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序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇可持续建筑论文范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
【 关键词 】建筑业;可持续发展;产业升级
引 言
我国正处于经济快速发展、社会全面进步的阶段,作为国民经济支柱产业的建筑业,高投入、高消耗、高污染、低效率的粗放式发展模式已经不能适用社会的发展的需要。建筑业必须重新自我审视,走可持续发展道路。白林指出:“实施可持续发展战略必须通过各行各业、各个领域的努力,以及我们每一个人的具体行动,建筑领域也不能例外”。可持续发展,是指既满足当代人的需求,又不对后代人满足其需求构成危害,是一种注重长远发展的经济增长模式。资源的稀缺性指出,随着社会的发展,有限的自然资源不能满足人类无限的需求,人类与自然的平衡状态将不断被打破,人与自然矛盾不断加大。可持续发展要求兼顾各方的利益,既使当代经济得到发展,又不危害子孙后展的权利。可持续发展要求坚持公平性、持续性、共同性的原则。
1. 我国建筑业的现状
建筑业是指专门从事工程勘察设计、设备安装、土木工程和房屋建设工作的生产部门,是我国国民经济的支柱产业之一。
改革开放三十多年来,随着国民经济的不断发展,固定资产行业的投资规模也不断增大,各行各业经济平稳快速发展,建筑业也得到了跨越性的发展,产业规模达到了历史高点。据统计,截止2012年,我国具有国家一般承包和施工的专业企业资格的建筑企业完成生产总值达95206亿元人民币,实现26451亿元的增值,在国家研究和设计企业的经营收入为9547亿元,全国监控类企业项目营业实现1196亿元的利润。国家“十一五”期间,建筑业增加值年均增长20.6%,全国勘察工程设计企业营业收入、国民收入工程监理经营企业的年平均增长率为跟别为26.5%和33.7%。在国际市场上,我国建筑企业对外承包工程营业额年均增长速度超过30%,2012年实现92.2亿美元的营业额,新签合同额、完成对外承包工程达到1344亿美元。
我国建筑业发展虽已取得显著发展,但仍然存在一些深层次的有碍发展的问题:高消耗、高投入、高污染、低产出的粗放式的发展模式没有得到改变,行业发展过多依赖外部投入,行业总体技术水平低,从业人员整体文化水平不高,专业复合型人才紧缺,技术创新能力滞后,市场交易行为不规范,生产集约化、信息化和管理服务精细化水平较低,物质消耗水平高,能耗大,环境污染严重,企业技术装备落后,国际竞争力较弱等。这些问题呼吁建筑业的可持续发展。
2. 建筑行业可持续发展的意义
建筑业是我国国民经济的基础性行业,是我国劳动力就业的重要部门,其上下游产业关联度大,对整个国家的经济发展和人民生活质量的改善重大关系。建筑业的可持续发展就指在满足当前发展需求的同时,不损害社会的可持续性,走资源节约型、环境友好型的产业发展道路。
对企业自身来说,建筑行业的可持续发展有利于企业节约资源,节省成本,让企业获得更大的利润。坚持企业的可持续的发展模式,企业不仅能够充分利用有限的资源,同时还能变废为宝,实现资源的循环利用。同时,有利于精简企业内部结构,优化企业内部管理,有助于企业的长久发展。
对社会来说,建筑行业的可持续发展有利于推进社会的整体进步。建筑业的可持续发展能够起到模范带头作用,引导着其他企业朝着可持续发展方向发展。同时,建筑行业坚持可持续发展,能够减少对环境污染和对施工现场周边人群的影响。当然,建筑行业坚持可持续发展,也会得到强大的舆论支持,这对于企业树立良好的形象是很有帮助的。
对环境来说,建筑行业的可持续发展也是对环境的一种保护,对环境担负其该有的社会责任。我们知道,建筑行业,免不了砍伐树木、开垦土地,在建筑中又有可能对环境造成污染,这些都是应该考虑的因素。建筑行业坚持可持续发展,力求把这些污染降到最低,运用其先进技术及生产工艺,减少对环境的破坏,与环境和谐相处。
3. 建筑业可持续发展的措施
建筑业的可持续发展要从可持续建筑设计及技术、可持续施工和可持续管理等三个方面着手。可持续建筑设计和技术就是要求在规划设计阶段采用环保的材料和先进的技术,使建筑在建造过程中尽量减少资源的消耗,在建筑在拆除阶段,所产生的建筑废弃物能够得到再利用或资源化处理。要求进行生态建筑规划设计,推广环保、节能建筑新材料以及先进的建筑技术和设备。施工阶段是项目工程的一个重要阶段,对建筑的安全性、耐久性、可持续性起决定作用,也是促进建筑工程可持续发展的关键环节。可持续的施工要求积极采用新材料,减少建筑垃圾;采用新工艺、新技术、新设备减少资源的消耗和对环境的污染;提高从业人员的专业素养和文化水平,减少安全事故的发生,促进新技术的应用。另外,合理有效的管理方法也能提高工作的效率,节约企业的生产成本。
建筑行业的可持续发展要求完善该行业的法律法规、实施人才兴业战略、信息化战略,这需要加强该行业的政府监督、加快行业的自律与诚信建设。
4. 结束语
建筑行业的可持续发展是经济社会发展的需要,是全社会可持续发展的重要组成部分,是贯彻落实科学发展观的必然要求。建筑行业实施可持续发展战略不仅能够减少对环境的污染,还能够为企业节约成本,提高企业的效率,促进整个行业的产业结构升级。(作者单位:南华大学经济管理学院)
【参考文献】
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[10] 杨芳建筑业可持续发展评价方法研究:[硕士论文].辽宁:大连理工大学.2009.
