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【关键词】 生态建筑;绿色环保;节能
【中图分类号】 TU201.64 【文献标识码】 B 【文章编号】 1727-5123(2013)06-032-01
如今生活在都市里的人都渴望回归自然,希望更多地与大自然接触,近年来, “绿色建筑”、“生态建筑”“智能建筑”概念在建筑市场上日益热门。最常见的就是某些社区建设高档的园林景观提高绿化面积来宣扬是“绿色建筑、绿色社区”,还因此而提高售价,给人以绿色建筑要靠花大钱来做的错误概念。本文是笔者结合多年建筑设计工作经验,主要针对现阶段提出的绿色生态的建筑设计做出了一些简要阐述,以供参考
1 推进“绿色生态建筑”的必要性
绿色建筑以美国的奥杜邦协会总部为代表,它是纽约曼哈顿最节能的建筑物,被认为是建筑环保史上一座新的里程碑。何谓绿色生态建筑。目前,国内认为它必须是一种节约型建筑。它将作为21世纪建筑业的主旋律,应体现在健康、节水、节地、节能、制污、循环利用。其一有利于人们健康。人们对于“健康建筑”的重视,主要是由于出现了“建筑综合症”产生的原因有:①建筑材料。尤其是现代名目繁多的室内装饰,装修材料和室内用具的存在,使新装修的房屋室内含有大量的甲醛、氡气、石棉、氧化物及CO2、CO等等,影响人体的健康。②不恰当的节能措施。降低了室内空气的质量,联合国卫生组织WHO统计,近30%的新建及改建的建筑是有病的。③厨房及其它污染。燃料在灶具中燃烧产生的有害物质和烹饪过程中发生的油烟,主要成分为焦油、一氧化碳、氮氧化物等。焦油中的3.4-苯并芘有强烈的致癌作用,一氧化碳和氮氧化物易引发心血管和神经系统等多种疾病。其二合理控制城乡居民建设用地。近几年来,我国因建设用地平均每年减少50万hm2耕地,由建国50年人均耕地面积0.2hm2多减少到0.1hm2,故有关节约土地的方针十分重要。积极推进墙体材料的改革,要大力发展节能、节地、利废、保温、隔热的新型墙体材料,鼓励采用绿色建材。采用各种板材,空心砖砌块等来减少墙体厚度,并对墙体进行合理设计,以先进的建筑结构来增加使用面积,节约用地。旧城区改造要有新模式,以便节地,严格控制城乡居民建设用地是一项长期的措施。其三水资源的平衡分配。全球淡水资源短缺。我国北方城市的资源性缺水,南方一些城市的水质性缺水已经到了对经济和社会亮红灯的程度。城乡居民用水是水资源平衡分配的重要环节,这既包含了水量问题,也包括水质问题。其四治污。要加强对污染物的排放及治理工作,达到利废、节约、环保的目的。
2 绿色生态建筑设计原则
①节约能源。绿色生态建筑,最重要的是要遵循节能原则,也就是节约能源、资源,无害化、无污染、可循环。建筑材料使用应尽可能利用可降解、可再生的资源,同时还要严格做到建材的无害化(无污染,无辐射)。绿色生态建筑的设计,要求利用各种手段来创造一个有利于人们舒适、健康的生活环境,实现向自然索取与回报的平衡,构建一个和谐高效利用能源的生存环境。②生态和谐。建设绿色生态建筑,其次要做到生态和谐。也就是要注重研究建筑物旁边的植被、微生物、动物和人之间的关系,强调各种物体之间的共生共荣,强调人与自然的和谐统一。这些都可以通过植被的多样性、自然水资源的保护和利用、化学污染的降低来体现,从而达到营造建筑周边的环境质量的要求。③设计科学,以人为本“以人为本”应当是设计的根本原则。这是因为,人是社会的主体,追求高效节约决不能以降低生活质量,牺牲人的健康和舒适性为代价。在以往设计的一些太阳能建筑中,有相当一部分是服务于经济落后地区的,其室内热舒适度较低,没有认真做到合理设计和以人为本。随着人们生活水准的不断提高,这种低标准的“绿色生态”建筑很难再有所发展,也必将被社会所淘汰。从另外一个层面来讲,这与国家宏观要求也是相符的。④从实际出发,不照搬盲从。绿色生态建筑应该着重强调的是要因地制宜,从实际出发,不能照搬盲从。我国的绿色生态住宅设计存在一种很普遍的现象。很多设计者喜欢照搬西方的现成设计,认为西方的就是好的。殊不知,西方发达国家与我国的建筑模式很不相同。⑤强调整体性设计。建筑设计应强调“整体设计”思想,必须结合气候、文化、经济等诸多因素进行综合分析、整体设计,切勿盲目照搬所渭的先进生态技术,也不能仅仅着眼于一个局部而不顾整体。
3 绿色生态建筑设计的实现策略
由建筑设计上看,一种是将建筑融入自然。把建筑纳入与环境相适应的循环体系中,更经济地使用自然资源,使建筑转化为生态系统的部分,尽量减少对自然的破坏,使自然转化为建筑的部分。第二种是将自然纳入建筑,运用高科技技术,促进建筑生态化,人工环境趋向自然。
绿色生态建筑概况
绿色生态建筑,是绿色建筑、生态建筑的综合建筑型态,其中单看“生态建筑”,是把建筑融汇为一个生态系统之中,使处于自然环境中的建筑实体、能源、物质都在大的生态系统内部地循环,从而排出污染和浪费掉的部分,进而再获得环境良好、高效清洁的生态环境。
案例解析――深圳万科中心
一、项目概括
万科中心地处深圳大梅沙海滨旅游区,是个具有多功能的建筑,包括对外租售的SOHO公寓、产权式酒店、以及万科办公大楼。设计师斯蒂文-霍尔将其解释为“漂浮的地平线”――将不同功能体块以水平几何型态串联在起,并将整个建筑架空抬起,犹如海平面升起,将建筑最大程度地投放于自然。
二、万科中心的绿色生态建筑技术
1.“自然化建筑”技术
建筑和自然进行能量交换的过程中,能源的来源方式与自然界里的风、光、热等,是绿色生态建筑长期应用研究的主要部分。
(1)能源利用技术
①太阳能源利用技术
万科中心屋顶(除酒店)全部装有太能光电板,总面积为1997平米,转化的太阳能可提供整个万科总部用电总量的14%,约28万度。
②绿色生态节能措施
A.利用自然减少能耗:万科中心的幕墙玻璃采用高透光双银中空Low-E玻璃,同时采用了活动可调外遮阳装置,外遮阳板上设置有透光孔,遮阳板全部开启状态下各楼层的采光系数大于等于2%的面积比例为78.17%-87.06%。外遮阳的构造形式,可以满足夏季不同时间、不同角度对于太阳辐射的遮挡,有效地节约了室内照明和空调系统的能源。(如图)
