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序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇生態建筑論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
生態建筑材料也稱綠色建筑材料、環保建筑材料,是指在原材料的獲取、材料的制備、材料的使用和材料的廢棄再利用等過程中,對環境產生的負荷最小且對人的健康有益的材料。
1.2生態建筑材料的特點
生態建筑材料的概念來自于生態環境材料,所以其特征主要表現在:首先是節約資源和能源;其次是環境污染小,避免溫室效應和破壞臭氧層;再次是容易回收和循環再利用。與傳統的建筑材料相比,生態建筑材料具有以下幾個顯著的特點:(1)原材料的選取盡可能少用天然材料,多用廢棄物。(2)采用先進的生產工藝,減少材料生產過程中的能源消耗和污染。(3)在材料生產過程中不添加對人體和環境有害的物質。(4)材料的設計是以提高人的生活質量和改善環境為目的。(5)副產品容易回收和循環利用,環境負荷小。(6)具有地方特色,降低運輸能耗。(7)包裝材料盡量少。
1.3生態建筑材料的分類
不同的研究者對生態建筑材料的分類不同。有研究者認為可分為:天然建材、循環再生建材、低環境負荷建材和環境功能性建材;也有研究者認為在此基礎上還應加上利用可再生能源的復合型建材;還有一些研究者認為根據生態建材的性能分為:節能型、利廢環保型、安全舒適型、保健型和特殊環境型。
2無機生態建筑材料
2.1生態水泥
水泥是一種重要的建筑材料,當今社會的發展離不開水泥,從工業與民用建筑、公路、鐵路到架橋等,這些建筑設施極大地改善了人們的生活。但是水泥行業也給資源、能源以及環境帶來了很多負面的影響。每生產1t水泥要消耗大約2t的石灰石,0.4t的標準煤,同時排放約1t的CO2,還有含NOx和SO2的粉塵和煙塵。我國的水泥產量在2013年上半年已高達10.96億t。據此計算,水泥行業消耗了大量的資源和能源,排放了大量的有害物質,對人類的健康造成了威脅,也帶來了巨大的環境負擔。但同時我們也應該看到,水泥生產時的高溫環境可以安全有效地處理垃圾,且水泥行業可以消耗大量的工業廢料,如粉煤灰、礦粉、硅粉、煤矸石、鋼渣等??梢娝嘈袠I挑戰與機遇共存,發展生態水泥是水泥行業的正確方向。生態水泥是指利用固體廢棄物及其焚燒物為原料,應用一定的工藝制成的無公害水泥。生態水泥的生產方式主要有兩種:一是提高原材料的利用程度;二是應用科學的方法尋找新的水泥生產原料。
2.1.1高貝利特水泥
高貝利特水泥屬于硅酸鹽水泥系列,其生產工藝和原材料與硅酸鹽水泥大致相同。硅酸鹽水泥熟料煅燒過程中的熱耗主要包括兩個方面:一是碳酸鈣的分解;二是高溫礦物的生成,主要是阿利特的生成。傳統硅酸鹽水泥熟料的燒成溫度一般為1450℃,其中貝利特的含量為20%~30%;而高貝利特水泥熟料中的貝利特含量為50%~55%,貝利特的燒成溫度為1200~1250℃,所以生產高貝利特水泥可以節約大量的燃料,降低CO2、SO2以及NOx的排放。另外,高貝利特水泥原料中鈣質原料的含量較低,可減少石灰石的用量,也可選用品質較低的石灰石。高貝利特水泥的3d、7d強度比通用硅酸鹽水泥低,但28d強度基本持平,90d強度會超過通用硅酸鹽水泥;高貝利特水泥比通用硅酸鹽水泥的水化熱低,干縮小,抗凍性及抗碳化性好。
2.1.2少熟料和無熟料水泥