【关键词】生态住宅 设计技术 策略 趋势
中图分类号: TU2 文献标识码: A 文章编号:
一.引言
近年来, 资源和环境的问题引起了人们的广泛关注。我们知道,住宅建筑可以说是人和自然环境相互关系中的重要因素, 也是人类实现可持续发展的重要环节之一。改革开放以来,随着我国经济的发展,人们的生活水平不断的提高, 所以人们对住房的要求也是越来越高,清新优雅的自然环境成为了人们追求的趋势,也有越来越多的人希望能够回归自然, 来享受轻松舒适的生活。近几年, 我国建筑行业有了较大的发展,建筑行业在可持续发展理念的指引下,已经进入了生态建筑时代。所以就如何真正做到保护生态环境、节能节地已经成为了当前建筑设计关注的焦点问题。由此“ 生态住宅” 的新概念就产生了。以下就结合新江湾九里以及宁波•卡纳湖谷的生态住宅项目作简要的分析。
二.背景项目
2011年6月 - 2012年4月:华润置地新江湾九里
项目描述:华润新江湾九里延续“九里系”的高品质内涵,法式建筑,结合宫廷园林设计,讲究十字对称的仪式感和尊崇感,产品均以160-300平米左右的大平层为主。华润新江湾九里从规划到设计,从地块到户型,均致力于为“生活充满传奇“的城市精英们打造一个符合他们居住梦想的“家”。
2012年4月 - 今:华润置地宁波•卡纳湖谷
项目描述:华润•卡纳湖谷 总占地面积为487亩,内拥稀缺至极的90亩内湖和70亩天然山林,整体项目规划约300余户,也是目前宁波最大的纯别墅社区。华润•卡纳湖谷采用地中海式风格,立面结构敦实、质朴、大方、浪漫,展现纯粹的坡地原生庄园世界。
其在具体的工作中主要运用的是生态学原理,在设计时必须遵循可持续发展及生态平衡的原则。也就是要遵循综合系统效率最优的原则。在设计和组织建设时要综合考虑各种因素, 主要是指使得物质和能源在建筑系统中能够有秩序地循环转换规律,这样就可以达到一种无污染、高效、节能的生态平衡建筑环境。我们在这里的所说的环境不仅包括住宅区的自然环境, 比如土体、水体、空气、绿化、能源以及动植物等, 还包括住宅区中的人文环境、社会环境以及经济系统环境。在这种的设计理念下,住宅建筑的建设和发展始终都会保持以生态平衡为中心,使得住宅生态环境保持在一个良性循环的状态。
三.项目设计原则
所谓的生态住宅设计, 就是指综合的运用当代建筑学、生态学、人工环境学以及其他科学技术来设计和建设住宅建筑, 这样可以把住宅建筑打造成为一个小的良性的生态系统, 能够为居住者提供比较健康、节能、环保、高效、舒适的生活环境。如下图所示:
图一:住宅示范房
图二:规划设计绿化用地
图三:减轻居住区环境污染
1.要树立“以人为本”的指导思想。人是社会生活的主体,所以在追求高效节约的同时不能降低生活质量,如果以牺牲人们的生活质量为代价这是毫无意义的。
2.设计时要做到生态化。生态住宅首先必须要遵循的原则就是生态化,也就是节约能源、资源,做到无污染以及可循环。
3.在规划设计时要做到因地制宜。在进行绿色生态住宅在设计时要了解当地气候、地形、水文、植物以及当地的经济、人文、历史、习俗等条件, 再结合一些健康的建筑材料和环保的施工技术作出合理科学的设计方案。
4.坚持整体设计的原则。在住宅设计时应该强调“整体设计”的思想, 要结合气候、经济、文化等许多因素进行了综合的分析, 不能盲目的追求先进生态技术,所以不能只着眼于局部而是要顾全整体。
5.要减轻居住区的环境污染。在生态环境建筑设计时减轻污染是一个必要的环节。所以要尽可能的使环保的材料和设计方法,争取做到零污染, 做到资源的再生、循环使用。
四.存在的问题
1.很多人认为占地大, 容积率低才能建设生态住宅。所以片面追求住宅区大规模、低容积率、绿化空地大、楼宇间距宽, 忽视绿色住宅区节约资源和能源的要求。
2.有些人把建造生态住宅区等同于建高档豪华住宅小区。事实上,高档豪华住宅并不等于绿色生态住宅,房子建的再高档, 如在开发时不注意自然生态保护,甚至为追求高档装饰使用有放射污染的装饰材料或在住宅中装氟里昂空调, 就背离了绿色消费的真谛。
3.一些人认为洋建筑就是绿色的、生态的。不少新开发的住宅崇尚欧式、澳式风格, 并将此作为楼盘的卖点, 生搬硬套, 而不考虑当地的实情, 结果建起来后只好看不好住, 造成了新的浪费。
4.有些人认为生态住宅就是多种花草、树木的绿色园林式住宅。这比过去只管建房, 不顾环境的做法是一大进步。但生态住宅除了自然景观, 还有环境保护, 实行防污、排污、治污, 甚至使用无毒、无污染、节能的建筑材料。
5.一部分人认为生态住宅只能到空气比较清新、生态环境良好的新城区或城市郊区开发建设。其结果是在这些规划相对滞后和基础设施不够配套的地区, 涌现一个个规模大、封闭式、小而全的新住宅, 形成了发展商因建大住宅而办起了小社会的现象。
五.生态住宅设计技术策略
1.住区物理环境与能源系统设计, 包括建筑规划、建筑单体设计、建筑能源系统的设计等, 同时又与绿化设计以及建材的选择息息相关, 是当前生态住宅设计中最重要而又最容易被忽视的问题。生态住宅中的住宅物理环境设计, 指的是按人体舒适要求及当地气候条件,进行可持续建筑设计的系统方法。其实质就是合理调节与处理各种影响住区物理因素使局部环境朝有利于人体热舒适方向转化, 从而提高居室内外物理环境的热舒适质量以满足适居性要求。
2.绿化系统及绿色材料系统。绿色生态住宅的绿化系统应具备“ 生态环境、休闲活动、景观文化” 等三大功能。因此, 其建设的重点除应满足绿地率、种植保存率与优良率、植物配置的丰实度、植物种类等指标要求外, 更应注重绿化系统的防晒、防尘、降噪、通风、水土涵养、空气保湿等生态功能的建设, 应减少硬质铺地, 加强垂直绿化。在建设绿色生态住宅中, 对于材料、用品的选用要强调两点: 一是要提倡使用可重复使用、可循环使用、可再生使用的材料; 二是要选用无毒、无害、不污染环境、有益人体健康的材料和产品,并充分贯彻执行“节能、节水、节地、治污” 的方针, 强调可持续发展原则, 实现社会、经济、环境效益的统一。
3.水资源的节省以及废弃物处理。节水的技术策略主要体现在两个方面: 一是节水设备的使用; 二是住宅中水处理。值得指出, 生态住区里处理的是中水而不是生活污水, 不能为简化水系统的设计、节省投资而把二者混在一起处理, 这是水资源的节省中应该注意的。由于生态建筑是一个宏观概念, 因此在考虑能. 循环、材料再利用、废弃物处理时, 不应停留在单体建筑和个体住区的尺度上, 而应将其置于区域乃至城市的大环境中来全盘考虑。污水、垃圾、废弃建材的分散化处理势必造价昂贵、效率低, 不符合集约化和规模化的要求。需格外指出的是, 不应追求垃圾在住区内无害化就地降解处理。因此, 集中处理住区废弃物才是生态住区设计中的明智之举。
4.智能化住区, 包括信息管理和通讯自动化、物业管理自动化、设备自动化控制、安全防护自动化以及家庭智能化等。采用高科技自动化将住区内所有的物业、家务、服务设施、生活及工作设施连接起来, 从而有效地提高居民的生活质量和水平。其内容主要包括信息管理和通讯自动化、物业管理自动化、设备自动化控制、安全防护自动化以及家庭智能大化等。
