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1前言
我们向界索要资源满足城市化的需要,再将废物排放给自然,终于面临着资源枯竭,同时环境污染威胁生存的难堪局面。在这种情况下,可持续的观念逐步为越来越多的人认同。可持续发展呼吁人们放弃现在高能耗、高增长、高污染的粗放型生产方式和高消费高浪费的生活方式,以保持资源的可持续利用性。建筑产业就是典型的立足于资源和能源大量消耗的产业,人们也早已开始实现可持续性建筑的途径。1994年11月,第一届可持续建筑国际会议在美国举行,会议对可持续建筑做了全面探讨,指出可持续性建筑的主要是资源、环境、设计和环境及它们之间的相互协调关系。[2]各国都有做可持续性的建筑的尝试,如美国有“资源保护屋”,英国MiltonKeynes有能源公园,丹麦有可再生住房等。纵观这些建筑,可持续建筑的技术应具有以下4R属性:
RESOURCE—资源的保护和合理利用,有节制的开发自然资源;
REDUCE—降低能耗、减小能源消费对环境的有害影响,减小污染物排放量;
REUNITE—充分利用地方材料与高加工新型生态节能建材;
RECYCLE——资源与建材的再生利用,变废为宝。
我们寻找可持续性建筑最关键的部位,并提出相应的解决。首先,可持续性要求对能源的消耗小。这意味着除了要做好护结构的保温隔热,降低冷热负荷外,各种新技术在暖通空调系统中的也是建筑节能得以实现的重要途径。其次,可持续性要求能源的可持续性,新能源技术在建筑领域的应用也是很重要的思路。最后,要做到对环境影响小,就必须做到可再生利用自然资源及建筑材料等人造材料的可再生利用。
2实现可持续性建筑的技术途径
2.1护结构的保温隔热技术
以民用建筑为例,冬季热负荷包括围护结构的耗热量和加热由门窗缝隙涌入室内的冷空气耗热量。因而围护结构热工性能的改善是降低采暖能耗的最重要途径。我国建筑节能规划目标中,建筑围护结构承担其中47.2%的节能任务。[1]
2.1.1外墙
外墙基本耗热量公式Qj=AK(tR-to,w)a(a为温差修正)及冷负荷计算公式为Qc(τ)=AK(tc(τ)+td)kαkρ(kα为外表面放热系数修正,kρ为吸收系数修正),可见节能主要要控制围护结构的表面积A、传热系数K,而外表面的物理性能改善也有一定的作用。有对应的以下几条降低负荷的措施:
1)优化建筑外形,以最小的建筑外表面积包容最大的建筑空间即减轻墙外表面积的影响。外表面积和体积之比推荐值为0.4。建筑形体系数每增加一个点,建筑能耗将增加5%左右。还应考虑作合理平面布置,如将电梯、楼梯、管道井、机房等布置在建筑物的南侧或西侧,可以有效阻挡日射,减少室内得热量。
2)采用保温隔热,传热系数小的墙体材料。此类外墙材料有各类砌块、复合轻墙板以及外墙复合墙体保温技术等,,在[3]中有较详尽的介绍。
3)外装饰尽量做浅色处理,采用光滑饰面材料,降低kρ,减少表面对辐射的吸收;
4)硬质铺地表面蓄积太阳能热量,会导致建筑周围温度的上升。如果利用绿地区域替代,将降低地面附近室外空气的温度。减少室内外温差,从而降低冷负荷。参见文献[4]
5)研究如“可呼吸外墙”类同时具有良好生态性能的外墙。参见文献[4]
2.1.2窗
窗的传热系数比墙的大很多,又经常开启,是冬季耗热的关键部位。窗的冷负荷分瞬变得热和日射得热,日射得热是室内通过窗玻璃得到的太阳辐射热,其计算公式为Qc(τ)=ACsCiDjmaxCLQ(A-窗的有效面积,Cs窗玻璃的遮阳系数,Ci-窗内遮阳设施的遮阳系数)。由公式可看出,针对窗户的节能技术主要有:
1)结合建筑物朝向,纬度,合理的控制窗墙比,如高纬度南向窗户面积取大一点,以更好的利用太阳辐射,降低采暖能耗。适当确定建筑物的挑檐、遮阳板的尺寸,安装可调式百叶、窗帘,调节室内日照。或采用遮阳系统,一般安装在向阳的外立面或采光屋顶上,可控可调,以到不同时间,据不同需要遮挡、反射和引光入室的目的。
2)采用多层窗或采用中空玻璃,利用空气夹层热阻较小的原理,降低玻璃的传热系数。普通单层玻璃K值在6.4左右,而中空玻璃窗K值在3.0左右,保温隔热性能大大提高。选择气密性好,导热系数小的塑料窗框代替常用的金属窗框,可有效减少冷风浸入。
3)采用吸热玻璃、镀膜反射玻璃、夹层变玻璃等技术,降低玻璃的Cs,有效阻止通过玻璃的太阳辐射和室内热辐射。但这些高技术产品价格昂贵,希望在发展玻璃深加工的同时能降低成本,使之能普遍使用在住宅中。
2.1.3屋顶
1)采用高保温材料。我国平屋顶保温材料应用较多的主要是加气砼和膨胀珍珠棉,保温隔热性能一般。近几年广东等地推广使用一种预制好的隔热砖,可在结构层上直接铺设。有的地方用舒乐板作屋面保温,也取得了较好的效果。新近研制的防水珍珠保温板,具有带排气孔、重量轻、憎水率高、强度高、保温性能好等特点。
2)屋顶设置高效隔热层。可防止大量辐射热侵入室内,减少空调等耗能。隔热层在设计时,不仅要保证有一定的隔热空间,而且还应该保证隔热层能够通风,及时将热量带走,才能有效的保证隔热效果。我国传统的坡屋面设计就能较好地满足这个要求;
3)蓄水隔热屋面。利用水生植物遮阳,反射和吸收太阳辐射,以及利用蓄水的蒸发来提高隔热效果;条件允许时在屋顶上覆土,做植被屋面。上面种密叶植物,利用植物遮阳,覆土作为隔热层提高隔热性能。
2.2暖通空调新技术
建筑能耗降低主要体现在暖通空调设备的装机容量减少和运行的性上,因此,暖通空调技术措施的改进和落实应用是建筑节能得以实现的根本途径。
2.2.1采暖新技术
冬季采暖是北方地区住宅必不可少的,主要采用集中供暖。热源供给主体是热力公司或小区锅炉房。我国目前市政集中供暖方式比例为46%,分户式取暖比例仅次于市政集中供暖,为44%。分户采暖方式的特点在于用户可以根据自己的喜好随意选择,同时用热也可以单独计量。随着清洁能源的使用及新技术、新产品的出现,使采暖方式的多元化选择成为可能,集中供暖方式的垄断地位受到挑战,采暖、热水一体化的独立分户采暖等方式纷纷出现。各地应根据当地气候、能源条件和建筑情况,发展采用适宜的节能采暖方式,如辐射采暖,主要依靠供热部件与结构内表面间的辐射换热为各房间供热(冷),热舒适增加,减少房间上部温度升高增加的无效热损失,因此可节省采暖能耗。
2.2.2通风空调新技术
目前较多采用的是风机盘管加新风系统及定风量全空气系统,但以下几种系统形式有着较好的节能效果,建议因地制宜的选择使用。
1)尽量采用自然通风。采用自然通风可以减少制冷负荷,并带走室内有毒及有异味物质,其动力是室内外温度差引起的热压和风压压力差。这种被动式的通风空调技术不开风机,无需制冷,应加以充分考虑,设计在温和天气如春冬过渡季节直接对流通风,实现基本零能耗;而在热而无风的日子尽量设计利用烟囱效应、风塔效应引风入内。
2)变制冷剂流量VRV系统。以制冷剂直接作为热传送介质,其每公斤传送的热量是205KJ/kg,几乎是水的10倍和空气的20倍,同时可根据室内负荷的变化,瞬间进行容量调整,使VRV系统能在高效率工况下运行,具有显著节能效益,经济效益显著。
3)水环热泵空调系统。用水环路将小型的水/空气热泵机组并联在一起,构成一个以回收建筑物内余热为主要特点的热泵供暖、供冷的空调系统。节能环保效益显著。
4)蓄能空调。利用晚上电价较低时段制冰蓄冷白天供冷,可起到削峰调谷的作用。[11]
5)变风量空调VAV系统。送风状态保持不变,改变送风量来适应室外气象变化,从而降低了冷水机组的制冷量,也降低的风机的能耗。
