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农村建筑与城市确实存在差距,经常受私人利益的影响,只注重外观形势、规模、结构等,节能技术的应用十分匮乏,建筑使用过程中能源损耗自然也就无法控制。
(2)政府支持不够。
农村一级的乡镇政府,对建筑节能技术应用缺乏相应的激励机制政策与资金扶植,节能建筑在建设过程中的成本要比正常成本多好多,在农村大多数人还不具备长远的经济眼光,只看眼前成本多少,因此,他们自身还不具备这种经济能力,节能技术应用也就十分困难。
(3)没有相应的法律法规约束。
目前国家法律法规对在新农村建设过程中,建筑节能的应用方面还没有明确的规定与制度,导致农村建筑存在较大的随意性。
2建筑节能技术在新农村建设中的应用
建筑主要的能耗包括建筑的护结构、用电、暖通等,在新农村建设中,住宅建设过程中,应该着重这些方面节能技术的应用,尤其是近些年来一些高新技术成果,更应该要快速的应用在建筑中,高效节能的建筑让人们的生活质量快速提高。住宅房屋的护结构的能耗占供暖能耗的30%,热传导和冷风渗透是造成建筑能耗的主要原因。因此,我们必须要采用隔热性能、保暖性能俱佳的材料,使我们建筑内部一直处于恒温状态。
(1)建筑外墙
空心砖施工技术应用:正常情况下建筑外墙都是用整块砖平砌、长圆孔顺着墙长的方向设置,空洞要垂直,空心砖不可砍凿。整砖数量不足时要用实心砖外砌,并用实心砖砌筑预埋件和管道的洞口,在进行砌筑时注意不要将凿孔掩埋,避免造成通缝,冷热桥,不密实的现象。用空心砖砌成的墙体,隔热、保温效果非常明显,是现在建筑施工的首选。保温材料的应用:新型墙体材料指的是除实心粘土砖以外所有墙体材料的统称,是新型节能材料中的一种。是采用先进加工工艺制成的符合现代建筑要求的建材,最大优点是能够起到节约资源的作用。此类材料保温效果非常好。在实际施工时应该注意以下几点,首先是对外墙基面的处理,清洁-润湿-修平,再有涂胶要均匀,最后安装要整齐,注意边角缝隙。墙体材料的选择和外墙色彩的应用对改善室内环境和节能环保具有重要的现实意义.而在寒冷地区建筑外墙色彩应以深色为主,以获得太阳的热量。
(2)门窗
门窗是建筑的通风及照明主要组成部分,在隔热、保温的同时,还要具有降噪、透明的作用。目前我国已近推出了最新型的、低辐射的玻璃,其特点反射率低,透光性、吸热性强,保温效果极佳。尤其是我国北方应用和推广极快。窗框首选是比较经济的单框塑钢窗,经济耐用,密透性能佳。窗户的大小是与房屋面积成比例的,我们必须要按着国家的建筑节能标准进行设计,安装。
(3)屋面
在新农村建设过程中,对建筑屋面的节能技术应用是多元化的,目前最具代表的是“土地空间化”的概念,建筑与绿化相结合。屋面建筑分为几层,第一是防水层,第二是保温隔热层,第三是绿化土壤层。这种屋面经济、实用性极强,在城市中个别的建筑屋面也有人开始这种屋面设计。屋面的绿化可以防止阳光的直接照射,恒定屋内的温度,绿化设计的房屋建筑环境温度比正常的要低3-5℃
3未来发展
新农村建设不断向前发展,节能环保意识已经成为人们最新的理念,现在普遍关注的是建筑材料是否环保、是否节能、有没有污染、对人体的危害如何等等。因此,我们要积极的应用和推广新的建筑节能技术,同时也要不断创新和研发新的技术,合理、科学的利用太阳能技术、先进的防辐射材料、节能环保的施工技术等等。
1 引言
近年来,随着我国经济建设步伐的飞速发展,我国土木工程建设项目不断增多。 土木工程建设已是我国经济建设的一个重要组成部分。但是,随着建设项目的进行,建设单位、使用单位、科研单位以及评估单位不断对土木工程建设本身进行对比反思,对土木工程建设项目不断提出新的要求,其中,建筑节能就是一项重要指标。
促使土木工程建设发展的是主要以下几个因素:建筑材料的更新,建筑技术与工艺的发展,新的建筑理念的产生与运用。本文将从这三个方面展开讨论,希望对于我国建筑行业的发展有所裨益。
2 建筑材料的更新
土木工程材料的发展从最初的天然材料到人造材料已经产生了一个巨大的飞跃,这个飞跃促进了建筑业的迅速发展。免费论文。具体来说,钢材、水泥、混凝土等材料的问世奠定了现代土木工程材料的基础。时至今日,人们对建筑材料提出了新的要求,这些要求包括:隔热保温、隔声、防水抗渗、防辐射等等。现在,节能减排、控制污染已经成为当前经济发展的重大课题,因此,工程建设者们要与材料科学工作者相配合,开发利用具有节能环保的新型建筑材料,使用具有先进的使用性能且在材料的制造、使用、废弃、再生环节中都与生态环境相协调的建材。近年来,农村住房改建工程也在日益增长,如果能够使用合适的建筑材料,使农村住宅在隔热保温方面的性能大幅提高,将会大大节省能源,有利于国家与社会,也有利于使用者。
对于建筑墙体,应当优先选用保温性能好,蓄热能力强、密度相对小的建材,比如加气混凝土砌块,内保温复合墙体,夹芯复合墙体,外保温复合墙体等。
对于门窗材料,要选用保温隔热性能好、满足防火防盗功能要求的材料。
对于屋面材料,可以采用高效保温材料作为它的保温层,也可以采用铺设架空型保温屋面的方法。
3 建筑技术与工艺
除了建筑材料的革新之外,建筑技术与工艺也是提高土木工程建筑质量的重要因素。
怎样充分利用所使用的建筑材料的优点,最大限度的利用新的建材的优点,还要依靠建筑技术与工艺。建筑技术与工艺配合不好,必将制约新型建材效能的发挥。而建筑技术和工艺的运用,也要结合地区特点选用。
外墙外保温是重要的建筑节能技术, 世界各国均非常重视,并都在积极开展研究工作。 我国是能耗大国,自上世纪80年代后期开始也对这个课题进行研究, 并开始在有条件的城市里实施有益的尝试。迄今为止,我国外墙外保温技术已取得很大进展,对外墙外保温已有严格的立法工作,包括建筑节能部长令的颁布、能源法中对建筑节能的强制性要求、规范外墙外保温系统的强制标准、以及对于系统中相关组成材料的标准等。但是, 一些认识上和技术上的问题, 使得外墙体保温技术的运用不是很理想, 主要表现在以下几个方面:
(1) 在保温层采用吸水率高的材料作为粘结材料(满粘)或抹面找平材料时, 工程结束后两至三年常常出现受潮、冻融损坏等质量问题。这是因为建筑物基墙由于水饱和水蒸汽向外扩散,容易导致吸水率高的满粘材料层吸水受潮;而水蒸汽从室内高温侧向室外低温侧迁移时,又容易在抹面找平层产生冷凝水积聚现象,从而使聚苯板两侧潮湿、甚至发霉,导致保温性能破坏.
(2) 建筑施工过程中, 缺乏对建筑物外墙外保温系统作为复合整体结构的研究, 而将其分离为结构层、保温层、抗裂层以及饰面层来单独处理, 实际上, 选择外墙外保温系统的关键在于,复合建筑结构是否具备良好的防水透汽性。一般地说,外保温表面防水问题的技术处理有可行的解决方案,比如采用聚合物专用砂浆及柔性腻子等. 但在透汽问题上不然,比如,XPS板、聚氨酯等材料不透汽,就不适合作为外保温主材。
而在混凝土框-剪体系中采用聚苯板, 将其内置于建筑模板内、即将浇注的墙体外侧,然后浇注混凝土,混凝土与聚苯板一次浇注成型为复合墙体就是优势比较明显的技术。
外墙节能措施及材料的使用,要根据不同地域不同的气候条件采用合理有效的方式进行。比如“盈速粒技术”可应用于海南但不适合于北方地区。
总之,需要不同地域的建筑工作者在建筑节能设计、实践中不断交流,总结经验教训,逐渐推广。
4 建筑理念的更新
实际上,比建筑材料以及技术更重要的,是建筑理念问题。对于一个建筑工程,这是影响深远的大问题。
建筑理念是随着时代的发展而不断变化的。在当今节能减排的大趋势下,怎样合理地规划设计,直接影响着整个建筑的能耗量。 怎样安排建筑物朝向,怎样设计建筑物形体使之与外界的热交换量较小?这就要求设计者在造型美观、简洁完整方面多加考虑。对于室内设计,要根据不同的地区的气候条件,合理安排室内布局,使自然条件得到充分利用。门窗的设计不能一味选择大玻璃窗方案,要根据日照、采光、通风条件采用合适的窗墙面积比设计门窗。
近年来,在奥地利、德国等国家,“被动节能建筑”作为一个新的建筑理念正在逐渐被人们所熟悉、所接受。并在建筑实践中变为现实。免费论文。
“被动节能建筑”的思想,是指不主动利用人工能源,而是因地制宜地利用所能够利用的条件,比如合理利用室内能源供应,达到人类正常生活需要的建筑。
拿奥地利和德国的“被动节能建筑”技术来说,它已经能够做到即使室外是零下20摄氏度,室内采暖依然可以在不开空调或暖气的前提下,达到人们正常生活所需的温度。奥、德两国的建筑标准采暖能耗一般规定应在每年每平方米75千瓦时以下,而“被动节能建筑”的标准则是每年每平方米不超过15千瓦时。这只需通过材料、设计和施工等手段就可以达到这种效果。
首先, 由于“被动节能建筑”的热量主要来自太阳,所以建筑物的向阳部分都有大面积的玻璃窗,并装有百叶窗,可根据需要自动开合,采集热量。但“被动节能建筑”更主要的是通过保温和密封技术,营造出一个与外部相对隔绝的空间,从而最大限度地阻止冷空气进入;并将阳光,以及家用电器、甚至人体自身产生的热量留在室内。
这就是说,保温是“被动节能建筑”的关键之一。这就又回到了我们在前面一部分关于建筑材料与技术的讨论中。免费论文。奥、德两国的做法是:采用保温材料加厚墙体和屋顶。通常外墙采用20公分厚度的保温层,屋顶采用30公分厚的保温层;楼层之间的隔板也均加铺保温板;窗户采用三层玻璃,玻璃之间充填惰性气体,以提高保温性能。门、窗等都采取密封措施,关闭后能达到很好的密闭效果。
带有热回收功能的通风系统与保温和密封并称为“被动节能建筑”的三大关键。它能够从废气中抽取热量,再用这个热量为吸入的新鲜空气加热,从而做到室内温度不会随着空气交换而流失。
对于“被动节能建筑”来说,硬件固然重要,那么更新观念就是发展“被动节能建筑”需要的更为重要的软件。“被动节能”作为一种全新的节能理念是一个要求很高的系统性工程,绝非安装太阳能热水器或更换节能灯泡那么简单。
众所周知,“人是建筑的最高尺度”,如果我们的建筑都能够以全新的理念加以要求,节能环保就只是所有应用材质选择的最低标准。 在绿色科技支持之下实现全新的经典健康环保标准,才能在建筑审美中体现出历史的耐久性与生态体系中的和谐一致性,体现出真正的人文关怀。
参考文献
[1] 涂逢祥, 建筑节能[M], 中国建筑出版社,2002,55-75.