5.融入历史与地域的人文环境。对传统民居的积极保存和再生, 并运用现代技术使其保持与环境的协调适应。继承保护城市与地域的景观特色, 并创造积极的城市新景观, 保持景观资源的共享化。保持居民原有的出行、交往、生活习惯, 让居民参与设计方案的选择。
六.结束语
本问结合新江湾九里以及宁波•卡纳湖谷的生态住宅项项目,对生态住宅设计技术策略作了简要的分析,首先分析了设计原则和理念,在介绍了在设计建设过程中所遇到的一些问题,并就结合这些问题作了简单的策略分析。当前生态住宅环境已经成为了建筑发展的一种趋势,所以通过这个案例对我国的住宅建设生态设计策略作了简单的介绍,希望具有一定的借鉴意义。
参考文献:
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[6]刘玉苗 竺昱 生态建筑理论在建筑住宅设计中的运用 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年12期
王澍现任中国美术学院建筑艺术学院院长,被业界誉为“中国最具人文气质的建筑家”。49岁的他获得了有“终身成就奖”意味的普利兹克建筑奖,有人认为早了点,王澍也没想到会这么快。因为普利兹克奖并不是针对设计师的某件作品而颁发的奖项,而是根据设计师在一定时间内一定数量的作品作出的肯定,所以很多建筑师在60岁时才能得到。而处在特殊发展时期的中国,给了建筑师“提早”获奖的可能性。
“中国的一个半”
王澍的父亲是一名音乐演奏家,业余时间喜欢做木工。他认为艺术家是难以谋生的,所以要求儿子学习理工科。但王澍选择了一个和艺术有关的理工科专业,建筑学。
这名世界殿堂级大师当年颇有令狐冲的气质,恃才傲物,“离经叛道”的事数不胜,老师们对他又爱又恨。有的老师看他的方案,一开始时就警告,“你敢这样做下去就是0分。”但他愣是不听,照做不误。结果,他拿到了全年级最高分。因为他手上功夫极好,能把一个0分的作业以极高的标准做完。
这还不算,他大二就宣布没有老师可以教他;大三觉得商业效果图太假而拒画,甚至带着三四个学生去和教授谈判。当年建筑系凡有类似的“抗争”发生,系里第一个就会想到他。王澍曾说,这种反叛精神都源自钱钟韩校长所训话的“不要迷信老师”。不过对于这个“刺头”,东南大学也给予了足够的宽容,学校取消了必画商业效果图的限制,王澍的画作屡屡被当作“范本”。
在硕士毕业时,王澍的论文答辩全票通过,但是最后却没有给他学位,因为论文的题目叫《死屋手记》。“这个学生太狂了!明显是在影射建筑系和中国的建筑学界。”有人这样说。到同济大学读建筑学博士时,王澍也没“悔改”。一位老教授说,他曾经读过王澍的博士毕业论文,18万字却只有几个大标题。“一连串写下来,没有论文的条条框框,就像在写小说一样,一气呵成。但是其中的洞察、思考都很有层次,文字表达也相当到位”。
最广为流传的一件事,是他当着导师,也是中国科学院院士的齐康口吐狂言:“如果说中国有现代建筑师,那也只有一个半。半个是你,一个是我!”听了这话,老先生差点没当场气晕。
1990年,王澍完成了独立设计的第一个建筑项目――为杭州附近的小城海宁设计一个3600平米的青少年中心。此后在接下来的将近10年里,他没有接任何建筑设计项目。一个老师、同学眼中才华横溢的怪才,一个学了多年建筑的学生,在“职业生涯”中有10年时间空白,在常人是不可想象的。
那段时间中国“大兴土木”,王澍却和妻子“隐居”在杭州。他经常和工人们一起在民间做装修,做最基本的工作,调水泥、垒砖头。寻找灵感,还有画建不起来的房子。甚至是看看远山、晒晒太阳也能过一整天。赚钱只是偶尔打零工赚一笔,同是东南大学毕业的妻子卢文宇的工资养起了夫妻两人。
让传统有生气地活着
在10年“空白”之后,出现在公众视野中的王澍变得温文尔雅,像个古人,喜欢箫管、画画、印章、书法,文学和哲学书都精读了很多,《世说新语》不少都能背出来――“设计图就像国画一样。”
他所设计的建筑,也都有着古典文化的内核。2000年,王澍完成了他第一个主要作品――苏州大学文正学院图书馆。吸收苏州园林的造园思想,如何让建筑自然地存在于“山”和“水”之间而不突出,是他设计这座图书馆的主题。在设计中,这座图书馆将近一半的体积处理成半地下。从北面看,三层的建筑只有两层。矩形主体建筑既是飘在水上的,也是沿南北方向穿越的,这个方向是炎热夏季的主导风向。2004年,王澍凭这个作品荣获中国建筑艺术奖。
2007年,王澍在杭州建造了由6个26层的高塔组成的大型高层集合公寓。这是个能“家家都长树”的奇妙建筑,6幢近100米高的住宅,用200余个两层楼高的院子叠砌起来,结构如编织竹席,整个连续的立面实际是一座江南城镇的局部水平切面直接树立起来。每一户,无论住在什么高度,都有前院和后院,每个院子都有茂盛的植物。它获得了2008年德国全球高层建筑奖提名。
其实,他多项作品中让人最感兴趣的,是对古旧建筑材料的循环利用。2004年,王澍完成了中国美术学院象山新校区一期工程。为了发挥建筑材料的可再利用和经济实用性,他从各地的拆房现场收集了700万块不同年代的旧砖弃瓦,让它们在象山校区的屋顶和墙面上重现新生。16万平方米的建筑,都是用废旧材料制作的。
“这几年,不少古旧建筑被拆除,出现大量砖瓦废料,我们就有重点地回收旧料、循环利用,中国民间早就有对材料循环利用的可持续建造传统。”王澍说,“可持续发展是这几年建筑界关注的一个重点话题。”
王澍身上的文人味道很浓,所以和他聊天很愉快。他对弟子们常说的三句话:“在作为一个建筑师之前,我首先是一个文人”,“不要先想什么是重要的事情,而是先想什么是有情趣的事情,并身体力行地去做”,“造房子,就是造一个小世界”。
在王澍的描绘中,笔者被带入了他的作品――中国美术学院象山校区的意境。大树下的朗读,房顶上的散步,田地里的萝卜开花……他说这一切就像他的童年回忆――荒芜的戈壁滩上,一群人在一起朗读普希金的作品,有一种纯粹的精神的美好。
不少建筑大师评价他的作品时说道:“看到设计的清新,人性的表达和对材料的尊重。”整个象山校区的建筑,片片鳞瓦,铺陈栉比,重重密檐,错落有致。如果你看到时,很难想象这些数百万块不同年代的旧砖弃瓦,都是从华东各省的拆房现场收集而来的。
“复活那些有尊严的材料”
笔者问王澍,你认为建筑在当代中国主要承担了什么责任?王澍说,过去30年,我们把两千年才成长起来的城市摧毁了,然后重建。没有一个城市能逃脱“垃圾建筑”的命运。他曾经看到过一个传教士在1900年拍的巴黎,也看到过一百年前的杭州俯视照片,真是美得让人落泪。
在2010年的世博会上,作为宁波滕头馆的设计师,王澍的作品被更多人所熟知。滕头馆,在上海世博会城市最佳实践区北部项目区中,是最后一个立项、却第一个完工的展馆。也许在此间停留过的人还记得,这是一栋由回收旧砖瓦做成的建筑。为了表达他的生态理念,王澍用“瓦爿墙”来装饰滕头馆的三面墙体。这些旧砖瓦都是从宁波的象山、鄞州、奉化等地的大小村落收集来的,其中的元宝砖、龙骨砖、屋脊砖都有着超过百年的沧桑。一位德国建筑师看后非常激动,说中国人太了不起了!