B.改善护结构的保温性能:万科中心的外墙主体材料采用加气混凝土砌块,其有优异的保温隔热性,具有极低的热透过率,因而具有良好的隔热性能。幕墙玻璃选用双银中空Low-E玻璃,上面覆盖的双银Low-E膜,是种热反射原理膜,具有极高透光和反射率,良好的隔热性、防止紫外线。屋顶主体结构材料中的保温材料选用了挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板,这种板材的导热系数小于等于0.028w/m.k,远远低于其它的保温材料。因此具有高热阻,低线性膨胀率的特点。
③能量利用和回收措施
A.空调设备和照明系统:万科中心内部所有地面上空调的出风口,是采用独立送风系统。空调采用冰蓄冷空调系统。利用蜂谷电价差节省运行费用,每年可达34万元。万科中心根据不同区域所需的采光量不同,选用节能型光源及灯具,同时设置可独立调节光线的灯具来满足环境的变化。这样项目与其他规模的办公大楼相比会减少30%的照明耗能。B.通风设施:室内设置地板层送风系统,靠地板下的低压力送风管送冷风到室内,常规送风温度比其低2~4度,可节电3成以上。
2.“人性化建筑”技术
①自然通风:万科中心的周围不设置围墙,首层全部架空设计,创造了自由、灵活有遮盖的景观绿地,并且让临近的海风和陆风穿透基地,更好地增加自然通风的效果。
②绿化系统:场地总绿地面积22967m2,项目建设用地面积为48542.2m2,项目绿地率为77.0%。采用屋顶绿化方式,绿化区域在阳区,全天均有日照。绿化可以在夏季可以良好地降低地表温度。(如图)
③可循环材料和可再生利用材料:采用钢结构体系、铝合金玻璃幕墙体系、竹材墙板等多种可再生循环材料,可再生循环材料使用重量占所用建筑材料总重量的比例为29.4%。在材料采购和施工过程中大量选用当地生产或周边地区生产的建筑材料,500km以内建筑材料使用重量占所用建筑材料总量的98.84%。建筑建造过程中旧材料全部回用,对于无法回用的废弃物全部运到相关收购站,并有专人记录。施工现场废弃物回收使用比例约为45.0%。
④中水处理:中水处理系统采用垂直流人工湿地系统,出水用于景观绿化及道路广场冲洗,日处理能力为1 50m3/cl。屋面雨水全部收集,地面雨水全部处理渗透,一年可节约大约45700吨水。
关健词:建筑设计;生态建筑;持续发展
Abstract: With the progress of modern society, taking the road of sustainable development, the maintenance of ecological balance, building green ecological building will be the inevitable choice. Designers should always put me in the pulse of the times, also have a certain innovation and advanced consciousness, only in this way, it can we understand human demand for building, designed to satisfy the demand to adapt to new housing construction for the development of the times.
Key words: architectural design; ecological construction; sustainable development
中图分类号:TU2文献标识码:A文章编号:
1 绿色生态建筑建筑的相关特征
对于生态型建筑的环境要求:①洁净的空气②水源与土壤③不受到不良自然环境的危害④不易遭受自然虫害的侵袭。其相关特征如下:
1.1建筑物要尽量保持和开辟绿地,在建筑物周围种植树木防风、遮荫,改善景观,保持生态平衡。重视室内空气质量,保持新风在室内的流动。重视人文景观的保护,建筑物附近有价值的古代文化或建筑遗址应于以保留并妥善安置。
1.2建筑物的能源、其他消耗至最低程度。建筑物应该充分有效地使用水、可再生能源、
材料和其他资源。尽量利用清洁能源(如地热与太阳能、水能、生物能和风能),保护与改善自然环境,在满足人们的健康、舒适、安全使用的情况下降低消耗、节省资源。
1.3建筑物应有合理的朝向布局,以充分利用太阳能。建筑物的形体布置合理应减小建
筑物的体形系数,以减少采暖与制冷能耗。建筑物的围护结构应该采用高效保温隔热构造并具有良好的自然采风系统以及充分的自然通风条件。建筑物内的房间设置、布局恰当,既
满足使用舒适度,又节省能源。
1.4回收并重复使用资源。从旧有建筑物中拆除的建筑材料,如砖石、钢材、木料、板材和玻璃等,尽可能保护好,根据不同情况,力求回收利用。做到:建筑材料——建筑——建筑材料——新建筑的良性循环。并积极利用其他工农业废弃物料。使用先进技术,降低建筑运行管理费用。在结构条件允许情况下尽量不要拆除旧建筑,应对共进行改造以适应新的使用功能,节省建筑造价。
因此,现在生态型建筑是资源和能源有效利用、保护环境、亲和自然、舒适、健康、安
全的建筑,是“可持续发展”的建筑。
2 实现绿色生态建筑设计的策略
下面着重对实现绿色生态建筑建筑设计进行分析,并给出其实现策略:
2.1实现建筑内部环境设计
(1)实现能源系统设。实现绿色生态建筑的能源利用,不但要对常规能源系统进行优化设计,更要注重绿色能源的利用,要将建筑节能放在首位。绿色生态建筑节能,设计师首先要做好以下三方面的工作:①把建筑设计提高到比较高的水准。②找到合理的优化的新能源的解决方案。③寻求建筑艺术与能源方案的完美结合。当然,在做好上述的工作后,还可以因地制宜地利用绿色能源,如采用太阳能、风能和地热能等,这些能源都具有无污染、可再生的优势。
(2)实现声光环境系统设计。在绿色生态建筑平面设计时,针对光环境设计来看,提倡使用新能源提供的绿色照明,如利用太阳能发电,可解决部分日常照明。其次,室内应量采用自然光,鼓励使用节能灯具,节约能耗。另外,还要注意避免由附近建筑的玻璃折射以及其他的光污染。针对声环境设计来看,设计师应考虑将卧室设置在背向噪声源的方向,这样可降低噪音30dB;采用隔音窗也能显著阻隔室外噪音;在住区沿路适当栽植绿色植物,对降噪也有一定效果。