6)热泵空调技术。将自然环境(太阳能、空气、水、土壤)中的低位能转化为高位能。以土壤源热泵为例,在一定深度的地层中,土壤温度达到了一个比较稳定的数值,冷热媒流经这些区域进行热交换后可直接用于空调系统。未来地下土壤的冷或热能的利用会成为非常重要的可再生能源之一,因为这种能源普遍存在,既没有污染物排放,也不生成污染物,另一方面运作费用极低,只需要进行初始投资回收的评估。
7)区域供冷技术。这样可以采用效率高的大容量机组,考虑负荷参差系数而使装机容量减少,与分散式供冷相比,机房面积和管理人员都大幅减少,能源利用更为合理有效。
比较以上几种空调技术,还是有一些不尽如人意的地方:采用通风时,如果建筑周围外环境质量较差,则容易引入外界的空气污染等不良因素,同时可能导致热/冷流失,降低隔热效果;考虑制冷剂的价格的环境污染,VRV系统的容量不能很大;水环热泵的建筑必须有内外分区;蓄能空调只有在昼夜电价有较大差异时才有意义;VAV系统的自控很不好实现,国内罕有成功的实例;地源热泵地场温度分布的测定还不完善,以及布管技术与管材的选择问题,还有一年中从地下获取的和排放的热量应如何保持平衡等问题而水源热泵回灌成本太高,而且要求必须有环境水源才能实现。因此,总的来说,因地制宜,合理设计是利用这些空调技术达到节能降耗目的的前提。
不论是采用何种通风空调形式,都要注意自动化技术与暖通空调技术的配合,才能更好的实现建筑设备系统的合理设计、有效使用以及运行控制过程中的能量节约。建筑自动化即实现建筑设备系统(如供热空调系统、给排水系统、照明系统、运输系统、消防系统、保安系统、办公系统、通讯系统等)的监测、管理、运行和控制的自动化,根据室外气候条件和室内参数设定值,自动调整空调制冷系统的运行参数,真正做到设备响应当地气候,保证建筑设备在提供要求的建筑环境的同时,达到初投资、运行费和维修服务费最小的优化目标。
再者,暖通空调设备的选型应分考虑各种节能及优化措施对设计负荷的,负荷不能再参照旧有围护结构的类型充和材料热工性能,否则会造成计算得到的冷热负荷与实际冷热负荷存在不小的差异。还应根据具体情况选择合理的安全系数,从而合理为暖通空调设备选型定装机容量,以节省初次投资和做到精确控制运行工况,节省运行费用。另外,照明负荷的大小、办公设备耗能指标及建筑内人员密度等都应采用反映实际情况的合理的参数值,而非仅仅依赖设计手册上的概算指标或经验数据进行估算。
另外,还应结合城市规划对整个能源系统进行总体设计,为暖通空调系统配置合理的能源转化与能源输送系统,重点为我国北方地区热电联产,长江中下游地区的供热、供冷方式,与集中供热、供冷相适应的大型制冷供热装置以及全面规划电力、煤气、冷热源及蓄能的能源系统。能源系统设计的很小变更,也会意味着大数量级的能耗降低。
2.3新能源技术
2l世纪住宅应大力开发利用太阳能、风能、水能和生物能等绿色能源,实现一定程度上的能源自给自足,保护未来的生态和环境,为将来的提供优良的基础。太阳能是自然界中的最充分、最便捷的可供利用的绿色能源,应优先选用被动式太阳能技术,而主动式太阳能技术的采用则作为补充。被动式太阳能利用在设计时可在地面、屋顶安装一些装置直接利用太阳能,如太阳能恒温房;也可在护结构的空气层中填以高效热反射材料,达到保温隔热的目的,而在阳光充足的寒冷地区,则可将护结构设计成蓄热材料;还可利用太阳能收集器或其他装置将太阳能进行收集、贮存和转换。在设计时、要考虑当地的气候特点,充分利用本地气候资源,避免由于人工能源的大量使用而形成的居住者与自然的人为隔离,同时也可节能能源。主动式太阳能利用可通过窗户集热板系统、空气集热板系统、透明热阻材料组合墙等来实现。参见[4]
2.4可再生技术
可再生技术的意义重大:变废为宝,同时解决污染问题。利用可再生资源逐步替代不可再生资源的领域,以应对未来建筑必须面临的诸如环境和生态保护,最少能源耗费等方方面面的挑战。一方面要实现自然资源的可再生,另一方面要努力实现垃圾、建筑材料等人造材料的可再生利用。
自然资源如雨水可以收集起来,引入蓄水池中,适度净化后用于浇灌花园、清洗和卫生间冲水等。还可以利用蒸发效应冷却建筑外结构或建筑构成元素,与自然通风协同作用,清洁环保地达到保证室内空间热舒适的程度。
垃圾处理,减量化是解决问题的关键,对建筑及生活垃圾可采用分类回收及无害化解体处理。如由废纸、废纸板可制成保温材料和底衬;由废塑料可制成管子和地毯;废电池回收处理可回收大量金属等。在建造时会产生垃圾,应在建筑设计中注重尺度的推敲,符合模数,选择使用高效、精良的产品及考虑材料维护更换周期,采用对环境更为有利的施工管理模式。另外,要充分利用剩余能量,注意对建材及生产过程中的三废和废热综合利用、开发。
传统建材生产-使用-废弃的过程,可以说是一种将大量资源提取出来,再将大量废弃物排回到环境中去的恶性循环过程,忽视了环境协调性和舒适性。其中最关键的是利用混凝土和水泥固体废弃物生产生态环境建材[8]。
在我国,每年浇注混凝土约15—20亿m3,开山采砂石约为11—14亿m3。废弃混凝土量约为60亿万m3,其中除一小部分用于填筑海岸、充当道路和建筑物的基础垫层外,绝大多数作为垃圾填埋,不仅占用大批土地(甚至耕地),而且还对环境造成污染。由于废弃混凝土块中含有大量砂石骨料,如果能就地回收,经过破碎、清洗、分级后作为骨料再利用,则不但可以降低成本,节省天然资源,还能减少城市环境污染。参见文献[6][7].我国每年约生产水泥5亿多吨,生产过程需消耗大量石灰石、粘土和标准煤,同时产生大量的粉煤灰、CO、C02和SO2等,严重破坏生态平衡。水泥要大力提高其资源利用率和废物回收率,并能充分利用其它工业废渣废料。参见文献[7]
3结论
可持续性建筑强调建筑环境与自然环境的协调共存,有机结合,要从土地开发、建筑布局、建材选择、建筑使用及维护以及建筑拆除的整个生命周期中,体现出对自然资源的索取少,能源消耗小,对环境影响小,再生利用率高的新特征。
总体来说,我们应首选优化设计,结合具体建筑尽可能采用简单合适的技术,尽量适应环境的特点,依靠自然力来满足舒适性要求。尽管这种被认为是被动的技术,但其在节能及环境保护方面的作用却是不容忽视的。另一方面,我们要以辩证的观点、审慎的态度对待新技术。从整体性,协调性的观点来看,有一些所谓的可持续性技术只是某些环节的某些属性的改善,并不一定代表了整体水平的提高,相反有时大量高能耗的建筑设施及其施工反而会极大地抵消其积极的一面。为了实现可持续性建筑,我们应以建筑和暖通行业为基点,材料、自动化等行业为支持,提高建筑的综合效益,让建筑环境与自然环境协调发展。
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(1)系统协同性原则。
绿色建筑是一个与外部环境相互作用构成的系统,所以具有一般系统的功能和特征。联结合并构成系统的各相关要素,通过协同关系实现其高效、可持续、最优化地发展和运行。绿色建筑是在建筑运行的全生命周期过程中、多学科范畴交互、横跨多尺度领域、牵涉多个相关主体、硬科学与软科学共同支撑的系统工程。
(2)与自然环境共生的原则。
绿色建筑设计最基本的内涵即尊重自然,生态优先。这一原则强调在建筑的外部环境设计、构建和使用过程中加强对原生态系统的保护,要认识到保护全球生态系统的重要性,重视气候、国土资源等条件。保持建筑周边生态系统和环境的平衡。尽可能避免和减少对生态系统的干扰和破坏。对受损甚至退化的生态系统采取生态修复和生态重建的措施。以不同方法合适地利用自然,如充分利用阳光、太阳能,风能、潮汐能等,合理使用水资源及其他无害的自然资源。考虑隔热、防寒、通风、遮蔽阳光直射等因素来设计建筑结构。与自然环境共生的原则要求绿色建筑。