[2] 单憬岗, 盈速粒建筑外墙节能效果合格, hnrb.hinews.cn/html/2010-02/01/content_191572.htm
中图分类号:TE08文献标识码: A 文章编号:
一 绪论
1.1 课题的提出
早在20世纪70年代,建筑节能概念就被正式提出。建筑节能的核心是减少建筑耗能,提高建筑中的能源利用效率。
随着哥本哈根世界气候大会的召开,“低碳”成了一个流行词。以“节能、环保、绿色、低排放”等为特点的“低碳建筑”,也以一种全新的姿态高调登场。因此,在发展低碳经济的道路上,建筑的“节能”和“低碳”注定成为绕不开的话题。
1.2 本论文的研究内容
本论文研究分别从以下几方面着手研究:
1. 中国建筑能耗基本情况;
2. 我国建筑节能发展的对策;
3. 墙体、门窗、屋面、太阳能、夜间通风五种节能措施;
二建筑耗能情况及推广发展对策
2.1中国建筑能耗基本情况
2.1.1我国目前建筑能耗特点可概括为:
(1)南方和北方地区气候差异大;
(2)城乡住宅能耗使用差异大;
(3)住宅及一般公共建筑与发达国家相比能耗尚处在较低水平,但有明显的增长趋势;
(4)大型公共建筑能耗浪费严重,节能潜力大,新建建筑中此类建筑的比例呈增长趋势;
(5)长江流域大面积居住建筑新增采暖需求,必须找到有效地解决方案,否则将成为严重的能源负担。
2.1.2我国的建筑能耗量约占全国总用能量的1/4,居耗能首位。因此,中国对于全球气候变暖承担着重大的责任,而作为耗能大户的建筑,其节能也就成为关系国计民生的重大问题。
2.1.3我国节能工作与发达国家相比起步较晚,能源浪费又十分严重。
2.1.4我国建筑能耗不断增长的原因:(1)房屋建筑继续增加;(2)城镇化不断加快;(3)人们对建筑热舒适性的要求越来越高;(4)采暖区大大向南扩展;(5)居民家庭家用电器品种数量增加;(6)农村能源结构发生改变。
2.2我国建筑节能发展的对策
2.2.1各级政府要提高认识, 转变职能,把建筑节能列入国家决策层的重要议程。
2.2.2组建建筑节能、设计研究领导机构。
2.2.3编制建筑节能专项规划和加强监督管理。
2.2.4注重“产学研”,加快对建筑节能的研究设计工作。
2.2.5制定经济扶持政策,加大对建筑节能资金的投入。
2.2.6积极推广和使用新型建筑节能材料。
2.2.7大力宣传建筑节能的重要意义。
我国是能源稀缺国家,节能是我国的一项战略决策,建筑节能是住宅建设发展的方向。只有人口、资源和环境协调发展,才是可持续循环发展的最佳途径。
三建筑节能途径
3.1墙体节能
3.1.1对于严寒及寒冷地区,室内外温差较大,体形系数应≤0.4,以减少传热损失。 3.1.2对于以冬季供热为主的严寒地区空调建筑,主要解决围护结构的保温问题,对传热系数要求较高; 而对遮阳系数不作要求,适当提高遮阳系数反而能提高冬季太阳辐射热量,有利于节能。 3.1.3对于以夏季供冷为主的夏热冬暖地区,主要解决围护结构的隔热问题,对外窗的遮阳系数有较高要求。
3.1.4对于寒冷地区及夏热冬冷地区,既有夏季制冷又有冬季制热,故应同时考虑保温和隔热问题,对传热系数和遮阳系数均需要求。
3.1.5墙体是建筑护结构的主体,其所用材料的保温性能直接建筑的耗热量。我国以实心粘土砖为墙体材料,保温性能不能满足设计标准。以外墙为例, GB50189-2005规定,在建筑物形体系数(建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值)小于0.3时,北京地区传热系数不超过0.45W/(m2·K),而常用的内抹灰砖墙,传热系数都大于上述节能标准数值。因而在节能的前提下,应进一步推广复合墙体技术。
3.2门窗节能
3.2.1窗的保温隔热性能比外墙要差得多,对于严寒及寒冷地区,室内外温差传热的热量损失占主导地位,需减少窗的传热系数以控制温差传热,其要求高于南方地区。3.2.2对于夏热冬暖和夏热冬冷地区,空调期间太阳辐射引起负荷为主要矛盾,故对遮阳系数要求高于北方地区。随着建筑技术发展,填充惰性气体的双层中空玻璃传热系数可由常规单层玻璃的6.0w/(m2.k)降为1.5w/(m2.k)。3.2.3窗墙比应≤0.7,当窗墙比<0.4时,玻璃可见光透射比需≥0.4,以免影响房间采光。
3.2.4外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位,其能耗占住宅总能耗的比例较大,其中传热损失为1/3,冷风渗透为1/3,所以在保证日照、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,提高外门窗的气密性,减少冷风渗透,提高外门窗本身的保温性能,减少外门窗本身的传热量。
3.2.5控制住宅窗墙比。住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住宅立面单元面积的比值,GB50189–2005《公共建筑节能设计标准(采暖居住部分)》对不同朝向的住宅窗墙比做了严格的规定,指出“北向、东向和西向、南向的窗墙比分别不应超过20%、30%、35%”。
3.2.6提高住宅外窗的气密性,减少冷空气渗透。如设置泡沫塑料密封条,使用新型的、密封性能良好的门窗材料。
3.2.7改善住宅门窗的保温性能。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。
3.2.8设置“温度阻尼区”。在住宅中,将北阳台的外门、窗全部用密封阳台封闭起来,外门设防风门斗,防止冷风倒灌,楼梯间设计成封闭式的,对屋顶上人孔进行封闭处理等措施均能收到良好的节能效果。
3.3 屋面节能
3.3.1夏热冬暖、夏热冬冷和寒冷地区,制冷负荷大的建筑应设外部遮阳。
屋顶水平面太阳辐射最大,相应建筑能耗较大,透明部分面积不应大于屋顶总面积的20%。
3.3.2外窗可开启面积不小于窗面积的20%,以便于透气.
3.3.3在不断改进建筑外墙、外窗的保温性能后,还必须进一步加强屋面保温隔热的。屋面节能措施的要点,其一是屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料,以免屋面重量、厚度过大;其二是屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果,如选用吸水率较高的保温材料,屋面上应设置排气孔以排除保温层内不易排出的水分。现在,高效保温材料已经开始于屋面,一些建筑的屋面保温,采用膨胀珍珠岩保温芯板保温层代替常规的沥青珍珠岩或水泥珍珠岩做法,就克服了常规作法的诸多缺点。这种保温芯板施工方便、价格低廉、不污染环境;芯板为柔性制品,不仅适用于具有平面的屋面,也可用于带有曲面的屋面,其保温工程更可显示出它的优越性。其主要技术指标,表观密度为110~150kg/m3;导热系数为0.04~0.06W/m·K;蓄热系数为0.90~0.11m2·K。抗压强度大于0.2MPa;吸水率小于0.01%;蒸汽渗透系数为2.18×10-7g/m.n.Pa[5]。这些指标充分体现了膨胀珍珠岩密度较小,导热系数较低,而且吸水率和蒸汽渗透系数也都很低。这是保温性能好的材料所必须具备的。
.4利用太阳能
地球拦截的太阳辐射能相当于目前全球电力消费量的1500倍。而在现有技术、经济条件下可供开发利用的太阳能,只占资源量的很小一部分。据美国能源部评估,1990年美国太阳能经济可开发资源量约为22Mtce/年,仅为技术可开发量的0.6%。所以,太阳能的开发利用有巨大的潜力。太阳能作为一种可再生的洁净能源,是建筑上很具有利用潜力的新能源之一。
3.5夜间通风
夜间通风的原理是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。在夏季,为了获得舒适的室内环境,则需要空调供冷系统。而此时,因为夜间的室外空气温度比白天低得多,所以夜间室外冷空气则可以作为一种很好的冷源加以利用。严格地说,只要室外空气温度低于室内空气温度,此时的室外冷空气就可视为可利用的自然冷源。
四结论
一切迹象显示,低碳节能建筑已逐渐成为国际建筑界的主流趋势,一个全新的建筑变革时代正在快步向我们走来。低碳代表一种态度,更代表一种责任。低碳节能建筑是一个系统工程,需要全社会方方面面的参与,让建筑在全生命周期中都低排放。我们应该立足现实,确立符合中国国情的节能理念和设计体系,努力实现建筑的节能低碳化。
参考文献:
[1]公共建筑节能设计标准(GB50189–2005)
[2] 韩建新,颜宏亮.21世纪建筑新技术论丛[M].上海:同济大学出版社2000:131-132
一、我国建筑节能现状
目前,建筑耗能已与工业耗能、交通耗能并列,成为我国能源消耗的三大“耗能大户”。尤其是建筑耗能伴随着建筑总量的不断攀升和居住舒适度的提升,呈急剧上扬趋势。我国建筑不仅耗能高,而且能源利用效率很低,单位建筑能耗比同等气候条件下国家高出2倍~3倍。仅以建筑供暖为例,北京市在执行建筑节能设计前一个采暖期的平均能耗为32瓦/平方米,执行节能标准后,一个采暖期平均为21瓦/平方米,而相同气候条件的芬兰一个采暖期的平均能耗仅为11瓦/平方米,因建筑能耗高,仅北方采暖地区每年就多耗煤1800万吨,直接经济损失达70亿元,我国现阶段城市房屋建筑中普遍存在围护结构保温隔热性和气密性差,供热空调系统效率低下等问题,以占我国城市建筑总面积约60%的住宅建筑为例,采暖地区城镇住宅面积约有40亿平方米,2000年采暖季平均能耗约为25kg煤/平方米,如果在现有基础上实现50%的节能,则每年大约可节省0.5亿吨煤。2006年底,全国政协调研组就建筑节能问题提交的调研数据显示:按目前的趋势发展,到2020年我国建筑能耗将达到10.9亿吨标准煤。建筑节能要求十分紧迫。