(3)实现水热环境系统设计。绿色生态建筑的建设关键是节水,同时要考虑水质和水量两个问题。一般的,绿色生态建筑可采取的节水措施有:采用节水节能型供水设施;建立雨水收集系统、污水处理系统就地将污水处理成中水(中水意为城市污水或生活用水经处理达到一定的水质标准,可在一定范围内重复使用的非饮用水);景观用水要专门设计并将纳入中水系统一并考虑。热环境的实现更为重要。建筑区的热系统应满足居民的供热舒适度
的要求,以及建筑节能和环保的要求。冬季供暖的室内温度宜在20~24℃ ,夏季空调的室内适宜温度为22—27℃。可采用采暖、制冷、生活热水三联供的热环境技术,或在各户安装散热器温控阀,避免不必要的浪费。
(4)实现智能系统设计。目前,大量电子通讯和自动化技术在建筑中得以运用,出
现了智能化建筑,可以根据温度、湿度、风力的情况自动调节“智能壳体”的开闭和空调量,保证了智能化大楼中智能化生产和脑力劳动的高生产率。因此,绿色生态建筑的发展也需要
推进智能化的发展,进行智能系统设计。
2.2 实现建筑外部环境设计
建筑外部结构设计主要体现在环境绿化上边。(1)绿化可以有创造性思路,可以与当地自然环境、资源、社会、人文等背景相结合,创造性地保护和利用已有条件。例如从整体出
发,通过借景、组景、分景、添景多种手法,使住区内外环境协调。(2)应该注重建筑周围环境的绿化。应该尽量减少硬质铺地,扩大草坪面积,并尽可能多种植高大乔木。因为乔木的绿化效果要比同面积的草坪高几倍。目前,多数住宅小区常采用水泥砖铺地,这对小区环境很不利,应尽量采用具有渗透性的生态铺地,如格状铺地砖,方格中可以种草等。这样,通过两个方面的努力,建筑外部环境设计要求就得以实现。
3 节能降耗,走可持续发展之路
3.1 因地制宜,合理设计,充分利用当地自然资源。建筑的规划布局应根据各地不同,因地制宜,充分利用当地自然资源,使建筑群的规划布置和建筑物的平面布置有利于自然通风和采光,保留自然水域面积,增加植物绿化形成小区微气候。设计时采用南北向或接近南北向,使建筑冬季可以增加太阳辐射得热,夏季可以减少太阳辐射得热,且与当地夏季的主导风向一致。建筑物的单体设计应控制其体型系数,将体型系数控制在一个较低的水平上,以减少其护结构的传热损失,降低建筑能耗。
3.2 注重使用节能的绿色建筑材料,提高房屋建筑的保温隔热功能注重实用新型的墙体材料和有利于环保的建筑材料,目前影响建筑能耗最直接的因素是建筑围护结构保温隔热性能的优劣,我国现有建筑围护结构的热工性能普遍较低,直接影响了室内热舒适度。处于夏热冬暖地区的福州,夏天普遍需要空调,冬天甚至需要采暖,建筑整体的耗能量大。因此,提高建筑围护结构的热工性能是建筑节能的最有效手段。
3.3 充分采用新型节能科技,使用可再生能源。注意推广节能新技术的应用,实现建筑节能,一方面通过降低建筑能耗的各种手段,另一方面要利用太阳能等自然资源,减少常规能源的消耗和对环境的污染,保持生态平衡。在我国中西部的广大地区,一方面是经济发展和居民收入相对落后,另一方面却是各种自然资源极为丰富。这就要求在建筑设计中,充分利用太阳能、风力、沼气、地热和有机废弃物的再生资源,从而在不影响使用功能的同时达到节能降耗的目的。
4结语
现如今,我国建筑市场发展迅速,建筑设计理年从生存型逐步向功能型、舒适型转变 ,开始出现体现人文关怀、科技创新理念的建筑。绿色生态建筑充分利用环境自然资源,以有益于生态、健康、节能为宗旨,确保生态系统的良性循环.确保使用者在身体上、精神上、社会上完全处于良好状态。从而实现人与自然的融合。建成人与自然双赢的建筑。实践证明,绿色生态建筑是未来建筑可持续发展的方向。
参考文献:
[1]曹伟.生态建筑,生态建材,发展战略[J].新建筑,2005
关键词:绿色生态建筑;建筑设计;生态节能
中图分类号: TU2 文献标识码: A
前言:随着当今社会国民文化素质的提高,人们的环保意识也在不断的提升,面对经济快速发展给人们带来的环境污染,生态建筑已成为现代人们普遍关心的问题。生态建筑在能够满足人们各种使用功能的前提下,建筑物与种植业、养植业、环保、能源等高科技技术有效地结合起来,从而有益于人们的工作和生活,给人们提供了健康的环保空间,因此绿色建筑已成为当下缓解能源浪费,保护生态环境的重要武器,也是未来建筑行业发展的必然趋势,同时也标志着城市化建设正在迈向绿化生态时代。
1、绿色生态建筑设计原则
1.1、以人为本的原则
人是社会的主载,是第一生产力,贯彻“以人为本”的思想也是当今社会倡导的根本原则。因此绿色生态建筑的设计也应从人们的需求:舒适、环保出发,设计出真正满足人们日常工作和生活的绿色生态建筑,而不能为了追求高效节能,而降低人们的生活质量,给人们的身心健康带来负面影响。比如在一些太阳能建筑设计中,因设计中没有真正从人们居住室内热舒适度出发,片面追求高效节能,建造出一些低标准的所谓的绿化生态建筑,给人们日常工作和生活带来诸多不便,干扰了人们的正常工作和生活,这与当今社会所倡导“以人为本”的思想格格不入。这种低标准的绿化生态建筑必然被时代的发展所淘汰。
1.2 绿化生态建筑设计需节约能源
绿化生态建筑设计的理念就是绿化环保节约能源,为人们日常工作和生活提供一个温馨、健康、舒适的生活环境,以营造一个工作高效率、生活高质量的环境氛围。从而有效的利用自然资源和保护生态环境,使人类和自然和谐相处。因此建造绿色生态建筑时,对建筑材料要严格把关,材料的使用力求用一些可降解、可再生的资源,同时还应做到建筑材料无污染、无辐射等等,以确保所建造的建筑绿色生态同时节约能源。
1.3绿色生态建筑设计需生态和谐
绿色生态建筑因是生态建筑,因此生态之间是否能够和谐相处也是我们倡导绿色生态建筑要考虑的问题,因此在建设绿色生态建筑时要科学规划,可以通过植物的多样性,自然水资源的充分利用,及降低化学污染的办法来营造建筑物周围各种植物、微生物、动物及人类之间的良好氛围,以达到它们之间和谐相处,共生共荣,从而营造城市绿色生态环境氛围。
1.4 注重绿色生态整体设计