少熟料和無熟料水泥是指在水泥中少使用或不使用硅酸鹽水泥熟料的一類水泥。我國每年產生大量的工業廢渣,如粉煤灰、礦渣、火山灰、硅灰、鋼渣、煤矸石以及石灰石粉等。經過國內外學者的研究,采用混合材取代部分水泥熟料已經有了較完善的技術標準。在歐洲,摻混合材的水泥占水泥總產量的一半以上。在我國,摻混合材的水泥的應用也十分廣泛。摻混合材不僅節約了能源,使廢渣得到了二次利用,而且在某些方面可以改善水泥的性能。少熟料水泥中的混合材通常需要在水泥水化產生的Ca(OH)2的作用下進行二次水化反應,無熟料水泥通常需要添加堿組分來激發水化反應。無熟料水泥方面研究比較多的有堿礦渣水泥、石膏礦渣水泥、鋼渣礦渣水泥以及砌筑水泥等。
2.1.3低溫再生水泥
我國正大力發展基礎建設,這必然會導致建筑垃圾的大量產生,保守估計,我國每年廢棄的混凝土要達到近億噸。國內外學者對廢棄混凝土利用途徑的研究主要集中在制備再生水泥和再生骨料。低溫再生水泥是從廢棄混凝土中分離出水泥石粉末,在650~700℃下煅燒所得到的水泥。再生水泥降低了水泥行業的能耗,而且高效地利用了廢棄混凝土。胡曙光等研究發現不同溫度下煅燒得到的膠凝材料對水泥水化的影響不同,其中在650℃下煅燒得到的膠凝材料可以加快水泥的水化和改善水泥的凝結硬化性能。
2.2生態陶瓷
2.2.1抗菌陶瓷
微生物可以降解有機物,但是微生物的存在也對人類的生存造成了威脅。1996年,在日本全國范圍內爆發的病原性大腸桿菌感染事件,2003年我國發生的非典和近年來的禽流感,這些事件的發生使得抗菌材料越來越受到人們的重視??咕沾墒翘沾僧a品在原有的基礎上添加了抗菌新功能的陶瓷材料??咕沾筛鶕咕鷦┑姆N類可以分為3種:金屬離子摻雜型抗菌陶瓷、光催化型抗菌陶瓷和其他抗菌陶瓷??咕沾傻纳a方法有兩種:一種是在干燥胚體的表面添加抗菌劑;另一種是在陶瓷所施加的釉中添加抗菌劑。金屬離子抗菌劑主要是Ag+和Cu2+,其作用機理是這些金屬離子可以固結生物體中的蛋白質。我國有很多學者對TiO2光催化抗菌陶瓷進行了研究,TiO2是一種典型的半導體氧化物,光照射使TiO2表面產生空穴,這種空穴與表面吸附水或OH-發生反應生成•OH。•OH可以氧化大部分的有機物和部分無機物,生成對環境無害的CO2和H2O。其他抗菌陶瓷主要是通過多種抗菌劑復合使用,產生良好的抗菌效果。胡海泉等研究了光觸媒系和銀系的復合抗菌陶瓷,發現其在黑暗中24h內的殺菌率為100%。
2.2.2陶瓷透水磚
在城市化進程中,水泥混凝土和瀝青路面越來越多,這些路面由于透水性差帶來了很多問題,如雨天排水不及時易引發事故、雨水進入地下水的渠道受阻使得地下水水位下降。陶瓷透水磚是以工業廢料、建筑垃圾及生活垃圾為原料,經過粉碎、壓制成型、低溫燒成等工序制得的具有一定的透水功能的建筑材料,將其應用于城市路面不僅可以緩解城市排水系統的壓力,而且可以吸收車輛噪聲。呂淑珍等以螢石尾礦和珍珠巖廢礦粉為原料制得陶瓷透水磚,該產品完全達到了透水磚的技術指標。殷海榮等利用陶瓷廢料、黏土、廢玻璃為原料制得陶瓷透水磚,其透水速度可達0.10cm/s,磚的強度可達12.1MPa。
2.3生態玻璃
2.3.1自潔玻璃
自潔玻璃是指表面具有納米級光催化劑TiO2薄膜,在光照作用下能自發地分解表面大部分有機污染物和部分無機污染物的玻璃。自潔玻璃表面具有超親水性、親油性和光催化性。在陽光作用下,TiO2半導體以其特有的強氧化性使污染物分解成相應的無害物質,不會污染環境。劉欣等研究了用礬離子縮短Activ玻璃表面的TiO2薄膜的親水性光致時間,發現礬離子注入能量為90keV、摻雜濃度為6×106ions/cm2時玻璃的光致親水性最佳。王承遇等采用溶膠-凝膠法離心鍍膜工藝在玻璃表面制備ZnFeO4-TiO2復合膜,試驗結果表明,在同樣的日照條件下,ZnFeO4-TiO2復合膜自潔玻璃的光催化效率比TiO2膜自潔玻璃高出4倍以上。
