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1前言
我們向界索要資源滿足城市化的需要,再將廢物排放給自然,終于面臨著資源枯竭,同時環境污染威脅生存的難堪局面。在這種情況下,可持續的觀念逐步為越來越多的人認同。可持續發展呼吁人們放棄現在高能耗、高增長、高污染的粗放型生產方式和高消費高浪費的生活方式,以保持資源的可持續利用性。建筑產業就是典型的立足于資源和能源大量消耗的產業,人們也早已開始實現可持續性建筑的途徑。1994年11月,第一屆可持續建筑國際會議在美國舉行,會議對可持續建筑做了全面探討,指出可持續性建筑的主要是資源、環境、設計和環境及它們之間的相互協調關系。[2]各國都有做可持續性的建筑的嘗試,如美國有“資源保護屋”,英國MiltonKeynes有能源公園,丹麥有可再生住房等。縱觀這些建筑,可持續建筑的技術應具有以下4R屬性:
RESOURCE—資源的保護和合理利用,有節制的開發自然資源;
REDUCE—降低能耗、減小能源消費對環境的有害影響,減小污染物排放量;
REUNITE—充分利用地方材料與高加工新型生態節能建材;
RECYCLE——資源與建材的再生利用,變廢為寶。
我們尋找可持續性建筑最關鍵的部位,并提出相應的解決。首先,可持續性要求對能源的消耗小。這意味著除了要做好護結構的保溫隔熱,降低冷熱負荷外,各種新技術在暖通空調系統中的也是建筑節能得以實現的重要途徑。其次,可持續性要求能源的可持續性,新能源技術在建筑領域的應用也是很重要的思路。最后,要做到對環境影響小,就必須做到可再生利用自然資源及建筑材料等人造材料的可再生利用。
2實現可持續性建筑的技術途徑
2.1護結構的保溫隔熱技術
以民用建筑為例,冬季熱負荷包括圍護結構的耗熱量和加熱由門窗縫隙涌入室內的冷空氣耗熱量。因而圍護結構熱工性能的改善是降低采暖能耗的最重要途徑。我國建筑節能規劃目標中,建筑圍護結構承擔其中47.2%的節能任務。[1]
2.1.1外墻
外墻基本耗熱量公式Qj=AK(tR-to,w)a(a為溫差修正)及冷負荷計算公式為Qc(τ)=AK(tc(τ)+td)kαkρ(kα為外表面放熱系數修正,kρ為吸收系數修正),可見節能主要要控制圍護結構的表面積A、傳熱系數K,而外表面的物理性能改善也有一定的作用。有對應的以下幾條降低負荷的措施:
1)優化建筑外形,以最小的建筑外表面積包容最大的建筑空間即減輕墻外表面積的影響。外表面積和體積之比推薦值為0.4。建筑形體系數每增加一個點,建筑能耗將增加5%左右。還應考慮作合理平面布置,如將電梯、樓梯、管道井、機房等布置在建筑物的南側或西側,可以有效阻擋日射,減少室內得熱量。
2)采用保溫隔熱,傳熱系數小的墻體材料。此類外墻材料有各類砌塊、復合輕墻板以及外墻復合墻體保溫技術等,,在[3]中有較詳盡的介紹。
3)外裝飾盡量做淺色處理,采用光滑飾面材料,降低kρ,減少表面對輻射的吸收;
4)硬質鋪地表面蓄積太陽能熱量,會導致建筑周圍溫度的上升。如果利用綠地區域替代,將降低地面附近室外空氣的溫度。減少室內外溫差,從而降低冷負荷。參見文獻[4]
5)研究如“可呼吸外墻”類同時具有良好生態性能的外墻。參見文獻[4]
2.1.2窗
窗的傳熱系數比墻的大很多,又經常開啟,是冬季耗熱的關鍵部位。窗的冷負荷分瞬變得熱和日射得熱,日射得熱是室內通過窗玻璃得到的太陽輻射熱,其計算公式為Qc(τ)=ACsCiDjmaxCLQ(A-窗的有效面積,Cs窗玻璃的遮陽系數,Ci-窗內遮陽設施的遮陽系數)。由公式可看出,針對窗戶的節能技術主要有:
1)結合建筑物朝向,緯度,合理的控制窗墻比,如高緯度南向窗戶面積取大一點,以更好的利用太陽輻射,降低采暖能耗。適當確定建筑物的挑檐、遮陽板的尺寸,安裝可調式百葉、窗簾,調節室內日照。或采用遮陽系統,一般安裝在向陽的外立面或采光屋頂上,可控可調,以到不同時間,據不同需要遮擋、反射和引光入室的目的。
2)采用多層窗或采用中空玻璃,利用空氣夾層熱阻較小的原理,降低玻璃的傳熱系數。普通單層玻璃K值在6.4左右,而中空玻璃窗K值在3.0左右,保溫隔熱性能大大提高。選擇氣密性好,導熱系數小的塑料窗框代替常用的金屬窗框,可有效減少冷風浸入。
3)采用吸熱玻璃、鍍膜反射玻璃、夾層變玻璃等技術,降低玻璃的Cs,有效阻止通過玻璃的太陽輻射和室內熱輻射。但這些高技術產品價格昂貴,希望在發展玻璃深加工的同時能降低成本,使之能普遍使用在住宅中。
2.1.3屋頂
1)采用高保溫材料。我國平屋頂保溫材料應用較多的主要是加氣砼和膨脹珍珠棉,保溫隔熱性能一般。近幾年廣東等地推廣使用一種預制好的隔熱磚,可在結構層上直接鋪設。有的地方用舒樂板作屋面保溫,也取得了較好的效果。新近研制的防水珍珠保溫板,具有帶排氣孔、重量輕、憎水率高、強度高、保溫性能好等特點。
2)屋頂設置高效隔熱層。可防止大量輻射熱侵入室內,減少空調等耗能。隔熱層在設計時,不僅要保證有一定的隔熱空間,而且還應該保證隔熱層能夠通風,及時將熱量帶走,才能有效的保證隔熱效果。我國傳統的坡屋面設計就能較好地滿足這個要求;
3)蓄水隔熱屋面。利用水生植物遮陽,反射和吸收太陽輻射,以及利用蓄水的蒸發來提高隔熱效果;條件允許時在屋頂上覆土,做植被屋面。上面種密葉植物,利用植物遮陽,覆土作為隔熱層提高隔熱性能。
2.2暖通空調新技術
建筑能耗降低主要體現在暖通空調設備的裝機容量減少和運行的性上,因此,暖通空調技術措施的改進和落實應用是建筑節能得以實現的根本途徑。
2.2.1采暖新技術
冬季采暖是北方地區住宅必不可少的,主要采用集中供暖。熱源供給主體是熱力公司或小區鍋爐房。我國目前市政集中供暖方式比例為46%,分戶式取暖比例僅次于市政集中供暖,為44%。分戶采暖方式的特點在于用戶可以根據自己的喜好隨意選擇,同時用熱也可以單獨計量。隨著清潔能源的使用及新技術、新產品的出現,使采暖方式的多元化選擇成為可能,集中供暖方式的壟斷地位受到挑戰,采暖、熱水一體化的獨立分戶采暖等方式紛紛出現。各地應根據當地氣候、能源條件和建筑情況,發展采用適宜的節能采暖方式,如輻射采暖,主要依靠供熱部件與結構內表面間的輻射換熱為各房間供熱(冷),熱舒適增加,減少房間上部溫度升高增加的無效熱損失,因此可節省采暖能耗。
2.2.2通風空調新技術
目前較多采用的是風機盤管加新風系統及定風量全空氣系統,但以下幾種系統形式有著較好的節能效果,建議因地制宜的選擇使用。
1)盡量采用自然通風。采用自然通風可以減少制冷負荷,并帶走室內有毒及有異味物質,其動力是室內外溫度差引起的熱壓和風壓壓力差。這種被動式的通風空調技術不開風機,無需制冷,應加以充分考慮,設計在溫和天氣如春冬過渡季節直接對流通風,實現基本零能耗;而在熱而無風的日子盡量設計利用煙囪效應、風塔效應引風入內。
2)變制冷劑流量VRV系統。以制冷劑直接作為熱傳送介質,其每公斤傳送的熱量是205KJ/kg,幾乎是水的10倍和空氣的20倍,同時可根據室內負荷的變化,瞬間進行容量調整,使VRV系統能在高效率工況下運行,具有顯著節能效益,經濟效益顯著。
3)水環熱泵空調系統。用水環路將小型的水/空氣熱泵機組并聯在一起,構成一個以回收建筑物內余熱為主要特點的熱泵供暖、供冷的空調系統。節能環保效益顯著。
4)蓄能空調。利用晚上電價較低時段制冰蓄冷白天供冷,可起到削峰調谷的作用。[11]
5)變風量空調VAV系統。送風狀態保持不變,改變送風量來適應室外氣象變化,從而降低了冷水機組的制冷量,也降低的風機的能耗。