绿色生态建筑设计要达到我们预期的效果,必须在设计时注重整体效果的考虑,在设计时就必须从当地的历史文脉、经济发展情况、城市文化及结合当地的气候条件出发,打造出适应本城市风格的绿色生态建筑,同时在设计时避免复制其它所谓的先进的生态技术模式,必须从整个城市的整体出发,避免出现因局部小生态环境的特殊而破坏整体绿色生态系统的效果。
1.5绿色生态建筑设计要因地制宜
任何事物适宜才能生存才能发展,绿色生态建筑也不例外,因此在进行绿色生态建筑设计时,一定要根据所在地域的气候条件,经济条件,宜地制宜,从实际出发,打造出适合本地的绿色生态建筑,切不可复制它人的作品,完全照般过来。当下一些设计者们认为只要是西方的东西就是先进的,就是科学的,根本不考虑当地的各种条件,照单全收别人的设计,岂不知西方发达的建筑模式与我国的完全不同。因此我们在进行绿色生态建筑时要最大限度地利用自然资源,比如自然采光,自然通风、被动式集热和制冷从而减少自然资源的浪费和避免空调带来的污染。
2、建筑规划设计
建筑规划设计者应把建筑设计视为一个小的生态系统,以生态系统进行规划和设计,合理利用各种资源,同时协调好经济、生态和社会的关系,根据建筑物的地理位置,合理布局建筑物的朝向,形体、间距和配置绿化植物。同时要充分利用建筑本身的结构,组织立体绿化,以改善局部小气候的生态环境,给人们的工作和生活营造一个绿色的健康的环保氛围。同时建立局部小系统与整个城市大系统的有效连接,以保证局部的小气侯的污染物成为城市大系统的可利用再生资源。在进行建筑生态设计时,还应充分利用可利用的自然资源太阳能、风能等自然能源,但在设计时要考虑建筑空间的形体和自然空气的联系,做到采暖、通风、照明等互相协调,以降低整个系统对生态系统的影响。同时在利用太阳能时,要注重建筑物的朝向和建筑的型体,以营造良好的局部建筑小气候,使人和自然能够和谐相处,另外在进行生态建筑设计时,要加强建筑空间的多样化和科学化,增强立体感,强化使用功能的多样性和空间的可变性,最大限度的改善人居环境状态。
3 、绿色生态建筑的设计
3.1、充分利用太阳能
太阳能做为大自然赠与我们的健康能源,是取之不尽用之不竭的,我们要充分利用这一宝贵资源,因为太阳能是环保能源中最重要的组成之一,它的利用即安全、又廉价,同时储量用之不竭等优点。随着时代的发展、科学的进步,对太阳能的开发和研究将越来越引起社会的重视,同时也必将成为我们环保节能建筑的重要组成部分。
3.2加强环境的绿化。
随着人们经济水平的日益提高,人们对物质生活的标准也在逐步提升,人们对工作和生活环境的要求也越来越引起社会的关注,因此打造绿化美化环境,为人们工作和生活营造温馨、健康的环境也就成了当下着重做好的事情。绿色植物通过光和作用吸收空气中的二氧化碳,释放氧气,从而提高氧气含量,植物叶片能过吸附空气中的杂质,从而净化空气,同时绿色植被覆盖地面,植被有大量的水分蒸发,可以对空气进行过滤,从而可以给人们提供一个舒适、清爽的良好环境。因此在绿色生态建筑设计中要注重绿化方面的设计,保证绿化的质量和数量。将绿化标准作为绿色生态建筑的硬性指标来完成,从而改善人居环境条件,提高城市小气候的空气质量,继而提高人们的工作效率和生活质量。
3.3引入绿色建筑学理论。
对于快节奏的城市化进程来说,绿色生态建筑的实施必须结合本地的自然环境、历史文脉、人文文化因地制宜的建造适宜本地区绿色生态建筑,同时在创新的基础上改变过去那些不够完善的布局模式、区位设置以及资源的配置,同时在注重地区传统文化、保护历史文化,传承文化的基础上,因地制宜地打造出本地特色的绿色生态建筑。
4、生态建筑的节能
建筑像其它有机体一样,也在不断的输入能量同时进行能量消耗,从而完成它的生命周期。因此充分使用建筑,在其生命周期内有效利用能源和降低建筑能耗,从而节约能源又减少对周围环境的污染,是我们生态建筑要深入研究的课题。
在建筑的使用过程中,要充分利用其各种能源。即建筑设计节能、场地选择及规划节能、辅助设备系统的节能。在整个建筑中,外窗、外墙和屋面是整个建筑能量消散的主要通道,因此做好外窗和外墙及其屋面的保温隔热和防热至关重要。做好外窗的隔热和防热,可以通过控制各朝向窗墙面积比、提高窗的气密性、提高窗玻璃、窗扇和窗框的保温隔热能力。对于外墙的隔热保温可以通过外保温隔热、内保温隔热等措施。尤其在南方比较炎热,做好夏季隔热至关重要。可以通过种植植被,利用植被对外墙进行遮阳可以起到良好的防热效果。对于屋顶的热工节能,因北方地区寒冷,可以采用倒置屋面的做法来进行保温隔热,而在南方可在屋顶设置通风间层,种植绿色植物遮阳、屋顶蓄水等方法来降低室内温度,达到屋面防热的目的。
结语:
绿色生态建筑是时展的新生事物,随着人们对环保意识的加强,对生命健康的渴望,绿化生态建筑将越来越受到人们的关注,这也要求我们建筑工作者们要加强业务学习,深入专研绿色生态建筑这项系统工程,从而为营造人与自然的和谐氛围贡献自已一份力量。
参考文献:
【1】余庄.建筑智能设计.中国建筑工业出版社.2006.02
关键词:绿色; 生态; 节能; 高层建筑
中图分类号:S891+.5文献标识码:A文章编号:
引言:
绿色建筑的核心是"四节"和环保,人、建筑、环境的和谐统一和协调共生。阐述了绿色建筑的含义,分析了国内外绿色建筑的发展现状,结合国外先进的理念和研究成果,从绿色建筑的设计、施工和材料等方面,展望绿色建筑的发展前景,说明绿色建筑是我国建筑可持续发展的唯一选择,是未来建筑发展的方向
1.我国绿色建筑的现状与问题
伴随着可持续发展思想在国际社会的认同,绿色建筑理念在我国也逐渐受到了重视。1996年,我国国家自然科学基金会正式将“绿色建筑体系研究”列为“九五”计划重点资助课题。1999年在北京召开的国际建筑师协会第二十届世界建筑师大会的《北京》,明确要求将可持续发展作为建筑师和工程师在新世纪中的工作准则。
我国的高层建筑有近七十年的历史,东北地区,现代化高层建筑的诞生仅有二十几年的历史,然而城市中任何建筑都是城市设计、规划的一部分,城市设计是一项十分复杂的工作,我国在这方面的经验不多,而且管理机制尚不健全,往往受一些因素的影响,工作不甚周密和协调,甚至失去控制,有许多的问题等待我们去解决,有待于探索和改进,所以说,今天的高层建筑设计仍处在一个不太成熟的阶段。
2.实例
柏林国会大厦