2.3.2泡沫玻璃
泡沫玻璃是一種以廢玻璃或其他各種富含玻璃相的物質為主要原料,經過粉碎磨細、添加發泡劑等材料,均勻混合形成配合料,再將其放置在特定模具中,經熔融、發泡、退火等工藝加工而成的氣孔占體積80%~90%的隔熱、隔聲材料。與其他無機隔熱材料相比,泡沫玻璃具有導熱系數小、不燃、不吸水、可鋸可釘、強度高等優點。很多學者對泡沫玻璃這種生態材料進行了研究,方榮利等利用粉煤灰研制泡沫玻璃,通過試驗得到了各原料的配合比,制得的泡沫玻璃質輕、高強、保溫性能好,為粉煤灰的利用開辟了新途徑;涂欣等以廢玻璃、脫鎂硼泥為主要原料,探索了制作泡沫玻璃的最優配合比,并對發泡劑、助溶劑等添加劑的摻量進行了優化,在優化條件下可制得氣孔分布均勻的泡沫玻璃。
3結語
摘要:本文對我國生態建筑的研究現狀進行了回顧,指出我國生態建筑存在的問題,提出了我國生態建筑的發展的思路與對策。生態化的思想是人類的取向和必然選擇,城市和建筑設計的生態化是歷史發展的必然趨勢。
牛態工程是既古老又年輕,既通俗又深奧的一門學科。研究內容涉及到農業生態工程、生態,及生態城鎮建設、節水與廢水處理及利用、山區小流域治理與開發等眾多領域。生態建筑作為其中的一個領域引起建筑界的高度重視,其作為一門學科誕生至今不過40多年的歷史,20世紀60年代美籍意大利建筑師保羅·索勒爾把生態學Ecology和建筑學Architecture兩詞合并成為Arcology,即生態建筑學。此后麥克哈格、吳良墉等建筑師開始了生態建筑的研究,經過幾十年的探索,生態建筑在理論與實踐方面取得了一定的進展。
一、我國生態建筑設計的研究現狀
在20世紀80年代顧孟潮就提出了“未來的世界是生態建筑學的時代”的觀點,1994年5月,中國政府頒布了《中國21世紀議程—中國21世紀人口、環境與發展白皮鋤,從我國的具體國情出發提出人口、經濟、社會、資源與環境協調、可持續發展的總體戰略。1972年斯德哥爾摩聯合國人類環境會議以后,我國環境保護運動日益擴大和深人,以追求人與自然和諧共處為目標的綠色革命蓬勃展開。1996年3月,中國國家環保局推出兩大舉措:一是實行污染物排放總量控制;二是實施“中國跨世紀綠色工程計劃”—在九五期間重點治理淮河、海河、遼河等的污染。1996年國家自然科學基金委員會正式將“綠色建筑體系研究列為九五重點資助課題”,1998年又將“可持續發展的中國人居環境研究”列為重點資助項目。2000年我國頒布了《建筑節能技術政策》;2001年,建設部通過雄錄色生態住宅小區建設要點與技術導貝邸首次明確提出了綠色生態小區的概念、內涵;2001年開始實行仁夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》;2001年我國第一部生態住宅評估標準《中國生態住宅技術評估手刪出臺,以可持續發展戰略為指導,以節約資源、防污染、保護生態為主題,創造健康、舒適的居住環境,推進住宅產業的可持續發展。
二、我國生態建筑發展存在的問題
1、缺乏對生態建筑的正確理解
