以通过建筑设计理念的变革，采用整 3 适度舒适性 ：因地制宜的中国本土化绿 体设计方法，与工程师密切合作，为绿色建 色建筑设计需要被动式设计策略 [7] 筑节能做出贡献 。 被动式设计策略和主动式设计策略在当 通常而言，在林宪德教授案例中建筑设 今中国的绿色建筑实践中应该是怎样的关 计节能提及的建筑的开口、平面设计和屋顶 系？如何才能建立一个框架体系，供建筑师 遮阳等设计策略，以及自然通风设计均是被 参考，并为建筑师的绿色建筑创作实践提供 动式设计策略的重要组成部分。 一个“核对单”？ 此 外， 建 筑 师 在 绿 色 建 筑 创 作 中 的 绿色建筑的发展与进步，离不开主动式 重要作用也可以通过被动式与低能耗 设计策略的进步，随着我国人民生活水平的 工程案例 ( 图 2)。完成之后，林教授结合模 建 筑 (PLEA，Passive and Low Energy 日益提高，对于舒适度的要求也是水涨船高， 拟和实测，依照美国能源部的各项指标要求， Architecture) 协会得见。PLEA 是致力于全 主动式技术可以高效、精确地满足环境控制、 对各个方面节能贡献率做了一个统计，大致 球可持续城市与绿色建筑设计的协会机构组 能源耗费控制等各种涉及到中国当前绿色建 织，其宗旨是将生物气候设