主要依靠自然采光而且具有顶光,通过透明的穹顶和倒锥体的反射将光水射到下面的议会大厅,议会大厅两侧的内天井也可以补充自然光线,基本上可以保证议会大厅内的照明,从而减少了平时的人工照明。穹顶内还设有一个随日照方向自动调整方位的遮光板,遮光板的作用是防止热辐射和避免眩光。沿着导轨缓缓移动的遮光板和倒锤形反射体都有着极强的雕塑感,日落之后,穹顶的作用正好与白天相反,室内灯光向外放射,玻璃穹顶成了发光体。
在这个建筑中,对‘风’的处理显得很熟练,他将基本的空气动力学原理应用于高度复杂的建筑中,并将通风系统融入到建筑造型艺术中――作为整个国会大厦视觉精华的玻璃穹顶恰恰是通风系统的排风口。
议会大厅的遮阳和通风系统的动力都来源于装在屋顶上的太阳能发电装置,无污染,整个建筑自成一个系统。正如福斯特自己宣称的,他的这个改建工程是一个“生态结构”。
3.总结和看法
从这个例子以及其他高技派的作品中,发现福斯特为代表的建筑师的设计理念和手法并非放四海而皆准的,尤其对于那些经济不够发达的地区,但随着日益恶化的生态环境和全球性能源危机,这种可持续建筑理念变的很有必要,因为它关注的焦点是建筑的灵活性和生态环境。
建筑的灵活性体现在建筑内部空间的灵活划分上,可根据需要进行扩展而不影响原有建筑的正常使用,这种灵活性主要依靠先进的结构和现代化设备体系来实现。
至于对生态环境的关注是最突出的。建筑师利用先进的结构和设备,材料和工艺,结合不同的地区特殊气候条件,因地制宜,努力创造出理想的人工环境。在不断探索的过程中形成了自己的气候观。但与那些乡土主义不同,这些建筑师对气候的态度不是一味的迁就,正如他们不迁就传统建筑一样。他们根本追求的是创造一种健康、舒适的人工建筑微气候。建筑就是关乎人类及其生活质量的,这些才是建筑师真正的动力,风格和形式都是在第二位的。健康、宜人的建筑微气候是目的,工艺技术是手段,“以人为本”的精神在这类建筑中得到最深刻的体现。
而要做好这样一个设计,大概可以从以下几个方面入手
4.利用外部环境中的因素
改变原来无视建筑周围环境的做法,把建筑的外部环境所起的效用放在重点考虑的地位,尽可能多地利用环境中的资源和要素,以及周围其他建筑和设施所能提供的技术性可能。由土壤、绿化、水及空气组成的外部环境,其他建筑组合成的现实环境为建筑设计提供了多种可能性,这样可以减少建筑中设备的数量和功率,节省能源和运行的费用。
挖掘新材料和新技术的潜力
随着科技的发展,建筑技术不断进步,新型建筑材料层出不穷,设计师们的设计有了更广阔的天地,除了为艺术形象上的突破和创新提供了更为坚实的物质基础外,也为充分利用自然环境、节约能源、保护生态环境提供了可能。然而,当一种新的建筑技术和建筑材料面世的时候,人们往往对它还不熟悉,总要用它去借鉴甚至模仿常见的形式。随着人们对新技术和新材料性能的掌握,就会逐渐抛弃旧有的形式和风格,创造出以之相适应的新的形式和风格,充分挖掘出新材料和新技术的潜力。即使是同一种技术和材料,到了不同设计师的手中,也会有不同的性格和表情,以及不同的使用方式。
6.充分利用的几种节能途径
6.1墙体节能
墙体是建筑护结构的主体,其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量。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。因而在节能的前提下,应进一步推广空心砖墙及其复合墙体技术。
6.2门窗节能
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。其节能措施有:
(1)控制住宅窗墙比。
(2)提高住宅外窗的气密性,减少冷空气渗透。
(3)改善住宅门窗的保温性能。
(4)设置“温度阻尼区”。
6.3屋面节能
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研究。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应用于屋面,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。
6.4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,只占理论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。如果将太阳能源充分加以利用,不仅有可能节省大量常规能源,而且有可能在某些区域完全利用太阳能采暖。
6.5夜间通风
夜间通风方法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自然冷源加以利用。
7.结语
关于绿色生态建筑,国外已经开始投入到实践中,并有好多取得了很好的成效,至于我国在设计和技术上均落后于发达国家,更要积极探索,利用现有的技术条件去创造新的有本国风格的生态建筑。
参考文献:
[1]刘建荣,翁季主编.《建筑构造(下册)》(第四版).北京:中国建筑工业出版社,2008
[2]罗小未主编.《外国近现代建筑史》(第二版).北京:中国建筑工业出版社,2004.
关键词:建筑设计;生态建筑;原则策略
中图分类号TU2文献标识码: A 文章编号:
上个世纪第一届国际可持续建筑会议上,把“可持续发展”定义为在有效利用资源和遵守生态原则的基础上,创造一个健康的建成环境并对其保持负责的维护。所谓生态建筑,是根据当地的自然生态环境,运用生态学、建筑技术科学的基本原理和现代科学技术手段等,合理安排并组织建筑与其他相关因素之间的关系,使建筑和环境之问成为一个有机的结合体,同时具有良好的室内气候条件和较强的生物气候调节能力,以满足人们居住生活的环境舒适,使人、建筑与自然生态环境之间形成一个良性循环系统。
1、绿色生态建筑设计标准
绿色建筑应尊重自然、保护生态、与自然协调发展,尽可能减少人工环境对自然生态平衡的负面影响。绿色建筑要节约自然资源和能源,最大限度地提高建筑资源和能源的利用率。绿色建筑要利于人的身心健康,避免或最大限度地减少环境污染,采用耐久、可重复使用的环保型绿色建材,充分利用太阳能、风能等自然清洁能源。加强绿化,改善环境。绿色建筑空间和使用功能应适应社会发展的变化,要求建筑空间具有包容性,功能具有综合性,使用具有灵活性、适应性和可扩展性。绿色建筑应具有独特的建筑技术和艺术形式表达现代生态文化的内涵和审美意识,创造自然、健康、亲切舒适、生机勃勃、丰富多彩,具有传统地方文化意韵和现代气息的建筑环境艺术。