关键词:生态建筑;可持续;生态化
中图分类号:TU2文献标识码:A文章编号:
前言:生态建筑,也被人们称之为绿色建筑、可持续建筑,就是将建筑整体看做一个独立的生态系统,依靠生态系统内部的能量和物质进行有效循环,确保生态系统的稳定性和持久性。生态建筑能够很好的降低建筑对外界环境的破坏,低效、节能、无废无污,是最理想的建筑生存环境,也是未来建筑发展的主要方向。
1、生态建筑的概念及特点
生态建筑的概念
作为一种全新的建筑形式,生态建筑有着许多不同的解释,总体上是将建筑视为一个生态系统,通过组织建筑内外空间中的各种物态因素,在建筑生态系统内部使物质、能源实现秩序地循环转化,获得一种无污染、高效及低能的生态平衡系统。这个概念的落脚点有以下两个方面:
1.1.1 提供健康的建筑环境,并向使用者提供高质量的生存活动空间;
1.1.2 减少能耗,保护环境、尊重自然,使建筑和自然成为一个有机的整体。
1.2 生态建筑的特点
从建筑设计的角度看,生态建筑主要表现为:采用多种绿化方式以改善周围小气候,采用大跨度轻型结构以增强空间的适应性。生态建筑的设计,应该具有以下几个方面的特点:整体、全面地考虑设计区域内部与外部环境关系;强调人与环境的和谐共存,不可分割;建筑材料尽量使用天然材料,尽量使用天然能源与再生能源;采用节能技术和防治污染措施;宅址选择远离污染源;尊重设计地段内的土地、环境及植被的特点,因地制宜;建筑产品体现出生态文化与艺术的内涵;设计过程中的多学科综合性。
2、生态建筑设计原则分析
生态建筑设计是生态建筑施工前的重要环节,用以对生态建筑内部构造进行统一部署,合理统筹,确定生态建筑内部的有效循环系统,确保生态建筑建成后能够正常行使相关功能。生态建筑设计是一项复杂的工程,所涉到建筑技术、社会经济、自然循环和人类文化等多方面因素,最终保证生态建筑运行状态的稳定性,生态建筑功能的有效性。在生态建筑设计中,需要遵循以下几点原则:
2.1可持续性原则
可持续原则是生态建筑设计的精髓所在,是生态建筑所必须能够达到的标准,才能保证生态建筑的有效性和持续性。所谓可持续原则,就是在生态建筑设计时,能够针对建筑内部的自身生态循环做以准确的规划和制定,确保建筑工程的稳定性和持久性。
2.2舒适性原则
随着社会经济的不断发展,人们对生活环境和工作环境的要求也越来越高,因此,生态建筑必须满足舒适性原则。所谓舒适性原则,就是在保证建筑可持续应用的基础上,对建筑环境进行合理优化,使建筑内部环境能够充分满足用户的需求,打造舒适的内部空间,舒适性是建筑运行的基本保障,是使人们接受生态建筑的前提条件。
2.3节约性原则
节约性原则就是在满足建筑自身能源消耗的基础上,进行有效的能源节约,减少建筑对外界能源的依赖性,以自身能源生产维持建筑的正常运行。节约性原则是对可持续原则的有效补充,以突出生态建筑的建设意义。
2.4经济性原则
经济性原则所体现出的经济性,不是在于对建筑施工中的材料和技术进行经济性约束,而是在强调生态建筑运行过程中的经济性。生态建筑施工建设过程中,会应用到先进的科学技术和科学理论,配合先进的施工材料,保证生态建筑的有效运行,节能化运行和低消耗运行,使生态建筑对于环境的破坏大为降低,对外界物质能源的消耗降低,从而达到经济性的运行优势。可以说,生态建筑是一种持续性的经济工程,对于人类的可持续发展具有非常重要的意义。
3、生态建筑在建筑设计中的作用
3.1可以有效提高城市居民的生活质量
随着我国经济与城市市容建设的不断进行,在我国的大多数城市建设设计中都会产生重规模、忽视环保的问题,这样的设计使得一些城市建筑设计牺牲了环境保护、加大了能源浪费。在而城市发展中,由于城市的现代化和智能化水平越来越高,在建筑设计中加入一些生态元素设计会减少居民生产和生活对于环境和能源的破坏程度,使居民的生活质量得到切实提高。生态建筑有利于推进城市的经济、社会与环境三方面效益的大幅增长。
3.2可以大力促进城市的经济发展
城市经济发展作为城市发展的重要规划之一,是各个城市可持续发展得以实现的必要因素。生态建筑可以冲破城市固有的规划和建设束缚,使城市建筑设计推进与经济增长、环境保护和保护能源之间实现有效统一,完成经济间布局的合理、科学,大力促进城市经济快速发展。
3.3可以实现城市的健康发展
在生态建筑设计中,生态、环保和节能的设计理念要得以充分体现,这样可以充分保证实现城市的持续、健康发展。生态建筑设计中因为严格按照城市发展的全面情况展开系统设计,实现了城市环境和能源的资源分布的平衡。所以生态建筑设计必须有效促进市民健康、推进教育发展,并重视城市的生态环境质和能源的使用情况,推动城市健康发展。
4、建筑设计生态化的未来发展趋势
面对我国严重的环境问题,探索建筑设计生态化未来发展趋势已经是倡导和推广生态建筑未来的必然选择,即生态建筑目前有研究原生生态建筑、运用新的生态技术提升建筑生态化的这两种发展方向。
原生生态建筑的优势在于:原生生态建筑多数选取自然的采光和通风形式;原生生态建筑中人们自觉运用本地建筑材料及建筑技术,并充分考虑了所在地气候条件;原生建筑对于自然环境比较敏感。因为重庆建筑的本质就是强调回归自然,所以建筑师在研究原生生态建筑时可以寻找到一些生态建筑的问题的解决办法。
运用新生态技术提升建筑生态化,则是强调建筑师尝试利用新技术以改造建筑的环境使之如同生命和自然的循环系统一样,具备生态化的能源与材料的循环过程的自我控制与优化。建筑设计生态化未来发展趋势可以从能源利用、材料运用和自我调控三方面进行。
4.1能源利用
尽量在建筑设计中采用永不枯竭的能源,如太阳能、风能及热能等。如设计建筑使之生态化,利用面积较大的玻璃用于建筑屋顶,用以回收太阳能产生的热量,经由一些手段处理后,可以将其转化成为其他能源用于建筑热源供应和照明提;应用环保、节能技术。建筑设计生态化强调使建筑本身节能、环保,这不仅仅是降低能源使用,还要提高能源利用和优化使用能源。即必须选用相应的措施未完成资源消耗和能源再生的转化。
4.2材料运用
建筑设计生态化一定要,首先,在材料运用方面选用能够可以更新、改造或者再利用及再生资源,尽可能实现材料的循环使用。其次,一定要运用建筑所在地的本地资源,以实现本土生态建筑的成本降低。建筑材料一定要选用生态性的建筑材料,这样的建材可以有效实现在材料生产、材料使用、材料废弃及材料再生循环的整个过程中和生态环境的协调融合,实现以最低的能源消耗和最小的环境污染来完成最高的材料利用和循环再利用。
4.3自我调控
建筑设计生态化的自我调控主要分为被动式和主动式两种调控,其中被动式调控指借助于建筑本身的结构和组件,如建筑的门窗、阳台进行遮阳处理,建立起适宜的生存环境,这种被动式的调控源于解决传统建筑,关注建筑环境和深刻理解现代建筑的设计理念,用这些指导建筑设计生态化。如国外有些住宅的建筑师经由选取玻璃暖房及相应的构造形式使建筑取得了出色的保温和隔热效果;主动式调控则是现代建筑设计生态化的最大成就,即计算机技术进行到了建筑设计的应用,计算机技术可以很好地把设计师的外延思想以有效的形势表现出来,因此带动了建筑设计生态化的技术性革命。建筑设计师可以经过主动调控把建筑生态的设计进一步精细化、准确化及严密化,从而实现了把建筑设计生态化和建筑构造、物理及现代计算机技术的有机融合。
5、结语
生态建筑作为一种全新的建筑形式,有着广阔的发展前景,它与现代建筑一脉相承,并且是现代建筑在21世纪的继续。我们无需刻意追求现代建筑和生态建筑的区别,从现代建筑向生态建筑的过渡是建筑发展的一个必然的历史进程。
参考文献:
关键词:建筑产业;低碳经济; 技术创新;低碳技术创新
中图分类号:F407.9 文献标识码:A 文章编号:1001-8409(2012)11-0090-04
A Literature Review of Low Carbon Technology Innovation Management in Construction Industry
LAI Xiao-dong, SHI Qian
(School of Economics and Management, Tongji University, Shanghai 200092)
Abstract: This paper examines the literatures research status with the topics regard to low carbon technology innovation management in construction industry of China based on the national requirements on greenhouse gas control and energy conservation and emission reduction target. It presents an overall review for the journal literatures in China with a methodology by classifying the literatures based on five aspects of low carbon technology development roadmap, research theory, low carbon building assessment and energy efficiency with technology progress. To a further step, it has given a brief summary with some recommendations and directions of low carbon technology management with the purpose of aiding the construction industry strategic development.