生態建筑的概念國內外學術界有許多不同的解釋,但核心的內容是根據當地的自然環境,運用建筑學、生態學的基本原理,合理安排組織建筑與其他相關因素的關系,使建筑物與其周圍環境成為一個有機的結合體,同時具有良好的室內氣候條件和建筑物的自我調節能力,并具有節地、節水、節能、減少污染、延長建筑壽命、改善生態環境等優點。但是有人認為只要將建筑物周圍加一些綠化就是生態建筑,在建筑物內部點綴一些植物就是生態建筑,建筑物單純的節能就是生態建筑,還有人認為建筑的平面將來有重新劃分的可能就是生態建筑等等。但這些觀點只停留在生態建筑的表面,對生態建筑的理解是不全面的。
2、缺乏對農村生態建筑的系統研究
我國作為發展中國家生態建筑的系統研究不平衡,其中城鄉的差別較大。目前各個學科研究的重點大多局限在比較發達的城市,缺乏對農村居住環境的系統研究,特別是東北地區。大部分的研究都從本學科(生態學、環境學、城市規劃學、建筑學、農業建筑學、能源學)的專業角度出發,雖然研究的內容較為豐富,但是各個學科之間沒有很好的結合起來進行深人的研究,特別是如何在特定地區將人居環境與植物環境工程結合起來是函待解決的課題。
3、缺乏生態建筑的廣泛實踐
目前,我國建筑界發表了許多關于生態建筑的論文,這些論文對于宣傳可持續發展的思想、推動生態建筑的發展起到了一定的積極作用,但絕大多數的論文都停留在關于生態建筑設計的理論框架、設計原則及生態學理論對建筑學的指導、國外先進生態建筑的經驗介紹,缺乏實際工程實踐模式、計算機模擬、環境效果的測試分析。
三、我國生態建筑設計的發展思路與對策
從本質上講,生態建筑設計是一種由生態倫理觀、生態美學觀共同駕馭的城市建筑發展觀。在實踐中的生態建筑設計思路可著重從以下幾個方面:
1、貫徹以人為本的人文原則。
國際建筑師聯合會第十四次會議宣言指出:“經濟規劃、城市規劃、城市設計和建筑設計應當是探索并滿足人的各種需求”。滿足人類生存和發展的需求,不僅是建筑發展的最終目標,而且是人類社會進步的根本動力。在未來建筑設計中,要充分認識和確定人的主體地位和人與自然的雙向互動關系,強調把關心人、尊重人的宗旨具體體現在城市空間的創造中,以適應不同階層、不同年齡、不同職業的市民的多樣化需求。
2、善于因地制宜,尊重環境屬性。
根據生態學的進化論,生態建筑設計包含著資源的經濟利用問題,其中首要的是土地的利用問題。今后城市的發展,勢必在有限的土地資源內展開,為了節省有限的土地,必須建立高效的空間體系,如在地面上建立親和大自然、充滿人情味的低層高密度建筑;利用生態技術建立起巨構城市,向地上空間要效益;充分開展城市地下空間的綜合利用研究等,使城市地面、地下、空中連接為有機協調的立體網絡。生態建筑設計強調與環境具有最佳關系,對環境破壞最小,一并充分發揮環境效益。與環境互選共生、共同增長是生態建筑設計的重要原因之一。建筑的選擇做到充分利用原有的地形、地貌,與周圍的環境特點以及當地的地理與氣候特征相適應,做到“因地制宜”。
3、增強使用者與自然環境的結合和協調。
建筑物作為聯系使用者與自然環境的橋梁,應盡可能多地將自然的元素引人使用者身邊,這也是生態原則的一個重要體現。人是自然環境的一分子,人的活動必須建立在生態化的基礎上,必須與環境建立起一種新的結合和協調關系。從建筑設計到建筑建造、使用、報廢的全過程中,生態建筑對環境的破壞影響最小。與以往建筑設計相同,生態建筑應致力于為人類提供品質最佳的空間和環境,即使建筑本身對環境污染很小,極為節能,但如果人們的各項活動無法在建筑空間中順利展開,其空間的存在與人的功能需求格格不人,這樣的建筑無疑是失敗的。生態建筑的功能應更趨合理,空間更加宜人,更有助于使用者與自然環境間的交流。它應該具備更良好的物理環境,盡可能地采用自然采光、自然通風,并具有抵御自然災害的能力。