(3)高效性原则。
据有效的数据显示,建筑耗能大约占世界总耗能的40%,因此"绿色建筑"成为21世纪建筑界的新宠,绿色建筑的一个重要标志是在建筑中进行节能环保设计,发展节能节地、平衡生态环境的新型建筑。绿色建筑设计应着眼于提高建筑整个生命周期中对资源和能源的利用率,进而减少对土地、水资源和其他不可再生资源和能源的消耗,减少污染乱排和垃圾乱倒,降低对环境的破坏。
(4)地域性原则。
建筑是人类文明的产物,建筑的历史见证了人类社会漫长的发展历程。由于全球各地区地理环境、生活习惯、风俗文化等因素的不同,建筑文化呈现出多元化的景象。绿色建筑的设计应密切结合所在地域的自然环境条件,包括地理气候、经济现状和文化风俗等,同时综合分析传统建筑在资源和环境紧缺条件下的设计、建设和运营策略,制定与地域特征密不可分的绿色建筑评价体系、设计指导和技术标准,选择相应的策略、方案和技术。
(5)健康性原则。
该原则要求绿色建筑在设计时通过营造建筑室外环境和调控建筑室内环境,构建有益于人身心健康的环境,包括生理上舒适健康的建筑热能、声音、光照和空气质量环境,以及心理上对人的心理健康有极大好处的空间氛围。
(6)经济性原则。
绿色建筑并不意味着经济成本的高额支出。绿色建筑设计应基于对建筑全生命周期运行费用的预算,评估设计方案的投资和消费,从而提出有利于减少成本支出的具有实际可实现的经济运营优选策略;根据实际项目的经济水平和建设需求选用可适用的技术方法,努力实现主动式技术与被动式技术的相互补偿和协同运作。
(7)进化性原则。
在绿色建筑设计的过程中应充分考察各方法的技术更新和连续发展的可能性,通过采取灵活的、对未来发展变化具有弹性适应性的方案,在设计中为后续技术系统的升级换代和新型应用的添加保留操作接口和载体,从而保障新系统与原有设施的协同运行。
2绿色建筑设计的目标体系
传统的建筑体系以人为本,是一个自然、经济与社会相结合的人工环境体系。其设计目标主要考虑三个因素,分别是是建筑质量、费用和时间。绿色建筑是建立在可持续发展前提下提出了一种新的生态思想,它把维持生态平衡,保护人类生活环境,看得同经济发展、财富积累的地位一样重要。绿色建筑的核心是按照生态发展原则来调整人类的行为模式。绿色建筑设计的目标应逐步转换为以降低建筑对环境带来的压力为中心,这是绿色建筑设计与传统建筑设计在目标体系上的关键区别。在确保建筑安全性、便捷性、舒适性、可信性的基本要求外,建筑设计将以降低环境压力作为评估各方利益的参考标准。绿色建筑在建筑的全寿命周期内应尽可能地节约资源、保护环境,为人们提供健康、舒适和美丽的使用场所。在传统建筑三要素:造价、功能、美学之上,绿色建筑设计目标体系还应包括以下四个方面:①自然资源。包括能源、土地、水、材料和其他自然资源。传统能源对自然资源的大量耗费对环境带来了极其负面的影响,所以能源利用的目标应该是通过对传统能源的可持续使用减少对环境的污染。提高能源效率要以尽可能少的能源消耗来尽可能小地破坏环境,从而尽可能多地给使用者带来各种效益,尽可能使用可再生能源。②室内外环境。绿色建筑设计的目的是基于人的生理和心理需求,探索和构建健康、宜居的室内环境。选择对人的身体没有伤害的材料,控制可能危及人体健康的辐射,电磁波和有毒气体等,有效进行对环境温度、湿度的控制,整合光照、通风、换气、室内外空间的过渡等条件,使用者可以尽情享受自然景观。③环境负荷。包括垃圾、废弃物。转变以往对废弃物直接抛弃处理的想法,培养废弃物就是可再生原料的生态观念。尽可能降低废弃物的危害,避免废弃物的处理对环境造成二次污染,不同类型的废弃物应分门别类进行回收,形成再生资源化系统。④地域性。文脉:旨在维持历史文化与景观的连续性,提高城市和社区生活的生命力;灵活性:应预见使用阶段新的需求变化,使用寿命结束后的拆除再利用及对环境带来的影响;技术:绿色设计主张采用适当技术,目的是维持生态系统的平衡,提高资源的利用率,降低对环境的二次伤害,创造健康的生活氛围。绿色设计技术的选择原则是在特定的时间和区域,由当地的生态环境、经济现状以及当地的气候条件、文化风俗等因素的综合考虑来确定选择什么样的技术策略。
高层建筑设计时,不能只单单重视建筑本身的立面造型的创造,而应以人的尺度为参考系数,充分考虑人观察视点、视距、视角,和高层建筑使用亲近度,从宏观的城市环境到微观的材料质感的设计都要创造良好的尺度感,把高层建筑的外部尺度分为五种主要尺度:城市尺度、整体尺度、街道尺度、近人尺度、细部尺度。
首先定义一下尺度,所谓的尺度就是在不同空间范围内,建筑的整体及各构成要素使人产生的感觉,是建筑物的整体或局部给人的大小印象与其真实大小之间的关系问题。它包括建筑形体的长度、宽度、整体与城市、整体与整体、整体与部分、部分与部分之间的比例关系,及对行为主体人产生的心理影响。讲到尺度时应注意它与尺寸之间的区别,尺度一般不是指建筑物或要素的真实尺寸,而是表达一种关系及其给人的感觉,尺寸是用度量单位,如:公里、米、尺、厘米等对建筑物或要素的度量,是在量上反映建筑及各构成要素的大小。不同的尺度带来的感觉是不一样的,有的尺度使高层建筑显得挺拔或厚重,有的则使高层建筑显得庞大或轻飘,它直接影响人的心理感受,由此可见,尺度在高层建筑设计中处于一个至关重要的位置。
1、高层建筑设计中的外部尺度
当前,我国的高层建筑外部造型设计多以追求建筑形象的新、奇、特为目标,每栋高层都想表现自己,突出自我,而这样做的结果只能使整个城市显得纷繁无序、生硬,建筑个体外部体量失衡,缺乏亲近感,拒人于千里之外。造成这种现象的主要原因是缺乏对高层建筑的外部尺度的认真仔细推敲,因此,对高层建筑的外部尺度的研究是很有必要的。
1.1城市尺度
高层建筑对城市各构成要素也产生重大的影响,高层建筑的位置、高度的确定,也应充分地考虑该城市尺度、传统文化,不当的尺度会对城市产生不良的影响,改变了城市传统的历史文化,也改变了原来城市各构成要素之间有机协调的比例关系,如:上海市,黄浦江可谓是城市一条重要水系,原先具有宽大、雄壮的气势。但由于东方明珠塔的建成,又过于*近黄浦江,其他高层建筑也跟着*近黄浦江建设,使黄浦江的尺度感变小了,失去了原有的雄壮,而改变了老上海的历史与文化,从这一角度讲,东方明珠塔的建成又是一件憾事。
1.2整体尺度
整体尺度是指高层建筑各构成部分,如:裙房、主体和顶部等主要体块之间的相互关系及给人的感觉。整体尺度是设计师十分注重的,关于建筑的整体尺度的均衡理论有许多种,但都强调整体尺度均衡的重要性。面对一栋建筑物时,人的本能渴望是能把握该栋建筑物的秩序或规律,如果得到这一点,就会认为这一建筑物容易理解和掌握,若不能得到这一点,人对该建筑物的感知就会是一些毫无意义的混乱和不安。因此,建筑物的整体尺度的掌握是十分重要的,在设计时要注意下面的两点:
1.2.1各部分尺度比例的协调
高层建筑一般由三个部分组成的——裙房、主体和顶部,也有些建筑在设计中加入了活跃元,以使整栋建筑造型生动活跃起来。一个造型美的高层建筑是建立在很好地处理了这几个部分之间的尺度关系,而这三个部分尺度的确定,应有一个统一的尺度参考系(如把建筑的一层或几层的高度作为参考系),不能每一部分的尺度参考系都不同,这样易使整个建筑含糊、难以把握。
1.2.2高层建筑中各部分细部尺度应有层次性
1.2为管理者提供可以考核的方法当前,摆在建筑行业管理者面前的最大一个难题就是建筑市场规范问题,确保建筑与周围环境的和谐发展。在这种背景下,绿色建筑评价体系应运而生,该体系为建筑行业提供了评价的具体方法,从而有助于提高建筑可持续发展管理工作的水平。