6)熱泵空調技術。將自然環境(太陽能、空氣、水、土壤)中的低位能轉化為高位能。以土壤源熱泵為例,在一定深度的地層中,土壤溫度達到了一個比較穩定的數值,冷熱媒流經這些區域進行熱交換后可直接用于空調系統。未來地下土壤的冷或熱能的利用會成為非常重要的可再生能源之一,因為這種能源普遍存在,既沒有污染物排放,也不生成污染物,另一方面運作費用極低,只需要進行初始投資回收的評估。
7)區域供冷技術。這樣可以采用效率高的大容量機組,考慮負荷參差系數而使裝機容量減少,與分散式供冷相比,機房面積和管理人員都大幅減少,能源利用更為合理有效。
比較以上幾種空調技術,還是有一些不盡如人意的地方:采用通風時,如果建筑周圍外環境質量較差,則容易引入外界的空氣污染等不良因素,同時可能導致熱/冷流失,降低隔熱效果;考慮制冷劑的價格的環境污染,VRV系統的容量不能很大;水環熱泵的建筑必須有內外分區;蓄能空調只有在晝夜電價有較大差異時才有意義;VAV系統的自控很不好實現,國內罕有成功的實例;地源熱泵地場溫度分布的測定還不完善,以及布管技術與管材的選擇問題,還有一年中從地下獲取的和排放的熱量應如何保持平衡等問題而水源熱泵回灌成本太高,而且要求必須有環境水源才能實現。因此,總的來說,因地制宜,合理設計是利用這些空調技術達到節能降耗目的的前提。
不論是采用何種通風空調形式,都要注意自動化技術與暖通空調技術的配合,才能更好的實現建筑設備系統的合理設計、有效使用以及運行控制過程中的能量節約。建筑自動化即實現建筑設備系統(如供熱空調系統、給排水系統、照明系統、運輸系統、消防系統、保安系統、辦公系統、通訊系統等)的監測、管理、運行和控制的自動化,根據室外氣候條件和室內參數設定值,自動調整空調制冷系統的運行參數,真正做到設備響應當地氣候,保證建筑設備在提供要求的建筑環境的同時,達到初投資、運行費和維修服務費最小的優化目標。
再者,暖通空調設備的選型應分考慮各種節能及優化措施對設計負荷的,負荷不能再參照舊有圍護結構的類型充和材料熱工性能,否則會造成計算得到的冷熱負荷與實際冷熱負荷存在不小的差異。還應根據具體情況選擇合理的安全系數,從而合理為暖通空調設備選型定裝機容量,以節省初次投資和做到精確控制運行工況,節省運行費用。另外,照明負荷的大小、辦公設備耗能指標及建筑內人員密度等都應采用反映實際情況的合理的參數值,而非僅僅依賴設計手冊上的概算指標或經驗數據進行估算。
另外,還應結合城市規劃對整個能源系統進行總體設計,為暖通空調系統配置合理的能源轉化與能源輸送系統,重點為我國北方地區熱電聯產,長江中下游地區的供熱、供冷方式,與集中供熱、供冷相適應的大型制冷供熱裝置以及全面規劃電力、煤氣、冷熱源及蓄能的能源系統。能源系統設計的很小變更,也會意味著大數量級的能耗降低。
2.3新能源技術
2l世紀住宅應大力開發利用太陽能、風能、水能和生物能等綠色能源,實現一定程度上的能源自給自足,保護未來的生態和環境,為將來的提供優良的基礎。太陽能是自然界中的最充分、最便捷的可供利用的綠色能源,應優先選用被動式太陽能技術,而主動式太陽能技術的采用則作為補充。被動式太陽能利用在設計時可在地面、屋頂安裝一些裝置直接利用太陽能,如太陽能恒溫房;也可在護結構的空氣層中填以高效熱反射材料,達到保溫隔熱的目的,而在陽光充足的寒冷地區,則可將護結構設計成蓄熱材料;還可利用太陽能收集器或其他裝置將太陽能進行收集、貯存和轉換。在設計時、要考慮當地的氣候特點,充分利用本地氣候資源,避免由于人工能源的大量使用而形成的居住者與自然的人為隔離,同時也可節能能源。主動式太陽能利用可通過窗戶集熱板系統、空氣集熱板系統、透明熱阻材料組合墻等來實現。參見[4]
2.4可再生技術
可再生技術的意義重大:變廢為寶,同時解決污染問題。利用可再生資源逐步替代不可再生資源的領域,以應對未來建筑必須面臨的諸如環境和生態保護,最少能源耗費等方方面面的挑戰。一方面要實現自然資源的可再生,另一方面要努力實現垃圾、建筑材料等人造材料的可再生利用。
自然資源如雨水可以收集起來,引入蓄水池中,適度凈化后用于澆灌花園、清洗和衛生間沖水等。還可以利用蒸發效應冷卻建筑外結構或建筑構成元素,與自然通風協同作用,清潔環保地達到保證室內空間熱舒適的程度。
垃圾處理,減量化是解決問題的關鍵,對建筑及生活垃圾可采用分類回收及無害化解體處理。如由廢紙、廢紙板可制成保溫材料和底襯;由廢塑料可制成管子和地毯;廢電池回收處理可回收大量金屬等。在建造時會產生垃圾,應在建筑設計中注重尺度的推敲,符合模數,選擇使用高效、精良的產品及考慮材料維護更換周期,采用對環境更為有利的施工管理模式。另外,要充分利用剩余能量,注意對建材及生產過程中的三廢和廢熱綜合利用、開發。
傳統建材生產-使用-廢棄的過程,可以說是一種將大量資源提取出來,再將大量廢棄物排回到環境中去的惡性循環過程,忽視了環境協調性和舒適性。其中最關鍵的是利用混凝土和水泥固體廢棄物生產生態環境建材[8]。
在我國,每年澆注混凝土約15—20億m3,開山采砂石約為11—14億m3。廢棄混凝土量約為60億萬m3,其中除一小部分用于填筑海岸、充當道路和建筑物的基礎墊層外,絕大多數作為垃圾填埋,不僅占用大批土地(甚至耕地),而且還對環境造成污染。由于廢棄混凝土塊中含有大量砂石骨料,如果能就地回收,經過破碎、清洗、分級后作為骨料再利用,則不但可以降低成本,節省天然資源,還能減少城市環境污染。參見文獻[6][7].我國每年約生產水泥5億多噸,生產過程需消耗大量石灰石、粘土和標準煤,同時產生大量的粉煤灰、CO、C02和SO2等,嚴重破壞生態平衡。水泥要大力提高其資源利用率和廢物回收率,并能充分利用其它工業廢渣廢料。參見文獻[7]
3結論
可持續性建筑強調建筑環境與自然環境的協調共存,有機結合,要從土地開發、建筑布局、建材選擇、建筑使用及維護以及建筑拆除的整個生命周期中,體現出對自然資源的索取少,能源消耗小,對環境影響小,再生利用率高的新特征。
總體來說,我們應首選優化設計,結合具體建筑盡可能采用簡單合適的技術,盡量適應環境的特點,依靠自然力來滿足舒適性要求。盡管這種被認為是被動的技術,但其在節能及環境保護方面的作用卻是不容忽視的。另一方面,我們要以辯證的觀點、審慎的態度對待新技術。從整體性,協調性的觀點來看,有一些所謂的可持續性技術只是某些環節的某些屬性的改善,并不一定代表了整體水平的提高,相反有時大量高能耗的建筑設施及其施工反而會極大地抵消其積極的一面。為了實現可持續性建筑,我們應以建筑和暖通行業為基點,材料、自動化等行業為支持,提高建筑的綜合效益,讓建筑環境與自然環境協調發展。
文獻
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(1)系統協同性原則。
綠色建筑是一個與外部環境相互作用構成的系統,所以具有一般系統的功能和特征。聯結合并構成系統的各相關要素,通過協同關系實現其高效、可持續、最優化地發展和運行。綠色建筑是在建筑運行的全生命周期過程中、多學科范疇交互、橫跨多尺度領域、牽涉多個相關主體、硬科學與軟科學共同支撐的系統工程。
(2)與自然環境共生的原則。
綠色建筑設計最基本的內涵即尊重自然,生態優先。這一原則強調在建筑的外部環境設計、構建和使用過程中加強對原生態系統的保護,要認識到保護全球生態系統的重要性,重視氣候、國土資源等條件。保持建筑周邊生態系統和環境的平衡。盡可能避免和減少對生態系統的干擾和破壞。對受損甚至退化的生態系統采取生態修復和生態重建的措施。以不同方法合適地利用自然,如充分利用陽光、太陽能,風能、潮汐能等,合理使用水資源及其他無害的自然資源。考慮隔熱、防寒、通風、遮蔽陽光直射等因素來設計建筑結構。與自然環境共生的原則要求綠色建筑。
