可持续发展的生态建筑设计

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1、可持续发展的生态建筑设计-建筑技术可持续发展的生态建筑设计摘要：可持续发展的生态建筑设计已成为建筑设计的热点问题之一。本文介绍了建筑利用资源的4R原则、可持续能源与非可持续能源，并分析了太阳能、沼气在建筑中的应用以及利用土壤或岩石热工特性的覆土建筑。　　关键词：可持续发展，生态建筑，太阳能，沼气，覆土建筑　　　　在我国，建筑能耗占能源总消费量的比例已由上世纪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消费量30%的平均水平。如若加上建造房屋生产环节的间接能耗，建筑能耗的总量已占到社会总能耗的46.7%，因

2、此，建筑节能是重中之重[1]。可持续发展的生态建筑是实现建筑节能的重要途径之一。“可持续发展（Sustainabledevelopment）”的概念最先是在1972年在斯德哥尔摩举行的联合国人类环境研讨会上正式讨论。1981年，美国布朗（LesterR.Brown）出版《建设一个可持续发展的社会》，提出以控制人口增长、保护资源基础和开发再生能源来实现可持续发展。可持续发展的生态建筑是指采用可持续的、可再生能源的建筑[2]。　　1.建筑利用资源的”4R”原则　　在目前资源匮乏的现状下，可持续发展的建筑设计尤其注重考虑建筑对于自

3、然环境的适应和影响，以及建筑与自然环境之间的物质、能量交换。在建筑对于资源的利用方面，特别强调经济性原则，所谓的“4R”原则，即：Revalue、Renew、Reduce、Reuse／Recycle[3]。　　Revalue意为“再评价”，引申为“再思考”、“再认识”。长期以来，人类已习惯了对自然的索取，从而导致了人类自身生存环境的破坏，直到这种破坏开始威胁到人类的生存，人们才意识到问题的严重性。人们不得不重新审视自己过去的行为，重新评价传统的价值观念。　　Renew有“更新”、“改造”之意。主要是指对旧建筑的更新、改造、重

4、新利用。充分利用现有质量较好的建筑，通过一定程度的改造后加以利用，满足新的需求，将可以大大减少资源和能量的消耗，有利于环境的保护，值得提倡。　　Reduce原意为“减少”、“降低”，减少对资源的消耗、减少对环境的破坏和对人体的不良影响。　　Reuse或Recycle有“重新使用”、“再利用”、“回收利用”等含义。指重新利用一切可以利用的旧材料、构配件、旧设备、旧家具等，以做到物尽其用、减少资源消耗，保护生态环境。有智者言：世界上本没有垃圾，只有放错了地方的东西。　　2.可持续能源与非可持续能源　　2.1.可持续能源　　可持续

5、能源的基本特征是：洁净、安全、永久性，包括太阳能、氢能、水动力能（间接太阳能）、风能（间接太阳能）、沼气、核聚变能、潮汐能、洋流、海浪、地热以及绿色植物能等。其中，潮汐、洋流、海浪、植物能等又属于可再生能源。需要一提的是，可持续能源与可再生能源是两个不同的概念。可持续能源未必是可再生能源，而可再生能源也未必是可持续能源。如太阳能、氢能、核聚变能是永久的、洁净的、安全的，是可持续能源，但不是可再生能源；而柴草是可再生能源，但它对环境产生污染，并非可持续能源。　　2.2.非可持续能源　　非可持续能源的基本特征是：污染性、不安全、

6、有限性（会枯竭）。煤、石油、天然气、液化石油气、煤气、柴草等均为非可持续能源。　　从治本来缓解能源危机，必须积极开发并有效利用可持续能源，以可持续能源取代传统的非可持续能源。在我国，最值得广泛发展利用的可持续能源是太阳能和沼气，这两种能源分布最广，可在不同规模的建筑上加以应用。　　3.太阳能建筑　　所谓太阳能建筑，即建筑物通过设计，能够高效、优化地对太阳能加以利用。根据建筑物捕获、利用太阳能的系统不同分为主动式太阳能建筑和被动式太阳能建筑。　　有机械循环动力作为重要组成环节参与的太阳能建筑是主动式太阳能建筑，反之，在建筑物捕

7、获、利用太阳能的过程中，没有机械动力作为主要环节参与的则称之为被动式太阳能建筑。特朗伯集热墙、水墙是被动式太阳能建筑中重要的两种类型，在此加以分析介绍：　　（1）特朗伯集热墙　　特朗伯集热墙是一种依靠墙体独特的构造设计，无机械动力、无传统能源消耗、仅仅依靠被动式收集太阳能为建筑供暖的集热墙体。它由法国太阳能实验室主任FelixTrombe教授及其合作者首先提出并实验成功的，故通称为Trombewall（特朗伯墙）。特朗伯墙在冬、夏两季以及白天、夜晚的工作运行原理及要求均有所差别。　　图2~图5为特朗伯墙在冬、夏季节白天、夜晚

8、的工作原理。　　冬季白天，有太阳时，在集热墙与外层玻璃之间出现温室效应，薄片间层的空气被加热，通过集热墙顶部与底部的通风孔可以向室内对流供暖。夜间依靠墙体本身的储热则可向室内辐射供暖。在晚上，特朗伯墙上下两处的通风孔要关闭，玻璃和墙体之间最好设置绝热窗帘或百叶，以防止墙体向室内辐射传热的同