2004年年底,美国绿色建筑委员会(USGBC)宣布推出新的商业建筑室内装饰绿色评级系统。这是继现有建筑绿色评级系统和新建建筑绿色评级系统之后,USGBC推出的第三个评级系统。专门负责监督各个非军用政府办公楼的美国联邦政府总务管理局也于最近宣布,所有新建或者改建的工程项目都必须达到绿色建筑认证体系(LEED)的最低标准。
USGBC于1998年创立能源与环保设计指标,简称LEED评级制度。这套绿色建筑认证体系从场址规划的可持续性、保护水质和节水、能效和可再生能源、节约材料和资源、室内环境质量等五个方面对建筑项目进行评估,目的是推行整体绿色建筑理念,并对符合节能标准的绿色建筑提供正式认可。同传统建筑相比,一幢达到黄金级的绿色建筑对周围环境和用户的负面影响会减少50%,而只有在这种负面影响的减少率达到70%以上,才能被评估为铂金级的绿色建筑。
美国耶鲁大学教授、Autodesk软件公司建筑解决方案部副总裁菲利普·伯恩斯坦表示,综合考虑能源的消耗、材料的使用、水资源的浪费等各方面因素,绿色建筑节能效率可达到30%。根据USGBC的数据,达到LEED黄金级,建造成本比普通建筑大约要提高2%,但运营和维护成本大幅下降,通常在两年之内这部分投资便可收回。相比之下,传统建筑业力图最大限度节约建造成本,往往带来的是高额的水电账单以及大量污染和废弃物。USGBC说,目前全美50个州约有1700幢建筑正在申请LEED等级评估,另有137幢已经落成并获得等级认证。
有很多方法可以降低建筑物对周围环境的负面影响。比如由Fox&Fowle建筑事务所设计的纽约时代广场4号孔戴·纳斯特大厦,就使用了各种可能得到的高科技节能技术体现“绿色”设计理念。该大厦采用的特殊玻璃采光性能良好,可以减少室内灯光照明,夏天能隔热并隔绝紫外线,冬天又能降低热量散失。两个天然气燃料电池可提供400千瓦电力,足以保证夜间全部电量供应以及白天5%的电力需求。燃料电池产生的热水部分用来为大楼供暖,部分作为日常热水使用。屋顶的制热和制冷设备也使用天然气而不用电,从而减少了电能传递造成的能量损耗。建筑外墙使用了太阳能光伏发电板,也可提供15千瓦的电力。室内则安装了动作感应器,可以自动控制人少区域,比如楼梯间的电扇和照明灯具的开关。出口标志则使用低能量发光二极管照明。这些节能措施使得整幢大楼的能量损耗降低了35-40%。
由福斯特事务所设计的伦敦StMaryAxe30号也使用了很多节能招数,并尽可能地利用自然条件采光和通风。大楼双层玻璃幕墙下配备有由电脑控制的百叶窗;楼外安装有天气传感系统,可以监测气温、风速和光照强度,在必要的时候自动开启窗户引入新鲜空气,这种自然通风可以在很大程度上减少机械加热制冷所消耗的能量。整栋楼的外形设计保证了室内采光率最大化,同时远眺视野良好。这座高179.8米,绰号为“腌黄瓜”的40层大楼是英国最新的摩天大楼,获得2004年的RIBA斯特林大奖,被誉为21世纪伦敦街头最佳建筑之一。
目前规划中最高的绿色建筑当数将在纽约世贸大楼遗址修建的自由之塔。其主楼高1776英尺(象征美国建国的年份,约541.3米),配备有太阳能板和一个风力发电机组,可提供1兆瓦电力,预计能满足整幢楼20%的需求。此外,自然采光和通风条件以及节能照明设施也是新的世贸大楼设计方案的侧重点之一。
节能措施并不限于安装覆膜玻璃、配备电脑控制的百叶窗以及光伏电池等高科技。现在很多建筑采用再生纸甚至破旧牛仔服等布料,隔热效果更为明显,不仅成本大为降低,也更加环保。
绿色建筑同样可带来很多隐性的经济效益。比如,采用自然光在达到节能目的的同时,也可增进员工的工作效率。美国密歇根大学环境心理学家雷切尔和斯蒂芬·卡普兰的研究表明,在视野开阔能够看到自然风景的办公楼上班,员工工作满意度高、压力小,患病几率也随之降低。洛克希德-马丁航空公司在将其2500名职员搬迁至加州森尼韦尔城的新办公楼后发现,员工无故缺勤率下降了15%,工作效率的提高使得当初办公楼增加的建造成本在一年之内便得以回收。加州HeschongMahone集团的研究数据显示,利用天窗采光的商场销售额会提高40%,而学生在自然光线充足的教室学习,效率也能提高20%。
不过,“绿色”目前仍然只是建筑业的一种期望,而不是法定的标准。伯恩斯坦表示,主要问题在于,绿色建筑要求建筑师、工程师、开发商以及施工方事先有更多的沟通和计划,而目前建筑业的分工过于零散,各方都追求各自利益的最大化,使得总体的建筑成本攀升,效益则大打折扣。不过,Autodesk软件公司已经开发出一套软件,通过创建规划中项目的三维模型,根据待建建筑物的外形、制热和空调系统、朝向和地理位置,计算出该建筑物需要消耗多少能量,从而加强施工前的各项前期规划。伯恩斯坦说,在过去,计算机三维模型只是在陈述对建筑物环境影响的评估结果时才会用到,而现在,它已经发展成为一种建筑业普遍采用的分析工具,用来预测某栋建筑的能源和水的消耗量、建筑材料用量以及要达到LEED认证级别所需的各项参数。依靠计算机,建筑师可以尝试各种全新的设计形式。英国伦敦的StMaryAxe30号大楼的5500块玻璃,都通过计算机模型对其周围气流加以测算并最终确定每一块玻璃的准确形状。1998年落成的雅典Avax办公楼设计出可自动开合的玻璃墙,也是通过计算机模拟太阳方位以及光照强度,在保证阳光充足的同时,使得室温不至于过高。美国匹兹堡会议中心没有安装一架电扇,完全依靠其可移动屋顶产生的“烟囱效应”,将冷空气从楼下河流旁的排气孔吸入室内,达到降温的目的。
伯恩斯坦认为,在未来的5年内,绿色理念将逐渐成为建筑行业的主流设计思想,届时将有越来越多设计新颖、节能环保的绿色建筑出现在人们的生活中。