(3)高效性原則。
據有效的數據顯示,建筑耗能大約占世界總耗能的40%,因此"綠色建筑"成為21世紀建筑界的新寵,綠色建筑的一個重要標志是在建筑中進行節能環保設計,發展節能節地、平衡生態環境的新型建筑。綠色建筑設計應著眼于提高建筑整個生命周期中對資源和能源的利用率,進而減少對土地、水資源和其他不可再生資源和能源的消耗,減少污染亂排和垃圾亂倒,降低對環境的破壞。
(4)地域性原則。
建筑是人類文明的產物,建筑的歷史見證了人類社會漫長的發展歷程。由于全球各地區地理環境、生活習慣、風俗文化等因素的不同,建筑文化呈現出多元化的景象。綠色建筑的設計應密切結合所在地域的自然環境條件,包括地理氣候、經濟現狀和文化風俗等,同時綜合分析傳統建筑在資源和環境緊缺條件下的設計、建設和運營策略,制定與地域特征密不可分的綠色建筑評價體系、設計指導和技術標準,選擇相應的策略、方案和技術。
(5)健康性原則。
該原則要求綠色建筑在設計時通過營造建筑室外環境和調控建筑室內環境,構建有益于人身心健康的環境,包括生理上舒適健康的建筑熱能、聲音、光照和空氣質量環境,以及心理上對人的心理健康有極大好處的空間氛圍。
(6)經濟性原則。
綠色建筑并不意味著經濟成本的高額支出。綠色建筑設計應基于對建筑全生命周期運行費用的預算,評估設計方案的投資和消費,從而提出有利于減少成本支出的具有實際可實現的經濟運營優選策略;根據實際項目的經濟水平和建設需求選用可適用的技術方法,努力實現主動式技術與被動式技術的相互補償和協同運作。
(7)進化性原則。
在綠色建筑設計的過程中應充分考察各方法的技術更新和連續發展的可能性,通過采取靈活的、對未來發展變化具有彈性適應性的方案,在設計中為后續技術系統的升級換代和新型應用的添加保留操作接口和載體,從而保障新系統與原有設施的協同運行。
2綠色建筑設計的目標體系
傳統的建筑體系以人為本,是一個自然、經濟與社會相結合的人工環境體系。其設計目標主要考慮三個因素,分別是是建筑質量、費用和時間。綠色建筑是建立在可持續發展前提下提出了一種新的生態思想,它把維持生態平衡,保護人類生活環境,看得同經濟發展、財富積累的地位一樣重要。綠色建筑的核心是按照生態發展原則來調整人類的行為模式。綠色建筑設計的目標應逐步轉換為以降低建筑對環境帶來的壓力為中心,這是綠色建筑設計與傳統建筑設計在目標體系上的關鍵區別。在確保建筑安全性、便捷性、舒適性、可信性的基本要求外,建筑設計將以降低環境壓力作為評估各方利益的參考標準。綠色建筑在建筑的全壽命周期內應盡可能地節約資源、保護環境,為人們提供健康、舒適和美麗的使用場所。在傳統建筑三要素:造價、功能、美學之上,綠色建筑設計目標體系還應包括以下四個方面:①自然資源。包括能源、土地、水、材料和其他自然資源。傳統能源對自然資源的大量耗費對環境帶來了極其負面的影響,所以能源利用的目標應該是通過對傳統能源的可持續使用減少對環境的污染。提高能源效率要以盡可能少的能源消耗來盡可能小地破壞環境,從而盡可能多地給使用者帶來各種效益,盡可能使用可再生能源。②室內外環境。綠色建筑設計的目的是基于人的生理和心理需求,探索和構建健康、宜居的室內環境。選擇對人的身體沒有傷害的材料,控制可能危及人體健康的輻射,電磁波和有毒氣體等,有效進行對環境溫度、濕度的控制,整合光照、通風、換氣、室內外空間的過渡等條件,使用者可以盡情享受自然景觀。③環境負荷。包括垃圾、廢棄物。轉變以往對廢棄物直接拋棄處理的想法,培養廢棄物就是可再生原料的生態觀念。盡可能降低廢棄物的危害,避免廢棄物的處理對環境造成二次污染,不同類型的廢棄物應分門別類進行回收,形成再生資源化系統。④地域性。文脈:旨在維持歷史文化與景觀的連續性,提高城市和社區生活的生命力;靈活性:應預見使用階段新的需求變化,使用壽命結束后的拆除再利用及對環境帶來的影響;技術:綠色設計主張采用適當技術,目的是維持生態系統的平衡,提高資源的利用率,降低對環境的二次傷害,創造健康的生活氛圍。綠色設計技術的選擇原則是在特定的時間和區域,由當地的生態環境、經濟現狀以及當地的氣候條件、文化風俗等因素的綜合考慮來確定選擇什么樣的技術策略。
高層建筑設計時,不能只單單重視建筑本身的立面造型的創造,而應以人的尺度為參考系數,充分考慮人觀察視點、視距、視角,和高層建筑使用親近度,從宏觀的城市環境到微觀的材料質感的設計都要創造良好的尺度感,把高層建筑的外部尺度分為五種主要尺度:城市尺度、整體尺度、街道尺度、近人尺度、細部尺度。
首先定義一下尺度,所謂的尺度就是在不同空間范圍內,建筑的整體及各構成要素使人產生的感覺,是建筑物的整體或局部給人的大小印象與其真實大小之間的關系問題。它包括建筑形體的長度、寬度、整體與城市、整體與整體、整體與部分、部分與部分之間的比例關系,及對行為主體人產生的心理影響。講到尺度時應注意它與尺寸之間的區別,尺度一般不是指建筑物或要素的真實尺寸,而是表達一種關系及其給人的感覺,尺寸是用度量單位,如:公里、米、尺、厘米等對建筑物或要素的度量,是在量上反映建筑及各構成要素的大小。不同的尺度帶來的感覺是不一樣的,有的尺度使高層建筑顯得挺拔或厚重,有的則使高層建筑顯得龐大或輕飄,它直接影響人的心理感受,由此可見,尺度在高層建筑設計中處于一個至關重要的位置。
1、高層建筑設計中的外部尺度
當前,我國的高層建筑外部造型設計多以追求建筑形象的新、奇、特為目標,每棟高層都想表現自己,突出自我,而這樣做的結果只能使整個城市顯得紛繁無序、生硬,建筑個體外部體量失衡,缺乏親近感,拒人于千里之外。造成這種現象的主要原因是缺乏對高層建筑的外部尺度的認真仔細推敲,因此,對高層建筑的外部尺度的研究是很有必要的。
1.1城市尺度
高層建筑對城市各構成要素也產生重大的影響,高層建筑的位置、高度的確定,也應充分地考慮該城市尺度、傳統文化,不當的尺度會對城市產生不良的影響,改變了城市傳統的歷史文化,也改變了原來城市各構成要素之間有機協調的比例關系,如:上海市,黃浦江可謂是城市一條重要水系,原先具有寬大、雄壯的氣勢。但由于東方明珠塔的建成,又過于*近黃浦江,其他高層建筑也跟著*近黃浦江建設,使黃浦江的尺度感變小了,失去了原有的雄壯,而改變了老上海的歷史與文化,從這一角度講,東方明珠塔的建成又是一件憾事。
1.2整體尺度
整體尺度是指高層建筑各構成部分,如:裙房、主體和頂部等主要體塊之間的相互關系及給人的感覺。整體尺度是設計師十分注重的,關于建筑的整體尺度的均衡理論有許多種,但都強調整體尺度均衡的重要性。面對一棟建筑物時,人的本能渴望是能把握該棟建筑物的秩序或規律,如果得到這一點,就會認為這一建筑物容易理解和掌握,若不能得到這一點,人對該建筑物的感知就會是一些毫無意義的混亂和不安。因此,建筑物的整體尺度的掌握是十分重要的,在設計時要注意下面的兩點:
1.2.1各部分尺度比例的協調
高層建筑一般由三個部分組成的——裙房、主體和頂部,也有些建筑在設計中加入了活躍元,以使整棟建筑造型生動活躍起來。一個造型美的高層建筑是建立在很好地處理了這幾個部分之間的尺度關系,而這三個部分尺度的確定,應有一個統一的尺度參考系(如把建筑的一層或幾層的高度作為參考系),不能每一部分的尺度參考系都不同,這樣易使整個建筑含糊、難以把握。
1.2.2高層建筑中各部分細部尺度應有層次性