4、增加“綠色”面積,保護生態平衡
生態建筑外部與自然相呼應,內部空間的設計也應綠色化,即通過精心的室內設計,將室外的綠色引人室內環境。綠色植物可以制造氧氣,吸收各種有害氣體、慮塵、調節濕度、溫度、減少噪音等。生態建筑的興起為綠化環境開辟了廣闊天地。通過建筑設計,可以使室內空間室外化,運用綠化、水面等劃分空間,這些設計手法在建筑創作上最為常見。如建筑物內的共享大廳、內庭院,在其上部加一個可調節的開啟式屋頂,根據時間季節的變化,由計算機或人工控制,達到室內溫濕度的調節,又可使室內外空間連成一體。另一種設計手法也被建筑師經常應用:屋面綠化。不僅美化了環境,獲得了良好的景觀,而且對屋面剛性防水有維護作用。生態建筑在保護生態平衡、提高人居的自然度方面大有作為。
根據以上發展思路,生態建筑設計對策可以在以下幾個具體環節上進行操作。
首先,在宏觀環境方面,城市規劃設計要根據生態原則了解城市發展的自然過程,用它來指導土地的利用和開發建設,同時協調好城市內部結構與外部環境的關系,在空間利用方式、強度、結構和功能配置等方面與自然生態系統相適應;區域規劃,則要與城市整體環境所設立的系統相銜接,研究探討城市改造、更新過程中的復合生態問題等。其次,在微觀環境方面,如單體建筑設計、園林景觀設計等,要處理好整體與局部、建筑與自然因素的關系。由于微觀環境方面極具廣泛性和靈活性,所以,其具體途徑和式、法非常豐富,蘊含著廣闊的創造性生機。
另外,要完善生態建筑設計法律和規范。法律規范是建筑設計的基本依,直接影響我國生態建筑研究的戰略方向。在生態建設方面,目前我國已頒布了仲華人民共和國節約能源法》、《中華人民共和國大氣污染防治M-)、《民用建筑節能管理規Z}、佚于推進住宅產業現代化提高住宅質量的若干意R113等法律法規,對我國節約建筑能耗,保護環境,保障人體健康,推進住宅產業現代化起到了積極的推動作用。政府通過立法對建材選擇、每平米能耗標準,對生態技術研究、對可再生能源的開發等進行規范,不僅使建筑設計中采用的生態策略具有法律依,而且限制不利于生態環境和人體健康的建設行為,鼓勵有利于生態環境和人體健康的建設行為,從而推動生態建筑的發展和小康社會的全面建設。
關鍵詞:新型建筑材料特點生態
建筑是時代的櫥窗,構成建筑的基本物質要素——建筑材料,也就按著時代的脈搏而呈現出自己的價值。幾千年來,建筑材料產品有了長足的進展,從最早的土坯發展到現在門類繁多,充滿技術含量。各個歷史時代都有代表各個時代風貌的建筑,也有與之相匹配的建筑材料。隨著時代的變化,建筑物的風格、功能以及人們對它的要求都有很大的不同,因此新型的建筑材料也會相應的出現。
新型建筑材料是在傳統建筑材料基礎上產生的新一代建筑材料,主要包括新型墻體材料、保溫隔熱材料、防水密封材料和裝飾裝修材料。我國新型建材工業是伴隨著改革開放的不斷深入而發展起來的,從1979—1998年是我國新型建材發展的重要歷史時期。經過20年的發展,我國新型建材工業基本完成了從無到有、從小到大的發展過程,在全國范圍內形成了一個新興的行業,成為建材工業中重要產品門類和新的經濟增長點。經濟建設的迅速發展和人民生活水平的不斷提高,給新型建材的發展提供了良好的機遇和廣闊的市場。目前,全國新型建材企業星羅棋布,在市場需求的帶動下,已經形成了全國范圍的建材流通網;大部分國外產品我國已能生產,三星賓館所需的新型建筑材料國內已能自給;不同檔次、不同花色品種裝飾裝修材料的發展,為改善我國城鄉人民居住條件、改變城市面貌提供了材料保證。我國已形成了新型建材科研、設計、教育、生產、施工、流通的專業隊伍。但是,一種現代新型的建筑材料應該具備怎樣的特性才能讓人們感覺更舒適,才能適合時代的要求呢?只有充分考慮了以下這些因素才能讓新型材料得到有效發展。