二、建筑节能存在问题
1.我国建筑能耗高,制约经济发展。建筑能耗约占社会总能耗的三分之一,我国建筑能耗的总量逐年上升,在全社会总能耗中所占的比例已从上世纪70年代末的10%,上升到近年的30%,而这“30%”还仅仅是建筑物在建造和使用过程中消耗的能源比例,如果再加上建材生产过程中耗掉的能源(占全社会总能耗的16.7%),和建筑相关的能耗将占到社会总能耗的46.7%。而国际上发达国家的建筑能耗一般占全国总能耗的35%左右,以此推断,随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善,我国建筑耗能比重最终还将上升到35%左右,建筑耗能已成为我国经济发展的软肋。
2.高耗能建筑比例大,加剧能源危机。现在我国每年新建房屋20亿平方米中,99%以上是高能耗建筑;而既有的约430亿平方米建筑中,只有4%采取了能源效率措施,单位建筑面积采暖能耗为发达国家新建建筑的3倍以上。根据测算,如果不采取有力措施,到2020年中国建筑能耗将是现在3倍以上,潜伏巨大能源危机。
3.我国建筑节能状况落后,亟待改善,上世纪70年达国家开始致力于研究和推行建筑节能技术,而我国却忽视了这一环节,例如,我国建筑外墙的传热系数是发达国家建筑外墙传热系数的3倍~5倍,外窗传热系数是2倍~3倍,屋面传热系数是3倍~6倍,因此在这一环节上,我国与发达国家存在较大差别。
三、我国建筑节能发展缓慢的原因分析
多年来,我国开展了相当规模的建筑节能工作,主要采取先易后难,先城市后农村,先新建后改进,先住宅后公建,从北向南逐步推进的策略,但是到目前为止,建筑节能仍然在试点,示范层面上,原因如下:
1.建筑节能开发建设成本高,初期投资比较大,国家没有鼓励政策。开发商在建筑节能投入上积极性不高。
2.设计人员对节能建筑设计和施工技术尚未系统化、标准化、相关规范不健全,建筑从业人员的节能意识淡薄。
3.政府部门对建筑节能工作的重要性和紧迫性认识不足,组织管理不力,法规配套不全。
4.建筑节能材料,工艺技术发展缓慢。
5.国家对建筑节能的规范还没有列入强制执行的范畴。
6.建筑节能的政策支持不够。
四、建筑节能的方法
1.墙体保温。墙体保温分为外保温和内保温,保温材料可以用聚苯板或胶粉聚苯颗粒。目前较成熟的外墙外保温技术主要有外挂式外保温、聚苯板与墙体一次浇注成型、聚苯颗粒保温料浆外墙外保温等。节能保温墙体技术中还有将墙体做成夹层,把珍珠岩、木屑、矿棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料(也可现场发泡)等填入夹层中,形成保温层。
2.外墙门窗保温。一般情况下,建筑物的热交换,70%通过门窗,30%通过墙体和屋面。现在居室使用的门窗有单层和双层,双层保温隔音效果好于单层门窗材料。有木门窗、钢门窗、铝合金门窗,塑钢门窗,木门窗很少用在外墙上,塑钢木门窗热传导效果明显好于铝合金和钢门窗。玻璃安装有单层和双层玻璃,有一般3mm或5mm普通玻璃、蓝宝石玻璃、雷射玻璃、中空镀膜玻璃等,在隔声、隔热、节能、减少室内温差,提高采光性方面,中空镀膜玻璃效果最佳。中空玻璃在国外建筑物中已得到普遍应用。
3.地板、屋顶保温。选择地板、屋顶保温材料的同时,增加地板、屋顶保温层厚度可以提高保温隔音效果。
4.改变建筑设计布局,提高建筑节能效果。设计应从建筑选址、分区、建筑和道路布局走向,建筑方位朝向、建筑体型、建筑间距、冬季季风主导方向、太阳辐射、建筑外部空间环境构成等方面进行研究。如设计住宅小区时,在总建筑面积不变的情况下,低密度、高容积率对节能有利,要选择在采光、通风条件比较好的地段进行建设,建筑物还应有良好的朝向。设计时还应注意窗墙面积比、遮阳效果、及房间的朝向。设计达到布局合理,有利于提高建筑节能效果。
5.太阳能源与建筑有机结合。现在的建筑设计中建筑师大都考虑的是建筑的造型、美观、适用及与周围的环境协调,面对建筑的耗能与节能却考虑较少。而在现代住宅建筑中要求设计人员的设计要体现“四性”:即可负担性(尽量降低造价,让老百姓买得起);可居住性(居住安全、舒适、健康);可适应性(可满足日常生活及将来的变化);可持续性(实现资源消耗最低,再生资源最多)。而太阳能源是最好的可持续利用的再生能源,从长远来看,比燃气、电器具有更安全、清洁、价格便宜的优势。太阳能源取之不尽,在设计中增设太阳能设施,建筑成本增加少,但节能效果很好。
但是,目前太阳能源在建筑中的利用率还很少,即使常年日照多的地区大多也只是在屋顶上安装一些太阳能热水器来满足家庭热水的需要,而利用太阳能源来照明、取暖,制冷就更少。所以太阳能应用技术应该作为一项专业技术进入到工程设计的范畴,这样就可以从一开始的设计规划中占有一席之地,从而进入并跟踪整个设计全过程,在与相关专业的配合过程中,完成自己的专业设计,使太阳能就像其他建筑部件、构件一样,最终也会成为建筑的一个部件,真正体现出建筑与太阳能工程的一体化,使建筑与太阳能的有机结合及能源的节约从建筑的最初设计开始做起。
太阳能建筑一体化技术已成为一项新兴而热门的技术,它是实现建筑与能源可持续发展的必然产物,是太阳能应用领域扩展的需要。把太阳能同建筑结合起来,把几千年来房屋只是人类居住、遮风挡雨、避寒暑的简单场所发展成具有独立能源、自我循环式的新型建筑,这也是人类进步和社会、科学技术发展的必然。6.建筑采暖实行分户计量收费。实施建筑采暖计量收费是由过去的按面积收费转向按用热量收费的制度改革,是节约能源,提高住户用热的舒适度,改善大气质量和生态环境的重要途径。20世纪70年代,西欧和北欧等国家为了应对世界范围的能源危机,在建筑采暖用能方面采取了提高建筑的保温性能以降低能耗,推行按热计量收费的制度以节约能源的措施。90年代原苏联解体后,东欧国家随着政治经济体制的变化,在引进西欧、北欧先进供热技术的同时,也开始进行收费制度的改革,由原来的包费制改为按计量收费。这些国家的经验都说明,采用按热量计量收费后,可节约能源20%~30%。我国自20世纪80年代末90年代初,特别是最近几年,一些供热企业就已开始旨在改进供热二次系统,实现按热计量收费的研究和试验,以节约能源,减轻大气污染,促进供热行业面向市场经济。遵循市场经济规律,把热作为商品,由用户自行调节控制和使用,并按实际使用热量合理收费,才能充分调动供热和用热双方的积极性,并对节约能源起到促进作用,因此,实行分户供暖,按实际热计量进行收费已经势在必行。
7.推广使用节能灯,推行“绿色照明”工程也是建筑节能的重要内容。家用小功率的高效节能灯具,其发光效率比普通白炽灯高4倍以上,使用寿命长5倍至10倍,节电效率达70%~80%。
五、我国建筑节能发展对策
1.各级政府要提高认识,转变职能,把建筑节能列入国家和各省市,决策层的重要议程。建筑节能必须首先由政府主导,由国家通过法律强制实施,这一点已经被发达国家的实践所证明。据建设部科技司副司长武涌透露,建设部目前正在完善建筑节能体制、机制、法制的建设,并将出台经济激励政策。
2.各省市组建建筑节能、设计研究领导机构。各地建设局,有关单位组建市建筑节能领导小组,负责推广建筑节能的方法,组织协调和监督管理。
3.各省市制定经济扶持政策,加大对建筑节能资金投入,建立完善建筑节能的经济激励政策,鼓励建设节能工程。以实现在2020年新建建筑节能65%的目标,不执行节能标准的建筑设计、施工单位将受到不同程度的处罚。
首先,政府应提供必要的启动经费支持建筑节能项目的推广;对高能耗的建筑制定相应的处罚措施,包括新建筑不准开工,已有建筑分段能耗收费(高出行业标准一定范围后的能耗采用高收费)等;对节能建筑采取奖励措施,包括可再生能源使用中的优惠政策,转移高峰用电的优惠政策,节能建筑星级标准(对能耗少的节能建筑发放星级标识)等。设立建筑节能监察办公室,对新建建筑和已有建筑进行能耗评估,对于高能耗建筑不予审批或限期整改。由于大量建筑在规划和设计阶段就注定是高能耗建筑,因此在建筑的规划审批时应加强建筑节能内容。同时应在建筑设计、实施和运行的各个阶段定期监测建筑的能耗情况,逐步缩小高能耗建筑的存在空间。
其次是建立住宅建筑能耗标准星级制度,积极推动供热收费体制改革试点,用市场方式催生更多的节能住宅建筑。根据对住宅建筑能耗的评估结果,用能耗星级标准将建筑节能的效果直观地告诉住宅消费者,引导大众消费节能的住宅建筑,从而推动节能住宅建筑的市场化运作。建立不同类型商业建筑能耗标准星级制度,积极推广各种节能技术,降低商业建筑的能耗。
4.各地区积极推广和使用新型建筑节能材料,大力宣传建筑节能的主要意义,广泛宣传“设计标准”。
5.新建和改建建筑节能工程,各级政府应通过公开招标方式选择有实力、有经验的企业作为重点节能工程承包商,搞好节能建筑合同管理,保证节能建筑按合同完成,同时保证节能改造承包商应得利益。
参考文献:
所谓建筑节能,就是在保证居室热舒适环境条件下,通过技术进步、合理利用、科学管理和经济结构合理化等途径,采用新型保温材料,把居住建筑在长期使用中的能耗降下来的新的设计方式。
一、对于绿色节能的主要概述