1.2為管理者提供可以考核的方法當前,擺在建筑行業管理者面前的最大一個難題就是建筑市場規范問題,確保建筑與周圍環境的和諧發展。在這種背景下,綠色建筑評價體系應運而生,該體系為建筑行業提供了評價的具體方法,從而有助于提高建筑可持續發展管理工作的水平。
1.3提高全社會環境生態意識,確保建筑市場的健康發展綠色建筑評價體系作為一種評價工具,該指標體系為建筑業管理者,提供了切實可行的參考意見,所以該體系既提高了全社會的環境生態意識,還推動了建筑市場的可持續發展。一般情況下,開發商會從綠色建筑評價體系中,尋找相關有助于提高建筑物性能的技術措施,從而可以更好地滿足政府政策的要求。
2可持續發展下綠色建筑評價體系的基本理論
2.1構建整體的綠色建筑觀綠色建筑的目的就是處理好人、自然、建筑這三者之間的關系。我們應該清楚地認識到,人的活動要建立在環境所能承受的基礎之上,人類不應該過度地開發和破壞自然生他環境。與此同時,在人類生產活動中要采取有效的方法來協調人與自然之間的關系,確保人與自然的和諧發展。以可持續發展為基礎的綠色建筑觀念,既涵蓋了能源、環境等方面的問題,又涵蓋了管理、服務、社會等方面的內容,真正意義上的綠色建筑要將這些方面因素都考慮在內。整體的綠色建筑觀并不是簡單的將多種技術疊加起來,而是要綜合考慮各個專業是否協調,最終完成可持續發展的目標。
2.2在建筑評價中應用壽命周期評價理論在二十世紀九十年代,壽命周期評價是管理環境的主要工具之一,并且在1997年,壽命周期評價理論被納入到IS014000環境管理標準體系中。壽命周期評價理論是從資源消耗、能源消耗、廢棄物排放等多方面去評價某種材料在整個壽命過程中造成的環境負荷的評價方法。建筑的壽命周期分析,包括了以下幾個步驟:目標與范圍的確定、分析清單、評價最終的影響、改進評價。
3構建和完善綠色建筑評價體系的建議
3.1不斷加強基礎理論的研究從客觀上來講,綠色建筑評價涉及到多個學科、多個要素,因此綠色建筑評價是一個復雜的系統工程。當前,我國對綠色建筑評價體系的研究是非常少的,并且理論與實踐的研究不夠密切,這就要進一步深化綠色建筑評價體系。我國只有不斷加強基礎理論的研究工作,才可以為完善綠色建筑評價體系奠定堅實的理論基礎。
3.2不斷細化評價體系當前,要根據不同的建筑類型來制定不同的評價指標體系。與此同時,由于我國地域面積遼闊,因此在構建評估體系時要考慮到地區之間的差異,構建符合當地實際情況的標準體系。對于當地建筑行業而言,靈活的評價體系才具有實質參考意義。
3.3運用經濟杠桿,采取激勵政策綠色建筑不僅要考慮到對宏觀經濟的影響,比如:節約水資源、運行過程中所產生的能源消耗等,還要考慮到開發商的切實利益。在開發以及評估綠色建筑時,政府起著主導性的作用。對此,政府要從法律、政策、稅收等方面,對不同的行為主體實行激勵政策。通過各種激勵政策可以推動保護環境技術的發展。另外,政府還要通過降低稅收等政策,以此降低開發商的運營成本,最終推動綠色建筑的可持續發展。
3.4評價體系要實行第三方認定制度在全國范圍內要倡導綠色建筑的開發,并且要實行綠色建筑認證制度,政府要構建具有獨立的第三方評價機構。而第三方評價機構要全面評估建筑設計方案、建筑材料以及建筑設備等。一般情況下,第三方評價機構的建立是將外部評價委托與內部專家評價充分結合起來,并且雙方共同擬定評價的標準或者內容,這樣做不僅將專業咨詢機構的優勢發揮出來;而且也保證了評價結果具有客觀性以及公正性。另外還要定期培養評估人員,不斷提高他們的專業知識。
1.2注意資源的回收再利用土木建筑工程活動不僅會消耗大量的礦物資源,而且伴隨其開發的過程中會對周圍的生態環境產生更大的破壞。這對土地本身的功能來說是一種人為的干預,且所制造的廢氣廢渣如果隨意丟棄沒有妥善的處理,會對環境產生二次污染,也會浪費一些原本可以再利用的資源。即使是可再生資源,其存在的本質大小也會隨著開發的力度的增強逐漸磨損,所以不僅要學會在土木建筑工程中選擇綠色、環保的建材,對于建材的回收再利用也是維持可持續發展的一項重要的手段。通過科技研發來提升建材的性質和功能,杜絕和減少施工場地的浪費行為,將可利用的資源進行二次加工利用。如可將施工場所的水資源進行回收再利用,通過過濾、消毒等方式使其符合建筑工地的工業用水標準,再次投入生產活動中來。
1.3科技開發的教育理念土木建筑工程的本質是為現代人提供一個安全、舒適的非自然活動場所,也是人類發展中對自我的保護和對生活水平的要求的提升。而現代人對建筑的可持續發展還在存在著誤區,比如認為簡易房、簡裝房就是對環境保護的支持,其實不然。材料的減少并不意味著能源得到了多大的節省,降低建筑物的性能只是一種低級的妥協手段,并不能解決真正的問題。而我們真正需要做的就是大力的開發科學技術,合理的管理施工的過程,土木建筑工程必須走科技研發和科學技術的道路才能發展的更好,這也是對可持續發展的支持和負責。但是并不是說細節不重要,我們是可以通過日常施工的一些科學小竅門來應用的,如合理的安排材料的搬運次數,使用節能型的施工機器、減少包裝完善工藝等科學的手段和管理也能不同程度的減少消耗。
圖書館建設要遵循“藏”“借”“閱”這三個宗旨,而“藏”、“借”、“閱”就是所謂的“三統一”原則,在圖書館的建筑設計中不僅要遵循“三統一”原則,還要保證圖書館建設的可行性。一般來說,圖書館在建設之后,就會形成固定的結構、格式以及建筑風格,但是圖書館一旦建成,就要經過多年的沿用,用時非常大,所以,圖書館的建設一定要遵循可持續發展的原則,也就是說,圖書館在建成之后,一定會有或大或小的擴建、改建甚至翻修,這就要求圖書館在建筑設計時就充分體現其可行性。圖書館在建筑設計的時候,一定要注重“藏”“借”“閱”“三統一”原則和可行性之間的結合,以便于通過這兩者的結合來確定圖書館的結構,以達到圖書館既可以“藏”、“借”、“閱”目的,又能夠最大限度的提高圖書館的可行性。
1.2建筑師的設計與圖書館專家的意見需要進一步統一
建筑師說白了就是一位藝術家,他們眼里,圖書館和其他建筑物一樣,是他們所創作的一項藝術品,他們修筑圖書館的意義就在于怎樣去完成一件優雅獨特的藝術品。而圖書館專家不一樣,他們作為一名文化人,他們眼中的圖書館不管是從質量上還是功能上,都能夠沿用到幾十年甚至是上百年之后。所以,在圖書館的建筑設計中,不管是外在的美觀或內在的功能,他們的意見都會有一定的偏差,這在可持續發展的圖書館建筑設計中有非常不利的影響。
2實現圖書館建筑設計可持續發展的措施
2.1節能降耗
為了符合圖書館建筑設計的可持續發展,節能減耗,降低運營成本是非常有效的措施。雖然,國家及相關政府給圖書館建設的經費都在逐年增多,但是,為了適應可持續發展的宗旨,我們還是要做好圖書館可持續發展的建筑設計。在圖書館建筑的初期,就應該做好建設過程中的一切預算,所有的成本資金都要經過科學合理的計算,最大限度地降低圖書館修筑以及運營的成本。而且在修筑圖書館時,要利用一切新能源、新技術來實現圖書館的可持續發展,比如說,圖書館的燈一定要用最節能的燈來照明,而且取暖降溫也要用到最新節能的能源來實現,圖書館修建負責人要做好圖書館的人群分布設計,爭取盡可能地實現用最小的空間容置最大數量的人群,最好利用無害的施工材料來創造一個良好的讀書環境。
2.2講究環境效益
圖書館建筑的可持續發展還要講究環境效益,要打造一個優美、雅致的閱覽環境。首先,圖書館要利用一切自然環境,讓圖書館盡可能的與自然環境接軌,還要充分利用陽光,讓圖書館有足夠好的采光效果以及良好的視覺效果,讓人們在眼睛疲勞的時候能夠遠眺舒適呢自然環境,或者給人們提供坐在盎然的草坪上能夠愜意的讀書。圖書館要有廣闊的空間,其交通要道也要足夠好,讓讀者能夠有一個暢通的讀書環境。還有就是圖書館的電子管理設備以及系統都應該達到一流的水平,讓人們不管是要查找資料、書籍,還是復印書籍都能夠暢通無阻,不用浪費無謂的時間和精力。