一、具有時代價值
一位日本學者在講學時曾經說過,最好的建筑材料是土坯,他是在分析了各種現有建筑材料功能的優缺點之后,不無感慨地做出了這樣的評論的。土坯是人類從筑巢而居時就開始利用普通的黏土做建筑材料,兼有保溫、吸濕、透氣等特性,更適合人體要求,人住在土坯房屋里比住在混凝土房屋里或者磚房里舒適得多,所以這位日本學者的話具有一定的道理。
但是,雖然土坯具有這樣的優點,可還是遭到了人們的拋棄。因為現代建筑已經不能僅僅滿足居住的功能了,現代建筑是人類技術進步的集合體。除了保溫、吸濕、透氣這些功能要求之外,還有高強、輕質、防水、防火、防腐、采光、吸音、裝飾性以及利于快速裝配化施工等等其他重要要求向建筑材料提出來。因此,現代新型建筑材料首先就必須具備時代價值,必須適合現代建筑的要求以及現代人類的審美?,F代建筑材料以不同方式進行組合、復合后可以達到比土坯更好的性能,更加適用于現代化建筑的要求!玻璃作為一種建筑材料就因為其適合時代的要求而普遍存在了??v觀歷史,建筑物的形式和內容都是在不斷改變著的過去。
“我國的建筑材料工業,長期以來處于品種單調、技術落后的狀態。其標志就是小塊實心黏土燒結磚在我國各類墻體材料中仍然占居近95%的高比例。我國是個人口眾多的,可耕地面積相對較少的國家,保護耕地關系到子孫后代。我國推出了建筑材料改革系統工程,主要目標之一就是如何盡量限制小塊實心黏土磚的發展,加速采用及開發新型建筑材料并改造建筑物的功能。”中國描寫一座宏偉建筑的用詞是青磚碧瓦、合抱大柱、雕梁畫棟等等。在西方,石砌的古建筑表現出凝重高貴的風格。盡管今天每當人們看到這些建筑時仍不免衷心贊美,深深為當時建筑大師們付出的難以想象的繁重勞動而贊嘆、敬佩。但是,事情僅此而已。今天沒有人會再想去建造那樣的房屋了,因為它只適合觀賞,而不完全適合現代建筑。
二、綠色、環保
優良舒適的居住環境歷來是人們孜孜以求的生活目標之一,豐富多彩的建材產品不僅使我們廣廈萬間的追求成為現實,更為人們從“居者有其屋”向“居者優其屋”的轉變提供了堅實的物質基礎。
然而,享受現代物質文明的同時,我們卻不得不面臨著一個嚴峻的事實:資源短缺,能源耗竭,環境惡化等問題正日益威脅著人類自身的生存和發展。而建筑材料作為能耗高,資源消耗大,污染嚴重的工業產業,在改善人居住環境的同時,對人類的環境污染負有不可推卸的責任。因而,如何減輕建筑材料的環境負荷,實現建筑材料的生態化,成為21世紀建材工業可持續發展的重要課題。
綠色建筑材料是指對人體及周邊環境無害的健康型、環保型、安全型的建筑材料。與傳統建筑材料相比綠色建材主要有以下特點:(1)生產原料盡可能少利用天然材料,尤其是不可再生材料。(2)低能耗的生產工藝和無污染的生產技術。(3)建筑產品生產過程不得添加使用甲醛、鹵化物、芳香烴等,不得使用含汞及其化合物、鎳、鉻及其化合物的顏料和添加劑。
在日益發達的物質社會里,新型建筑材料的生態化考慮顯得尤其重要。建筑材料所造成的環境污染建筑材料從原料采掘到生產使用直至廢棄的全生命周期中造成大量的環境污染,在我國,每生產1t普通硅酸鹽水泥熟料要排放1tCO2,0.74kgSO2向大氣中排放130kg粉塵,建筑材料在生產和使用過程中還會產生噪聲污染、水污染、玻璃幕墻的光污染、礦渣巖石的放射性污染、化學建材的化學污染、建筑物拆除后的建筑垃圾等多種環境問題。建筑材料與環境的協調性當然建筑材料與環境之間也有著某種程度的協調性。許多建筑材料本身就具有一定的環保性。例如抗菌建材、空氣凈化建材等。建筑材料也是消納廢棄物的大戶,大部分固體廢棄物都可用于建筑材料的生產中。例如粉煤灰、礦渣可作為水泥和混凝土的摻和料,煤矸石已普遍用于制作燒結磚,甚至于一些有毒可燃廢棄物及垃圾可作為燃料用于煅燒。隨利用建筑材料實現固體廢棄物的再生資源化將成為環境保護的重要途徑之一。