2、绿色建筑设计的原则
2.1整体及环境优化原则
建筑应作为一个开放体系与其环境构成一个有机系统,设计要追求最佳环境效益。建筑要体现对自然环境和社会生态环境的关心和尊重,主要表现在保持当地文脉,保护历史人文景观,重视建筑场地对地形、地势的利用,加强建筑对当地技术、材料的利用,加强绿化,减少环境污染,用独特的美学艺术让建筑体现时代精神。
2.2简单高效发展的原则
绿色建筑应体现对能源的节省,尽可能利用可再生能源,如太阳能、风能等,加大智能化设计,广泛利用电子通讯和信息技术,要有预见性地研究建筑与社会发展的互动关系,做到近期规划与长远规划结合,为扩建和建造留有余地。
2.3健康舒适的原则
绿色建筑应保证建筑的适用性,体现对用户即人的关,增强用户与自然环境沟通,让人们在健康、舒适、充满活力的建筑中生活和工作。主要体现在创造良好的通风对流环境,增加建筑的采光系数,保证室内一定的温、湿度,创造良好的视觉环境及声环境,建立立体绿化系统净化环境等。
3、生态建筑的设计目标
生态建筑在整个生命周期内基本目标包括:①尽可能减少资源能源的消耗;②把环境和建筑的污染降到最低:③保护自然生态环境;④创造健康舒适的室内外环境;⑤使建筑功能质量目标统一;⑥使建筑生态、经济取得平衡。
4、绿色建筑设计方法
所谓整体环境设计,不是针对某一个建筑,而是建立在一定区域范围内,从城市总体规划要求出发,从场地的基本条件、地形地貌、地质水文、气候条件、动植物生长状况等方面分析设计的可行性和经济性,进行综合分析、整体设计。整体环境设计的方法有:
(1)引人绿色建筑理论。城市开发建设应与当地自然环境、资源、社会、人文等背景相结合,在加快建设的同时,创造性地保护和利用已有条件。一方面,改变不合理的布局模式、区域划分、空间结构和资源配置;另一方面,让城市的历史文脉、自然地理特征得以沿袭。
(2)加强环境绿化。随着社会的发展,人们已经深深地感受到环境对人的身心健康的重要性,绿化不单是可以创造空间,还可以美化环境,创造良好的生活氛围。
用绿化覆盖地面,由于大量水分蒸发,往往可以造成比较凉爽、舒适的环境;高大的乔木在地面上形成了较大树荫,减少路面吸热,同时可以净化空气,提高空的氧含量。因此,在人居环境住宅区的设计中,一定要注意绿化环境设计,创造出良好的微气候,应该将绿化量化标准引人设计规范。当前,环境绿化主要包括小区周围环境绿化和建筑立体绿化。一、小区周围环境的绿化。尽量减少硬质铺地,扩大草坪面积,并尽可能多种植高大乔木。因为乔木的绿化效果要比同面积的草坪高几倍。目前,多数住宅小区常采用水泥砖铺地,这对小区环境很不利,应尽量采用具有渗透性的生态铺地,如格状铺地砖,方格中可以种草等。二、立体绿化。引人“土地空间化”的概念,包括墙面绿化、屋顶绿化和阳台绿化。墙面绿化主要是在强烈阳光直射面爬满绿色藤状植物,避免阳光直射墙面,降低外墙表面温度,保证室内温度的稳定性。如重庆的“天奇花园”的墙面绿化,在西墙面上设计由柱子和圈梁组成的构架,并设置种植槽和集中喷灌系统。夏季爬山虎覆盖墙面形成一道绿墙,绿墙与墙面之间形成大约300 mm宽的间层,这间层形成了良好的通风竖井,增强了墙面的散热性能,而且绿墙还能避免阳光对墙面的直射。屋顶绿化是在建筑屋顶上采用蓄水覆土种植,屋面上种植花草和一些低矮灌木,形成一个“空中花园”。阳台绿化是在居民家的阳台上种植一些花草植物。(3)从整体出发,通过借景、组景、分景、添景多种手法,使住区内外环境协调。例如:滨临城市河道的住区宜充分利用自然水资源,设置亲水景点;临近公园或其他类型景点资源的住区,应考虑设计景点视线通廊,促成内外景点的交融;毗邻历史古迹保护区的住区应尊重历史,让珍贵的历史文脉溶于当今的景点设计元素中,使其具有鲜明的个性,并为保护区的开发建设创造更高的经济价值。笔者在雅安市滨河公园方案设计中较好的应用这样的设计思想,充分体现了《穿越时空,聆听茶香》的设计构思。得到了广泛的认可。
总之,建筑业的发展在某些方面提高了人们的生活质量,也装点了城市环境。然而任何建筑都会消耗到大量能源和材料,而且在使用过程中仍会不断消耗下去。面对如此状况,有责任心的建筑师们不断探索建筑的可持续发展问题。生态建筑是现代提出来的一个新概念,就是使用生态学原理和方法,以人、建筑、自然和社会协调发展为目标,有节制地利用和改造自然,寻求最适合人类生存和发展的生态建筑环境,将建筑环境作为一个有机的、具有结构和功能的整体系统来看待。
参考文献:
[1]余庄.建筑智能设计.中国建筑工业出版社.2006.02
我国是一个资源不很丰富的国家,随着社会、经济的发展,人民生活水平的提高,资源的紧张已经给我们亮起了红灯。故应该积极推进绿色生态建筑的发展。
上一个世纪末,绿色建筑(GreenBuildings)就在西方国家兴起,进而成立了国际性组织,制定了有关绿色生态建筑指标体系,开展了不少活动。如1987年和1988年分别在瑞典斯德哥尔摩召开了有关“健康建筑”的国际学术会。1992年6月,联合国环境与发展会议通过了一项名为《21世纪议程》的文件草案。世界环境与发展委员会提出的可持续发展观念作为新的规范写入《里约热内卢宣言》可持续发展意味着充分尊重环境和利用自然资源方面实行节约。包括节约矿物、能源、水、土地、保护海洋和大气,并且保护生物的多样性。世界大部分国家都接受了这一思想。
1、积极推进“绿色生态建筑”的必要性
绿色建筑以美国的奥杜邦协会总部为代表,它是纽约曼哈顿最节能的建筑物,被认为是建筑环保史上一座新的里程碑。何谓绿色生态建筑。目前,国内认为它必须是一种节约型建筑。它将作为21世纪建筑业的主旋律,应体现在健康、节水、节地、节能、制污、循环利用。
1.1健康
人们对于“健康建筑”的重视,主要是由于出现了“建筑综合症”产生的原因有:
(1)建筑材料。尤其是现代名目繁多的室内装饰,装修材料和室内用具的存在,使新装修的房屋室内含有大量的甲醛、氡气、石棉、氧化物及CO2、CO等等,影响人体的健康。
(2)不恰当的节能措施。降低了室内空气的质量,联合国卫生组织WHO统计,近30%的新建及改建的建筑是有病的。
