生态建筑节能技术

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1、 浙江师范大学地理与环境科学学院 生态建筑节能技术前言 建筑运行能耗占我国能源总消耗的量的比例已由20世纪70年代末的10%上升到目前的26.7%，接近世界建筑能耗占能源总消费量30%的平均水平。加上运行能耗的话，建筑能耗的总量应占到社会总能好的46.7%。因此建设节约型社会，建筑节能势在必行。 作为城市规划学生，致力于建筑的节能减排不仅是社会需要，也是最起码的建筑素质。关键词 生态建筑 节能减排 节能技术1、生态建筑的起源 人类进入工业社会后，尤其是近代以来，生产力的迅猛发展，在征服自然，改造自然的斗争中取得了巨大的成就，但是，在取得成就的同时他也付出了极大的代价。森林的破坏和毁灭，沙漠风暴

2、，河流地下水污染，物种消失，金华最近的天气也是灰蒙蒙的，不能不说在享受着经济社会迅猛发展带来的舒适与福利的同时我们承受着怎样的环境压力。人应该尊重大自然，与自然交流，而不是与其展开争夺战，其与自然物种抢占地皮及有限的自然资源。 生态工程（Ecological engineering），是20世纪60年代的美国生态学家奥德姆（H. T .Odum）提出，他认为“生态工程是人类用来控制以自然资源为能量基础的生态系统所使用的少量辅助工程。”生态工程包括的内容有：农业生态工程，生态建筑，林业生态工程，草业生态工程，环境生态工程，水土保持生态工程等。 生态建筑综合了生态学和建筑学的特征并作为生态工程的一

3、个领域，其作为一门建筑学科从诞生至今不过40多年的时间，20世纪60年代美籍意大利建筑师保罗.索勒瑞（Paolo.soleri）把生态学（Ecology）和建筑学（Architecture）两词合并为Arcology，即生态建筑学。即从生态学角度来理解，生态建筑首先应具备节能的特征，并充分考虑绿色能源的使用；其次注重使用再生和可循环利用材料，注重环境保护，循环可持续发展战略，而且应该尊重所在地的地域环境和历史文化，与乡土有机结合，承接城市脉络。因此生态建筑又被称为绿色建筑，可持续建筑。 1969年，美国景观建筑师伊恩.麦克哈格（McHarg）的著作设计结合自然（Design With Natu

4、re）的出版标志着生态建筑学的正式诞生。 1977年12月，国际建协大会以1933年的雅典宪章为出发点，在秘鲁签署了另一个宪章马丘比丘宪章，总结了现代建筑与城市规划建设的主要经验和教训。雅典卫城反映了人们勇于探索自然，改造自然的理性主义，而马丘比丘高山安第斯古城遗迹则表明人们对于大自然的尊重。 1988年，中国建筑学家吴良镛教授在希腊建筑师道萨迪亚斯所提出的“人类聚居学”的启示下，吸取中国传统文化及哲学的精华，融汇多方面的研究成果，创造性地提出“广义建筑学”，并写成广义建筑学一书，提出以城市规划，建筑与园林为核心，综合工程，地理，生态等相关学科，构建“人居环境科学”体系，以建立适宜居住的人类的

5、生活环境。 1999年6月23日，在长城脚下，国际建协地二十届大会召开，与会代表在“21世纪的建筑学”的主题下签署了北京宪章。主要内容有议题：人类与自然的和谐共生，科技与人文的同步前进；核心：广义建筑学，可持续发展，以城市为核心，建立建筑设计，城市规划，园林设计三位一体的观点；任务：促进地区文化精神的复兴，实现现代主义的地区文化和地区主义的现代化。 北京宪章是对环境保护运动的促进和地区文化的复兴，同时也表明，设计界从此跨入21世纪生态设计的主流，一个尊重科学，关爱生灵，呵护情感的“生态主义”的时代已经到来 2、生态建筑研究现状 2.1 国外研究现状 国外经济发达国家如德国，美国，日本都是很早就

