木結(jié)構(gòu)住宅建筑的人居環(huán)境評(píng)價(jià)

國(guó)際竹藤中心  作者：宋莎莎,費(fèi)本華,王曉歡

 0 前言

        現(xiàn)今，人居環(huán)境的舒適性、健康性、宜居性引起人們的普遍關(guān)注，所以要重視改善和優(yōu)化人類所居住的環(huán)境，促進(jìn)節(jié)能降耗、保護(hù)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，對(duì)于促進(jìn)綠色、生態(tài)建筑發(fā)展具有重要作用［1］。木結(jié)構(gòu)建筑在全世界范圍內(nèi)以其綠色環(huán)保性、可循環(huán)性、生態(tài)性等突出的優(yōu)勢(shì)得到了廣泛的發(fā)展。雖然我國(guó)城市化的腳步正在全面加快，但是木結(jié)構(gòu)建筑還沒有被大多數(shù)人們所接受，人們只是對(duì)木材有一些基本的認(rèn)識(shí)，對(duì)木材的環(huán)境學(xué)優(yōu)良特性的了解和認(rèn)知相對(duì)甚少。引自《建筑中文網(wǎng)》

        所以，在木結(jié)構(gòu)建筑的建造過程中，可對(duì)材料和環(huán)境性能采用綜合評(píng)價(jià)的方法，在評(píng)價(jià)過程中一定要結(jié)合生態(tài)和人文環(huán)境的評(píng)價(jià)，分析整個(gè)木結(jié)構(gòu)建筑物各個(gè)環(huán)節(jié)中比較重要的性能對(duì)全社會(huì)的能耗和環(huán)境的影響，解析木結(jié)構(gòu)建筑涉及人的心理生理環(huán)境和社會(huì)生活方面的問題，使建筑設(shè)計(jì)師、施工者、居住者能夠清楚地了解木結(jié)構(gòu)項(xiàng)目各環(huán)節(jié)的能耗和環(huán)境性能的影響。

        1 建筑環(huán)境性能評(píng)價(jià)概述

        20 世紀(jì)60 年代末美國(guó)提出環(huán)境影響評(píng)價(jià)EIA( Environmental Impact Assessment) ，標(biāo)志著環(huán)境影響評(píng)價(jià)制度的正式建立，也是建筑環(huán)境科學(xué)、系統(tǒng)評(píng)價(jià)的開端。在此基礎(chǔ)上，許多國(guó)家也相繼推出了綠色建筑和建筑環(huán)境評(píng)價(jià)體系。如1990 年英國(guó)開發(fā)了第一個(gè)綜合建筑環(huán)境性能評(píng)價(jià)體系———建筑環(huán)境評(píng)價(jià)法BREEAM ( Building Research EstablishmentEnvironmental Assessment Method) ; 1998 年美國(guó)推出了綠色建筑評(píng)估體系LEED( Leadership in Energyand Environmental Design) ; 而后加拿大開發(fā)的綠色建筑評(píng)價(jià)體系GB Tool ( Green Building AssessmentTool) 能夠適用于許多不同的國(guó)家; 21 世紀(jì)初期日本開發(fā)了綠色建筑評(píng)價(jià)體系CASBEE( ComprehensiveAssessment System for Building Environmental) ，是亞洲首個(gè)綠色建筑評(píng)價(jià)體系，對(duì)于我國(guó)有很大的借鑒意義［2-5］。