2.3實現圖書館結構功能的靈活使用
圖書館的使用時期非常之久,有時要達幾十年甚至是幾百年,所以圖書館里面的擴建、改建是必不可少的,這就需要圖書館的修筑設計有足夠靈活的結構功能,盡可能地為以后的擴建、改建提供最有利的條件。但是還有一點是我們必須重視的,圖書館的建設一定要遵循“三統一”原則,這兩者在建設上很難統一。首先,我們應該采取自然采光為主,人工照明為輔的原則對圖書館進行照明,其次,圖書館內部業務的用房應該相對固定,荷載的取值可以較輕,這樣,我們就可以適當的把圖書館的“三統一”原則以及靈活使用的原則有機地結合在一起。
2.4對設計進行科學的論證和監管
圖書館的建筑設計涉及到很多方面的知識,它需要實現圖書館建筑的可持續發展,需要將圖書館中的各種原則理念都科學合理地融合在一起,還需要充分將圖書館的文化、思想以及理念都體現出來。所以,圖書館的建筑設計,是一項非常高難度的工作,這需要許多建筑設計專家以及圖書館專家共同努力,共同促進,及時地溝通交流,并且經過科學合理的論證,最后得出一個優秀的設計方案。確定了設計方案之后,還需要對圖書館的修建過程進行嚴格的監管,保證圖書館的修建是嚴格按照設計方案的,嚴格符合設計理念,只有這樣修建的圖書館,才能真正意義上實現可持續發展。
一、引言
每當冬季,生活在北方城市的人們經常會抱怨家里的暖氣不熱,可能很少有人注意到,由于建筑的保溫和隔熱性能差,使我們房屋內的熱能損失了一半甚至更多。同樣,炎熱的夏季建筑里的冷氣也因為建筑的總體熱工性能差而大量散失。建筑能耗浪費相當嚴重,原因也是多方面的,如技術落后,供暖設計不科學,管理不當,采暖收費不合理,缺乏節能意識等。尤其突出的表現在過分強調降低建筑物的一次性投資和對某些建材制品的要求不嚴,結果節省了一次性投資,卻造成了長久的能源浪費,得不償失。如不趕緊采取堅決有效的措施來控制建筑能耗的浪費,那么用不了多久,我們就會受到大自然的懲罰。因而在能源日益深刻地成為人類社會的支撐體系的今天,建筑節能勢在必行。
二、我國實施建筑節能的一般途徑
我國目前建筑節能途徑主要包括以下幾個方面:
(1)門窗的保溫隔熱。
在建筑圍護結構中,與墻體、屋面相比,門窗的保溫隔熱能力較差。我們可以通過提高門窗的氣密性,采用適當的窗墻面積比,增加窗玻璃層數,采用百葉窗簾、窗板等措施來提高門窗的保溫隔熱性能。
(2)墻體的保溫隔熱:
墻體是外圍護結構的主體,我們可以采用保溫性能好、蓄熱能力及強度較低的砌塊墻體,如加氣混凝土砌塊。也可以采用復合墻體的形式,如內保溫復合墻體、外保溫復合墻體、夾芯復合墻體等。但內保溫復合墻體由于熱橋對保溫的影響較大,國家已經開始限制使用內保溫復合墻體使用。而且從長遠來看,外墻外保溫的效果明顯高于內保溫。由于復合墻體能滿足圍護結構各種功能的要求,因此這種采用高效保溫材料與磚砌的復合墻體,有著更多的優越性。論文格式。
(3)屋面的保溫隔熱:
屋面作為外圍護結構的一部分,它的保溫隔熱也是不可或缺的。我們可以采用高效保溫材料作為屋面的保溫層,也可采用架空型保溫屋面或倒置式屋面等方式來達到提高屋面保溫隔熱性能的目的。
(4)采暖系統的節能
城市供暖實行城市集中供暖和區域供暖,可以大大提高熱效率。在管網系統中,安設平衡閥,可以使管網系統達到水力平衡,與未安平衡閥的不平衡系統相比,在保證所有房間滿足規定室溫的條件下,可以相對的降低所供暖區域的平均室內溫度,從而節約能源。
三、對未來建筑節能的幾點建議
建筑業是典型的資源與能源高消耗產業,當前我國經濟持續穩定高速增長,經濟體制改革正處于關鍵時期。建筑業在迅猛發展的同時也帶來了大量的能耗,面對全球經濟一體化,結合我國的可持續發展戰略,建筑節能已迫在眉睫。節能絕對不等同于能耗絕對數量的降低,絕對不應該以犧牲室內環境質量為代價。隨著經濟和科技、文化的發展,在未來一段時間內,建筑能耗絕對值將有所上升,建筑室內環境標準也將提高;節能的關鍵在于能源使用效率的提高,最終的目標是實現室內人工環境與自然環境的和諧統一,這需要政府,全社會各個行業、企業及各位公民在達成共識的基礎上,以國家政策為宏觀調控、以科技發展為載體,通過一段時間的努力才能全面實現建筑節能目標。論文格式。建筑節能應從以下幾個方面著手:
(1)發揮政府在建筑節能工作中的主導作用
確定可持續建筑的戰略目標;制定相關的政策和法規;組織和協調全國范圍或各地區的可持續建筑運動;修訂相應的技術標準和規范;建立新的建筑環境評價體系;組織和協調可持續建筑的教育和培訓;促進與國際可持續建筑運動的交流與合作。在充分發揮政府主導作用的同時,也要充分重視和利用高等院校和科研機構力量。
(2)開展建筑節能宣傳教育培訓
必須使建筑節能深入人心,形成濃厚的輿論氛圍。設法籌集經費,組織拍攝建筑節能電視宣傳片,在電視和網上宣傳播放。教育部加大對建筑節能的教書宣傳經費的投資。建設部主管報紙、雜志、網站、出版社要加強建筑節能宣傳介紹,要多宣傳建筑節能典型,介紹建筑節能技術和知識。
(3)推動建筑節能技術進步
盡快開發并形成不同地區不同建筑適用的多種建筑節能配套技術,包括既有建筑節能改造技術;推廣當地適用的建筑節能配套技術。可從經過實踐考驗的成熟技術中先挑選出一些編印成建筑節能技術指南。還要繼續研發先進適用的建筑圍護結構保溫隔熱技術,特別是外墻外保溫技術、節能窗技術和采暖計量及控制技術以及太陽能、地熱能技術。當前建筑節能市場中,以假冒偽劣產品和技術低價競爭的情況相當普遍,影響工程質量和壽命,應通過市場和行政手段,加以規范,淘汰落后技術和產品。繼續組織以企業為主,產學研結合從事建筑節能技術研發。要重視建筑節能技術的基礎研究。
(4)組織建筑能耗調查,建立能耗數據庫
利用現代化技術建立建筑能耗數據,進一步了解建筑運行情況、進行建筑節能工作的基本依據。國內少數單位做過一些建筑能耗調查統計分析工作,但這不可能是全面系統的。從已有的調查資料來看,同一地區同類建筑單位面積能耗差距很大,說明能源浪費大,節能潛力也大。如果如果能夠掌握不同地區不同建筑的實際能耗數據,將大大促進建筑節能事業發展。為建筑的節能提供很大的幫助。
(5)加大推廣使用節能材料的力度
積極引導新型墻體材料的發展,促進新型建筑材料的推廣應用。引導墻材生產企業通過科技進步和產品結構調整,發展利廢及建筑垃圾等再生墻材,促進循環經濟發展;大力發展利用粉煤灰、鋼渣、工業廢石膏、石屑等各類工業廢渣,生產粉煤灰加氣混凝土砌塊、石膏砌塊、蒸壓粉煤灰磚、蒸壓灰砂磚、混凝土多孔磚、陶粒砌塊和各類建筑技術,推廣應用散裝水泥,節約寶貴的耕地資源和木材資源。做好新型墻體材料及建筑節能產品的備案管理,進一步規范市場行為。
四、結語
建筑節能是一項系統工程。在策劃、實施及取得實效的長時間過程中涉及規劃、設計、施工、調試、運行、維修等諸多環節。目前,國家已制定了《公共建筑節能設計標準》 、《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》 、《夏熱冬暖地區居住建筑節能設計標準》等行業標準,對建筑節能做出了明確的政策規定。論文格式。可以預見,隨著建筑節能工作的開展,以及人們對改善建筑熱環境的迫切要求,建筑節能技術必將得到迅速發展。
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1對建筑可持續的要求