1.3提高全社会环境生态意识,确保建筑市场的健康发展绿色建筑评价体系作为一种评价工具,该指标体系为建筑业管理者,提供了切实可行的参考意见,所以该体系既提高了全社会的环境生态意识,还推动了建筑市场的可持续发展。一般情况下,开发商会从绿色建筑评价体系中,寻找相关有助于提高建筑物性能的技术措施,从而可以更好地满足政府政策的要求。
2可持续发展下绿色建筑评价体系的基本理论
2.1构建整体的绿色建筑观绿色建筑的目的就是处理好人、自然、建筑这三者之间的关系。我们应该清楚地认识到,人的活动要建立在环境所能承受的基础之上,人类不应该过度地开发和破坏自然生他环境。与此同时,在人类生产活动中要采取有效的方法来协调人与自然之间的关系,确保人与自然的和谐发展。以可持续发展为基础的绿色建筑观念,既涵盖了能源、环境等方面的问题,又涵盖了管理、服务、社会等方面的内容,真正意义上的绿色建筑要将这些方面因素都考虑在内。整体的绿色建筑观并不是简单的将多种技术叠加起来,而是要综合考虑各个专业是否协调,最终完成可持续发展的目标。
2.2在建筑评价中应用寿命周期评价理论在二十世纪九十年代,寿命周期评价是管理环境的主要工具之一,并且在1997年,寿命周期评价理论被纳入到IS014000环境管理标准体系中。寿命周期评价理论是从资源消耗、能源消耗、废弃物排放等多方面去评价某种材料在整个寿命过程中造成的环境负荷的评价方法。建筑的寿命周期分析,包括了以下几个步骤:目标与范围的确定、分析清单、评价最终的影响、改进评价。
3构建和完善绿色建筑评价体系的建议
3.1不断加强基础理论的研究从客观上来讲,绿色建筑评价涉及到多个学科、多个要素,因此绿色建筑评价是一个复杂的系统工程。当前,我国对绿色建筑评价体系的研究是非常少的,并且理论与实践的研究不够密切,这就要进一步深化绿色建筑评价体系。我国只有不断加强基础理论的研究工作,才可以为完善绿色建筑评价体系奠定坚实的理论基础。
3.2不断细化评价体系当前,要根据不同的建筑类型来制定不同的评价指标体系。与此同时,由于我国地域面积辽阔,因此在构建评估体系时要考虑到地区之间的差异,构建符合当地实际情况的标准体系。对于当地建筑行业而言,灵活的评价体系才具有实质参考意义。
3.3运用经济杠杆,采取激励政策绿色建筑不仅要考虑到对宏观经济的影响,比如:节约水资源、运行过程中所产生的能源消耗等,还要考虑到开发商的切实利益。在开发以及评估绿色建筑时,政府起着主导性的作用。对此,政府要从法律、政策、税收等方面,对不同的行为主体实行激励政策。通过各种激励政策可以推动保护环境技术的发展。另外,政府还要通过降低税收等政策,以此降低开发商的运营成本,最终推动绿色建筑的可持续发展。
3.4评价体系要实行第三方认定制度在全国范围内要倡导绿色建筑的开发,并且要实行绿色建筑认证制度,政府要构建具有独立的第三方评价机构。而第三方评价机构要全面评估建筑设计方案、建筑材料以及建筑设备等。一般情况下,第三方评价机构的建立是将外部评价委托与内部专家评价充分结合起来,并且双方共同拟定评价的标准或者内容,这样做不仅将专业咨询机构的优势发挥出来;而且也保证了评价结果具有客观性以及公正性。另外还要定期培养评估人员,不断提高他们的专业知识。
1.2注意资源的回收再利用土木建筑工程活动不仅会消耗大量的矿物资源,而且伴随其开发的过程中会对周围的生态环境产生更大的破坏。这对土地本身的功能来说是一种人为的干预,且所制造的废气废渣如果随意丢弃没有妥善的处理,会对环境产生二次污染,也会浪费一些原本可以再利用的资源。即使是可再生资源,其存在的本质大小也会随着开发的力度的增强逐渐磨损,所以不仅要学会在土木建筑工程中选择绿色、环保的建材,对于建材的回收再利用也是维持可持续发展的一项重要的手段。通过科技研发来提升建材的性质和功能,杜绝和减少施工场地的浪费行为,将可利用的资源进行二次加工利用。如可将施工场所的水资源进行回收再利用,通过过滤、消毒等方式使其符合建筑工地的工业用水标准,再次投入生产活动中来。
1.3科技开发的教育理念土木建筑工程的本质是为现代人提供一个安全、舒适的非自然活动场所,也是人类发展中对自我的保护和对生活水平的要求的提升。而现代人对建筑的可持续发展还在存在着误区,比如认为简易房、简装房就是对环境保护的支持,其实不然。材料的减少并不意味着能源得到了多大的节省,降低建筑物的性能只是一种低级的妥协手段,并不能解决真正的问题。而我们真正需要做的就是大力的开发科学技术,合理的管理施工的过程,土木建筑工程必须走科技研发和科学技术的道路才能发展的更好,这也是对可持续发展的支持和负责。但是并不是说细节不重要,我们是可以通过日常施工的一些科学小窍门来应用的,如合理的安排材料的搬运次数,使用节能型的施工机器、减少包装完善工艺等科学的手段和管理也能不同程度的减少消耗。
图书馆建设要遵循“藏”“借”“阅”这三个宗旨,而“藏”、“借”、“阅”就是所谓的“三统一”原则,在图书馆的建筑设计中不仅要遵循“三统一”原则,还要保证图书馆建设的可行性。一般来说,图书馆在建设之后,就会形成固定的结构、格式以及建筑风格,但是图书馆一旦建成,就要经过多年的沿用,用时非常大,所以,图书馆的建设一定要遵循可持续发展的原则,也就是说,图书馆在建成之后,一定会有或大或小的扩建、改建甚至翻修,这就要求图书馆在建筑设计时就充分体现其可行性。图书馆在建筑设计的时候,一定要注重“藏”“借”“阅”“三统一”原则和可行性之间的结合,以便于通过这两者的结合来确定图书馆的结构,以达到图书馆既可以“藏”、“借”、“阅”目的,又能够最大限度的提高图书馆的可行性。
1.2建筑师的设计与图书馆专家的意见需要进一步统一
建筑师说白了就是一位艺术家,他们眼里,图书馆和其他建筑物一样,是他们所创作的一项艺术品,他们修筑图书馆的意义就在于怎样去完成一件优雅独特的艺术品。而图书馆专家不一样,他们作为一名文化人,他们眼中的图书馆不管是从质量上还是功能上,都能够沿用到几十年甚至是上百年之后。所以,在图书馆的建筑设计中,不管是外在的美观或内在的功能,他们的意见都会有一定的偏差,这在可持续发展的图书馆建筑设计中有非常不利的影响。
2实现图书馆建筑设计可持续发展的措施
2.1节能降耗
为了符合图书馆建筑设计的可持续发展,节能减耗,降低运营成本是非常有效的措施。虽然,国家及相关政府给图书馆建设的经费都在逐年增多,但是,为了适应可持续发展的宗旨,我们还是要做好图书馆可持续发展的建筑设计。在图书馆建筑的初期,就应该做好建设过程中的一切预算,所有的成本资金都要经过科学合理的计算,最大限度地降低图书馆修筑以及运营的成本。而且在修筑图书馆时,要利用一切新能源、新技术来实现图书馆的可持续发展,比如说,图书馆的灯一定要用最节能的灯来照明,而且取暖降温也要用到最新节能的能源来实现,图书馆修建负责人要做好图书馆的人群分布设计,争取尽可能地实现用最小的空间容置最大数量的人群,最好利用无害的施工材料来创造一个良好的读书环境。
2.2讲究环境效益
图书馆建筑的可持续发展还要讲究环境效益,要打造一个优美、雅致的阅览环境。首先,图书馆要利用一切自然环境,让图书馆尽可能的与自然环境接轨,还要充分利用阳光,让图书馆有足够好的采光效果以及良好的视觉效果,让人们在眼睛疲劳的时候能够远眺舒适呢自然环境,或者给人们提供坐在盎然的草坪上能够惬意的读书。图书馆要有广阔的空间,其交通要道也要足够好,让读者能够有一个畅通的读书环境。还有就是图书馆的电子管理设备以及系统都应该达到一流的水平,让人们不管是要查找资料、书籍,还是复印书籍都能够畅通无阻,不用浪费无谓的时间和精力。
