刘加平院士在作报告ampnbsp大众网济南10月9日讯（记者满德利）9月27日-28日，“泰山学术论坛—绿色建筑设计与理论专题”在山东建筑大学举行。该论坛由山东省教育厅主办，山东建筑大学承办，旨在鼓励学术创新，促进国内外学术交流，推动中国绿色建筑领域的理论研究与设计探索。论坛邀请到中国工程院院士刘加平教授、国际著名绿色建筑大师布兰达·威尔和罗伯·特威尔教授夫妇等围绕绿色建筑设计理论、绿色建筑设计评价、绿色建筑设计技术、绿色建筑设计教育模式与方法以及生态城市规划与城市设计等多个主题做主题演讲。本网将全文刊发演讲嘉宾讲座内容，以飨读者。以下为第六篇：《绿色建筑与传统乡土民居的可持续发展》ampnbsp主讲人：刘加平ampnbsp刘加平：尊敬的Vale教授、尊敬的Richard教授，尊敬的山建大的各位老师、同学们，下午好！非常高兴给这样一个机会，让我把1996年开始一直延续到近些年的一些成果做一个简要汇报。我们今天演讲的主题内容是绿色建筑。上午我致词的时候谈到绿色建筑是一个全方位的概念，从建筑设计、建筑技术科学一直到材料应用等等，牵扯到各个方面。我今天立足在30分钟内做一个清晰的介绍。我先讨论以下几个话题：绿色建筑、西部乡土建筑，以及乡土建筑的可持续发展问题。大家都知道，绿色建筑是一个比较大的概念。资源短缺、环境问题，它是一个最根本的原因，绿色建筑源于环境和资源问题。涉及到的根本原因，一般会提到首先是能源问题，还包括二氧化碳排放、水资源、土地资源，对场地生态的影响，以及污染物的排放、废弃物排放、固体、液体垃圾，以及用户的需求等等方面。这些大家都了解的很多，我不再过多陈述，我还是把重点放在后面。中国在城市化进程中有很多的乡村，山东的城镇化程度超过50%，西部城市化的程度低于50%。所以乡村人口以及环境的可持续发展，需要发展绿色建筑。而传统乡村建筑中，又隐藏和积淀着非常有用的生态建筑经验。因为在那些农耕时代，能源短缺，人们没有机械操作、没有智能机的时候，对付气候、对付自然，都是凭借经验的积淀来获得宝贵的经验。这些经验在今天看来，还是符合绿色建筑的原理的。在西部大约有60%的人口居住在乡村地区，而且相当多的建筑形态还是乡村建筑。可是随着经济的快速发展已经出现了很多的简易砖土结构房屋，导致能源消耗、资源消耗在增加，传统建筑的风貌也在消失。上图是党家村，这是典型的陕西关中民居，很多去过关中的人知道，这些混凝土的盒子到处可见。当然现在广东、江浙一带，已经出现了高密度的乡镇地区，我们不能走这样的路，我们更不能希望未来走高密度城市、人居环境很恶劣的道路。所以说，如果真要是按照这样都发展成这种混凝土的房屋，资源消耗很多，会发生什么事？首先是资源问题，能源、水、混凝土等将会翻倍，甚至3倍增长；其次是二氧化碳的排放增加，我们现在城市的雾霾严重；甚至我们建筑室内的空气质量恶化。我们的建筑很洋气，现在很多的高级办公楼建筑，窗户都是密闭的，全靠机械通风，实际上空气品质是很差的。这是川西的民居，这是傣族的，这些非常有文化气息，也是适合于滇西气候条件的。到了四川，这些建筑增高了热压通风。到了傣族这些地方，架空成了防热的一个主要手段。到了徽州，宏村被誉为一个很好的典范。这是陕西的，还有山西的四合院，这是陕西的地下窑洞。这是云南的土掌房。这些建筑从视觉上反映了一个地区的风貌，实际上它更多的是适合本地的气候条件，以及它就地取材，这些都是绿色建筑的要点之一。当然，到了新疆，到了维族的建筑，以及到了羌族，去过的知道这叫套型山寨。还有这个，可能去的人少，这是在西藏阿里的古格王朝遗址，可以住十万多人。这个地方每天的温差，最高到最低可以到25到30度，因为天空无云。