Key words: construction industry;low carbon economy;technology innovation;low carbon technology innovation
1 引言
建筑产业高投入、高能耗与低增值性的行业特征与现行能源危机的矛盾日益突出。研究表明,全球房地产及相关领域造成了70%的温室效应,建筑施工、使用以及建材生产过程都是温室气体的主要排放源。据统计,目前中国建筑能耗约占全社会总能耗的三分之一左右,且随着城镇化的快速发展,这个比例将继续扩大。在高能耗行业中,建筑业成为能耗之首,建筑业已经成为发展低碳经济的关键领域 [1]。国家“十二五”规划明确提出, 要 “加快低碳技术研发应用,控制工业、建筑、交通和农业等领域温室气体排放。探索建立低碳产品标准、标识和认证制度,建立完善温室气体排放统计核算制度,逐步建立碳排放交易市场。推进低碳试点示范”。“抑制高耗能产业过快增长,突出抓好工业、建筑、交通、公共机构等领域节能,加强重点用能单位节能管理”。
本文选取高能耗建筑产业,对国内外有关低碳技术和绿色、低碳建筑有关文献进行梳理。从低碳技术的技术路线、研究理论、绿色建筑、低碳建筑、生态建筑、能源效率等几方面进行分析。让相关从业者或研究人员对与建筑产业相关的低碳技术创新有个全面了解,以便更好地推进低碳经济发展和助力“十二五”规划节能减排目标的实现。
2 低碳技术路线图的研究
2.1 低碳技术路线图的发展
什么是低碳技术?国外主流的观点是,以可再生能源技术为主体的低碳技术相对于传统化石能源技术而言,是一种突破性创新。“新的能源技术是对能源生产技术的革命性变化”,而现有的技术(传统能源技术)“具有严重缺陷,无助于稳定全球气候” [2]。低碳技术创新是一个通过技术范式的转变来实现对原有技术经济系统进行解锁的过程。他指出“真正的革命性创新起于毫末,但最终将通过技术与社会系统的共同进化为自己创造出一个新的社会经济系统”。低碳技术可分为3个类型:一类是减碳技术,是指高能耗、高排放领域的节能减排技术等。另一类是无碳技术,如核能、太阳能、风能、生物质能等。第三类是去碳技术,如碳捕获与埋存技术等[3]。
文献研究发现,有关低碳技术、低碳产业的技术路线图研究主要采用两种思路:即以情景分析为核心和以技术预见为核心,这两种制定低碳技术路线图思路的主要区别在于关键技术选择方法不同。情景分析法主要通过模拟政策措施和技术发展情景对未来能源消费和温室气体排放所产生的影响,进而发现关键问题,对技术发展路径提出建议,如文献[4];而技术预见则在综合考虑保障能源安全的需求和实现经济社会可持续发展要求的前提下,以技术预见结果为主要依据,得到的关键技术发展目标和实现路径,如文献[5]、[6]。
2.2 主要国家的低碳技术路线
低碳技术种类繁多,各国家和地区对低碳技术的侧重点并不相同。欧盟注重走清洁能源技术优先发展的低碳技术路线[7],日本侧重于节能技术[8],美国则选择了全面发展的低碳技术发展路线[9](见表1)。
国家技术前瞻课题组就低碳发展的关键技术和大规模应用时间做了预测,其中建筑节能和能耗输配系统被列为关键技术之一[6]。吴昌华(2010)针对中国低碳创新的技术发展路线图进行分析,分析了各产业技术发展存在的障碍和成本,提出了一个低碳技术创新链条概念解决模型。并指出目前建筑产业技术创新路线的研究仍然停留在建筑节能、能效提高和新能源开发的第一阶段,未来新概念低碳建筑还处于探索阶段[10]。能源与环境的巨大压力已经不允许中国走传统的经济发展模式,必须转型走低碳节能和开发可再生能源的低碳发展之路[11],有学者采用情景模拟对我国低碳经济技术路线图进行分析,透过对28种低碳技术的模拟分析,认为我国2050年实现减排任务是有可能的 [12]。
由上分析,以低碳技术路线图作为脉络发展低碳经济在国内外都受到推崇。清晰的能源技术战略、产业结构规划和明确的减排目标和任务是应对全球气候变化和实现低碳经济的一个前提。从文献的研究看来,未来的低碳技术创新趋势应该是走“减碳”、“碳中和”、最后到“负碳”的技术发展路线。
3 低碳技术研究理论
学界较著名且具有标志性意义的低碳技术体系研究理论包括史帝芬·巴克乐的稳定楔理论、麦肯锡的全球温室气体减排成本曲线和乌恩鲁的碳锁定理论等。
稳定楔理论[13]是目前被公认的处理气候变化问题的最佳策略之一。其创立者史帝芬·巴克乐和罗伯特·索克罗从各种可能的气候变化减缓技术中筛选出了15种关键技术,将其命名为“稳定楔”,认为这15种技术的应用可以像楔子一样,在稳定全球大气二氧化碳浓度的过程中发挥重要作用。并把15种“稳定楔”技术分为5类,即:①提高能源效率,加强管理的技术;②燃料使用的转换与CO2的捕获及储存技术;③核能发电技术;④可再生能源及燃料技术;⑤森林和耕地对CO2的吸收作用技术。稳定楔理论第一次全面审视了人类现有技术与碳排放之间的相互关系,按照不同技术的碳排放贡献及其减排潜力对各种可能的气候变化减缓技术进行了筛选,为人类的减排行动指出了重要方向。
温室气体减排成本曲线是麦肯锡在全球10个领军企业和组织支持下开发出的一个全球温室气体减排数据库[14]。该数据库包括了至2030年的时间范围内,对10个经济部门和全世界21个地区的200多种温室气体减排潜力和成本的深入评估。该成本报告不仅包括了对低碳技术发展的最新评估和宏观经济评价、对不同地区和行业减排潜力、投资和融资需求均做了详细的评估及成本估算,同时采用情景模拟动态性地阐述了如何才能实现减排,包括对建筑产业的分析。
与“稳定楔”理论不同的是,麦肯锡评估报告不仅注意了各种气候变化减缓技术减排潜力,而且分析了各种减缓技术的应用成本与投资需求。这对政府和投资决策者具有极重要的参考价值。
碳锁定理论是由格利高里·乌恩鲁最早提出来的,他在《能源政策》陆续发表了三篇重要论文[15~17]
等。其中,《理解碳锁定》一文系统地提出了碳锁定概念。他认为,对化石能源系统高度依赖的技术自工业革命以来一直存在,并与政治、经济、社会结合成一个“技术-制度综合体”,并不断为这种技术寻找正当性,为其广泛商业化应用铺设道路。形成了一种共生的系统内在惯性,导致技术锁定和路径依赖,阻碍替代技术的发展,即“碳锁定”。其来源主要来自技术、机构、产业、社会和制度等五个方面。
碳锁定理论对于低碳技术创新研究有重要意义。特别是对于高能耗产业,研究指出,受益于长期递增报酬的以碳为基础的能源系统可能会产生“锁定效应”,进而妨碍低碳、可再生能源等低碳技术的创新。同时,受益于现有制度的参与者将试图维持该种制度,这就进一步强化了现存技术系统的锁定。目前工业化国家以碳为基础的能源和运输系统形成了锁定的技术—制度复合体,相应地也是碳锁定。