2.3实现图书馆结构功能的灵活使用
图书馆的使用时期非常之久,有时要达几十年甚至是几百年,所以图书馆里面的扩建、改建是必不可少的,这就需要图书馆的修筑设计有足够灵活的结构功能,尽可能地为以后的扩建、改建提供最有利的条件。但是还有一点是我们必须重视的,图书馆的建设一定要遵循“三统一”原则,这两者在建设上很难统一。首先,我们应该采取自然采光为主,人工照明为辅的原则对图书馆进行照明,其次,图书馆内部业务的用房应该相对固定,荷载的取值可以较轻,这样,我们就可以适当的把图书馆的“三统一”原则以及灵活使用的原则有机地结合在一起。
2.4对设计进行科学的论证和监管
图书馆的建筑设计涉及到很多方面的知识,它需要实现图书馆建筑的可持续发展,需要将图书馆中的各种原则理念都科学合理地融合在一起,还需要充分将图书馆的文化、思想以及理念都体现出来。所以,图书馆的建筑设计,是一项非常高难度的工作,这需要许多建筑设计专家以及图书馆专家共同努力,共同促进,及时地沟通交流,并且经过科学合理的论证,最后得出一个优秀的设计方案。确定了设计方案之后,还需要对图书馆的修建过程进行严格的监管,保证图书馆的修建是严格按照设计方案的,严格符合设计理念,只有这样修建的图书馆,才能真正意义上实现可持续发展。
一、引言
每当冬季,生活在北方城市的人们经常会抱怨家里的暖气不热,可能很少有人注意到,由于建筑的保温和隔热性能差,使我们房屋内的热能损失了一半甚至更多。同样,炎热的夏季建筑里的冷气也因为建筑的总体热工性能差而大量散失。建筑能耗浪费相当严重,原因也是多方面的,如技术落后,供暖设计不科学,管理不当,采暖收费不合理,缺乏节能意识等。尤其突出的表现在过分强调降低建筑物的一次性投资和对某些建材制品的要求不严,结果节省了一次性投资,却造成了长久的能源浪费,得不偿失。如不赶紧采取坚决有效的措施来控制建筑能耗的浪费,那么用不了多久,我们就会受到大自然的惩罚。因而在能源日益深刻地成为人类社会的支撑体系的今天,建筑节能势在必行。
二、我国实施建筑节能的一般途径
我国目前建筑节能途径主要包括以下几个方面:
(1)门窗的保温隔热。
在建筑围护结构中,与墙体、屋面相比,门窗的保温隔热能力较差。我们可以通过提高门窗的气密性,采用适当的窗墙面积比,增加窗玻璃层数,采用百叶窗帘、窗板等措施来提高门窗的保温隔热性能。
(2)墙体的保温隔热:
墙体是外围护结构的主体,我们可以采用保温性能好、蓄热能力及强度较低的砌块墙体,如加气混凝土砌块。也可以采用复合墙体的形式,如内保温复合墙体、外保温复合墙体、夹芯复合墙体等。但内保温复合墙体由于热桥对保温的影响较大,国家已经开始限制使用内保温复合墙体使用。而且从长远来看,外墙外保温的效果明显高于内保温。由于复合墙体能满足围护结构各种功能的要求,因此这种采用高效保温材料与砖砌的复合墙体,有着更多的优越性。论文格式。
(3)屋面的保温隔热:
屋面作为外围护结构的一部分,它的保温隔热也是不可或缺的。我们可以采用高效保温材料作为屋面的保温层,也可采用架空型保温屋面或倒置式屋面等方式来达到提高屋面保温隔热性能的目的。
(4)采暖系统的节能
城市供暖实行城市集中供暖和区域供暖,可以大大提高热效率。在管网系统中,安设平衡阀,可以使管网系统达到水力平衡,与未安平衡阀的不平衡系统相比,在保证所有房间满足规定室温的条件下,可以相对的降低所供暖区域的平均室内温度,从而节约能源。
三、对未来建筑节能的几点建议
建筑业是典型的资源与能源高消耗产业,当前我国经济持续稳定高速增长,经济体制改革正处于关键时期。建筑业在迅猛发展的同时也带来了大量的能耗,面对全球经济一体化,结合我国的可持续发展战略,建筑节能已迫在眉睫。节能绝对不等同于能耗绝对数量的降低,绝对不应该以牺牲室内环境质量为代价。随着经济和科技、文化的发展,在未来一段时间内,建筑能耗绝对值将有所上升,建筑室内环境标准也将提高;节能的关键在于能源使用效率的提高,最终的目标是实现室内人工环境与自然环境的和谐统一,这需要政府,全社会各个行业、企业及各位公民在达成共识的基础上,以国家政策为宏观调控、以科技发展为载体,通过一段时间的努力才能全面实现建筑节能目标。论文格式。建筑节能应从以下几个方面着手:
(1)发挥政府在建筑节能工作中的主导作用
确定可持续建筑的战略目标;制定相关的政策和法规;组织和协调全国范围或各地区的可持续建筑运动;修订相应的技术标准和规范;建立新的建筑环境评价体系;组织和协调可持续建筑的教育和培训;促进与国际可持续建筑运动的交流与合作。在充分发挥政府主导作用的同时,也要充分重视和利用高等院校和科研机构力量。
(2)开展建筑节能宣传教育培训
必须使建筑节能深入人心,形成浓厚的舆论氛围。设法筹集经费,组织拍摄建筑节能电视宣传片,在电视和网上宣传播放。教育部加大对建筑节能的教书宣传经费的投资。建设部主管报纸、杂志、网站、出版社要加强建筑节能宣传介绍,要多宣传建筑节能典型,介绍建筑节能技术和知识。
(3)推动建筑节能技术进步
尽快开发并形成不同地区不同建筑适用的多种建筑节能配套技术,包括既有建筑节能改造技术;推广当地适用的建筑节能配套技术。可从经过实践考验的成熟技术中先挑选出一些编印成建筑节能技术指南。还要继续研发先进适用的建筑围护结构保温隔热技术,特别是外墙外保温技术、节能窗技术和采暖计量及控制技术以及太阳能、地热能技术。当前建筑节能市场中,以假冒伪劣产品和技术低价竞争的情况相当普遍,影响工程质量和寿命,应通过市场和行政手段,加以规范,淘汰落后技术和产品。继续组织以企业为主,产学研结合从事建筑节能技术研发。要重视建筑节能技术的基础研究。
(4)组织建筑能耗调查,建立能耗数据库
利用现代化技术建立建筑能耗数据,进一步了解建筑运行情况、进行建筑节能工作的基本依据。国内少数单位做过一些建筑能耗调查统计分析工作,但这不可能是全面系统的。从已有的调查资料来看,同一地区同类建筑单位面积能耗差距很大,说明能源浪费大,节能潜力也大。如果如果能够掌握不同地区不同建筑的实际能耗数据,将大大促进建筑节能事业发展。为建筑的节能提供很大的帮助。
(5)加大推广使用节能材料的力度
积极引导新型墙体材料的发展,促进新型建筑材料的推广应用。引导墙材生产企业通过科技进步和产品结构调整,发展利废及建筑垃圾等再生墙材,促进循环经济发展;大力发展利用粉煤灰、钢渣、工业废石膏、石屑等各类工业废渣,生产粉煤灰加气混凝土砌块、石膏砌块、蒸压粉煤灰砖、蒸压灰砂砖、混凝土多孔砖、陶粒砌块和各类建筑技术,推广应用散装水泥,节约宝贵的耕地资源和木材资源。做好新型墙体材料及建筑节能产品的备案管理,进一步规范市场行为。
四、结语
建筑节能是一项系统工程。在策划、实施及取得实效的长时间过程中涉及规划、设计、施工、调试、运行、维修等诸多环节。目前,国家已制定了《公共建筑节能设计标准》 、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》 、《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》等行业标准,对建筑节能做出了明确的政策规定。论文格式。可以预见,随着建筑节能工作的开展,以及人们对改善建筑热环境的迫切要求,建筑节能技术必将得到迅速发展。
参考文献:
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【2】刘素萍.建筑节能与围护结构[J].工业建筑,2001,(7).