(一)绿色建筑的节能设计本身就是较为复杂的一项工作,它所涉及的范围比较广,包括生态技术、生物技术、人文精神、能源策略以及对生态环境的保护等方面。这些方面都与社会经济有着直接的必然关系,从而也促进了生态产业以及经济循环等方面的持续发展。所以,在当今的建筑设计中,它是具有综合性的一项设计工作。现代建筑的绿色节能设计要解决的主要问题就是建筑物与居住环境二者之间的关系。因此,在进行设计时,必须要以建筑设计作为主导思想,同时也应合理地协调好城市生态问题、景观生态问题、自然资源问题等,也应对结构、环境、材料、热能、生物等方面进行综合的分析研究,在研究的同时也开辟绿色节能设计的新领域。
(二)对于降低污染以及对环境的保护,作为施工企业应重视节能、节约用地、节水以及节约材料等方面的重要工作,同时在建筑行业当中这也是应特别注意的问题。因此,在建筑行业当中,降低污染、保护环境,从而更好地合理利用资源是绿色节能的关键因素;而减少浪费、降低污染才是对环境保护的有利措施。
(三)建筑设备设计应综合考虑
建筑设备之间的热量有时起到节能作用,但是有时候则是冷热抵消。如夏季照明设备所散发的能量将直接转化为房间热扰,消耗更多冷量。而冬天的照明设备所散发的热量将增加室内温度,减少供热量。所以,在满足合理的照度下,宜采用光通量高的节能灯,并能达到冬夏季节能要求的照明灯具。
二、有关节能设计的关键因素
(一)提高隔热与保温的主要性能
a.对于建筑物的围护结构首先要具备的就是保温效能。由于在建筑的外墙耗能当中它可以达到40%左右,因此必须要提高它的隔热与保温效能,这对提高节能减排效率具有重要的意义。由于在不同国家和与不同地区当中存在着一定的气候差异,所以对建筑的围护结构在传热效能方面也会存在不同的要求。如果在较为寒冷的区域,建筑的护结构应具有较小的传热系数,所以就要利用导热系数较小的隔热材料,进而改善建筑的热环境。同时,也应根据建筑结构的位置以及材料的不同,可以利用不同的保温技术,而在这其中最为有效且最简单的就是外墙的保温技术。外墙围护的保温不等于隔热,隔热的主要作用还是为减缓在外墙围护结构当中所吸收的热量向室内传递的速度。一般建筑如果可以达到自然通风,那么外墙隔热系统主要就是为了保温。因此,作为护结构必须要具有相当的时延,从而可以维持表面温度在较低的情况下,也能有效地降低室内的热量。例如,可以在建筑的防热表面利用平滑的浅色装饰材料,或者应用可以吸收太阳辐射率较小的材料。一般来说,屋面的能耗会占到墙体能耗相当的比例,所以,必须要重视墙体保温隔热的性能。
b.由于太阳能是一种洁净天然并且可再生的能源,所以在现代建筑设计当中有着广泛的应用。在高速的经济发展当中,电力、煤矿、石油等方面的供应已经随着需求量的增大变得日益紧张,这也推动了太阳能技术的发展,在一定程度上解决了目前能源紧张的问题。太阳能产品的制造技术已经越来越成熟,得到广大消费者的认可,所以太阳能技术应该具有很大的经济效益。然而,由于目前我国的太阳能产品是以零散的应用与安装为主,所以存在着很多的问题。为了可以更好地解决这些问题,就必须把太阳能技术归纳到建筑的绿色节能设计当中,更加积极地提高太阳能产品的应用率,从而在一定程度上解决我国能源紧张的问题,也将促进建筑节能设计的发展。
(二)利用自然通风
在一般的建筑当中,自然通风主要是通过气流传热,而空气流动主要通过建筑物的窗、门等开口位置所具有的空气压力差传热。出现空气压力差的因素主要体现在两方面,一方面就是风压的作用,另一方面就是热压的作用。热压一般是取决室内外的空气温差,也就是空气的容重差以及高度差。解决热压现象主要可以根据合理的空间布局、合理设计门窗等方法,同时,在建筑的设计当中必须要设置相当数量高窗与低窗结合,从而可以提高进出口的高差,当热空气有所上升时,则由高窗进行排出,而凉风则会进入室内,从而发挥出烟囱效应。但是,当设计中应用烟囱效应时,则必须要把天井设计在其中,或是在楼梯间以及走廊的屋顶设置一个排风的天窗等,从而也可以增加自然通风量。
(三)对室内的布局设计
a.由于对室内房间的合理布局总体上利于室内的自然通风与采光,但因在建筑面积、体形系数以及建筑节地等方面有所限制,所以,不是每个房间都具有良好的通风与采光条件。我国的建筑节能计算主要是通过建筑进行研究的,所以在不同的房间里所应用的性质以及应用的时间也有所不同,此外,对室内的舒适要求也会存在一定的差异。因此,在设计布局时,必须要确立先后的顺序,也就是先从起居室再到主卧室、次卧室以及工作室,最后才是厨房、卫生间。
b.由于门窗设计是建筑围护隔热、保温以及节能中最为薄弱的一个环节,所以增加建筑材料玻璃在热工方面的性能,其主要目的就是为了控制窗表面的温度,防止夏季过高而冬季又会较低的现象。对于门窗洞口的设置一方面要增加室内面积的合理布置从而提高利用率,另一方面也应考虑到穿堂风,防止出现口袋屋式的布局设计。
c.设置厨房与卫生间的排风口时,必须要全面考虑到主导风向以及对邻室的影响作用,从而防止出现油烟的污染以及发生强风的倒灌现象。
d.在进行设计时,必须要正对进风口和出风口的位置,防止出现通风的流线转折,从而提高房间的通风率。如果进风口与出风口具有较大的面积时,则会利于增加通风量。
三、结论
总之,建立建筑绿色节能体系必须以节能的方法以及技术而实现,这也可以作为建筑各个功能的系统以及节能的各种应用技术的综合指导。因此,在进行建筑的绿色设计时,必须要结合我国的建筑国情以及地区的具体实际情况,从而综合地应用节能技术的各种措施,选用合理的设计方案,全面规划,达到节能的效果。
参考文献
[1] 张承;面向建筑设计过程的能耗模拟分析——采暖地区居住建筑节能设计程序的开发[D];西安建筑科技大学;2003年
[2] 朴在林;李泉海;孙国凯;张文基;倪云枭;;农村住宅绿色建筑关键技术的集成与应用研究[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE 2009)论文集[C];2009年
中图分类号:TU201.5文献标识码:A 文章编号:
引言
近年来,随着我国国民经济的迅速发展,国家对环境保护、节约能源、改善居住条件等问题高度重视,相应制订了一批技术法规和标准规范,这些标准规范的颁布实施对于改善环境、节约能源、提高投资的经济和社会效益,起到了重要作用。
1.建筑节能现状
随着城市建设的高速发展,我国的建筑能耗逐年大幅度上升,已达全社会能源消耗量的32%,加上每年房屋建筑材料生产能耗约13%,建筑总能耗已达全国能源总消耗量的45%。我国现有建筑面积为400多亿m2,绝大部分为高能耗建筑,且每年新建建筑近20亿m2,其中95%以上仍是高能耗建筑。如果继续执行节能水平较低的设计标准,将留下很重的能耗负担和治理困难。庞大的建筑能耗,已经成为国民经济的巨大负担。因此建筑行业全面节能势在必行论文。
我国建筑节能工作起步较晚,始于80年代初,根据先居住建筑后公共建筑,先北方后南方,先城镇后农村的原则,我国先后制定和颁布了一系列的节能技术法规和标准规范。随着新材料、新技术的发展,现有的节能技术和方法已不能满足新的要求。并且,在办公建筑中,随着人们对居住环境舒适度要求的提高,现有的节能措施已明显不足。故需要研究一套符合时代要求的理论来支持新时代的建筑节能设计。
目前大部分的建筑节能措施主要是针对建筑的围护结构,而建筑选址、规划布局、建筑体型、自然通风和采光及新能源利用等一系列手段所产生的节能效应,及由此产生的指导原则和要求,长期以来却被人们忽视。围护结构的节能设计固然重要,但是建筑的节能不仅仅是围护结构的节能,单一的方式并不能够全面的解决节能问题。随着新材料、新技术的发展,现有的节能技术和方法已不能满足新的要求。并且,在办公建筑中,随着人们对办公环境舒适度要求的提高,现有的节能措施已明显不足。故需要研究一套符合时代要求的理论来支持新时代的建筑节能设计。
2.建筑节能设计
2.1建筑各部位的节能构造设计
建筑各部位的节能构造设计,主要是在满足其作为建筑的基本组成部分功能的同时,通过对各部位(屋顶、楼板、墙体、门窗等)的造型、结构、材料等方面加以进一步设计,充分利用建筑外部气候环境条件,达到节能和改善室内微气候环境的效果。
屋顶的节能设计。屋顶是建筑物与室外大气接触的一个重要部分,主要节能措施为:①采用坡屋顶;②加强屋面保温措施;③根据需要,设置保温隔热屋面(架空隔热屋面、蓄水屋面、种植屋面等)。
楼板层的节能设计。主要是利用其结构中空空间,以及对楼板吊顶造型加以设计。如将循环水管布置在其中,夏季可以利用冷水循环降低室内温度,冬季利用热水循环取暖。
建筑护墙体的节能设计。墙体的节能设计除了适应气候条件做好保温、防潮、隔热等措施以外,还应体现在能够改善微气候环境条件的特殊构造上,如寒冷地区的夹心墙体设计、被动式太阳房中各种蓄热墙体(如水墙)设计、巴格达地区为了适应当地干热气候条件在墙体中的风口设计等;而在马来西亚,杨经文设计的槟榔屿州MennaruUmno大厦外墙中,则外加了一种“捕风墙”的特殊构造设计,在建筑两侧设阳台开口,开口两侧外墙上布置两片挡风墙,使两通风墙形成喇叭状的口袋, 将风捕捉到阳台内,然后通过阳台门的开口大小控制进风量,形成“空气锁”,可以有效地控制室内通风。
建筑门窗的节能设计。据统计资料, 在我国既有的高耗能建筑有40%的耗能是通过门窗散失的。因此,解决好门窗节能的问题相当重要。
建筑物围护结构细部的节能设计。细部的节能设计对于建筑物的整体节能也非常重要,应从以下各部位着手:①热桥部位应采取可靠的保温与“断桥”措施;②外墙出挑构件及附墙部件,如阳台、雨罩、靠外墙阳台栏板、空调室外机搁板、附壁柱、凸窗、装饰线等均应采取隔断热桥和保温措施;③窗口外侧四周墙面,应进行保温处理;④门、窗框与墙体之间的缝隙,应采用高效保温材料填堵;⑤门、窗框四周与抹灰层之间的缝隙,宜采用保温材料和嵌缝密封膏密封,避免不同材料界面开裂, 影响门、窗的热工性能;⑥采用全玻璃幕墙时,隔墙、楼板或梁与幕墙之间的间隙, 应填充保温材料。