6、开始研究生态建筑和设计。德国于20世纪六七十年代就进行生态建筑的研究，在建筑节能，屋顶绿化，太阳能利用等方面的研究和实践已使德国成为生态和建筑新技术的展示地，开发的各种技能设备、技术已在设计建筑中广泛应用。1962年美国卡逊的寂静的春天唤醒了人类对地球生态环境的关注。1969年英国建筑学家麦克哈格的设计结合自然最早提出在城市规划和黄静研究中运用生态学和生态设计的方法。1987年布伦特兰（Brutland）在我们共同的未来书中提出可持续发展的概念，受到国际社会的重视和广泛认同。 1990年在美国加利福尼亚的伯克利召开第一届国际生态城市会议 1992年在澳大利亚召开第二届国际生态城市会议 1992

7、年在巴西里约热内卢召开了联合国环境和发展大会，会议通过了21世纪议程和里约热内卢宣言两个纲领性文件。 1995年美国绿色建筑委员会提出一套能源及环境设计先导计划。 1999年美国建筑师协会选择10座本土建筑作为现阶段生态建筑创作的返范例。 2002年在中国深圳召开第五届国际生态城市会议，就生态城市的设计及实践进行深入的交流。 2、2国内研究现状 在20世纪80年代顾孟潮提出“未来的世界是生态建筑学的时代”的观点，1994年5月，我国政府颁布中国21世纪议程中国21世纪人口、环境与发展的白皮书。1972年斯德哥尔摩联合国人类环境会议后，我国环境保护运动日益扩大和深入，以追求人类和自然和谐共处为目

8、标的绿色革命蓬勃展开。 1996年3月，中国国家环保局推出两大举措：一是实行污染物排放总量控制；二是实施“中国跨世界绿色工程计划”在九五期间重点治理淮河、海河、辽河等的污染。 1996年国家自然科学基金委员会正式将“绿色建筑体系研究“列为“九五”重点资助课题 1998年将“可持续发展的中国人居环境研究”列为重点资助项目。 2000年我国颁布建筑节能技术政策 2001年，建设部通过绿色生态住宅小区建设要点与技术导则；开始实行夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准；我国第一部生态住宅评估标准中国生态住宅技术评估手册出台. 3、生态建筑存在的问题 虽然我国已经全面开展了对生态建设的研究，并且成果显著，但是

9、存在的问题也很明显，主要表现在一下几方面： 3.1缺乏对生态建筑的正确理解 普遍认为生态建筑就是建筑周围加上一些绿化就是生态建筑，在建筑内部点缀一些植物就是生态建筑。这些观点只停留在生态建筑的表面，还没有全面理解生态建筑。生态建筑应该是结合当地的实际自然环境，运用建筑学、生态学的基本原理，合理布局安排建筑与其他相关因素的关系，使建筑物与周围环境成为一个有机的集合体。 3.2经济可行性问题 经济在生态建筑发现的道路上扮演者至关重要的角色。生态建筑有着明显的经济优势：节省运行费用，维护和管理费用低廉、寿命长、节约资源。 但是，生态建筑需要更多的前期投资，并且带来的收益又相对缓慢，且受益者不一定进入

10、投资者的腰包，而是为社会和使用者共享，这些都可能使投资者望而却步。 3.3现实和理论的脱节 尽管社会和政府都在大力呼吁生态建筑，但观念的建立并没有落实到现实的建筑建设中，特别是作为建筑设计师的年轻人们并没有足够的热情与责任心去承担生态建筑这一大任，可能由于甲方的设计期限催的过紧或者没有额外的资金收入以至于不想过多的考虑环保与生态方面的问题。 3.4法律与政策保障薄弱 相比于国外的对生态建筑的资金补助还是强行的法律规定，中国方面显得都没有薄弱，无论是广度还是深度都还待进步。 3.5生态设计教育没有普及 生态建设从理论诞生到现在不过匆匆40载，中国当代建筑设计师还没有从理念落实到世界的建筑设计中去