隨著科學技術的發展、社會的進步,人類越來越追求舒適、美好的生活環境,各種社會基礎設施的建設規模日趨龐大,建筑材料越來越顯示出其重要地位。新型建筑材料發展也有了廣闊的天空,只有掌握新型建筑材料的特點,才能有的放矢的研究、生產。
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建筑是藝術與技術的結合,并且隨著技術的發展與進步,建筑中的技術含量有著明顯的增長和專業化的趨勢,具體到生態建筑更是如此,很難想象一個缺乏生態技術的生態建筑會是個什么樣子,可以說,生態建筑的持續性在很大強度上是依賴于技術的有效性。
生態建筑的涉及面很廣,是多學科,多門類,多工種的交叉,是一個系統工程,其涵蓋的技術也是多層次的,從目前來看有所謂“低技術”、“中間技術”和“高技術”。
眼下,“高技術”的生態建筑是建筑行業的一大熱點,許多媒體和建筑師都熱衷于這一話題,源于高技術的生態建筑將會是生態建筑發展的一個方向。但是,是不是生態建筑就非“高技”不可,非“高技”不做呢,顯然未必。就我國現有的經濟、技術條件而言,我們關于生態建筑工作的落腳點仍應放在“適宜技術”上,更不用說在我國這一目前全球最大的建筑工地上建造的大多數工程仍然是投資規模中等甚至較小的工程,要在這些工程上試用身價昂貴的“高技術”更加缺乏可行性。
但是生態建筑并不是一項可以等我們“萬事俱備”才可以著手的工作,生態建筑的實施有著相當的迫切性。如果我們不從今天開始,不從手邊僅有的工具開始著手,等到工程建設的高峰期過后,將空留余恨和愧對子孫。
再回首我們身邊,不用說“高技術”即便是“中間技術”,普及率又如何呢,又有多少被運用到了實際工作中去的呢?顯然,在我國現有的狀況下,我們的生態技術與一味追求“高”“新”相比,更應重視技術的具體化,現實可行性及效率,重視技術的推廣和普及。
就生態建筑的目前發展狀況而言,從建筑設計的角度出發,適用技術主要表現在以下幾個方面,太陽能利用,自然通風,自然采光與遮陽,中水利用,整體綠化,建筑廢棄物的回收利用等。
當然,與許多設計學科一樣,在技術設計前有著總體設計和概念設計的階段,眾所周知,在概念設計中蘊含的偏差甚或錯誤,想通過后續手段來彌補將是極其困難和代價昂貴的。所以,我們在生態建筑的設計過程中要首先重視總體設計、概念設計的問題。
要重視生態層次的概念,生態城市與生態建筑按地理范圍可以如分為四個層次,區域城市級、區級、地段級和建筑單體。建筑師的工作主要集中于地段級和建筑單體這兩個層次。在城市設計中要和整體城市的生態規劃,生態原則協調一致,確保任何一個局部都是整個城市生態鏈中的一個鏈條,能促進整個系統的生態效果。
要強調因地制宜的原則,在總體設計中貫穿生態設計策略,為建筑單體創造良好的生態環境,催化生態建筑單體的生成。利用場地周邊地理環境和建筑形體組織外部空間促進自然通風和降溫,避開冬季風主導方向,避免不利風道產生;通過群體的組合形成完整的院落空間,創造良好的微氣候,利用場地中的水體和綠化,調節微氣候;通過建筑群體的組合,采用更適宜的結構方式,節約土地,發展地下建筑,掩體建筑,凡此種種都要求我們深入研究環境特征,充分利用環境優勢,在設計中通過新建的建筑物發掘出環境最優的生態潛能。