2.2太阳能技术
我国具有丰富的太阳能资源。太阳能以其清洁、储量巨大、成本低、无地域限制和能源质量高等众多优点成为可再生能源利用的首选资源。太阳能建筑的技术应用包括了被动应用、主动应用和综合应用等多种途径。就发展最快的太阳能光热利用而言,也将包括低温利用、中温利用和高温利用等多层次能源效率利用形式;太阳能光伏发电技术虽然其成本高,但随着技术成本不断降低,也将在太阳能建筑上得到更大的发展。
2.2.1太阳能光热技术。
太阳能热水器是光热利用最成功的领域。普遍存在的由每个家庭分散独立安装的太阳能热水器,安装和使用方式对其性能和外观造成了很大的影响。太阳能热水器没能与建筑完美的结合,给景观和安全带来了不利效果,甚至出现了先安后拆的现象,给太阳能热水器产业的进一步发展造成很大障碍。所以提倡集体安装、统一设计对于住宅楼利用太阳能热水器是非常必要的。
2.2.2太阳能采暖技术
太阳能用于建筑物供暖有两种方式:被动式太阳能采暖系统和主动式太阳能采暖系统。
被动式太阳能采暖系统是太阳能采暖中最简单的一种形式,通过建筑的朝向和周围环境的合理布置,以及建筑材料和结构构造的恰当选择,使建筑物在冬季能够充分利用太阳赋予的热量,以达到采暖的目的。
主动式太阳能采暖系统是使用常规能源,利用水泵或风机等动力设备,将热水或热空气从太阳能集热器输送到储热器或采暖房间内,系统中的各部分均可控制而达到需要的室温。
2.2.3太阳能空调技术。
太阳能空调的实现有两种方式,一、是先实现光-电转换,再用电力驱动常规制冷机进行制冷;二、是利用太阳的热能驱动进行制冷。
从太阳能系统和制冷热源工作温度的高低来分,目前国内外太阳能空调系统大致可以分为三类:高温型、中温型和低温型。国外实用性系统多为中温型,也有高温型的实验装置,国内目前只有后两种。
2.3采暖规划设计
采暖建筑节能规划设计技术主要通过合理选择建筑选址、分区、建筑布局、道路走向、建筑方位朝向、建筑体形、间距,适当利用季风方向、太阳辐射和建筑外部环境达到改善建筑气温舒适度,节约能量。在这种思想引导下,很多成型的建筑美观却不节能。因此,建筑选址时。建筑基地不适宜选择在山谷、洼地及凹地等处,因冬季冷气流在凹地里易形成对建筑物的“霜洞”效应。位于凹地的底层或半地下层建筑为保持所需的室内温度所消耗的能量,就会相应的增加。所以建筑基地应尽量选择在向阳、避风的地段上,为建筑争取日照创造必要的条件。在建筑布局中要充分考虑夏季有利的主导风向(通风致凉)和避免冬季不利的主导风向(避风保暖),综合考虑采光、通风、保温和防晒等因素,合理安排群体布局和建筑朝向。
3.结束语
总之,节能建筑是我国建筑业近年来一直努力的目标。我国居住建筑的节能设计主要有以下几个方面:通过有效的组团规划、单体设计,从朝向、间距、体形上保证建筑物有足够的太阳辐射,并组织有利的自然通风;减小建筑物的体形系数及外表面积,加强护结构的保温隔热性能,以减少能量损失;提高门窗气密性,减少冷风渗透,提高外门窗本身的保温性能,减少外门窗本身的传热量;改善采暖和空调系统的运行效率和管理手段,减少设备能耗。
参考文献:
中图分类号:TU2 文献标识码:A
引言
随着环境问题的不断出现,“低碳经济”的浪潮已经在全球各地掀起,我国是农业大国,农村耗能所占比例很大,而因为我国农村地区没有统一的规划,加之建筑用地面积大、技术水平低,从而忽略了建筑热工性能和室内舒适性要求,使得能源利用率低、资源浪费严重等。所以,在农村地区广泛推广建筑节能技能够使我国农村的生活条件和居住环境得到很大改善。
一、农村环境特点
(一)农村环境资源特点
我国农村地广人少,可再生资源比较丰富。有太阳能、水能、风能、生物能等自然清洁能源。虽然这些能源在农村地区十分丰富,但其利用率却不是很高。表1就对几种清洁能源进行了统计:
表 1 几种清洁能源利用情况统计
排出以上几种蕴藏丰富的能量资源外,农村地区还有很多比较好的资源。比如木材、竹类、粘土等一些力学性能较好的、清洁无污染的材料。这些材料在加工之后都能够作为建筑材料,在建造房屋建筑中使用。
(二)农村建筑结构特点
伴随新农村建设的迅速发展,农村居民的农宅翻新也在不断加快。新农村建设并没有在低碳方面对农村建筑进行严格的限制。当前,大多数农村地区新修的或已经建成的建筑都有着较为显著的特点,基本上能归纳为三个方面:一是主要使用的建筑砌体材料是混凝土、轻质混凝土空心砌块、烧结实心砖和多孔砖、蒸压加气混凝土砌块等,使用的木结构和竹结构比较少;二是建筑结构在选型时通常用墙体承重结构,且基本为三层以下,结构形式比较单一,无法充分运用资源(风能、太阳能、生物能等);三是建筑结构在施工时,工程量不是很大,传统的竹支架和木模,无法循环利用;在使用水资源的时候不重视节约利用;各类建筑废弃物随意丢弃,没有回收利用和处理措施,导致建筑垃圾破坏农田和资源的浪费。
二、农村低碳型建筑发展的制约因素
1、低碳技术和产品不够成熟。我国在20世纪80年代已经开始对低碳建筑技术进行研究,时至今日已有了不错的发展,新材料、新技术、新工艺不断涌现,然而目前我国建筑低碳技术仍有很多的问题。如:投入的低碳技术研究经费不足、部分技术还不成熟、产品研发不均衡、材料质量性能差以及施工比较复杂等现象。
2、低碳建筑设计和施工不到位。农村建筑大多数都是自建的,没有经过建筑设计师科学合理的设计,建筑整体的节能和保温性能不够好。其次,农村建筑建造水平不够专业,施工工人基本上都是当地的农民,缺乏专业化的施工技术和专业知识,也没有经过专业的培训,施工技术落后,例如:建筑的基础开挖深度掌握的不到位、柱和梁的配筋不合理、墙体保温和屋面保温以及屋面防水处理不到位等问题,常常会有再次返工现象出现,这对于资源是一种很大的浪费,并且还造成了环境污染。
3、初期投资成本高。节能产品相较于普通产品成本高,这对于低碳建筑的普及是很不利的。目前我国农村普遍存在的问题就是农村居民收入低,而且建筑节能意识相对较为薄弱,在建造房屋的时候,首先考虑选择成本低的产品。这就导致了农村居民不注重建筑节能,造成低碳建筑很难大规模的推广。
4、民众意识薄弱。在一些农村地区,因为各个地方的政府部门对于低碳经济发展的宣传、教育和投入不足,农村居民对“低碳建筑”了解非常少。日常生活中,对于低碳节能几乎没有概念,而且也缺乏节能意识。
三、农村建筑低碳设计技术要点
我国东部和西部,沿海发达地区与内地、汉族地区与少数民族地区都有着很大的差异。因此在进行新农村低碳型住宅设计时,必须结合我国农村的实际情况,因地制宜,选择适宜性技术,尽可能就地取材,科学合理的施工,形成造价低、节能效率高、居住环境适宜的新型住宅。低碳型住宅的发展必须立足于现有的资源状况以及现代技术和现代材料,用新技术、新材料来改善农村居民所面临的问题,满足现代农村居民的生活需要。
(一)建筑材料选用
建筑低碳设计在选择材料时应该坚持选择可再生利用、能耗低、污染少的原则。建材在生产、搬运、运输过程中会出现一定程度的资源消耗,这则说明就地取材的重要性。
表2是引自台湾成大研究所siraya研究室2007新版以及张又升,建筑物生命周期二氧化碳减量评估(成功大学博士论文,2002)的建材在生产与运输过程中二氧化碳的排量。
表2 台湾地区部分建材生产与运输阶段CO2 排放量统计
从表2中可以看出,水泥、钢材、红砖、瓷砖单位量CO2排放量与木材相比要高很多,尤其是在生产过程中,因为水泥、钢、土质都要烧制,这就直接提高了CO2的排放量,而且损耗了很多能源。如果按照1Kg煤燃烧释放处1.5~2Kg二氧化碳计算,生产1000万块实心粘土砖,与生产同一体积稻草砖相比,排放的二氧化碳多出了4468.6万吨。土坯、秸秆砖等材料与稻草砖在生产过程也差不多,所以CO2排量也相对少一些。中国建筑科学研究院抗震所葛学礼研究院研究过土坯围护墙房屋结构,加强节点处设圈梁可以确保结构在8.5度时依然不会存在不可修复的损坏;稻草砖、稻草板、竹、木材、土坯、秸秆砖都有行业的带头人做过研究,在7.5度地震作用下,农村三层以下房屋不可能出现不可修复损坏,结构是比较安全的;因此,针对农村建筑提出一些建议,在确保结构安全的基础上以木结构或竹结构为主体,将稻草砖、稻草板、土坯、秸秆砖作为围护结构材料换掉,尽可能的不用或者少用混凝土或钢材等能耗较高的材料。
上述材料在我国部分地区已经开始使用,并较好效果相当不错。表3是对这几种材料的应用效果的归纳。
表3 农村建筑低碳设计常用材料
(二)结构类型选择
在结构选型时应坚持安全、简洁、与环境相协调并可以充分利用环境资源的原则。在结构安全的基础之下,建筑材料的用量、施工时间的长短都是由结构的复杂程度决定的,这些对于建筑的低碳化都有间接性的影响。
结构选型的这一原则能够通过平面标准化与对称性设计来实现。这种设计的重复率比较高,能够使生产过程的组件种类减少,让结构尺寸整体统一。要通过柱断面一致、楼梯对称并具有重复性、大小梁深一致等方式,来简化组模时间与增加重复使用率以此降低损耗,实现节能的目的。与环境相协调并可以充分运用环境资源这一原则指的是结构的选择要充分利用如太阳、风、地热、水能、生物能等可再生能源。把各种能源集成到一座建筑中,按照我国农村这部分可再生能源的具体分布特点,可以设计类似的建筑。在水资源丰富、植物多、季风盛行的南方可在简易结构的技术上设计风力发单机、沼气池、水力发电机,而在阳光充足、日照长、动物粪便多的北方可设计太阳能电池板、沼气池以充分利用能源。