可持續發展( Sustainable Development)是指既滿足當代人需求,又不對后代人滿足他們自己需求的能力構成損害的發展。
住宅的建造、使用和廢棄,都會對我們的自然環境和社會環境產生重大影響。可持續的住宅就是幫助我們實現可持續的生活方式。但是如何設計和建造才能符合可持續發展的要求,取得經濟上獲利,社會相互包容,社區穩定發展而同時環境影響又最小?這里主要有兩個方面:
首先,可持續建筑可以形象地比喻成“輕輕的接觸地球”,意思是從房屋建造算起,到房屋使用的過程中,到最后結束“生命”的整個過程中,對環境的影響最小,可持續建筑應該生態足跡最小。
其次,可持續建筑需要和社會環境相協調,滿足人們的實際需求,改善周邊設施,使人們獲得生理和心理的幸福。
2住區設計的可持續性
可持續發展觀的提出將與自然生態的和諧發展作為城市發展的重要前提,在城市與居住領域可持續發展觀指導下,以往的城市空間結構演進過程和相關原則被重新審視,以往以人的需求為主導的掠奪式的建設模式以及不計后果的盲目發展被批判。可持續發展觀強調的城市形體環境與自然環境的和諧統一原則,將影響到城市空間擴展及土地利用方式與自然環境的關系,在城市空間布局原則中更加重視自然與生態因子的作用。在涉及資源應用與合理的城市空間結構時,土地的稀缺性和不可再生性被重新認識,城市合理布局、資源合理分配、控制城市低密度無序蔓延成為重要的研究課題。邁克哈格在《設計結合自然》中針對日益嚴重的環境問題和以往城市與自然環境相對立的城市規劃理念的種種缺失,提出的城市與自然相互依賴、協調發展的城市規劃操作方法得以重視和運用。在居住問題上,涉及居住空間與自然建立和諧的關系、改善人類的居住環境以及建立面向未來的生態居住區等問題,而這些方面都是以往的發展觀所忽視的。
在住區選址問題上應綜合考慮到以下幾點:謹慎的選擇新開發的場地,盡量選擇有公共交通設施的場地,以及選擇現有或者未來可能有步行道和自行車道和的場地,還應盡可能選擇低生態代價的、有利于社區發展的場地。考慮社區的需求和土地的混合利用,確定合適的高密度并按照集約型利用土地,在開發方式上創造富有生機和充滿吸引力的方式以減少對環境的影響。此外如果當地有自然棲息地的話一定要以保護為先,保存現有的植被并引進新的植物。
對于建筑項目來說,避免對自然棲息地的破壞與改善現有的自然環境,發展兩者間的聯系和引入新的棲息地等都很重要。對于保護自然的設計來說,建筑項目的選址最為關鍵。一般來說,選擇貧瘠土地要比綠地更合適,即使貧瘠土地上需要生態系統保護的情況下也是如此。為了證實一處場地的生態價值,可能需要進,進行生態調研。
生態調研的目的是確認現存生態系統的情況并估計發展新自然環境的潛力。首先,調研會記錄現存的自然特征,如地形、微氣候、景觀和場地內的野生物種。其次,會對哪些部分應該融入新的發展項目進行評估。一般來說,對于自然生態系統的保留是最重要的,而對于生態價值較小的土地,調研也可以有助于確定改善方案。另外,開發項目與其他自然環境的聯系也應被考慮進來。
3住宅單體設計的可持續性
建筑材料的使用貫穿了建筑物建造、維護以及改造等整個生命周期。材料會對建筑的外觀、性能和建造成本產生影響。在過去的30年內,科研人員對材料特性有了更深入的了解,這些研究彌補了關于材料對人和環境產生影響這一領域的空白,其研究意義超越了建筑材料本身。
生產新材料總會不可避免地帶來社會和環境問題,因此最大限度地利用現有材料能大量減少新材料的使用。此外,充分利用現有建筑材料,增加其使用壽命,延緩現有材料成為廢棄物的時間,相當于間接的減少了廢物處置產生的負面影響。
利用現有建筑材料的方法可分為三類:重復利用現有建筑、重復利用現有建筑構件以及利用再循環的建筑材料。
重新利用建筑物或者建筑構件是開放式建筑的必要手段,那么重復利用需要什么條件呢?首先,將要重復使用的構件必須經過修理,以保持其狀態良好。但這是遠遠不夠的,從那些已使用了數百年建筑物的調研中,我們可以發現這些建筑物仍然能服務現有的社會需求,也可以較好地把它們融入市區或者是市郊的城市景觀,而且當地社區居民也喜愛這些充滿歷史風味的建筑物。另一方面拆除老化的建筑物并非僅因為它們已經破舊了,即使社區居民愿意對已經嚴重老化的建筑懷有感情,但如果它們已經沒有用處,保留它們并不經濟也毫無意義。
為確保建筑擁有較長的使用壽命,設計人員不但需要在設計時應關注環境,而且應設計易于維護,結構耐用。
即使有些建筑的基本功能未改變,但不同時代隨著住戶需求的改變,住宅內部格局由單元式變成敞開式的居住空間。可見住宅的適應性變得尤為重要,適應性更佳的住宅將獲得更長的使用壽命。
住宅內部布局的可變更性是賦予建筑物適應性的主要手段,這也是需要建筑結構能夠適應多種建筑用途。住宅設計內部布局的可變更性依賴于其內部非承重墻的易拆性,框架結構和外墻承重的建筑能保證在拆除內墻的情況下,仍然具有建筑結構完整。建筑物內部改造時,可移動的建筑隔墻能夠提供變化的室內空間,而像磚墻或石膏板等傳統隔墻的建筑要改變室內空間就不得不拆除隔墻。理論上我們能重復多次使用可移動式隔墻,可見這種隔墻能延長建筑的使用壽命。
住宅的適應性設計能延長建筑主體結構的潛在使用壽命。重復使用和再循環的設計則能延長所有建筑構件的使用壽命和使用期。
在一些重復使用和再循環的設計中,考慮建筑生命周期內建筑構件更換頻率至關重要。商業化的建筑構件,往往有著不同的使用壽命。在更換這些構件時,拆除作業往往會影響到其他部件,因為很多拆除作業可能破壞正常狀態的建筑構件。為了再次利用這樣構件,在拆除過程中應該妥善保護他們。使用簡單固定件和耐用材料可以提高構件重復使用的次數。
即使構件拆除下來很完整,但是它們仍然可能無法重新使用,光潔的衛生器具拆下來后不再美觀,屋面防水薄膜再次使用無法保證質量,非公制標準門或磚塊不再符合當時新的建筑標準。可替換和可拆卸的建筑構件不但有利于可持續發展,而且可以簡化建筑維護、升級和翻新,大大降低建筑維護費用。
設計者如果設想到建筑在未來還能再利用,就不得不考慮其材料潛在的工作壽命。此外建筑師還需考慮建筑和建筑構件的最優使用期限,以及可再生性和可重復利用性。因此設計使用新建材的建筑需要注意以下幾點:建筑的耐久性和可再循環能力;設計能簡單拆卸和再循環的建筑;使用隔墻或者能簡單拆卸,重復使用和再循環,以適應建筑潮流的變遷。
結束語:
通過以上探討,筆者認為要迫切將綠色、可持續發展觀點應用到我國的住宅發展進程中,這體現了以人為本的適應性以及與環境相協調統一的可持續性內涵。
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20世紀60年代以來,人口激增、資源缺短、環境污染、生態破壞等問題日益突出,人類被迫開始重視自己的經濟行為,環境和發展問題從而得到國際社會的普遍關注。
20世紀70年代開始,為應對世界與日俱增的經濟發展與環境保護需要,聯合國召開了一系列環境會議。1987年世界環發委員會主席布倫特蘭夫人第一次提出“可持續發展”概念,使得可持續發展轉變成文字形式呈現在人們面前;1989年5月在第15屆聯合國環境署理事會期間,通過《關于可持續發展的聲明》,聲明展示可持續核心思想以經濟發展應建立在環境可持續發展與人類自身循環發展基礎之上,使人類生產生活得到滿足,環境得到保護,后代生存發展得到保障;1992年聯合國環境與發展大會提出并通過全球的可持續發展戰略――《21世紀議程》;1994年7月4日我國國務院批準第一個國家級可持續發展戰略――《中國21世紀人口、環境與發展白皮書》――構筑一個綜合性的、長期的、漸進的可持續發展戰略框架,指導社會和經濟發展的新的模式。