(3)厨房及其它污染。燃料在灶具中燃烧产生的有害物质和烹饪过程中发生的油烟,主要成分为焦油、一氧化碳、氮氧化物等。焦油中的3.4-苯并芘有强烈的致癌作用,一氧化碳和氮氧化物易引发心血管和神经系统等多种疾病。另外,室内用的各种清新剂,除厕剂等散发的气味亦会影响到人体的健康。
1.2节地
近几年来,我国因建设用地平均每年减少50万hm2耕地,由建国50年人均耕地面积0.2hm2多减少到0.1hm2,故有关节约土地的方针十分重要。
(1)积极推进墙体材料的改革,要大力发展节能、节地、利废、保温、隔热的新型墙体材料,鼓励采用绿色建材。采用各种板材,空心砖砌块等来减少墙体厚度,并对墙体进行合理设计,以先进的建筑结构来增加使用面积,节约用地。
(2)旧城区改造要有新模式,以便节地,严格控制城乡居民建设用地是一项长期的措施。
1.3水资源
全球淡水资源短缺。我国北方城市的资源性缺水,南方一些城市的水质性缺水已经到了对经济和社会亮红灯的程度。城乡居民用水是水资源平衡分配的重要环节,这既包含了水量问题,也包括水质问题,住宅小区水系统问题:
(1)在小区中要建立水的大循环概念,自来水、雨水、地下水、污水等,均要统一列入考虑范围,进行系统优化设计。
(2)由于资源性缺水和水质性缺水同样严重,应针对不同情况制定强制性措施。如实行分段,梯级提高水价,对耗水量大的设备、器具要强制淘汰并强制推行节水设施等。
(3)随着居民生活水平的提高,管道直接饮用水已经进入小区,形成了第二水厂,它达到了提供优质直接饮用水和节约用水的双重目的。
(4)小区应建立水的回收和再利用系统,缺水地区应设立小区雨水收集和再利用系统。1.4节能我国是一个能源储量并不丰富的国家,又存在着能源利
1.4节能
我国是一个能源储量并不丰富的国家,又存在着能源利用低,浪费严重等问题。
(1)我国一些工业产品的能耗比发达国家要高4倍,单位国民生产总值的能耗为日本的6倍,美国的3倍,韩国的45倍。
(2)能源结构不合理,煤占70%,由于清洁煤技术尚未普及,空气污染严重。
(3)我国建筑能耗占全国能耗的25%,住宅每平方米能耗为相同气候能耗国家的3倍。
(4)我国石油储量仅占世界总量的23%,可开采的只有206年,大大低于世界平均年限428年。
1.5治污
要加强对污染物的排放及治理工作,达到利废、节约、环保的目的。
2、绿色生态建筑小区的要求
当前,全国上下打出绿色生态建筑小区的旗号。但是,对于绿色生态建筑小区应具备什么条件,并未明确概念,建设部住宅产业化促进中心正在研究制定有关绿色生态住宅小区的技术细则,大致有以下几个方面。
2.1能源系统
进入小区的能源在一般情况下有:电、燃气、煤。对这些能源要进行优化分析,采用最佳方案,对住宅的围护结构和供热、空调系统要进行节能设计,建筑节能至少要达到50%以上。有条件的地方,鼓励采用新能源和绿色能源(太阳能、风能、地热、潮汐能等其他再生资源)。2.2水环境系统
对于小区的水系统要考虑水质和水量的问题。室外系统要设立将杂排水、雨水等处理后重复利用的中水系统,雨水收集利用系统,杂排水循环利用系统等。用于水景工程的景观用水要进行专门设计并将其纳入中水系统一并考虑。小区供水设施宜采用节能节水型,要强调淘汰耗水型室内水器具,推行节水型器具。在必要的地方,同步规划设计管道直饮水系统,以便提供优质直饮水。
2.2气环境系统
小区的气环境系统包括室内和室外两个方面。室外空气质量要求达到二级标准;居住室内达到自然通风,尽可能采用绿色建材,卫生间具备通风换气设备,厨房设有烟气集中排放系统,达到居室内的空气质量标准,保证居民的卫生健康。
2.3声环境系统
小区的声环境系统包括室外、室内和对小区以外噪音的隔阻措施。室外声环境系统设计应满足,日间噪声小于50分贝,夜间小于40分贝;建筑设计中要采用隔音降噪措施使室内声环境系统满足:日间噪声小于35分贝,夜间小于30分贝。对于小区周边产生的噪声,如果影响了小区的声环境则应采用降噪措施。
2.4光环境系统
小区的光环境一般着重强调满足日照要求,室内要尽量采用自然光。除此以外,还应注意居住区内防止光污染,如强光广告、玻璃幕墙等。在室外公共场所地采用节能灯具,提倡由新能源提供的绿色照明。
2.5热环境系统
小区的热环境系统要满足居民的热舒适度要求、建筑节能要求以及环保要求。对住宅的围护结构的热工性能和保温隔热提出要求。
2.6绿化系统
小区的绿化系统要满足居民的绿化要求。在建筑旁边进行植树,草坪等绿化,可起到防风、隔热、防尘和美化环境的效果;另外亦可达到节能、净化空气、维持生态平衡的目的。
2.7废弃物管理与处置系统
小区的废弃物管理与处置系统,目的是满足小区自然环境保持一种平衡状态。采用不同的处置方式对固体废物进行管理,无害化处理和综合利用,在国内采用物理化学法,固化法及高温焚烧法等。建议采用动物处理垃圾。管理方面,政府部门需要在制定法规计划,改革管理机制,建立监督执法,抓好宣传教育等方面通盘考虑综合治理,鼓励推行清洁生产、清洁生活方式,生活垃圾的收费制度等。
2.8绿色建筑材料系统
绿色建筑材料系统是满足建筑节能、环保、生态的需要。绿色建筑材料是指采用清洁生产技术,少用天然资源和能源,大量使用工业或城市固态废弃物生产的无毒害、无污染、无放射性,有利于环境保护和人体健康的建筑材料。绿色生态建筑要采用绿色建筑材料,要加快绿色建筑材料的生产,并引进或提高先进制造工艺和无污染环境的生产技术,产品具有多功能化,可循环或回收利用,无污染环境的废弃物。
3、绿色生态建筑的发展前景
随着社会经济的发展,科技的发展,人们生活水平的提高,资源短缺。从可持续发展的方针出发,绿色生态建筑愈来愈受到世人的青睐,它势必成为21世纪建筑的弄潮儿,它的发展前景十分广阔。随着各种绿色建材的出现,科技、信息业的发展定会带动绿色建筑的发展,未来的建筑将会更加理想。
参考文献
[1]聂梅生。论新世纪的我国住宅产业化[J].中国建材科技,2001(4)。
[2]曹永康,叶启议著。墙的节能和GRC板[A].1965-1999纤维水泥制品行业论文集[C].中国建材工业出版社,2000.
[3]初操,钱宜伦2000年小康住宅[A].现代与未来的国内外新型建筑材料[C].中国建材工业出版社,1995.