(三)施工阶段低碳设计
施工阶段坚持能耗低、排放低、污染少的施工方式。我国当前已建立了低碳施工标准ISO 1400环境管理体系。首先,农村建筑施工一定要遵循该标准,然而其又表现在不同的地方。农村建筑施工的强度相对比较低,工程量小,不利于管理。所以,农村建筑结构低碳设计应该要重视相应的技术要点。为了确保节能减排,首先必须得节约资源,节约建材。可以采取有效的措施,比如:提高周转次数材料的使用率;注意保护施工临时用地;施工临时设施主次运用可拆卸结构材料。其次,对施工顺序进行合理的设置,并且要编制好施工组织报告,防止造成材料浪费。最后,要对施工质量加强控制,方便因为质量问题而在此返工这样不但造成了材料浪费,而且还使废弃物增加,相当于增加了环境中碳的排量。
四、结束语
要使新农村建筑走上可持续发展的道路,在改善基础设施建设的过程中,就必须坚持上述指导思想,注重节能低碳的技术,并将其作为指标来对农村住宅和景观进行规划和建造。发展低碳型的新农村建筑,科学合理的运用可再生能源,有效推动我国农村地区的建筑节能技术,延长建筑的使用寿命,实现节约能源的目的,使农村居民的生活得到改善,从而促进社会经济的可持续发展
建设社会主义新农村,是贯彻落实科学发展观的重大举措。科学发展观的一个重要内容,就是经济社会的全面协调可持续发展,城乡协调发展是其重要的组成部分。全面落实科学发展观,必须保证占人口大多数的农民参与发展进程、共享发展成果。如果我们忽视农民群众的愿望和切身利益,农村经济社会发展长期滞后,我们的发展就不可能是全面协调可持续的,科学发展观就无法落实。重点在农村,难点也在农村。改革开放以来,我国城市面貌发生了巨大变化,但大部分地区农村面貌变化相对较小,一些地方的农村还不通公路、群众看不起病、喝不上干净水、农民子女上不起学。这种状况如果不能有效扭转,全面建设小康社会就会成为空话。因此,我们要通过建设社会主义新农村,加快农村全面建设小康的进程。建设社会主义新农村,是保持国民经济平稳较快发展的持久动力。
目前我国农村现状分析,农村的生态环境比城市要好,如何保护和利用这些资源,创造效益,用创造的效益再反馈到当地建设,形成良性循环,生态区域的科学性规划,合理引导地方农民保护好生态环境,地方非物质文化的保护与修缮都值得我们研究。农村资源丰富,却面临环境极具破坏与污染境地,部分源于农村环卫基础设施落后,在农村,随处可见的生活垃圾,果皮纸屑等。由于农村地区人口的教育程度普遍较低,他们处理生活垃圾的方式往往都不太恰当,“乱吐,乱倒,乱丢”的现象仿佛已经司空见惯,特别是山区农村的“垃圾堆门口、垃圾倒河道、垃圾上马路”等典型现象至今仍普遍存在。昔日美丽的小溪变成了烂泥湾,防洪能力大大降低,因此,通过生态环境的综合治理来改善农村的能源环境的工作就显得更加有必要了。农村的能源环境的好坏直接决定着农村地区的发展的好坏。农村地区的人亟需加强环境保护和综合利用的意识。在农村,我们应当在原有的垃圾坑的基础上,新建更高标准和更高质量的垃圾回收站、生态处理池,每个村庄都需要配备村级保洁员、垃圾清运车,将人们的生活垃圾统一收集、转运、处理。这将有利于改善农村面貌。所以建设好社会主义新农村,首先要建设好与农民生活有关的基础设施,改善居住环境,合理规划好土地资源,优化建筑结构,减少能耗,让农民享受自己居住环境,享受改革带来的成果。
1 项目研究主要内容
1.1 宅基地的测量与规划
选择一个示范村落进行试点,住户规模为30户至40户、人口为150左右进行测量与规划。测量分两类:标注测量和非标注测量,测量数据供给住户方和建设方作为参照依据。选择测量仪器和工具,有专业工程测量仪器和皮尺等工具。现在农村居住较为分散,重新组合规划尤为重要,政府起到主导作用,制定符合实情的政策制度,最大化节约土地和有效保护地方生态系统。(如上图衢江区叶村原址)
1.2 农民临时安置与新住宅的建设
解放土地,特别是把原有宅基地从新规划与建设,最大化利用土地资源,农民临时安置是政府职能部门要解决重要课题,也是本项目组研究一个方向,农民不但有必要的生活场所,而且还要考虑他们农具的安全存放,如现代化收割机器、大件家用电器等,完全寄托亲戚家也会发生矛盾,课题组认为,建设一些临时居住空间很有必要,新规划好的场地上的老房子可以先拆,其余住宅可以分期拆迁;过渡安置与临时安置相结合方法。仔细调查农户他 们可以自己解决住所的、没有能力解决的,做好记录,根据实际情况逐一合理解决。
1.3 测绘衢江区叶村代表祠堂图纸(如下图)
2 解决建筑设计技术
2.1建筑维护体技术和外保温材料应用,节约建筑能耗重要的措施是合理改善护结构的热工作能,高效保温的墙体节约能耗显著,本项目研究外保温材料主要采用250厚的蒸压粉煤灰加气混凝土砌块作为护体,又增加一层30厚的有机硅保温砂浆。
2.2 太阳能技术应用,太阳能是我们可利用的最清洁、最丰富的能源,在实验楼屋顶安装了太阳能电池发电系统,可以将太阳辐射能直接转换成电能,利用蓄电池组贮存太阳能电池受光照所发出的电能,并可以随时向用电设备供电,从而满足楼内的动力和照明系统的用电需求。太阳能电池发电技术具有许多优点,如安全可靠, 无污染,不消耗常规燃料,不受地域限制,维修简便,适合在建筑物上安装等特点,因此它是当今世界上最具有发展前途的新能源利用技术。实验楼内的空调系统全面采用了地源热泵技术,它利用地表浅层中蓄存的能量,室外空气温度波动很大,但地表面几米以下的地温全年相对恒定的特点(地球表面温度通常保持在1 5℃左右),在夏季将室内多余的热量不断地排出而为大地所吸收,使建筑物室内保持适当的温湿度。这项技术具有低能耗、对环境影响小、维护费用较低以及设计灵活等突出特点,是一种高效、环保的能源利用系统。
2.3 建筑水系统与绿色植物的技术应用,水系统主要指如何收集雨水,利用雨水浇花卉植物,冲洗院落和马桶之类,雨水蓄满水池,可以养鱼,夏天可以喷洒地面降温,雨水的再利用,节约水资源,绿化植物可以滞留空气中的尘埃,净化空气。据科学测定,667m'绿色植物一年能产生氧气14.4t,吸收二氧化碳21.6t,一个城市如果把屋顶都利用起来进行绿化,那 这个城市中的二氧化碳较之没有绿化前要少85% (平均值减少7O% )。而绿色植物合理应用到建筑上,可以让建筑西面墙短暂的降温与隔热,又美化建筑立面效果,常用藤类植物来应用,如紫藤、葡萄、金银花、秋海棠、常春藤、牵牛花、爬山虎等植物。
2.4 建筑门窗节能技术应用,窗口遮阳采光,固定窗口遮阳采光,垂直遮阳(适用于北窗)、水平遮阳(适用于南窗)、挡板遮阳(适用于东西方面的窗);活动窗口外遮阳,可以自由控制遮阳采光的工作状态;窗口内的遮阳,最好选择窗帘,如:百叶窗帘、垂直窗帘、卷帘等形式。绿化遮阳采光,在建筑物窗外种植爬类植物或景观盆景花卉等,即美观又遮阳,在2010年上海世博会主题馆多采用这种形式,得到很多宾客认可。通过建筑节能实验室,测试建筑门窗保温性能以及经济技术指标,收集数据。
3 项目研究成果与要达到的主要技术指标
项目主要完成样板建筑单体设计图纸一套,建筑结构施工图,场地规划总平图一套;完成建筑节能试验研究分析,总结技术指标资料;完成城市生态系统体系研究报告一份;完成绿色建筑模型系统技术文字资料;开展本地建筑设计工程有限公司企业技术合作,为项目的实施提供技术支撑;完成建筑外保温材料实验环节技术指标程序;最后总结撰写与本项目论文。
4 结束语
引 言
能源短缺与生态环境破坏是当前人类社会发展面临的两大难题,如何降低经济发展造成的生态平衡破坏,已经成为当前人类社会亟待解决的问题之一。建筑业是人类对自然资源、生态环境影响最大的活动,一定程度上决定了社会可持续发展的能力,如何降低人类活动对客观生态环境的影响,现已成为生态建筑设计中的关注焦点,为了满足自身的发展,应努力寻找人、自然与社会和谐的可持续发展的居住环境,为社会经济的全面进步创造有利条件。
1 生态建筑的特点及设计原则
生态建筑的出现,是建筑科学技术水平发展到一定阶段的产物,这种建筑形式强调生态因素与建筑因素的结合,运用建筑学知识与生态学知识营造出的生态平衡的建筑环境。
1.1 生态建筑特点
(1)生态建筑融入了多种领先的建筑学知识。这能够充分使用多种可再生资源,例如太阳能、风能,另一方面也节省了不少的非可再生资源。生态建筑中还运用了很多的物理知识及生物方面的技术,例如采光、通风等性能。节省了大量的资源,也相应地减少了能源的消耗及废物的释放。
(2)生态建筑的构建过程中使用了很多的可再生资源,在某种程度上既符合建筑的要求,又减少了建筑成本,而且也可以相应地降低对能源的消耗及废物的释放量,非常有益于生态建筑周围的环境。
(3)设计生态建筑的核心部分是怎样对待释放物,即使运用的科技再发达,生态建筑中仍然会存在一些废物。生态建筑施工时运用了无害化处理方法对废物进行处理,大大减少了对周遭环境的损坏。
1.2 生态建筑设计原则
(1)生态建筑综合能源利用系统是依据各地的具体情况,综合采用各种能源技术与形式的集成体。其设计宜采用被动与主动技术、低技术与高技术相结合,以优先采用被动与低技术为主,并在此基础上考虑主动与高技术层次能源技术的设计原则。
(2)在能源技术层次的选择上,还要考虑生态建筑本身的定位,如属低技术的生态建筑,则宜以低层次的能源技术为主,如属高技术则有必要采用一些当代高技术层次的能源技术手段。