【3】中国建筑业协会建筑节能专业委员会.建筑节能技术.中国计划出版社,1996.
1对建筑可持续的要求
可持续发展( Sustainable Development)是指既满足当代人需求,又不对后代人满足他们自己需求的能力构成损害的发展。
住宅的建造、使用和废弃,都会对我们的自然环境和社会环境产生重大影响。可持续的住宅就是帮助我们实现可持续的生活方式。但是如何设计和建造才能符合可持续发展的要求,取得经济上获利,社会相互包容,社区稳定发展而同时环境影响又最小?这里主要有两个方面:
首先,可持续建筑可以形象地比喻成“轻轻的接触地球”,意思是从房屋建造算起,到房屋使用的过程中,到最后结束“生命”的整个过程中,对环境的影响最小,可持续建筑应该生态足迹最小。
其次,可持续建筑需要和社会环境相协调,满足人们的实际需求,改善周边设施,使人们获得生理和心理的幸福。
2住区设计的可持续性
可持续发展观的提出将与自然生态的和谐发展作为城市发展的重要前提,在城市与居住领域可持续发展观指导下,以往的城市空间结构演进过程和相关原则被重新审视,以往以人的需求为主导的掠夺式的建设模式以及不计后果的盲目发展被批判。可持续发展观强调的城市形体环境与自然环境的和谐统一原则,将影响到城市空间扩展及土地利用方式与自然环境的关系,在城市空间布局原则中更加重视自然与生态因子的作用。在涉及资源应用与合理的城市空间结构时,土地的稀缺性和不可再生性被重新认识,城市合理布局、资源合理分配、控制城市低密度无序蔓延成为重要的研究课题。迈克哈格在《设计结合自然》中针对日益严重的环境问题和以往城市与自然环境相对立的城市规划理念的种种缺失,提出的城市与自然相互依赖、协调发展的城市规划操作方法得以重视和运用。在居住问题上,涉及居住空间与自然建立和谐的关系、改善人类的居住环境以及建立面向未来的生态居住区等问题,而这些方面都是以往的发展观所忽视的。
在住区选址问题上应综合考虑到以下几点:谨慎的选择新开发的场地,尽量选择有公共交通设施的场地,以及选择现有或者未来可能有步行道和自行车道和的场地,还应尽可能选择低生态代价的、有利于社区发展的场地。考虑社区的需求和土地的混合利用,确定合适的高密度并按照集约型利用土地,在开发方式上创造富有生机和充满吸引力的方式以减少对环境的影响。此外如果当地有自然栖息地的话一定要以保护为先,保存现有的植被并引进新的植物。
对于建筑项目来说,避免对自然栖息地的破坏与改善现有的自然环境,发展两者间的联系和引入新的栖息地等都很重要。对于保护自然的设计来说,建筑项目的选址最为关键。一般来说,选择贫瘠土地要比绿地更合适,即使贫瘠土地上需要生态系统保护的情况下也是如此。为了证实一处场地的生态价值,可能需要进,进行生态调研。
生态调研的目的是确认现存生态系统的情况并估计发展新自然环境的潜力。首先,调研会记录现存的自然特征,如地形、微气候、景观和场地内的野生物种。其次,会对哪些部分应该融入新的发展项目进行评估。一般来说,对于自然生态系统的保留是最重要的,而对于生态价值较小的土地,调研也可以有助于确定改善方案。另外,开发项目与其他自然环境的联系也应被考虑进来。
3住宅单体设计的可持续性
建筑材料的使用贯穿了建筑物建造、维护以及改造等整个生命周期。材料会对建筑的外观、性能和建造成本产生影响。在过去的30年内,科研人员对材料特性有了更深入的了解,这些研究弥补了关于材料对人和环境产生影响这一领域的空白,其研究意义超越了建筑材料本身。
生产新材料总会不可避免地带来社会和环境问题,因此最大限度地利用现有材料能大量减少新材料的使用。此外,充分利用现有建筑材料,增加其使用寿命,延缓现有材料成为废弃物的时间,相当于间接的减少了废物处置产生的负面影响。
利用现有建筑材料的方法可分为三类:重复利用现有建筑、重复利用现有建筑构件以及利用再循环的建筑材料。
重新利用建筑物或者建筑构件是开放式建筑的必要手段,那么重复利用需要什么条件呢?首先,将要重复使用的构件必须经过修理,以保持其状态良好。但这是远远不够的,从那些已使用了数百年建筑物的调研中,我们可以发现这些建筑物仍然能服务现有的社会需求,也可以较好地把它们融入市区或者是市郊的城市景观,而且当地社区居民也喜爱这些充满历史风味的建筑物。另一方面拆除老化的建筑物并非仅因为它们已经破旧了,即使社区居民愿意对已经严重老化的建筑怀有感情,但如果它们已经没有用处,保留它们并不经济也毫无意义。
为确保建筑拥有较长的使用寿命,设计人员不但需要在设计时应关注环境,而且应设计易于维护,结构耐用。
即使有些建筑的基本功能未改变,但不同时代随着住户需求的改变,住宅内部格局由单元式变成敞开式的居住空间。可见住宅的适应性变得尤为重要,适应性更佳的住宅将获得更长的使用寿命。
住宅内部布局的可变更性是赋予建筑物适应性的主要手段,这也是需要建筑结构能够适应多种建筑用途。住宅设计内部布局的可变更性依赖于其内部非承重墙的易拆性,框架结构和外墙承重的建筑能保证在拆除内墙的情况下,仍然具有建筑结构完整。建筑物内部改造时,可移动的建筑隔墙能够提供变化的室内空间,而像砖墙或石膏板等传统隔墙的建筑要改变室内空间就不得不拆除隔墙。理论上我们能重复多次使用可移动式隔墙,可见这种隔墙能延长建筑的使用寿命。
住宅的适应性设计能延长建筑主体结构的潜在使用寿命。重复使用和再循环的设计则能延长所有建筑构件的使用寿命和使用期。
在一些重复使用和再循环的设计中,考虑建筑生命周期内建筑构件更换频率至关重要。商业化的建筑构件,往往有着不同的使用寿命。在更换这些构件时,拆除作业往往会影响到其他部件,因为很多拆除作业可能破坏正常状态的建筑构件。为了再次利用这样构件,在拆除过程中应该妥善保护他们。使用简单固定件和耐用材料可以提高构件重复使用的次数。
即使构件拆除下来很完整,但是它们仍然可能无法重新使用,光洁的卫生器具拆下来后不再美观,屋面防水薄膜再次使用无法保证质量,非公制标准门或砖块不再符合当时新的建筑标准。可替换和可拆卸的建筑构件不但有利于可持续发展,而且可以简化建筑维护、升级和翻新,大大降低建筑维护费用。
设计者如果设想到建筑在未来还能再利用,就不得不考虑其材料潜在的工作寿命。此外建筑师还需考虑建筑和建筑构件的最优使用期限,以及可再生性和可重复利用性。因此设计使用新建材的建筑需要注意以下几点:建筑的耐久性和可再循环能力;设计能简单拆卸和再循环的建筑;使用隔墙或者能简单拆卸,重复使用和再循环,以适应建筑潮流的变迁。
结束语:
通过以上探讨,笔者认为要迫切将绿色、可持续发展观点应用到我国的住宅发展进程中,这体现了以人为本的适应性以及与环境相协调统一的可持续性内涵。
参考文献:
[1]王朝晖.迈向可持续建筑[J].建筑学报.2000,12
[2]刘晓平.适宜性可持续设计初探[J].建筑学报.2008,04
20世纪60年代以来,人口激增、资源缺短、环境污染、生态破坏等问题日益突出,人类被迫开始重视自己的经济行为,环境和发展问题从而得到国际社会的普遍关注。
20世纪70年代开始,为应对世界与日俱增的经济发展与环境保护需要,联合国召开了一系列环境会议。1987年世界环发委员会主席布伦特兰夫人第一次提出“可持续发展”概念,使得可持续发展转变成文字形式呈现在人们面前;1989年5月在第15届联合国环境署理事会期间,通过《关于可持续发展的声明》,声明展示可持续核心思想以经济发展应建立在环境可持续发展与人类自身循环发展基础之上,使人类生产生活得到满足,环境得到保护,后代生存发展得到保障;1992年联合国环境与发展大会提出并通过全球的可持续发展战略――《21世纪议程》;1994年7月4日我国国务院批准第一个国家级可持续发展战略――《中国21世纪人口、环境与发展白皮书》――构筑一个综合性的、长期的、渐进的可持续发展战略框架,指导社会和经济发展的新的模式。