绿色生态建筑:亦称生态建筑、可持续建筑。它是消耗最少的地球资源,制造最少废弃物的建筑环境设计。节能是绿色生态建筑的最大特征之一。绿色生态建筑的特点
1.1绿色生态建筑是对环境影响最小的建筑,具有健康性、舒适性和安全性,它强调节能,注重能源利用效率的提高以及利用方式的转变。
1.2绿色生态建筑适用于所有建筑。不仅包括与我们休戚相关的住宅、办公楼、写字楼等,也包括商场、超市、政府机关大楼等建筑。
1.3绿色生态建筑是在建筑全寿命周期中耗费最低全寿命周期成本,实现高效率利用资源(能源、土地、水资源、材料)的建筑物。
2北方乡村传统民居
我国北方地区气候冬季严寒漫长,夏季凉爽短促,乡村住宅多为传统的490、370砖房及一部分生土建筑,近几年的新建住宅除外装修有所更新外,其他方面并未有大的改变,冬季室内居住质量较差,远未达到舒适与节能要求,且围护结构结露、结冰霜程度相当严重,在建筑四角处,由于冬季长期结露,墙体内表面发霉、长毛,严重影响了室内的使用和美观。可见对北方寒冷地区乡村住宅进行绿色生态设计研究是非常必要的。
3设计策略
3.1以人为本,在恶劣的条件下创造舒适的居住空间本项目设计本着“以人为本”的精神,满足人的舒适、健康和便利,符合农民生活、生产、学习与工作方式,同时尊重当地风俗习惯。北方乡村各方面条件都相对落后,农民居住质量较差,许多农户冬季薪柴不够维持室内达到舒适温度,全家人只能围绕火炕活动休息。因此适应当地经济条件、气候与地理特点,力争在恶劣的条件下创造舒适的居住空间与物理环境是本项目的主要目标之一。
3.2与环境共生,最大限度地减少对环境的负面影响我国政府在《中国21世纪议程—中国21世纪人口、环境与发展白皮书》中指出“必须努力寻找一条人口、经济、社会、环境和资源相互协调的,既满足当代人的需求而又不对满足后代人需求的能力构成威胁的可持续发展”。因此在设计中力求降低建筑能耗,减少对大气的污染及对周围环境的干扰,协调人与自然生态的关系以尽可能保护各种不可再生资源,营造高质量的生态环境与建筑。
3.3因地制宜,发展本土中间技术北方严寒地区乡村经济发展水平较低,住宅建设相对滞后,缺乏配套的基础设施,多数地区的住宅施工仍停留在亲帮亲、邻帮邻的传统的低技术手工状态,缺少专业施工队伍。对于偏远地区,由于道路交通不发达,更加阻碍了住宅建设的发展。因此北方乡村绿色住宅建设,首先应适应当地的经济条件和生产力发展水平,根据当地的施工技术、运输条件、建材资源等来确定建筑方案与技术措施,尽可能做到因地制宜,就地取材,采用本土中间技术,降低建造费用。可以说,只有在本土技术的基础上,才可能发展为完善的生态技术。
4适宜生态技术的研发
4.1可再生资源利用技术
4.1.1充分利用太阳能北方寒地乡村有丰富的太阳能资源,住宅无遮挡,太阳能利用得天独厚。考虑到当地技术条件与农民的经济状况,我们采用经济有效的被动式利用太阳能的方案即:增加南向卧室窗的尺寸,同时起居室外墙采用大玻璃窗构成阳光间。此方案在实际使用中得到了很好的效果。
4.1.2开发当地绿色建材北方寒冷地区乡村民居中的一些本土做法(如拉合辫墙、草屋顶等)给了我们很大的启发。它具有就地取材、资源丰富可再生,节省运输、加工费用与能耗等优势,因此本项目大胆采用了草板和稻壳作为生态屋围护结构的保温材料。同时研发了一系列相关技术(如加设空气层、透气孔及防虫添加剂等),以防止草板、稻壳受潮和受虫蛀等问题。
2节能技术
2.1控制对流热损失
住宅入口是建筑的主要开口之一,是使用频率最高的部位。严寒地区冬季,入口成为乡村住宅的唯一开口部位,也是控制对流热损失的主要部位。入口的设计中应既避免冷风直接吹入室内,又要减少风压作用下形成空气流动而造成室内热量的损失。因此我们将入口朝向避开当地冬季的主导风向-西北,并在入口处加设门斗,不仅大大减弱了风力,同时门斗形成了具有很好保温功能的过渡空间。
2.2热环境的合理分区
在满足功能的前提下,改变传统民居一明两暗的单进深布局,采取双进深平面布置,将厨房、储藏等辅助用房布置在北向,构成防寒空间,卧室、起居等主要用房布置在阳光充足的南向。
2.3减少建筑散热面
体形系数是影响建筑能耗的重要因素,它的物理意义是单位建筑体积占有外表面积(散热面)的多少。由于通过围护结构的传热耗热量与传热面积成正比,显然,体形系数越大,说明单位建筑空间的热散失面积越大,能耗就越高。北方严寒地区乡村民居通常为以户为单位的一层独立式住宅,以目前几种典型户型(建筑面积60~120m2)为例,其体型系数分布范围在0.7~0.88之间,超出城市多层住宅一倍以上,显然过大的体型系数对于乡村住宅的节能是极为不利的。因此,我们在与当地农民协商后加大住宅进深并采用两户毗连布置方式,使体形系数降至0.63。
2.4提高围护结构保温性能
北方乡村住宅户均占有护结构面积大,因此乡村生态住宅设计的一个重要方面,是提高住宅围护结构的保温隔热性能。我们在设计中采取了以下技术措施:
墙体:将传统的单一材料墙改为草板保温复合墙体。在严寒地区,以户为单位的独立采暖的乡村住宅以采用内保温墙体构造为最佳方案,但由于农户经常在内墙面上钉挂一些饰物及农具等,为保证墙体的耐久性与适用性,墙体内侧采用120红砖作为保护层。
屋顶:考虑到适用经济性、施工的可行性以及当地传统构造作法,采用坡屋顶,保温材料使用草板与稻壳复合保温层。
地面:地面的热工质量对人体健康的影响较大。据测量,人脚接触地面后失去的热量约为其它部位失热量总和的6倍。因此,为改善舒适度,增强地面保温,在地层增加了苯板保温层。
窗:为改善传统木窗冷风渗透大的状况,南向窗采用密封较好的单框三玻塑钢窗,北向为单框双玻塑钢窗附加可拆卸单框单玻木窗,只在冬季安装。同时,加设厚窗帘以减少夜间通过窗的散热。
2.5高效舒适的供热系统火炕是北方乡村民居中普遍使用的采暖设施。它是利用做饭的余热加热炕面,从而使室温升高。