(3)在能源形式与种类的选择上,要因地制宜,以选取当地最适宜的能源形式为宗旨。生态建筑综合能源利用系统的最终目标是在保证与环境和谐共处的前提下,用最少的常规能源消耗来为人们提供一个适宜的生存空间。
2 生态建筑应用的主要技术
生态建筑应用的主要技术强调对清洁可再生能源的利用,其常见的设备系统包括以下几种:
2.1 太阳能强化通风构件
太阳能强化通风构件是最为经典的被动式太阳能利用技术,且因其设计简单、造价低及效果明显等优点而颇受建筑设计者的青睐,近年来已成为生态建筑能源系统设计中一个必备的节能与生态元素。目前比较流行的太阳能强化通风构件有特朗伯墙、太阳能烟囱及屋顶式太阳能集热器,其中前者发展最早,后两者都是在前者的基础之上发展起来的。其原理都一样,均是利用太阳能加热夹层空气而产生热压来驱动空气的流动,从而起到强化通风(夏季)或给室内供暖(冬季)的效果。
2.2 生态幕墙系统
生态幕墙系统是当今生态建筑中普遍采用的一项先进技术,并被誉为建筑“可呼吸的皮肤”或“生物气候缓冲层”。它主要是针对以往玻璃幕墙能耗高、室内空气质量差等问题,采用双层体系作为建筑围护结构,提供自然通风、采光、增加室内空气舒适度及降低能耗,从而较好地解决了自然采光和节能之间的矛盾。生态幕墙的主要功能是在满足室内采光要求的前提下达到节能、通风、改善室内空气品质、隔音及建筑美学要求。
2.3 建筑中庭
建筑中庭是指建筑的一面或多面采用玻璃与室外隔断的半室内半室外建筑空间,在某种程度上也可以将其理解为一种扩大了的“双层皮”幕墙体系。它作为一种广受欢迎的集休闲、娱乐、购物、交通及餐饮等于一体的多功能公共建筑空间,在当今高技术生态建筑中得到了广泛应用。中庭空间在吸收太阳辐射、改善自然采光、促进室内通风及缓冲室外气候的影响等方面的生态效应也逐渐被人们所认识。中庭往往被设计成一个被动式太阳能的调节空间,把它作为温室,成为室内生态区的一部分。中庭空间不仅是现代建筑室内的精彩演绎,也是生态建筑中重要的生态与节能设计策略。
3 生态建筑应用效果评价
生态建筑的实际应用效果评价,通常从能源利用角度出发,通过其对客观环境的影响效果高低,做出优劣评价。
3.1 建筑节能状况
重点应放在围护结构的保温、隔热及其相应的自动控制上,使建筑节能满足国家现行的有关标准,具体实施与评价严格按照建设部的《民用建筑节能管理规定》(建设部第76号令)执行节能指标对于北方采暖地区为50%,其他节能措施要达到节能5%。
3.2 常规能源系统的优化
在使用常规能源时,应对能源系统进行优化,应合理地选择确定整个系统中各设备系统的能源供应方案,优化设备系统的设计与运行,避免因多种能源结构形式的重复建设而造成浪费,在满足功能与健康要求的基础上,减少对常规能源的需求量和因使用常规能源对环境造成的污染。
3.3 新能源的利用
新能源的利用程度是生态建筑能源利用技术评价中的一项重要参考指标,是生态建筑是否符合“生态”原则的直接体现与标志。其重点应放在太阳能、地热能、风能、废热资源等绿色能源的开发与利用上。新能源的利用要因地制宜,宜选择适合本地特点、性能价格比优良的技术与产品。
3.4 环境效益
环境效益作为生态建筑最重要的目标之一,是其是否生态的直接体现,是评判建筑是否生态的主要指标,而能源利用技术在很大程度上决定了其对环境的影响。因此,生态建筑中应尽量使用绿色能源,减少环境污染。
4 我国生态建筑设计问题及解决对策
4.1 我国生态建筑设计存在的问题
(1)缺乏生态建筑的正确认识。在国内外学术界有许多不同的解释,但其核心内容是基于对自然环境、使用的建筑、生态、合理安排组织建筑与其他相关因素的关系的基本原则建筑及其周围环境成为一个有机的组合,而且还具有良好的室内气候条件和建筑自律,并拥有土地、水资源,减少污染、延长建筑物的使用寿命、改善生态环境等优点。而当前我国的生态建筑应用中,存在着片面追求节能科技的应用,忽略了技术与客观环境的融合,造成生态建筑的建设与当地实际气候、土地以及经济发展条件相背离的情况,生态建筑的应用受到了很大的限制。
(2)缺乏对农村生态建筑的系统研究。中国是一个发展中国家,研究不平衡的生态建设系统,包括城市和农村地区差别很大。目前的研究主要集中在较发达的城市,在农村地区的生活环境缺乏系统的研究,特别是在东北地区。从专业的角度来看,生态、能源、科学学科的人多数研究虽然内容更加丰富,但没有得到很好的各学科之间的结合。特别是如何将一个特定区域的生活环境和植物环境工程相结合,也是未来研究要加以解决的问题。
(3)缺乏生态建筑的广泛实践。当前,我国生态建筑的研究应用存在这一定的脱节现象,科研人员追求建筑业生态建论文的发表,这些论文宣传在可持续发展理念、促进生态建设的发展上起到了积极的作用。但绝大多数的论文都停留在关于生态建筑设计的理论框架、设计建筑和生态指导原则和理论、先进的生态建设经验上,缺乏实际的工程实践模型、计算机模拟、测试环境的影响分析。
4.2 完善生态建筑设计的措施
(1)提高生态建筑的科技含量。积极采用新技术、新理念生态建筑设计,设计者应积极发挥创新精神,将最新的设计理念和新的节能技术应用到建设生态建设之间,不断提高生态建设,改善生态建筑的生态功能,提高生态建设和生态建设,设计更加科学、节能、环保的生态建设,减少对环境对生态的不利影响,提高施工的科技含量,获得更高的经济、社会和环境效益。
(2)科学处理建筑与环境之间的关系。在生态建筑的应用中,必然要占用一定的空间并排出一定的建筑废物,这同样会对环境产生不良的影响。因此,生态建设的设计应尽可能降低占用的土地面积,提高土地的利用效率。使用可以回收再利用可再生材料建造,将产生的废弃物进行无害化处理,以确保环境不受影响,实现和谐发展生态建设和环境保护的目的。
(3)提高能源的利用效率。在生态建筑建设的过程中,设计施工人员要从工程实际情况出发,对其所处的客观环境进行深入的了解分析,找出风能、太阳能等的优化利用条件,充分发挥这部分清洁能源的效力,提高建筑的能源利用效率。例如在建筑的通风设计中,可利用区域顺风和逆风的特点,减少建设过程中对机械通风的依赖,降低电能的消耗。
5 结 语
随着经济水平的不断提升,人们的物质文化生活有了很大的改善,社会的生态环保意识有了很大的进步。生态建筑设计作为当前我国建筑建设研究中的重要组成部分,是一项涉及多专业领域交叉的复杂系统工程,需要建筑、能源及动力设备等学科的密切配合,其具体实施过程要因地制宜。生态建筑技术的研究将有助于促进建筑、清洁能源、生态环保等学科的结合,并为其相互融合发展提供一个好的平台,为社会的和谐发展创造了条件。
参考文献
牛态工程是既古老又年轻,既通俗又深奥的一门学科。研究内容涉及到农业生态工程、生态,及生态城镇建设、节水与废水处理及利用、山区小流域治理与开发等众多领域。生态建筑作为其中的一个领域引起建筑界的高度重视,其作为一门学科诞生至今不过40多年的历史,20世纪60年代美籍意大利建筑师保罗·索勒尔把生态学Ecology和建筑学Architecture两词合并成为Arcology,即生态建筑学。此后麦克哈格、吴良墉等建筑师开始了生态建筑的研究,经过几十年的探索,生态建筑在理论与实践方面取得了一定的进展。
一、我国生态建筑设计的研究现状
在20世纪80年代顾孟潮就提出了“未来的世界是生态建筑学的时代”的观点,1994年5月,中国政府颁布了《中国21世纪议程—中国21世纪人口、环境与发展白皮锄,从我国的具体国情出发提出人口、经济、社会、资源与环境协调、可持续发展的总体战略。1972年斯德哥尔摩联合国人类环境会议以后,我国环境保护运动日益扩大和深人,以追求人与自然和谐共处为目标的绿色革命蓬勃展开。1996年3月,中国国家环保局推出两大举措:一是实行污染物排放总量控制;二是实施“中国跨世纪绿色工程计划”—在九五期间重点治理淮河、海河、辽河等的污染。1996年国家自然科学基金委员会正式将“绿色建筑体系研究列为九五重点资助课题”,1998年又将“可持续发展的中国人居环境研究”列为重点资助项目。2000年我国颁布了《建筑节能技术政策》;2001年,建设部通过雄录色生态住宅小区建设要点与技术导贝邸首次明确提出了绿色生态小区的概念、内涵;2001年开始实行仁夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》;2001年我国第一部生态住宅评估标准《中国生态住宅技术评估手删出台,以可持续发展战略为指导,以节约资源、防污染、保护生态为主题,创造健康、舒适的居住环境,推进住宅产业的可持续发展。
二、我国生态建筑发展存在的问题
1、缺乏对生态建筑的正确理解
生态建筑的概念国内外学术界有许多不同的解释,但核心的内容是根据当地的自然环境,运用建筑学、生态学的基本原理,合理安排组织建筑与其他相关因素的关系,使建筑物与其周围环境成为一个有机的结合体,同时具有良好的室内气候条件和建筑物的自我调节能力,并具有节地、节水、节能、减少污染、延长建筑寿命、改善生态环境等优点。但是有人认为只要将建筑物周围加一些绿化就是生态建筑,在建筑物内部点缀一些植物就是生态建筑,建筑物单纯的节能就是生态建筑,还有人认为建筑的平面将来有重新划分的可能就是生态建筑等等。但这些观点只停留在生态建筑的表面,对生态建筑的理解是不全面的。
2、缺乏对农村生态建筑的系统研究
我国作为发展中国家生态建筑的系统研究不平衡,其中城乡的差别较大。目前各个学科研究的重点大多局限在比较发达的城市,缺乏对农村居住环境的系统研究,特别是东北地区。大部分的研究都从本学科(生态学、环境学、城市规划学、建筑学、农业建筑学、能源学)的专业角度出发,虽然研究的内容较为丰富,但是各个学科之间没有很好的结合起来进行深人的研究,特别是如何在特定地区将人居环境与植物环境工程结合起来是函待解决的课题。