在2006年英国政府在住宅市场推出“可持续住宅规范”,2008年全国强制施行,其系统地分析住宅可持续设计、建造和使用过程中的9 类关键问题,评估新建住宅的可持续等级。可持续等级由低到高分为6个等级,一级为最低水平,仅略高于2006年筹划“可持续住宅规范”时的建筑规章;6级为最高水平,代表至2016年时英国所有新建住宅必须达到的标准――“零碳排放住宅”,即住宅使用中的所有能耗,包括采暖、热水和电力需求等,均来自于零碳能源供给。由此,2007年Sheppard Robson,Arup,Davis Langdon,MacFarlane Wilder和CCB Evolution等在低碳建筑方面研究突出的大公司团队共同设计了单体实验性住宅――金斯潘住宅。
金斯潘住宅位于英国维特福德的建筑研究院创新园内,总建筑面积为93m?,两层标准层加顶层跃层。2007年单体实验性住宅完工,开发者正尝试以此为原型开发整体社区。设计理念上,设计人员希望通过这个案例鼓励住宅使用者改变司空见惯的、以高资源损耗(高耗能、高碳排放)为代价的生活模式,转而以温和的方式来合理利用地球的现有资源。技术角度上,在满足“可持续住宅规范”的各项指标要求,金斯潘住宅的设计项目团队沿用了目前建筑界已日趋成熟的可持续建筑设计技术,很少采用新奇的代价昂贵的手段,有效的保证建筑在成本上的可行性。住宅在系统化的节能减排设计包括“减少住宅日常能耗”和“增加自身能源供给”两个方面。
一、减少住宅日常能耗
为了减少住宅使用过程中的能源需求,首先金斯潘住宅的表皮被设计成高度绝缘和气密。设计中运用一种可用作墙体和楼屋面结构的高性能绝缘面板,使得金斯潘住宅的潜在热损失相较普通住宅减少了2/3。其次为进一步减少相关热损失,该住宅的窗墙比仅为18%(普通住宅为25-30%);为确保密闭情况下室内空气的质量且防止夏季室内出现过热的情况,设计人员为金斯潘住宅提供了双通风系统:能够在春、夏和秋季为住宅内部提供被动式制冷和通风的风帽;以及为冬季通风而特别设计的、带有热恢复设置的机械通风系统,从而减少冬季室内外空气交换时产生的热损失。第三是屋顶天花板中的相变热阻系统,其构成相变材料的物理状态可以随室内温度而变化――当夏季白天室内温度过高时,天花板内材料由固态变为液态从而吸收室内的部分热量;而当夜晚或冬季室内温度过低时,天花板内材料由液态转变为固态则向室内释放部分热量,从而通过物理状态变化有效的控制室内温度;此系统与双通风系统共同作用时,又可以有效地保障空气流通。
除了通过技术手段来减少住宅使用过程中的能源需求外,金斯潘住宅还为住户提供了智能监控系统,以帮助他们记录能源使用的状况,并在提升住宅使用者环境意识和生活模式的同时,减少能源浪费,进一步降低人为能耗需求。
二、增加自身能源供给
为了增加使用过程中的能源自给比例,金斯潘住宅采用再生能源复合式手法,包括木质燃料自给式锅炉供热,建筑整合式太阳能光伏板和太阳能电热供水系统等;白天太阳能光电板发电供给建筑使用,多余的电储存起来,供晚上和没太阳时使用;此外建筑屋顶、墙面均为相变材料,便于储存和释放太阳能,从而减少建筑供暖的能耗。由于太阳能光伏发电技术的使用,其供暖和热水系统每年只需花费约30镑;而按2006年建筑规章要求建成的同类住宅相比,金斯潘单体住宅使用期间,每年能为住户节省能源费用约500 镑,即普通住宅使用过程中能源花费的94%。
各国政府相继推出“可持续住宅规范”和示范案例,但由于世界各地区的气候有所不同,且经济和文化发展状况不一,单一标准化体系不能能够有效地解决各地在开发低碳住宅过程中所面临的不同问题,所以绿色生态建筑规划需要更加具体和完善。
参考文献:
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建筑的发展把“人的需求”推到一个最原始的起点上――人的“生存”需要:阳光、空气、水、动植物……因此,我们努力实现的不仅是有个建筑物,还要使之置于一个健康的、易于生存的绿色生态居住空间中。建设部发言人仇保兴强调:推进绿色建筑的发展是搞好资源综合利用,建设节约型社会,实现可持续发展,发展循环经济的必然要求。
20世纪以来,绿色建筑评价研究发展得非常快,但是由于受到知识和技术的制约,各国对建筑和环境的关系得认识还不完全,与实际需要相比,评价体系依然还存在着不少的问题,以至于绿色建筑的价值没有得到客观、科学的体现。
本课题就是在分析国内外绿色建筑评价体系后,运用价值工程等原理及方法对绿色建筑的价值进行深入的研究。
二、研究意义
绿色建筑是建筑业发展的必然趋势,然而,现有的国内外绿色建筑评价体系没有很好地引导绿色建筑的发展,它只是基于环境学家的角度对是否为“绿色建筑”进行了判定及对其等级进行了划分,然而并没有对绿色建筑做出全面的评估。本论文的研究有如下意义:
1.从建筑的角度研究分析,同时考虑生态系统与城市基础设施、生物学与非生物学等因素,还涉及建筑环境综合评判中各种构成要素的质量标准如:建筑形态、使用方式、设施状况、营建过程、建筑材料、使用管理等对外部环境的影响,以及舒适、健康的内部环境营造等等进行分析以得出绿色建筑的真正价值所在。
2.从全寿命周期的角度出发,考虑建筑全生命周期的投资及回报,检验各项绿色技术带来的效果,包括对其在使用过程中运行费用的降低、节能效益,甚至对人体健康、社会可持续发展影响,对绿色建筑进行经济上评估。
3.目前的几乎所有国家的评价指标体系均没有评价历史人文等有关内容,评价单从技术的角度入手,回避了此类问题,从而造成了内容的欠缺,本论文将会考虑建筑和历史人文的平衡内容。
三、国内外研究现状
1.国外绿色建筑评价体系的研究现状
发达国家和地区早在20世纪60年代开始探索“绿色建筑/可持续建筑的发展战略与技术”,成立了相关的技术协会、研发组织,并研究制定了相应的评价指标体系。
(1) 英国的BREEM评估体系
英国建筑研究所(BRE)推出的BREEAM是各种评价系统中最著名的一个,它于1990年首次推出,是国际上第一套实际应用于市场和管理之中的绿色建筑评价体系。最初,BREEAM的评价目标主要是办公建筑,该机构同时为建筑师和开发商提供相关技术咨询,目前该系统己在全球传播,并被认为是评价一个建筑物环境质量和性能的工业标准。
(2) 美国的LEED绿色建筑等级体系
“LEED绿色建筑等级体系”由美国绿色建筑委员会于1993年开始着手制定(1998年8月第一版,2000年8月第二版)。它受到英国BREEAM的启发,主要用于评价美国商业(办公)建筑整体在全生命周期中的绿色生态表现。2000年3月美国绿色建筑委员会制定的“绿色建筑评估体系”(第二版)( LEED GREEN BUILDING RATINGSYSTEM VERSION 2.0),旨在用成熟的或先进的工业原理、施工方法、材料和标准提高商业建筑的环境和经济性能,为设计单位按照绿色环保和可持续发展要求进行设计提供指导。
(3) GBC绿色建筑挑战
“GBC绿色建筑挑战”发起于1996年,当时有加、美、英、法等14个国家参加。两年间,各参与国通过对多达35个项目进行研究和广泛交流,最终确立了一个合理评价建筑物能量及环境特性的方法体系:GBTOOL,目标是建立第二代建筑环境评价系统。1998年10月,在加拿大温哥华召开了14国参加的绿色建筑国际会议“绿色建筑挑战98 (GBC98)”,在这次会议上研究成果得到了展示和总结。会议的中心议题是建立一个国际化绿色建筑评价体系,这一体系可以适应不同的国家和地区各自的技术水平和建筑文化传统.