11、 3.6缺乏生态建筑的广泛实践 目前我国对生态建筑的理论研究较少，工程实践则更少。 4、建筑节能技术 建筑节能应该体现在设计的全过程中，从建筑选址到单体设计，从维护结构到通风、采光、可再生能源等方面都应该贯彻节能技术。抓住机遇，不失时机的推进节能建筑，从而有利于国民经济的持续的良性循环发展 4.1 建筑的维护结构不同国家地区由于地区气候条件不一样，对建筑外围护的传热性能要求也不同。一般是气候越冷，采暖度日数越高，其外围护结构的传热系数的规定就越严格。改善维护结构热工性能，主要通过保温隔热性能好的新型墙体材料和建筑材料；其次是采用合理的节能措施与施工方法，设计合理的节能结构 4.1.1墙体保温隔

12、热节能技术 墙体节能技术分为单一墙体节能技术与复合墙节能设计 4.1.1.1单一墙体技术 所谓单一墙体技术就是利用材料良好的热工性能及其他力学性能作为墙体材料。优点是构造简单施工方便。目前常采用的是墙材中加气混凝土、空洞率高的多孔砖。 加气混凝土外墙：主要用于框架结构的填充墙，双面抹灰200mm厚，加气混凝土歪念的传热系数1.02W/(k).空心砌块外墙：240mm厚双面抹灰的空心砌块外墙，传热系数为1.32W/(k)。黏土空心砖：240mm厚黏土空心砖内抹30mm厚石膏保温砂浆，传热系数为1.12W/(k)。 4.1.1.2复合墙体技术 当单一墙体技术不能满足需求的时候，需要采用导热系数小的

13、高效绝热材料附着在墙体结构层进行复合。根据复合材料与主体结构位置的不同，又分为内保温技术、外保温技术及夹心保温技术。 1、内保温技术 将绝热材料复合在承重墙内侧，再设覆盖保护层。如钢筋混凝土墙上可直接粘贴50mm厚的聚苯板，外墙的平均传热系数可达0.67W/(k)，用岩棉或者玻璃棉板作为内保温材料时，密度较轻的要设龙骨，密度大的，则可直接贴在墙面上。优点：技术并不复杂，施工简单；绝热材料要求较低，技术性能比外保温低；造价较低缺点：难以避免冷（热）桥的产生；防水和气密性较差，内保温须设隔气层，以防墙体产生冷凝；出现裂缝是比较普遍的现象 2、外墙保温技术 外墙保温技术是目前比较成熟的节能措施，在可

14、能的条件下应采用外墙保温层。从内到外依次为：基层墙体黏结层绝热层保护层饰面层。 优点：适用范围广，保护主体结构，延长建筑物寿命；基本消除了冷（热）桥的影响；有利于保持室内稳定，改善室内热环境质量；便于对既有建筑物的节能改造。 缺点：对保温体系材料要求严格；对保温材料耐久性提出较高要求；材料配套，对体系的抗裂、防水、防火、拒水、透气等能力要求较高；要求严格的施工队和技术支持。 3、夹心保温技术 在砖砌墙。砌块或钢筋混凝土墙体中间设置岩棉、矿物板、聚苯板、玻璃棉板或填入散装膨胀珍珠岩等在中间，以取得良好的保温效果 优点：绝热材料在外墙中间，有利于较好的发挥墙体本身对外环境的防护作用；对保温材料的要

15、求不严格。 缺点：易产生冷（热）桥；内部易形成空气流；施工相对困难；内外墙温差是外墙结构使用寿命打折；抗震性能差。 4.1.1.3常用保温材料（性能略）（1） 模型聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）（2） 挤塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）（3） 硬质聚氨酯泡沫塑料（PUR）（4） 聚乙烯泡沫塑料（PE）（5） 酚醛泡沫塑料（PF）（6） 矿物棉制品（7） 泡沫玻璃（8） 胶粉EPS颗粒保温浆料 4.1.1.4外墙的隔热性能 维护结构的保温不等于隔热。保温的措施主要是提高维护结构的传热系数，而隔热的目的是尽量减少维护结构吸收的太阳辐射向室内的传导 （1）根据使用特点。根据建筑的用途来确定运用怎样的途径来达到最完美的隔热效果 （2）根据气候特点。根据气候特点、昼夜温差、四季温差等来确定选择何种材料 （3）建筑表面的颜色。不同颜色的材料对太阳辐射热的吸收系数不同 （4）在墙体中设置通风间层或在通风间层中设置铝箔。 4.1.2