在所有这些民居中，我们最初开始研究的时候，选择了窑洞。之所以选择它，有这么几个原因：一个是中国东部西部也有很多乡土建筑，不是所有的都可能研究。因为科学家的能力是有限的，比如我们经常讲福建的土楼，我们知道土楼很多，住的人也很多，但是去参观过的人都知道，没有任何人再做土楼，也等于没有人愿意去做，也没有人会做。所以土楼已经变成了旅游局甚至文物局管理的范畴，已经超出了建设局管理的范畴，就是它已经不是普通的住房了。但是窑洞不一样，黄土高原的老百姓祖祖辈辈住在窑洞里，直到1995、1998年，直至现在还有人在用传统的方法建设窑洞。这样的话，如果我们能把传统窑洞的优点、好处提炼出来，并且能够把先进、合适的建筑设计理念、方法用进去，形成新的居住窑居。当然这是我们非常乐意做的一件事情。什么叫窑洞？简单地说，早期的土窑就是挖一个山洞，但是后期经过我们逐渐地发展，窑居改为用砖或者石刻的砌筑物。我们看，左上图就是一个最穷的土窑，稍微条件好一点，就会用砖或者石材做一个洞口。下面两个是抗战时期南泥湾的，今天已经用作旅游点了。第二个是靠山窑，就是把接口接的很长，接到6米、8米，它形成拱形结构，一般每家三口是正常，五口就是属于比较富裕的家庭。室内的装修条件也是很好的。窑洞甚至可以做成这种独立式的，甚至还可以做成这种混合的窑居院落。里面有靠山的，有独立式的，但是它都完全符合中国四合院的行制和礼制。甚至还有人把现代和传统的混合在一起。在陕北，像这样的窑居村落到处可见，叫做就地取材、随遇而安，按照地形来建造，可谓各式各样。这是毛泽东在延安早年住过的窑洞。这是我刚才说过的杨家岭，这是最早的地砖复合功能的雏形。就是它是在外边烧火，里边是很热的。当然也有群居的，像延安大学的职工宿舍，这是女子中学的中学生宿舍，甚至还有村委会作为办公室等等。窑洞的分布是有条件的。在潮湿的地方是不适合的，平原地区是不适合的，基本上它需要符合以下自然条件：一个是大陆性气候，沟壑地貌，水资源短缺，但是太阳能比较丰富，建筑材料有黄土，可以就地取材。黄土高原有43万多平方公里，实际上建窑洞的区域有接近40多万平方公里，这是一个典型的地貌，一方水土养一方人。在这些土壤的表层下面就可取石材，经过简单加工，就可以做成窑洞。这是1998年的窑洞。窑基也是很有讲究的，并不是我们想象的很土，它有形制，有定式，什么地方用什么材料，什么尺寸。比如层高不过三米三，低不过三米。基本上贫穷一点的会做到三米，富裕一点的会做到三米三。这是大家形成的一个内在的文化机制，家庭的情况和他的住房基本上是吻合的。窑洞的优点很简单，一个是低成本，而且耐雨性。我们刚才看到毛泽东住的窑洞已经一百多年，它的构造很简单，而且就地取材。刚才说，一个家庭里面妻子配合父子俩，只要把材料备好，用三个月就可以做三口窑洞。当然这些窑洞都建在沟壑的边部，陕北人是不愿意把有限的平耕地做成窑洞的。当然冬暖夏凉是它最典型的一个特征。当然这也是一个传统。为什么是传统？很多人说黄土高原的人就会愿意建窑洞？不是，它这个地方的居住形态就是最适合窑居的形式。这是我们做的一个调查，老百姓对窑居满意和不满意，我们的调查结果，基本上大家反映最多的就是阴暗潮湿。科学地说阴暗是采光问题，潮湿是通风问题。它的温度情况，在冬季的时候，这是没有采暖，有火炕，基本上室温在10到15度。不住人也会在5度以上，接近当地的太阳辐照下的平均温度，也就是气温的平均值加上辐射的平均值，到夏季的时候，气温每天的波动在15到18度，但室温基本在我们空调室的温度附近。所以在延安这个地方，住窑洞的人是永远不用空调的。这是温度分布的框架情况，我们看，冬季内部的温度好，在出口处冬季偏低、夏季偏高。