2.国内绿色建筑评价体系的研究现状
绿色观念在我国起步较晚,但是发展较快,尤其是绿色建筑评价研究,我国在学习借鉴国际先进的绿色评价体系之后,已经推出一系列适合我国国情的绿色建筑评价体系,具有代表性的研究成果主要有:
(1)中国生态住宅技术评估手册
《中国生态住宅技术评估手册》生态评估体系包括小区环境规划设计、能源和环境、室内环境质量、小区水环境、材料与资源等五大指标. 经判断打分后上述五大指标体系得分都在60分以上则被认定为绿色生态住宅,体系得分在80分以上者进行绿色生态住宅单项认定。
(2)建设部征求意见稿《绿色建筑评价标准》(2005年10月)
《绿色建筑评价标准》用于评价住宅建筑和办公建筑、商场、宾馆等公共建筑。《标准》的评价指标体系包括以下六大指标:(1)节地与室外环境;(2)节能与能源利用;(3)节水与水资源利用;(4)节材与材料资源利用;(5)室内环境质量;(6)运营管理(住宅建筑)、全生命周期综合性能(公共建筑)。
(3)《绿色建筑评价标准》(2006年6月)
绿色建筑评价指标体系由节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量与运营管理或全生命周期综合性能(公共建筑)六类指标组成。绿色建筑评价标准主要内容是节能、节地、节水、节材与环境保护,注重以人为木,强调建筑的可持续发展。
纵观国内外绿色建筑评价体系,笔者主要发现如下几个问题:
1、前言
经济的发展,推动了对能源的需求,而相对于地球限定的资源,出现了能源危机。而全球50%的土地、矿石、木材资源被用于建筑;45%的能源被用于建筑的供暖、照明、通风,5%的能源用于其设备的制造;40%的水资源被用于建筑的维护,16%的水资源用于建筑的建造;60%的良田被用于建筑开发;70%的木制品被用于建筑。而随着社会的发展,人们对自身健康和生活舒适度的要求也越来越高,而满足这些条件的建筑也必然要消耗更多的资源和能源。因此,减少建筑中资源和能源的消耗,同时提高建筑的使用功能,提高人们生活舒适度,是建筑的两大主要日标,也是建筑业发展的方向,也是建筑业可持续发展的重要策略。
可持续建筑是目前建筑业发展的最重要的议题,从最初的低能耗、零能耗建筑到后来的能效建筑、环境友好建筑,再到今天的绿色建筑(greenbuilding)和生态建筑(ecologicalbuilding),一共经历了三个阶段。
绿色建筑就是应用环境回馈和资源效率的集成思维去设计和建造的建筑。绿色建筑有利于资源节约(包括提高能源效率、利用可再生能源、水资源保护);绿色建筑充分考虑其对环境的影响和废弃物最低化;绿色建筑致力于创建一个健康舒适的人居环境、降低建筑使用和维护费用。综上所述,绿色建筑的主要特点就是环保健康和节能。
2、全寿命周期绿色建筑的环保节能技术
(1)设计阶段
设计是绿色建筑的重要阶段。绿色建筑在设计中,就要体现环保健康和节能的特点。一般采用整体设计。建筑整体设计就是指在建筑设计的初始阶段,根据当地的气候条件,通过被动式建筑设计、建筑参数优化设计等建筑设计及技术手段,并结合周边建筑及环境的影响,充分利用自然资源,如太阳能、风能等减少对有机能源的依赖,创造舒适的人居化境。在设计中,做好整体规划,充分利用现有的资源,减少重建。例如南方地区绿色建筑成功设计最关键的因素一是通风,二是遮阳,三是建筑立面绿色和屋顶绿化。这三项非常简单的技术应用可大大降低空调的使用,可使建筑能耗降低50%以上。在北方,需要在建筑墙体中加仁非常厚的聚乙烯泡沫保温材料,因为北方冬天的室内外温差可高达40℃以上;而南方室内外温差一般不超过100C,这种气候条件下就不需要特别加强墙体构造来保温。
(2)施工阶段
施工是建筑中能耗消耗最多的阶段,也是环保和节能技术中关键阶段。在施工中,使用健康和节能的材料和设备,强化绿色建筑的施土技术,是绿色建筑施工中的重要手段。
①建筑材料和建筑设备
建筑构件和建筑设备的环保健康和节能,是绿色建筑中的关键技术。例如合理使用经济适用的节能技术可在满足舒适要求的同时使建筑节约1/3左右的能源费用。低能耗高效能的建材、先进的绝热技术、充分考虑遮阳和日光利用的高性能集成窗系统、建筑气密性的处理、新能源和可再生能源系统的使用、高能效设备和用具的使用、区域热电冷联技术等在建筑的使用,将是绿色建筑中的关键技术和关键设备。
②建筑施工方法
绿色施工与传统的施工方法相比,有较大区别。传统的施工方法以满足工程本身指标为目的,以工程质量、工期、成本等为根本目标,在节约资源和环境保护方面考虑很少,当节约资源和环境保护方面与工程质量、工期、成本等发生冲突时,总是采取保证后者,放弃前者,这样做的后果常常是工程本身的质量、工期、成本达到了要求,但浪费了资源,破坏了环境,给社会留下了不可弥补的遗憾。建筑物绿色施工是对施工策划、材料采购、现场施工、工程验收等进行控制,强调施工全过程“四节一环保”。就是以资源的高效利用为核心,以环保优先为原则,追求高效、低耗、环保,统筹兼顾,实现工程质量、安全、文明、效益、环保综合效益最大化,是具有可持续发展思想的施工方法。
(3)使用阶段
绿色建筑的最终功能是满足使用的功能。因此,要求环境品质能够满足环保健康和满足人们的舒适性。室内环境品质问题包括两个方面,一个是室内热环境问题,一个是室内空气质量问题。因此,室内环境要讲究通风和采光技术,还要采用地热,分户计暖等措施来进行节能。室外环境要能够美化人的心灵,陶冶人的情操。因此,要采用绿化措施还要采用节水、绿化等技术措施。
3、绿色建筑的质且控制
绿色建筑的发展和质量控制,需要政府的政策的支持和民众的支持,需要有标准来衡量和指导建筑。
(1)制度保障
任何一个新事物的发展都离不开推动力,而政策法规正是绿色建筑发展的驱动力。政策支撑最基本的是要建立合理的、切实可行的政策法规,这是保证政策实施的先决条件,要防止不切实际的理想政策。而政策支撑最关键的是执法力度,目前中国的建筑节能法规的执行力度还不够,应该设立相应的执法监督机构,切实保障建筑法规的实施。因此,要真正实现绿色建筑政策支撑,就必须要严守“法”的观念。与此同时,激励政策有利于绿色建筑在中国的发展,出台相应的奖励措施可以激励和促进绿色建筑的开发和建设。这样,绿色建筑才能得到人们的认可,才能得到更有效地质量控制。
(2)标准完善
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