        近些年，我國(guó)關(guān)于綠色建筑評(píng)價(jià)的研究有很大發(fā)展。1979 年正式建立了環(huán)境影響評(píng)價(jià)制度; 而后國(guó)家以及科研機(jī)構(gòu)、設(shè)計(jì)單位頒布和出臺(tái)的《綠色生態(tài)住宅小區(qū)建設(shè)要點(diǎn)與技術(shù)導(dǎo)則》、《中國(guó)生態(tài)住宅技術(shù)評(píng)估手冊(cè)》、《綠色奧運(yùn)建筑評(píng)價(jià)體系》等都為我國(guó)的綠色生態(tài)建筑評(píng)價(jià)工作提供了依據(jù)和理論指導(dǎo)。在2006 年我國(guó)又先后推出了綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、中國(guó)綠色建筑評(píng)估體系、生態(tài)住宅環(huán)境標(biāo)志認(rèn)證技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，說明建筑環(huán)境性能相關(guān)的評(píng)價(jià)研究在我國(guó)得到了迅速發(fā)展［6］。相關(guān)部門和研究學(xué)者對(duì)健康住宅建筑技術(shù)的要點(diǎn)進(jìn)行了系統(tǒng)的分析和總結(jié)，也對(duì)建筑環(huán)境性能、生態(tài)住宅的評(píng)價(jià)方法和內(nèi)容進(jìn)行了研究。進(jìn)一步用模糊數(shù)學(xué)的方法、三角白化權(quán)函數(shù)的灰色系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法對(duì)住宅環(huán)境以及整體健康性能進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)［7-8］。隨著我國(guó)評(píng)估體系的日益發(fā)展，加強(qiáng)對(duì)城市住區(qū)中住宅環(huán)境評(píng)估方法的研究，通過歸納總結(jié)、調(diào)查走訪、對(duì)比分析、實(shí)證應(yīng)用等與多學(xué)科工具的應(yīng)用，來提高對(duì)評(píng)估體系的指導(dǎo)作用［9］。對(duì)于住宅室內(nèi)人居生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的研究，借鑒了國(guó)內(nèi)外綠色建筑評(píng)估體系的相關(guān)內(nèi)容，結(jié)合我國(guó)的國(guó)情和住宅產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，通過專家咨詢法確定了各級(jí)指標(biāo)，建立了全面、合理的“住宅室內(nèi)人居生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)體系”［10］。

        國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者進(jìn)一步研究證實(shí)，基于生命周期評(píng)價(jià)方法( LCA，Life Cycle Analysis) 能夠較為系統(tǒng)的、定量的評(píng)價(jià)整個(gè)建筑工程對(duì)環(huán)境的影響以及分析整個(gè)建筑物各個(gè)環(huán)節(jié)的能耗和綜合環(huán)境影響［11-12］。例如，以新西蘭奧克蘭大學(xué)住宅為研究對(duì)象，在其使用周期的基礎(chǔ)上對(duì)建筑物能量耗費(fèi)的體現(xiàn)和運(yùn)行，以及全壽命周期成本等進(jìn)行了生命周期評(píng)價(jià)分析［13］; 而后有學(xué)者對(duì)木結(jié)構(gòu)住宅建筑材料進(jìn)行了全生命周期分析，對(duì)于木建筑原材料從采集、生產(chǎn)到運(yùn)輸比較了整個(gè)周期的總能量和主要排放，相比之下原木資源的采伐和木建筑原材料的運(yùn)輸具有最小的環(huán)境影響［14］。以上評(píng)價(jià)體系的研究從比較層面、整體層面以及整體的建筑框架三個(gè)層次都得到了系統(tǒng)全面的結(jié)論［15］，這樣有助于建筑評(píng)估體系的建立和研究以及優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)，推進(jìn)建設(shè)項(xiàng)目的管理，推進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

        國(guó)外學(xué)者早在20 世紀(jì)六七十年代就開始了對(duì)建筑與人的行為關(guān)系進(jìn)行了研究［16］; 回顧總結(jié)了前人發(fā)表于環(huán)境心理學(xué)期刊的關(guān)于人與物理環(huán)境之間關(guān)系的文獻(xiàn)，強(qiáng)調(diào)經(jīng)驗(yàn)研究領(lǐng)域通過實(shí)驗(yàn)室和使用日趨多元化的方法，對(duì)于環(huán)境設(shè)計(jì)應(yīng)該通過使用后評(píng)價(jià)來科學(xué)系統(tǒng)的進(jìn)行研究［17］。相關(guān)機(jī)構(gòu)對(duì)建筑性能也開展了可測(cè)量指標(biāo)的研究，發(fā)展了一整套POE 的技術(shù)手段，出版了具有影響力的著作，這些都為使用后評(píng)價(jià)( POE，Post-Occupancy Evaluation)的研究奠定了基礎(chǔ)。