在2006年英國政府在住宅市場推出“可持續住宅規范”,2008年全國強制施行,其系統地分析住宅可持續設計、建造和使用過程中的9 類關鍵問題,評估新建住宅的可持續等級。可持續等級由低到高分為6個等級,一級為最低水平,僅略高于2006年籌劃“可持續住宅規范”時的建筑規章;6級為最高水平,代表至2016年時英國所有新建住宅必須達到的標準――“零碳排放住宅”,即住宅使用中的所有能耗,包括采暖、熱水和電力需求等,均來自于零碳能源供給。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團隊共同設計了單體實驗性住宅――金斯潘住宅。
金斯潘住宅位于英國維特福德的建筑研究院創新園內,總建筑面積為93m?,兩層標準層加頂層躍層。2007年單體實驗性住宅完工,開發者正嘗試以此為原型開發整體社區。設計理念上,設計人員希望通過這個案例鼓勵住宅使用者改變司空見慣的、以高資源損耗(高耗能、高碳排放)為代價的生活模式,轉而以溫和的方式來合理利用地球的現有資源。技術角度上,在滿足“可持續住宅規范”的各項指標要求,金斯潘住宅的設計項目團隊沿用了目前建筑界已日趨成熟的可持續建筑設計技術,很少采用新奇的代價昂貴的手段,有效的保證建筑在成本上的可行性。住宅在系統化的節能減排設計包括“減少住宅日常能耗”和“增加自身能源供給”兩個方面。
一、減少住宅日常能耗
為了減少住宅使用過程中的能源需求,首先金斯潘住宅的表皮被設計成高度絕緣和氣密。設計中運用一種可用作墻體和樓屋面結構的高性能絕緣面板,使得金斯潘住宅的潛在熱損失相較普通住宅減少了2/3。其次為進一步減少相關熱損失,該住宅的窗墻比僅為18%(普通住宅為25-30%);為確保密閉情況下室內空氣的質量且防止夏季室內出現過熱的情況,設計人員為金斯潘住宅提供了雙通風系統:能夠在春、夏和秋季為住宅內部提供被動式制冷和通風的風帽;以及為冬季通風而特別設計的、帶有熱恢復設置的機械通風系統,從而減少冬季室內外空氣交換時產生的熱損失。第三是屋頂天花板中的相變熱阻系統,其構成相變材料的物理狀態可以隨室內溫度而變化――當夏季白天室內溫度過高時,天花板內材料由固態變為液態從而吸收室內的部分熱量;而當夜晚或冬季室內溫度過低時,天花板內材料由液態轉變為固態則向室內釋放部分熱量,從而通過物理狀態變化有效的控制室內溫度;此系統與雙通風系統共同作用時,又可以有效地保障空氣流通。
除了通過技術手段來減少住宅使用過程中的能源需求外,金斯潘住宅還為住戶提供了智能監控系統,以幫助他們記錄能源使用的狀況,并在提升住宅使用者環境意識和生活模式的同時,減少能源浪費,進一步降低人為能耗需求。
二、增加自身能源供給
為了增加使用過程中的能源自給比例,金斯潘住宅采用再生能源復合式手法,包括木質燃料自給式鍋爐供熱,建筑整合式太陽能光伏板和太陽能電熱供水系統等;白天太陽能光電板發電供給建筑使用,多余的電儲存起來,供晚上和沒太陽時使用;此外建筑屋頂、墻面均為相變材料,便于儲存和釋放太陽能,從而減少建筑供暖的能耗。由于太陽能光伏發電技術的使用,其供暖和熱水系統每年只需花費約30鎊;而按2006年建筑規章要求建成的同類住宅相比,金斯潘單體住宅使用期間,每年能為住戶節省能源費用約500 鎊,即普通住宅使用過程中能源花費的94%。
各國政府相繼推出“可持續住宅規范”和示范案例,但由于世界各地區的氣候有所不同,且經濟和文化發展狀況不一,單一標準化體系不能能夠有效地解決各地在開發低碳住宅過程中所面臨的不同問題,所以綠色生態建筑規劃需要更加具體和完善。
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建筑的發展把“人的需求”推到一個最原始的起點上――人的“生存”需要:陽光、空氣、水、動植物……因此,我們努力實現的不僅是有個建筑物,還要使之置于一個健康的、易于生存的綠色生態居住空間中。建設部發言人仇保興強調:推進綠色建筑的發展是搞好資源綜合利用,建設節約型社會,實現可持續發展,發展循環經濟的必然要求。
20世紀以來,綠色建筑評價研究發展得非常快,但是由于受到知識和技術的制約,各國對建筑和環境的關系得認識還不完全,與實際需要相比,評價體系依然還存在著不少的問題,以至于綠色建筑的價值沒有得到客觀、科學的體現。
本課題就是在分析國內外綠色建筑評價體系后,運用價值工程等原理及方法對綠色建筑的價值進行深入的研究。
二、研究意義
綠色建筑是建筑業發展的必然趨勢,然而,現有的國內外綠色建筑評價體系沒有很好地引導綠色建筑的發展,它只是基于環境學家的角度對是否為“綠色建筑”進行了判定及對其等級進行了劃分,然而并沒有對綠色建筑做出全面的評估。本論文的研究有如下意義:
1.從建筑的角度研究分析,同時考慮生態系統與城市基礎設施、生物學與非生物學等因素,還涉及建筑環境綜合評判中各種構成要素的質量標準如:建筑形態、使用方式、設施狀況、營建過程、建筑材料、使用管理等對外部環境的影響,以及舒適、健康的內部環境營造等等進行分析以得出綠色建筑的真正價值所在。
2.從全壽命周期的角度出發,考慮建筑全生命周期的投資及回報,檢驗各項綠色技術帶來的效果,包括對其在使用過程中運行費用的降低、節能效益,甚至對人體健康、社會可持續發展影響,對綠色建筑進行經濟上評估。
3.目前的幾乎所有國家的評價指標體系均沒有評價歷史人文等有關內容,評價單從技術的角度入手,回避了此類問題,從而造成了內容的欠缺,本論文將會考慮建筑和歷史人文的平衡內容。
三、國內外研究現狀
1.國外綠色建筑評價體系的研究現狀
發達國家和地區早在20世紀60年代開始探索“綠色建筑/可持續建筑的發展戰略與技術”,成立了相關的技術協會、研發組織,并研究制定了相應的評價指標體系。
(1) 英國的BREEM評估體系
英國建筑研究所(BRE)推出的BREEAM是各種評價系統中最著名的一個,它于1990年首次推出,是國際上第一套實際應用于市場和管理之中的綠色建筑評價體系。最初,BREEAM的評價目標主要是辦公建筑,該機構同時為建筑師和開發商提供相關技術咨詢,目前該系統己在全球傳播,并被認為是評價一個建筑物環境質量和性能的工業標準。
(2) 美國的LEED綠色建筑等級體系
“LEED綠色建筑等級體系”由美國綠色建筑委員會于1993年開始著手制定(1998年8月第一版,2000年8月第二版)。它受到英國BREEAM的啟發,主要用于評價美國商業(辦公)建筑整體在全生命周期中的綠色生態表現。2000年3月美國綠色建筑委員會制定的“綠色建筑評估體系”(第二版)( LEED GREEN BUILDING RATINGSYSTEM VERSION 2.0),旨在用成熟的或先進的工業原理、施工方法、材料和標準提高商業建筑的環境和經濟性能,為設計單位按照綠色環保和可持續發展要求進行設計提供指導。
(3) GBC綠色建筑挑戰
“GBC綠色建筑挑戰”發起于1996年,當時有加、美、英、法等14個國家參加。兩年間,各參與國通過對多達35個項目進行研究和廣泛交流,最終確立了一個合理評價建筑物能量及環境特性的方法體系:GBTOOL,目標是建立第二代建筑環境評價系統。1998年10月,在加拿大溫哥華召開了14國參加的綠色建筑國際會議“綠色建筑挑戰98 (GBC98)”,在這次會議上研究成果得到了展示和總結。會議的中心議題是建立一個國際化綠色建筑評價體系,這一體系可以適應不同的國家和地區各自的技術水平和建筑文化傳統.