这是浮尘的情况。延安夏季是雨季，黄土很少，但是到冬季的时候，漂浮物就很多，尘土飞扬。我们在和日本大学联合测试的时候，把表一打开，一下就震破了，因为值太高。这是气流速度，可知窑洞内部的气流速度极小，显然这是通风不良的结果。刚才说了窑洞的优点，但是窑洞也有致命的缺点。一个是形态简单，内部空间简单，家家三口五口窑，有的人甚至说传统方法做的窑洞，连我们过去的组合柜都用不上，因为它顶上是拱形。特别是年轻人认为，它没有现代的感觉。应该在1995年之前，或者1998年以前，当地人认为谁住在窑洞里，是贫穷的意思。所以很多的年轻人就不愿意住传统的窑洞，就去住房子。这是早年出现的房子，他花了一年多时间做的房子。但是做成了以后很有趣，他自己并不住，租给那些靠近城区打工人的来住。我问他为什么？他说冬天太冷，夏天太热。事实上你既要有现代化的洋气还要舒适，所以他就用两套房子来实现。所以我们研究的目的很清楚，能不能创造出一种新的窑洞模式，它既能够继承原来窑洞的优点，又能够适合现代生活方式，同时能够把传统的节能窑居文明保持下去。还有就是能够提升黄土高原人的节能意识，比如有效节能、节约耕地、利用自然通风等等。所以在这个基础上，我们做了第一个设计。你说空间简单，我们能否改成两层，通风不良我们加强通风。采光不好，我们增加局部采光。刚才看了，剖面一侧的时候，冬季太冷，我们能不能加强阳光照射，甚至利用地道风，天热的时候能够使用。做了很多的设计，甚至让同学们做，研究生和本科生都可以来做设计，不同的人不同的想法。很多种方案，甚至组团设计，这些工作花了两到三年的时间。最终我们选用的方案，主要的创新点有：第一是把一层改两层；第二是加一个阳光房，这不但能解决冬暖夏凉，而且更向舒适化靠近，接近零能耗，增强自然通风，能够把传统的技术简单、成本低廉这些优点继承下来。我们知道，自然通风穿堂风好办，单侧通风怎么办？二层如果都是正压区就不行，我们在这里竖起一面墙，这样形成一个负压区，就解决了通风问题。增加了这些设计，不但能够节能、降低材料能耗、继承了传统的风格，而且通风、采光、室内空气品质都得到了良好的改善。这是建成的一期工程，这是带阳光房的，这是不带阳光房的。没有带的，我们看这是三口，传统上一家是三口窑，但是我们没有注意到它变两层面积太大，而且还增加成本。所以第二期做的时候，就变成了一家两口窑洞变两层。我们看这个地方，刚开始设计的时候，我们最初的方案里边说的是我们的阳光房，能源工程师也不注意，就在窑洞立面做了这么一个。当地人在现场跟我们聊，说我不想做你这个。我问为什么？他说你这个建完以后，房子不像房子，窑洞不像窑洞，我们这儿没有这种东西。虽然里面是，但外面不是。所以等到后来做的时候，我们就把阳光房向下降低，从远处看，能够保持双层窑洞的韵律。这是征求了当地意见的结果，从剖面图上看，我们改造了一下。这是示范户的第一家，就是村长家里，村委会主任是当兵回来的，跟我有共同语言，他就率先做。因为要起示范带头作用，大家看完以后，客厅很漂亮，跟城市的住宅，甚至跟一些小别墅也差不多，甚至二层装修也很好，所以后来带动了大家自愿来做，成本当然比传统窑洞要贵，但是物有所值。因此在我们新的农村建房中，单纯的造价没有意义，性价比最重要。老百姓要提高生活质量，愿意多掏钱，但是要物有所值。甚至有些家庭把火炕也引进去，这是善被人用的传统梅花炕，甚至还做地道风，但是做的很少，因为效果不是很明显。但是太阳能热水器家家都使用，因为毕竟那个地方的冬天太阳能利用很方便。这是在冬季测试的时候照的，我们穿着羊毛衫就可以看报纸。这是冬季的测试结果，冬天室外零下6到8度的时候，室内可以保持在10度左右。