文献[18]认为,由于内部惯性,解除碳锁定需要外生事件的冲击。如相关技术的危机、政府规制、技术突破、消费偏好的改变、“缝隙”市场和科学发现等6大方面。长远来看,可再生能源如生物能源和碳封存技术可有效解决高能耗产业的碳锁定僵局[19]。
4 低碳建筑、绿色建筑评估
4.1 生态建筑、绿色建筑、可持续建筑和低碳建筑演变
早在19世纪,“生态建筑”就出现在西方建筑理论与实践中。“绿色建筑”则起源于20世纪60年代、70年代或更早
[20]。90年代可持续发展理论一经提出,即被融入了绿色建筑理论中,以1993年国际建协在芝加哥通过的《芝加哥宣言》和美国出版的《可持续发展设计指导原则》一书列出的“可持续建筑设计细则”为标志,形成了现代真正意义上的绿色建筑理论体系。2003年英国首次提出低碳概念[21]。低碳建筑随之出现,学界开始从能源、环境、经济和政治等方面对低碳建筑和低碳技术进行研究[22~24]。
国内对建筑业创新研究也经历了生态、绿色、可持续和低碳建筑的演变过程。笔者在中国知网(CNKI)数据库以“生态建筑、绿色建筑、可持续建筑、低碳建筑”为“标题”关键词分别检索,其时间序列统计见表2。经分析发现,以“低碳建筑”为主题的研究文献起步较晚,内容多集中在建筑设计、施工技术、建筑机械、智能建筑技术、建筑材料、绿色建筑和节能技术创新等方面。对表2数据基础进一步分析发现,以低碳技术为主题的文献只有17篇,发表时间集中在近2年(发表在国际期刊的未作统计)。说明有关低碳建筑的研究在我国尚处于起步阶段。
4.2 绿色建筑、低碳建筑实现路径和评估体系
在绿色低碳建筑的实现途径方面,文献[25]指出, 很多大型建筑公司采用技术创新是基于成本竞争和服务考虑,而未考虑经济的可持续发展。绿色建筑的发展需要从个人、组织和制度上解决目前存在的社会和心理障碍,如“总框架、目标人群、教育、结构调整、激励改革和风险补偿、绿色建筑标准的改进和税制改革”等七大方面来解决。建筑技术研发创新也可通过跨学科的研究努力来进行[26]。文献[27]研究发现,要有效解决建筑产业的脱碳,减少碳排放问题,最好的途径是推行低能耗、零排放的新标准综合建筑。低碳技术集成系统(如环境控制、LED节能、节能技术集成网络等)的应用可有效减少建筑能耗,减少国家对能源的过度需求[28]。如文献[29]基于英国建筑产业评估状况,指出建筑高能耗产生原因之一是缺乏有效的整合和技术集成,解决方案是要建立合作伙伴关系的专家团队,采用垂直整合设计、价值管理、全寿命周期管理、教育培训、信息传递和研发工具政策支持、文化教育的改革以实现低碳或零碳建筑,环境政策的制定要与建筑产业的改革密切结合起来。
也有学者从建筑产品创新、设计创新、新型建筑技术应用等方面论证建筑产业的低碳可行性。文献[30]以山西建筑产业为例,指出“产业节能和减排弹性脱钩是降低二氧化碳排放、实现经济发展与碳排放脱钩的因素,政府应大力支持技术创新”。好的绿色建筑项目是组织管理和效率管理的典范[31],地方政府在绿色建筑的推行中扮演极其重要的角色[32]。低碳建筑的实现要解决一系列的问题,如设定碳排放基准线,促进行为节能和行为减排,分析可行资源,建立高效的系统调适和运行管理体系,才能有效实现低碳节能的目标[33]。
国内外比较知名的绿色建筑评价体系有美国的LEED,英国的BREEAM、加拿大的SRTool、澳大利亚绿色之星、德国的DGNB、日本的CASBEE评估体系等和中国的绿色建筑评估体系。这些绿色建筑评价体系是基于全寿命周期为主轴构建指标,内容多集中在绿色节能和绿色宜居等方面。权重则根据评价的侧重点有所不同,但对碳排放和设计中创新的评价指标很少,目前只有LEED和“绿色之星”体系中有单列指标对建筑的技术创新进行评估。
对建筑评估体系的研究也主要集中在绿色建筑等方面[34,35]。有学者在现有绿色评估体系的基础上提出了低碳建筑评估内容[36], 全国工商联房地产商会联合的《中国绿色低碳住宅区减碳技术评估框架体系》(讨论稿)[37]为我国低碳建筑社区减碳技术提供了一个比较明确的方向,但在国家统一的低碳建筑评估体系未权威公布之前,有关低碳建筑评估体系仍然需要进一步论证和探讨。
5 技术进步与建筑能源效率提高的研究
5.1 建筑产业技术创新与能效提高
随着能源问题与环境问题的日益突出,能源效率越来越受到国际社会的重视。有学者把能源效率称为“第五类能源” [38]。国际性的能源强度比较越来越受到关注,因为国际性比较可以帮助了解各国能源强度降低的潜力。文献[39]认为建筑节能和能效提高在设计阶段就要考虑尽可能地减少设备或设施的使用,这也是节省成本,提高能效的有效途径。科技创新与建筑的能效关系密切,要辅之以必要的政策支持[40]。
5.2 建筑产业供应链技术创新与能效提高
作为耗能大户的建筑产业,其供应链的碳排放控制研究也日益受到学界关注,文献[41]对建筑产业上游钢铁行业的能源效率及节能减排潜能做实证分析发现,只有技术创新,提高行业技术水平,才能真正提高我国钢铁行业的节能减排率。利用科技进步调整产业结构,将显著降低我国钢铁行业能耗和CO2排放量;我国钢铁和水泥企业碳减排潜力还有很大空间[42,43]。 建筑材料产业采用精益生产的模式可以有效降低成本,减少浪费和能耗[44];文献[45]通过对我国6大产业的能源消耗、经济增长和能源效率的实证研究发现,从能源效率的长期或短期分析结果看来, 建筑业的能源效率都是最低的,加快产业结构和提升技术进步势在必行。
6 结论与展望
低碳技术创新研究是一个跨学科、跨专业的系统研究,而作为集成多技术的建筑产业的低碳、控碳技术的创新管理更是一个复杂系统。建筑产业低碳技术创新管理涉及社会、经济、能源和环境等多方面要素,目前的文献研究仍然有一定的局限性,缺少一个从系统的、全面的角度来分析整个建筑行业的特征和在当今高能耗产业“碳锁定”状态下如何从技术、政策和操作层面来实现低碳建筑产业的革新,即从技术创新的本身规律上来解决当前能源紧张和碳排放问题,以综合集成、多维度和多种技术系统集成管理的创新研究显得尤为必要,以控碳技术、提高能效为绩效指标的评估机制和管理模式也是未来建筑产业低碳技术创新管理的方向。
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关键词:生态建筑科学技术 资源设计,关注生态建筑设计。