2.國內綠色建筑評價體系的研究現狀
綠色觀念在我國起步較晚,但是發展較快,尤其是綠色建筑評價研究,我國在學習借鑒國際先進的綠色評價體系之后,已經推出一系列適合我國國情的綠色建筑評價體系,具有代表性的研究成果主要有:
(1)中國生態住宅技術評估手冊
《中國生態住宅技術評估手冊》生態評估體系包括小區環境規劃設計、能源和環境、室內環境質量、小區水環境、材料與資源等五大指標. 經判斷打分后上述五大指標體系得分都在60分以上則被認定為綠色生態住宅,體系得分在80分以上者進行綠色生態住宅單項認定。
(2)建設部征求意見稿《綠色建筑評價標準》(2005年10月)
《綠色建筑評價標準》用于評價住宅建筑和辦公建筑、商場、賓館等公共建筑。《標準》的評價指標體系包括以下六大指標:(1)節地與室外環境;(2)節能與能源利用;(3)節水與水資源利用;(4)節材與材料資源利用;(5)室內環境質量;(6)運營管理(住宅建筑)、全生命周期綜合性能(公共建筑)。
(3)《綠色建筑評價標準》(2006年6月)
綠色建筑評價指標體系由節地與室外環境、節能與能源利用、節水與水資源利用、節材與材料資源利用、室內環境質量與運營管理或全生命周期綜合性能(公共建筑)六類指標組成。綠色建筑評價標準主要內容是節能、節地、節水、節材與環境保護,注重以人為木,強調建筑的可持續發展。
縱觀國內外綠色建筑評價體系,筆者主要發現如下幾個問題:
1、前言
經濟的發展,推動了對能源的需求,而相對于地球限定的資源,出現了能源危機。而全球50%的土地、礦石、木材資源被用于建筑;45%的能源被用于建筑的供暖、照明、通風,5%的能源用于其設備的制造;40%的水資源被用于建筑的維護,16%的水資源用于建筑的建造;60%的良田被用于建筑開發;70%的木制品被用于建筑。而隨著社會的發展,人們對自身健康和生活舒適度的要求也越來越高,而滿足這些條件的建筑也必然要消耗更多的資源和能源。因此,減少建筑中資源和能源的消耗,同時提高建筑的使用功能,提高人們生活舒適度,是建筑的兩大主要日標,也是建筑業發展的方向,也是建筑業可持續發展的重要策略。
可持續建筑是目前建筑業發展的最重要的議題,從最初的低能耗、零能耗建筑到后來的能效建筑、環境友好建筑,再到今天的綠色建筑(greenbuilding)和生態建筑(ecologicalbuilding),一共經歷了三個階段。
綠色建筑就是應用環境回饋和資源效率的集成思維去設計和建造的建筑。綠色建筑有利于資源節約(包括提高能源效率、利用可再生能源、水資源保護);綠色建筑充分考慮其對環境的影響和廢棄物最低化;綠色建筑致力于創建一個健康舒適的人居環境、降低建筑使用和維護費用。綜上所述,綠色建筑的主要特點就是環保健康和節能。
2、全壽命周期綠色建筑的環保節能技術
(1)設計階段
設計是綠色建筑的重要階段。綠色建筑在設計中,就要體現環保健康和節能的特點。一般采用整體設計。建筑整體設計就是指在建筑設計的初始階段,根據當地的氣候條件,通過被動式建筑設計、建筑參數優化設計等建筑設計及技術手段,并結合周邊建筑及環境的影響,充分利用自然資源,如太陽能、風能等減少對有機能源的依賴,創造舒適的人居化境。在設計中,做好整體規劃,充分利用現有的資源,減少重建。例如南方地區綠色建筑成功設計最關鍵的因素一是通風,二是遮陽,三是建筑立面綠色和屋頂綠化。這三項非常簡單的技術應用可大大降低空調的使用,可使建筑能耗降低50%以上。在北方,需要在建筑墻體中加仁非常厚的聚乙烯泡沫保溫材料,因為北方冬天的室內外溫差可高達40℃以上;而南方室內外溫差一般不超過100C,這種氣候條件下就不需要特別加強墻體構造來保溫。
(2)施工階段
施工是建筑中能耗消耗最多的階段,也是環保和節能技術中關鍵階段。在施工中,使用健康和節能的材料和設備,強化綠色建筑的施土技術,是綠色建筑施工中的重要手段。
①建筑材料和建筑設備
建筑構件和建筑設備的環保健康和節能,是綠色建筑中的關鍵技術。例如合理使用經濟適用的節能技術可在滿足舒適要求的同時使建筑節約1/3左右的能源費用。低能耗高效能的建材、先進的絕熱技術、充分考慮遮陽和日光利用的高性能集成窗系統、建筑氣密性的處理、新能源和可再生能源系統的使用、高能效設備和用具的使用、區域熱電冷聯技術等在建筑的使用,將是綠色建筑中的關鍵技術和關鍵設備。
②建筑施工方法
綠色施工與傳統的施工方法相比,有較大區別。傳統的施工方法以滿足工程本身指標為目的,以工程質量、工期、成本等為根本目標,在節約資源和環境保護方面考慮很少,當節約資源和環境保護方面與工程質量、工期、成本等發生沖突時,總是采取保證后者,放棄前者,這樣做的后果常常是工程本身的質量、工期、成本達到了要求,但浪費了資源,破壞了環境,給社會留下了不可彌補的遺憾。建筑物綠色施工是對施工策劃、材料采購、現場施工、工程驗收等進行控制,強調施工全過程“四節一環保”。就是以資源的高效利用為核心,以環保優先為原則,追求高效、低耗、環保,統籌兼顧,實現工程質量、安全、文明、效益、環保綜合效益最大化,是具有可持續發展思想的施工方法。
(3)使用階段
綠色建筑的最終功能是滿足使用的功能。因此,要求環境品質能夠滿足環保健康和滿足人們的舒適性。室內環境品質問題包括兩個方面,一個是室內熱環境問題,一個是室內空氣質量問題。因此,室內環境要講究通風和采光技術,還要采用地熱,分戶計暖等措施來進行節能。室外環境要能夠美化人的心靈,陶冶人的情操。因此,要采用綠化措施還要采用節水、綠化等技術措施。
3、綠色建筑的質且控制
綠色建筑的發展和質量控制,需要政府的政策的支持和民眾的支持,需要有標準來衡量和指導建筑。
(1)制度保障
任何一個新事物的發展都離不開推動力,而政策法規正是綠色建筑發展的驅動力。政策支撐最基本的是要建立合理的、切實可行的政策法規,這是保證政策實施的先決條件,要防止不切實際的理想政策。而政策支撐最關鍵的是執法力度,目前中國的建筑節能法規的執行力度還不夠,應該設立相應的執法監督機構,切實保障建筑法規的實施。因此,要真正實現綠色建筑政策支撐,就必須要嚴守“法”的觀念。與此同時,激勵政策有利于綠色建筑在中國的發展,出臺相應的獎勵措施可以激勵和促進綠色建筑的開發和建設。這樣,綠色建筑才能得到人們的認可,才能得到更有效地質量控制。
(2)標準完善