        早期，使用后評(píng)價(jià)被定義為是對(duì)居住者的使用和設(shè)計(jì)環(huán)境的有效性的檢測(cè)和評(píng)估［18］。Preiser［19］在《Post-Occupancy Evaluation》一書中對(duì)使用后評(píng)價(jià)進(jìn)行了詳細(xì)解釋，強(qiáng)調(diào)在建筑使用一段時(shí)間之后，對(duì)建筑進(jìn)行系統(tǒng)的評(píng)價(jià)程序，要關(guān)注建筑使用者的需求、建筑及環(huán)境的性能和實(shí)際使用情況，為將來的建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)和依據(jù)。有學(xué)者回顧了使用后評(píng)價(jià)的發(fā)展、結(jié)構(gòu)和程序，同時(shí)作為一種環(huán)境運(yùn)行方法去評(píng)價(jià)所有類型建筑物環(huán)境，并強(qiáng)調(diào)POE 對(duì)建筑來說是一種分析工具和鑒定、評(píng)價(jià)系統(tǒng)［20-21］。闡述了使用后評(píng)價(jià)、視覺質(zhì)量規(guī)劃和評(píng)價(jià)的起源，描述了他們轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄖ�性能和視覺質(zhì)量評(píng)估系統(tǒng)的進(jìn)展，討論了這個(gè)領(lǐng)域發(fā)展的可行性、成本效益和利益［22］。

        在20 世紀(jì)70 年代末，我國(guó)學(xué)者陸續(xù)開展了建筑的物理環(huán)境、建筑與心理學(xué)以及使用后評(píng)價(jià)的相關(guān)研究工作。有學(xué)者從視覺、心理學(xué)、人體工效學(xué)等多角度探討了建筑的視覺環(huán)境和評(píng)價(jià)方面的問題［23］。并利用學(xué)科交叉的方法開展建筑環(huán)境評(píng)價(jià)方法體系、人的行為模式和使用后評(píng)價(jià)的研究，并建立了建筑環(huán)境綜合評(píng)價(jià)科學(xué)構(gòu)架、建成環(huán)境主觀平價(jià)理論體系等［24-25］。進(jìn)一步用訪談法展開討論，結(jié)合具體實(shí)踐對(duì)POE 實(shí)踐進(jìn)行介紹，給建筑設(shè)計(jì)師提供了參考［26］。

        2 木結(jié)構(gòu)建筑的人居環(huán)境影響

        從國(guó)內(nèi)外可持續(xù)發(fā)展的狀態(tài)分析，木結(jié)構(gòu)建筑符合可持續(xù)、綠色、生態(tài)、節(jié)能的建筑要求，能夠順應(yīng)環(huán)境的人居型態(tài)。現(xiàn)今要結(jié)合國(guó)情來分析我國(guó)發(fā)展木結(jié)構(gòu)房屋的優(yōu)勢(shì)及現(xiàn)狀［27-28］，因此，相關(guān)高校和科研院所在國(guó)家林業(yè)局和建設(shè)部等政府部門的支持下、在企業(yè)協(xié)會(huì)的合作下加強(qiáng)了對(duì)木結(jié)構(gòu)的研究，以期拓寬木結(jié)構(gòu)建筑更廣闊的發(fā)展空間［29-30］。