当今世界,人口剧增,资源锐减,生态失衡, 环境遭到严重破坏,人类生存和发展与全球的环境问题愈演愈烈,生态危机几乎到了一触即发的程度。在严峻的现实面前,人们不得不重新审视和评判我们现时正奉为信条的城市发展观和价值系统。
许多有识之士逐渐认识到人类本身是自然系统的一部分,它与其支撑的环境休戚相关。在城市发展和建设过程中,必须优先考虑生态问题,并将其置于经济和社会发展同等重要的地位上;同时,还要进一步高瞻远瞩,通盘考虑有限资源的合理利用问题,即我们今天的发展应该是“满足当前的需要又不削弱子孙后代满足其需要能力的发展”。这就是1992年联合国环境和发展大会“里约热内卢宣言”提出的可持续发展思想的基本内涵,它是人类社会的共同选择,也是我们一切行为的准则。
生态建筑需要一定的技术支持,但是一定的生态技术含量并不能表明这样的建筑就必然成为生态建筑,而不含有那些典型生态技术手法的建筑也未必就不是生态建筑,因为生态建筑的核心并不在于其硬件如何,而在于其内在的运行系统如何,生态建筑是一个系统,必须从总体上来衡量和评价。本文阐述了生态建筑对人类发展的作用及重要性,讲述了生态建筑的设计准则。
一.生态建筑设计准则
生态建筑也被称作绿色建筑、可持续建筑。生态建筑涉及的面很广,是多学科、多工种的交叉,是一门综合性的系统工程,它需要整个社会的重视与参与。一般来讲,生态是指人与自然的关系,那么生态建筑就应该处理好人、建筑和自然三者之间的关系,它既要为人创造一个舒适的空间小环境(即健康宜人的温度、湿度、清洁的空气、良好的光环境、声环境及具有长效多适的灵活开敞的空间等);同时又要保护好周围的大环境――自然环境(即对自然界的索取要少、且对自然环境的负面影响要小)。
这其中,前者主要指对自然资源的少费多用,即“四节一环保”:节地,节能,节水,节材;环保。在能源和材料的选择上,贯彻减少使用、重复使用、循环使用以及用可再生资源替代不可再生资源等原则。后者主要是减少排放和妥善处理有害废弃物(包括固体垃圾、污水、有害气体)以及减少光污染、声污染等等不对自然环境造成伤害。以建筑设计为着眼点,生态建筑主要表现为:利用太阳能等可再生能源,注重自然通风,自然采光与遮阴,为改善小气候采用多种绿化方式,为增强空间适应性采用大跨度轻型结构,水的循环利用,垃圾分类、处理以及充分利用建筑废弃物等。
二.生态建筑的设计目标
生态建筑的设计思想是在上世纪不断发生地区性的环境污染和全球性的生态环境恶化的过程当中,不少学者和建筑师对现代工业文明开始进行深刻反思的产物。生态建筑系统是一种坚持师法自然的理想建筑系统,它大幅降低非再生能源的绝对消耗,采用自我控制、自我调节,对物质和能量逐级、合理、综合应用,有效利用可再生资源,力求把建筑生态系统纳入生物圈物质循环系统,从而避免或减轻对生态环境的不利影响。
生态建筑的设计目标是在满足功能和空间需要的同时,强调实现资源的集约和减少对环境的污染。生态建筑强调资源和环境,强调建筑在整个寿命周期内要减少资源的消耗和降低环境污染。
三.生态建筑的设计手法
生态建筑从设计手法上,可分为三个类型:
(1)从建筑所在地域出发,提倡利用本地材料和传统技术的乡土地方设计手法。
(2)既重视地方性,又适当地引入“适宜技术”的设计手法。
(3)结合当地自然生态条件与最新生态理论,充分利用新技术和新材料来解决生态问题的高技术设计方法。
这三种手法有一个共同点,都是从当地的具体生态环境出发进行设计,所不同的是对技术的应用观念与方式。
1.乡土的生态建筑
这种建筑类型需要建筑师了解环境地理现状,学习并继承传统建筑中蕴含的生态智慧,不依赖耗能设备,而在建筑形式、空间、布局和构造上采取措施,以改善建筑环境,实现微气候建构。
2.“适宜技术”的生态建筑
这种建筑类型以马来西亚的杨经文先生为代表。他从生物气候学的角度研究建筑设计,适当采用新技术与新材料,在高层建筑设计上尝试利用自然能源并建构良性微气候。他称之为生态气候学(Bioclimatic),其具体目标是满足人的舒适和精神需求以及降低建筑能耗。他在热带高层建筑设计中运用生物气候学所采用的方法,大体上有下列几个方面:
(1)在高层建筑的表面和中间的开敞空间中进行绿化;
(2)沿高层建筑的外面设置了不同凹入深度的过渡空间,
(3)在屋顶上设置固定的遮阳格片。
(4)创造通风条件加强室内空气对流,降低由日晒引起的升温:
(5)平面处理上主张把交通核设置在建筑物的一侧或两侧;
(6)外墙的处理上除了做好隔热,他还通过研究,建议采用墙面水花系统。杨经文认为通过这些措施,在热带地区的高层建筑可节省运转能耗的40%。
3.生态高技术建筑
生态高技建筑是同周围生态环境协同发展、具有可持续性特点的高技术建筑,是对当今生态危机的一种积极、主动并且有效的解决之道,因而是高技术建筑未来发展的方向。
生态高技建筑对于建筑微气候的关注可以具体归结为以下三方面:一是适宜的室内湿度和温度,满足人体舒适及健康的要求;二是尽可能多地获得自然采光(减少人工照明的能耗);三是最大限度地获得自然通风(减少空调能耗)。通过最高效的人工技术手段来实现以上目标,或达到各要素之间的平衡就成为生态高技建筑师不懈追求的方向。其具体的设计手法是:
(1)引入绿色植物创造宜人的景观
结合建筑构造技术和先进的电脑控制技术,生态高技建筑能够将绿色生态体系“移植”到建筑内部,使建筑内部有良好的室内气候条件和较强的生物气候调节能力,创造出田园般的舒适环境。
(2)尽可能多地获得自然采光
屋顶是光线进入室内的主要途径,于是各种光线收集、反射构件被应用于屋顶形式。
(3)最大限度获得自然通风
生态高技建筑师们利用风压、热压以及机械辅助的手段尽可能地获得自然通风。在基宝文化中心的设计中,皮亚诺设计了一套十分有效的被动通风系统。由于当地气候炎热潮湿,常年多风。因此最大限度地利用自然通风来降温、降湿便成为适应当地气候、注重生态环境的核心技术。其原理是采用双层结构,使空气可以自由地在弓形表面与垂直表面之间对流,而建筑外壳上的开口则是用于吸纳海风,或者引导建筑所需的对流。针对不同风速和风向,通过调节百叶窗的开合和不同方向上百叶的配合来控制室内气流。
生态建筑的兴起是建筑业走向可持续发展的重要一步,建筑师应牢记“人类不可能创造一个生态系统”,只可以“设计生态系统的环境和整个系统”。保护生态、回归自然的绿色;生态建筑、低碳建筑将为建筑师提供一片崭新的创作天地。
结束语:
总之,生态建筑是多种技术集成的结果,它需要科学技术的进步,更不能离开政府相关政策法规的鼓励和正确引导。只有在设计过程中各专业人员的相互协作与共同努力,综合运用当代建筑学、建筑技术科学、生态学及其它科学技术的成果,从技术、经济、环境、能源及社会等角度出发,系统地评价与设计建筑的室内外环境,才会有更多更好的生态建筑出现,从而实现建筑“生态化”。最终达到居住源于自然回归自然。