到北京时间14点，就是当地时间下午1点钟的时候，室内室外气温升高。而到夜间0点的时候，室外气温下降，室内还保持在人体可容忍的舒适度范围内。这是室温测试图，我们看到，这是夏季，室外的气温变化很大。这是二层的变化，我们知道，二层接受阳光多，但是到一层的时候，温度相对较稳定。这是冬季的测试结果。这是黑球温度，用来测定窑洞是不是冬暖夏凉，得到的结果表明，一层温度更稳定，二层波动大一点，我们知道二层没有一层的地面。这是室内的相对湿度分布。原来是超市，现在看来，在冬季基本上在50%到70%范围内波动，应该属于人们比较舒适的区间。采光系数也有明显改变，都比原来的窑居明显提高。所以对新窑居的调查结果，总体上对新窑赞赏的多，也有认为新窑旧窑差不多的。但是对采光和通风两个来说，新窑居满意率百分之百。这是建设过程中、建成后的情况。我们早期试图想把规划图改成这样，但事实上在建成之后基本是这样的形态。由于我们的工作，使当地人对窑居认知发生了根本性的改变，现在本地人骄傲的认为窑居是我们独有的，所以杨家岭乡，过去叫人民公社，率先建了窑居宾馆。还有开发商现在已经做了十个左右的小区，这是做的第一个，一共820多套。2003年，当时售价是900元一平方。后来很快涨到1200、1400、1500，后来不详。因为它在是坡上做的，而且有绿化、有停车位。刚开始家里有老人的时候，还送一点停车位，现在家里都有汽车，很多人都愿意做了。这是我们团队和日本大学合作的时候的一些现场情况。这是窑洞的情况，随后我们还做了其他几个，一个是关于生土建筑，西部的生土建筑非常多。这是云南的，这是山西的，这些房子就是生土、木材、石板，在房子一百米之内就有材料。当然它的质量要差一些。我们在云南配合金沙江搬迁，总共7000多口人。研究方法跟前面一样，做了调查设计，甚至做了家庭性的污水处理，这是后来建成的第一个，叫生土民居示范户，院子里甚至做了分区，牲畜区、居住区、太阳能、沼气都使用了，而且造价很便宜。后来当地政府这样建了7个村子，大约有45万平方。在宁夏，我们曾经配合他们做了一个叫“塞上明珠”的项目，改善村民生活，我们做了很多的草砖示范。我们也曾经想把这种墙体用在这里，但是后来抵触很大，老百姓说我好不容易富裕了，从草房里搬出来，你又给我做草房，所以就改用多孔砖，加上太阳能的利用。富裕户做的就比一般户做的要质量高一些，非常受欢迎。四川地震的时候，凡是砖石房子都倒了，原来木结构的没有倒。我们在调查的基础上，针对五口之家、三口之家和两口之家，分别做了很多的设计。这是后来建成的情况，百花齐放。但是所有房子的物理性能，就是能耗指标、绿色节能指标是一样的，基本上在正常范围，不用采暖、不用空调。与此同时，我们在青海做牧民定居房。牧民原来是没有民居建筑的，我们到藏族调查发现，其实牧民对建筑外形没有太大的关注。我们就做了这样的设计，把太阳能全部用上，这是主动式系统，这是里面太阳房。但是藏民的内部，一定要求藏化，一定要符合他们的要求。这样一共建了3万多平方。上述这些工作，我们还得到了一些奖励。一个是关于窑洞，入围2006年联合国人居奖11个范例。我们四川做的房子，入围2011年度联合国人居奖10个范例。所以我个人认为，只有采用绿色建筑的方法，才能够让我们中国的乡村人居朝着可持续发展的方向走。具体的做法上，改善西部贫困地区，甚至是乡村地区人居环境，我们不是要告诉这些居民我要给你绿色、生态、节能、低碳这些概念，不是这些。概念是这些技术细节。但是一定要答应他们，承诺就是我让你现代化，一定是现代生活方式，而且让你达到舒适的标准，让你住的很舒服。而且还便宜，不贵，能让你实现你的目标。我的报告就到这里，谢谢大家。