3、缺乏生态建筑的广泛实践
目前,我国建筑界发表了许多关于生态建筑的论文,这些论文对于宣传可持续发展的思想、推动生态建筑的发展起到了一定的积极作用,但绝大多数的论文都停留在关于生态建筑设计的理论框架、设计原则及生态学理论对建筑学的指导、国外先进生态建筑的经验介绍,缺乏实际工程实践模式、计算机模拟、环境效果的测试分析。
三、我国生态建筑设计的发展思路与对策
从本质上讲,生态建筑设计是一种由生态伦理观、生态美学观共同驾驭的城市建筑发展观。在实践中的生态建筑设计思路可着重从以下几个方面:
1、贯彻以人为本的人文原则。
国际建筑师联合会第十四次会议宣言指出:“经济规划、城市规划、城市设计和建筑设计应当是探索并满足人的各种需求”。满足人类生存和发展的需求,不仅是建筑发展的最终目标,而且是人类社会进步的根本动力。在未来建筑设计中,要充分认识和确定人的主体地位和人与自然的双向互动关系,强调把关心人、尊重人的宗旨具体体现在城市空间的创造中,以适应不同阶层、不同年龄、不同职业的市民的多样化需求。
2、善于因地制宜,尊重环境属性。
根据生态学的进化论,生态建筑设计包含着资源的经济利用问题,其中首要的是土地的利用问题。今后城市的发展,势必在有限的土地资源内展开,为了节省有限的土地,必须建立高效的空间体系,如在地面上建立亲和大自然、充满人情味的低层高密度建筑;利用生态技术建立起巨构城市,向地上空间要效益;充分开展城市地下空间的综合利用研究等,使城市地面、地下、空中连接为有机协调的立体网络。生态建筑设计强调与环境具有最佳关系,对环境破坏最小,一并充分发挥环境效益。与环境互选共生、共同增长是生态建筑设计的重要原因之一。建筑的选择做到充分利用原有的地形、地貌,与周围的环境特点以及当地的地理与气候特征相适应,做到“因地制宜”。
3、增强使用者与自然环境的结合和协调。
建筑物作为联系使用者与自然环境的桥梁,应尽可能多地将自然的元素引人使用者身边,这也是生态原则的一个重要体现。人是自然环境的一分子,人的活动必须建立在生态化的基础上,必须与环境建立起一种新的结合和协调关系。从建筑设计到建筑建造、使用、报废的全过程中,生态建筑对环境的破坏影响最小。与以往建筑设计相同,生态建筑应致力于为人类提供品质最佳的空间和环境,即使建筑本身对环境污染很小,极为节能,但如果人们的各项活动无法在建筑空间中顺利展开,其空间的存在与人的功能需求格格不人,这样的建筑无疑是失败的。生态建筑的功能应更趋合理,空间更加宜人,更有助于使用者与自然环境间的交流。它应该具备更良好的物理环境,尽可能地采用自然采光、自然通风,并具有抵御自然灾害的能力。
4、增加“绿色”面积,保护生态平衡
生态建筑外部与自然相呼应,内部空间的设计也应绿色化,即通过精心的室内设计,将室外的绿色引人室内环境。绿色植物可以制造氧气,吸收各种有害气体、虑尘、调节湿度、温度、减少噪音等。生态建筑的兴起为绿化环境开辟了广阔天地。通过建筑设计,可以使室内空间室外化,运用绿化、水面等划分空间,这些设计手法在建筑创作上最为常见。如建筑物内的共享大厅、内庭院,在其上部加一个可调节的开启式屋顶,根据时间季节的变化,由计算机或人工控制,达到室内温湿度的调节,又可使室内外空间连成一体。另一种设计手法也被建筑师经常应用:屋面绿化。不仅美化了环境,获得了良好的景观,而且对屋面刚性防水有维护作用。生态建筑在保护生态平衡、提高人居的自然度方面大有作为。
根据以上发展思路,生态建筑设计对策可以在以下几个具体环节上进行操作。
首先,在宏观环境方面,城市规划设计要根据生态原则了解城市发展的自然过程,用它来指导土地的利用和开发建设,同时协调好城市内部结构与外部环境的关系,在空间利用方式、强度、结构和功能配置等方面与自然生态系统相适应;区域规划,则要与城市整体环境所设立的系统相衔接,研究探讨城市改造、更新过程中的复合生态问题等。其次,在微观环境方面,如单体建筑设计、园林景观设计等,要处理好整体与局部、建筑与自然因素的关系。由于微观环境方面极具广泛性和灵活性,所以,其具体途径和式、法非常丰富,蕴含着广阔的创造性生机。
本文对我国生态建筑的研究现状进行了回顾,指出我国生态建筑存在的问题,提出了我国生态建筑的发展的思路与对策。生态化的思想是人类的取向和必然选择,城市和建筑设计的生态化是历史发展的必然趋势。
生态工程是既古老又年轻,既通俗又深奥的一门学科。研究内容涉及到农业生态工程、生态,及生态城镇建设、节水与废水处理及利用、山区小流域治理与开发等众多领域。生态建筑作为其中的一个领域引起建筑界的高度重视,其作为一门学科诞生至今不过40多年的历史,20世纪60年代美籍意大利建筑师保罗•索勒尔把生态学Ecology和建筑学Architecture两词合并成为Arcology,即生态建筑学。此后麦克哈格、吴良墉等建筑师开始了生态建筑的研究,经过几十年的探索,生态建筑在理论与实践方面取得了一定的进展。生态工程研究范围十分宽泛,涉及到农业生态、生态城镇建设、废水处理及再利用等许多领域,生态建筑属于其中一大重要分支,上世纪六十年代,美籍著名建筑师保罗•索勒尔将生态学与建筑学有机结合,提出生态建筑学概念。
1.我国生态建筑设计研究现状及出现的问题
继1972年斯德哥尔摩联合国人类环境会议之后,环境保护日益引起国人关注,并广泛开展环保运动,以促进人与自然友好相处;1994年,根据当时我国实际情况,我国政府颁布实施了《中国21世纪议程―中国21世纪人口、环境与发展白皮》,提出促进人口、经济、社会、资源与环境和谐相处,实现可持续发展;1996年,国家环保局一方面采取措施控制污染物排放量,另一方面提出了以治理淮河、海河、辽河为重点工作的“中国跨世纪绿色工程计划”;同年及1998年,“绿色建筑体系研究”以及“可持续发展的中国人居环境研究”分别被纳入到国家自然科学基金资助重点课题项目;2000年国家出台《建筑节能技术政策》;2001年,建设部明确提出了绿色生态小区理念;同年,《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》正是实施;《中国生态住宅技术评估手册》出台,这是我国首部生态住宅评估标准,旨在促进住宅产业实现可持续发展。
我国生态建筑发展过程中所出现的问题主要体现在以下三方面:1)对生态建筑的认识不够准确,国内外对生态建筑的定义有所差异,但都是以实际自然环境为主要依据,综合生态及建筑学相关理论,对建筑与相关因素之间的关系予以合理协调及安排,以实现建筑物与周边环境有机结合。但我国关于生态建筑的认识存在一定的偏差,有的人将生态建筑与建筑物周边绿化等同;有的则认为生态建筑就是建筑物节能;还有的认为建筑物平面保留日后重新规划就符合生态建筑要求等,这些都只认识到表面,对生态建筑的理解不够深入;2)忽视了农村生态建筑的研究,当前我国关于生态建筑研究主要关注的是较为发达的大中型城市,对农村生态建筑缺乏系统且深入的研究;3)生态建筑的研究大多停留在纸面,实践不足,我国关于生态建筑的研究已经取得一定的成果,并出现了不少高质量的学术论文,但在工程实践模式以及环境效果测试分析等方面还很少涉及。
2.我国生态建筑设计发展及完善对策
2.1 发展思路
1)因地制宜。土地资源是有限的,城市的发展就需要对空间予以充分有效利用,构建地下、地面、空中相协调的立体网络。生态建筑关注建筑与环境的和谐,在实现对环境效益利用的最大化的同时,尽可能将对环境造成的不利影响降低到最低。生态建筑设计追求与环境互选、共生以及共同发展,这就需要从各地的实际地形状况出发,结合周边环境及气候特征,实现因地制宜;2)人与自然和谐相处。生态原则在建筑领域的一个重要表现就是尽量将更多的自然元素带给使用者。人是大自然的一分子,要在生态化基础上开展相关活动,只有与自然和谐相处才会为以后赢取更大更广泛的发展空间。生态建筑要以向使用者提供品质上乘的居住空间以及建筑环境为最终目的,要尽可能的促进建筑功能不断走向合理化,为使用者与自然环境搭建交流的桥梁。
2.2 完善对策
1)从宏观方面讲,进行城市规划要以生态原则为依据,在熟悉城市发展过程的基础上开展土地利用及开发规划,并注意维持城市建设与环境之间的协调性,特别是在空间利用形式、强度以及功能性等方面要与自然系统相适应;2)在微观方面,要处理好整体与部分、建筑与自然之间的关系,在生态建筑设计方面要勇于创新;3)促进生态建筑领域法律法规的不断完善,生态建筑的发展离不开法律法规的保障及支持,当前我国已经制定实施了节能法、大气污染防止法、建筑节能管理等一系列的法律法规,这对生态建筑业的健康有序发展起到了重要的积极影响,今后要加强立法力度,确保建筑设计方面生态策略的采用实现有法可依,对生态建筑设计予以规范,推动生态建筑进一步发展。
3.结语
随着社会的发展,人类文明程度的进步,生态理念将会是人类发展的必然选择,建筑设计生态化将会成为今后发展的潮流。生态建筑以人为中心,在建筑设计中尊重人的主体性地位,践行关心人及尊重人的宗旨,融入了全球范围内已经达成共识的可持续发展理念,与此同时,还为城市及建筑设计提供了一项新选择。随着生态建筑理论研究的日益深入,建筑科学技术的内容也会随之越来越丰富,建筑业将更具艺术性气息,建筑领域将会迎来新的发展机遇。
参考文献:
[1] 李伟. 建筑创作中的生态技术与人文精神――昆明世博社区生态建筑与人居环境研究. 昆明理工大学,2002,06(01).