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中图分类号: S611 文献标识码: A
一. 建筑整体设计层面的策略――建筑与自然环境共生
成功的建筑,首先应慎重选择建筑所处的地段,使它处在生态环境良好的区域,良好的生态环境,有利于人类的身心健康。对于这一点,古人早就有先见之明。古罗马建筑师维特鲁威在《建筑十书》中说道:“在建设城市之际必须寻求健康时,没有比精心研究选择最适当的天空方向更为必要的了。”而我们中国古代建筑设计受风水观念的驱使,对建筑的选址更是非常讲究。以城址、住宅为例,最佳选址要求“负阴抱阳,冲气以为和”“金带环抱”等,对地质、地貌、气候、植被、土壤、水文等方面综合考虑。这种选址方法经过分析是符合生态建筑的要求的。
二.建筑空间设计层面的策略――形体设计,功能分布等
作为一名建筑师,从建筑空间和形体入手,通过“建筑”空间来“建筑”行为,探索绿色低碳建筑的设计思路,是设计中成本最低,最易达到也最生态经济的设计策略。以下概括出四种以空间塑造引导行为的绿色设计策略。
1.“切薄”建筑――引导人们优先利用自然通风和自然采光
让建筑在一定的幅度内更薄,可以增大建筑空间与外界的接触面,更好的引导室内空气的对流、自然光的渗透,让人们优先利用自然条件满足内部的环境要求。著名建筑师杨经文在新加坡国立图书馆新楼的设计中,用一条街道将建筑“切薄”,划分为两大块,中部设计为向自然开放的中庭,从而奠定了建筑绿色设计的基础。这座建筑于2005年建成,实际能耗相比新加坡标准写字楼降低30%,被誉为杨经文生态大楼的颠峰之作。
2.公共空间室外化――引导人们减少对人工环境的依赖
建筑的大堂、中庭、走廊、电梯厅等公共空间,面积比例较大,却不是主要的使用空间,虽然人们在此停留的时间普遍不长,但要为此付出很大的能源代价,这也是大型公共建筑的能耗远超一般民用建筑的原因之一。对于夏热冬暖地区,重新审视公共空间的使用模式,将公共空间室外化是一个可行的策略。这里四季温差不大,有顶棚、无围护墙的灰空间在绝大部分季节有着良好的舒适度,如果能解决好管理等问题,这样的空间就能发挥出良好的效益。
3.围护界面的灵活性――引导人们用灵活的方式应对气候
建筑围护界面的灵活性,是为了让人们在建筑中有选择地利用自然条件,是希望以整个墙面的开放性实现更大幅度的建筑界面变化,带来建筑空间性质和人们身心感受的转变,让建筑具有更好的气候适应力。在深圳建科大楼的五层报告厅,在一整面外墙中使用了高大的转门,当转门全部开启时,报告厅的一面完全开放,对面苍翠的山林扑面而至,具体使用中,需要关闭转门打开空调的时间很少,大多数情况下报告厅可以保证良好的舒适度,这个做法受到了使用者的一致好评。
4.消极空间的再造――引导人们挖掘建筑资源、回归健康的生活方式
对于现代建筑,特别是高层建筑,疏散楼梯间常被建筑师作为消极空间而放弃对其环境的营造,它们被放进黑暗的核心筒,用机械的手段排风、排烟。这样的做法除了耗费能源外,也把它们变成了人们最不愿接近的场所,除了满足特定的消防功能,它们别无它用。
在某高层设计的一个初期方案中,环形的宽大遮阳板和顶部 “捕风”张拉膜,以流线型的外观发挥着自然风的“湿周”效应。在西立面上,疏散楼梯呈连续性的布置,并覆盖通透的遮阳格栅,形成富有动感的建筑形式。
三.建筑生态技术层面的策略――各种高科技生态节能技术的使用
正如前文所提到的,建筑空间设计领域之外,高科技生态节能技术在绿色建筑中正越来越多地承担着先锋的角色。以下将会从九方面进行论述:
1. 绿色与低碳建筑的能量获取
a.太阳能的利用(主动式与被动式)
主动式太阳能利用
1)主动式太阳能热水。
2)主动式太阳能发电。
被动式太阳能利用
主要应用途径:1.直接受益,2.对流环路3.蓄热墙4.蓄热屋顶5.附加阳光间。
b.风能的利用
生态建筑除利用风压来形成自然通风外还可利用风力来发电。加拿大爱德华王子岛上的P.E.I住宅,是利用风力发电的典型,一个功率为10千瓦的风车耸立在24米高的塔上,可为住宅提供大部分电力。
c.地热能的利用
当前的地热能主要用于发电,有些地热资源相对充裕的地方会采用地热给整个小区供暖,集中布置,会达到经济高效节能减排的效果。
d.地能的利用(地源热泵技术)
2.建筑遮阳技术
a.高科技自动遮阳技术
建筑是需要阳光的,但日常生活经验也告诉我们:进入建筑内部的阳光是需要控制的,我们应当只让“需要的阳光”进来。许多遮阳技术结合了当今自动控制技术与工艺的精华,带来了激动人心的艺术震撼力。
b.绿化遮阳技术
植物这一生命体本身形体随着季节变化的特点为建筑带来了一种特殊的遮阳方式,人类已沿用数千年。绿化遮阳不仅遮挡了夏季日光的灼晒,同时绿叶对外墙的覆盖为建筑带来了优美的景观和舒适的心理感受,这是其它如同机械零件般的遮阳构件和材料所不能比的。
3.建筑自然通风
a.“呼吸式”幕墙
b.天窗通风反射板通风
c.双层屋面通风
d.地板夹层通风
e.风帽技术加强通风
f.附加通风窗
4.人工照明的节能
a.使用“绿色化”生产的光源产品
b.使用光效高的光源
c.使用高效节能的照明器具
d.推广使用电子镇流器
e.照明的标准、方式、控制
5.绿色低碳建筑中关于水资源的利用
a.建筑中中水的利用
b.雨水的利用
6.绿色与低碳建筑中的绿化
a. 室外环境绿化更应当注意合理的绿化配置和多样性
b. 室内绿化在建筑物大多数室内空间,如中庭、办公室、客厅、走廊等处都可种植
c. 水平绿化就是把植物种在室外或者室内的地面上
d. 垂直绿化是建筑的垂直面的绿化种植,一般包括外墙绿化,阳台绿化和窗台绿化
7.生态建筑中的废物回收利用
在生态建筑中,应当设置一种多层次、低污染、可循环利用的垃圾综合处理方式。
8.“双层皮幕墙系统”
一般包括:外挂式“双层皮”幕墙,空气环流式“双层皮”幕墙,走廊式“双层皮”幕墙,箱箱式“双层皮”幕墙,井箱式“双层皮”幕墙,双制式模块“双层皮”幕墙。
9.绿色生态的建材选择
生态水泥,生态高性能混凝土,钢材,木材,镀膜玻璃(热反射玻璃),吸热中空玻璃(或热反射中空玻璃),硅气凝胶特种玻璃,安全玻璃,自洁净玻璃,光电玻璃,自动调光玻璃,斯强板(板材),生态卫生陶瓷,陶土板,生土材料建筑。
参考文献
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