        木結(jié)構(gòu)建筑的建筑技術(shù)、性能和空間的藝術(shù)形象等固然重要，但是最終的目的是為人類提供活動(dòng)的場(chǎng)所，充分體現(xiàn)它的功能性，所以，木結(jié)構(gòu)建筑營(yíng)造的木質(zhì)環(huán)境只有通過人們活動(dòng)才有意義，一定要考慮到人與環(huán)境之間的心理互動(dòng)關(guān)系。Gutman［31］出版了《People and building》一書，主要從建筑設(shè)計(jì)與人的行為、建筑環(huán)境與社會(huì)心理學(xué)、環(huán)境對(duì)人的健康和幸福的影響、設(shè)計(jì)中行為科學(xué)的應(yīng)用四個(gè)方面來闡述，并通過實(shí)際的分析和方法介紹，強(qiáng)調(diào)了行為科學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)的重要性。清華大學(xué)朱穎心［32］教授強(qiáng)調(diào)建筑的室內(nèi)、外環(huán)境研究應(yīng)從人的心理和生理角度出發(fā)，闡述分析人居健康舒適性與建筑環(huán)境的關(guān)系。

        木材是天然生態(tài)環(huán)境材料，構(gòu)造的木質(zhì)環(huán)境以其物理或化學(xué)的特性作用于人，會(huì)引起人們心理和生理的反映，這主要包括其室內(nèi)居住環(huán)境的空氣質(zhì)量品質(zhì)、溫濕度以及環(huán)境的聲、光、色等的調(diào)節(jié)作用［33-36］，因此，隨著木材科學(xué)研究的不斷深入和發(fā)展，相關(guān)研究人員陸續(xù)開展了關(guān)于木質(zhì)環(huán)境對(duì)人類生活、居住環(huán)境的健康性、舒適性的研究［37-40］。利用受益分析法和網(wǎng)絡(luò)分析法，從人的滿足度、影響度、認(rèn)識(shí)度對(duì)環(huán)境影響因子進(jìn)行問卷調(diào)查，結(jié)果表明，木結(jié)構(gòu)住宅比混凝土住宅具有良好的居住性［41］。運(yùn)用主觀評(píng)價(jià)和生理指標(biāo)檢測(cè)的方法，探討了木質(zhì)環(huán)境與人的自然舒適感的關(guān)系，結(jié)論認(rèn)為無論是精神層面還是生理層面，木質(zhì)環(huán)境均能營(yíng)造對(duì)人有利的自然舒適的環(huán)境［42-43］。一些研究結(jié)果也表明，木材以及木質(zhì)環(huán)境的視覺刺激及感知，對(duì)人體的生理影響和變化起到積極的作用［44-45］。

        3 木結(jié)構(gòu)住宅的人居環(huán)境評(píng)價(jià)

        木結(jié)構(gòu)建筑是人們工作、生活的行為方式與心理、生理的反映，因此，木結(jié)構(gòu)建筑應(yīng)該是以人為中心的一個(gè)綜合的空間環(huán)境、一個(gè)小的生態(tài)系統(tǒng)，要充分體現(xiàn)木結(jié)構(gòu)建筑、環(huán)境、人三者之間的和諧發(fā)展( 圖1) 。所以，與木結(jié)構(gòu)建筑有關(guān)的周圍一切事物的綜合，構(gòu)成了木結(jié)構(gòu)建筑環(huán)境，其中構(gòu)成木結(jié)構(gòu)建筑環(huán)境的各個(gè)因素指標(biāo)就成為木結(jié)構(gòu)建筑的環(huán)境影響因子。這里面主要的評(píng)價(jià)指標(biāo)因素包括地理位置、交通、材料的選擇、能源的利用、生態(tài)環(huán)境因素、室內(nèi)、外環(huán)境質(zhì)量因素( 溫度、濕度、光、空氣、水等) 、人為因素( 人類活動(dòng)的影響) 、健康宜居性、服務(wù)與管理、創(chuàng)新技術(shù)等。