二、關于常用的幾種適宜生態技術
1.自然通風:近年來,每到炎夏高溫季節,許多城市都出現了電力緊缺的狀況,以至不得不拉閘限電,究其原因很大程度上是由于空調的用量大幅提開,有調查表明建筑制冷能耗已占到建筑總能耗的10%-20%。而自然通風可以在不消耗任何不可再生能源的情況下降低室內溫度,帶走潮濕氣體,補充新鮮空氣。
自然通風的主要動力是風壓和熱壓,通過建筑的平面和剖面設計制造出正壓區和負壓區,可以實現引風,導風的目的,另外,還可以通過制造溫差和加大進排風口高差達到造風的目的。
在夏季常通過三種途徑使室外熱空氣自然降溫后再進入室內。一是通過建筑物周圍組織的成片,整體綠化,二是通過在建筑物附近設置水體,三是讓熱空氣通過引導經由地下空間再進入室內。
2.遮陽:國外有研究表明,通過玻璃進入室內的太陽輻射量是墻體的30倍以上,但一定的遮陽措施可以使熱通過量減少2/3??梢?,適當的遮陽設計對于減少太陽輻射的熱通過量,降低室內溫度是十分有效的。而且一個通過精心設計的遮陽裝置不但是夏季可以遮蔽太陽輻射,在冬季還可以將熱量帶進室內。
目前常見的遮陽種類有綠化遮陽、活動遮陽、構件遮陽等,在建筑設計中使用頻繁的遮陽板主要有水平、垂直、綜合以及擋板等幾種形式。
1.1高效、清潔
生態建筑必須滿足高效、清潔的特點。近些年來,我國一直在推進城市化進程,而在這一過程中,城市對住房的需求將逐漸增加在,這一情況勢必會加大對土地資源的需求。普通居民在選購住房之后,一般都要使用很長時間,因此,在對住房進行設計時,就必須加強對一些基本設施的合理設計,例如供熱、供水、供電等等。人們在利用自然資源的過程中,只有切實做到索取與回報兩者間的平衡,方能確保人類社會的可持續發展,方能有效的保護自然生態環境。因此,這就要求城市住宅設計建設時,應當做好高效、清潔。
1.2健康、舒適
生態建筑設計與建設的一大主題就是健康、舒適,在“可持續發展戰略”的指導下,生態建筑的設計與建設旨在追求人、自然以及建筑三者彼此間的統一。換而言之,在“以人為本”的前提下,通過各種人工手段,且結合自然條件,為人們打造一個健康、舒適、美好的居住環境。因此,這就對生態建筑室內、室外的環境提出一定的要求,首先,在室外環境方面,應當打造土壤綠色環境與水環境,且種植各種樹木以遮陽,應當打造良好的休閑環境,以供居民休閑娛樂。其次,在室內環境方面,空氣內各化學污染物的含量應當控制在一定的標準之內,要保持較好的通風與采光,進而滿足人們對居住環境“聲舒適”、“光舒適”、“熱舒適”的要求。
1.3優美、和諧
在生態建筑設計與建設過程中,最為關鍵的就是優美、和諧。人類可持續發展目標的實現,應當構建在和生態自然和諧相處的前提之下,對自然資源的合理開發與利用。融入了綠色生態理念的建筑中,應當能夠切實體會到自然和人之間的和諧共處,體會到自身是生活在一個優美、和諧的環境當中,這是人類發展生態建筑的核心目標。
2綠色生態建筑設計的實現對策
以下筆者將對綠色生態建筑設計的實現加以分析,且提出對策以促使生態建筑設計的最終實現。
2.1建筑外部環境的設計
綠色生態建筑外部環境的設計,具體表現在環境綠化這一方面。首先,建筑在綠化上應當具有一定的創造性思維,將建筑與本地的人文、資源、自然環境等各方面因素有機融合,以實現對現有資源的充分利用。比如從整體角度出發,利用各種手段與方法,例如組景、借景以及分景等,以最終達到內外環境的和諧、統一。其次,必須強調建筑附近環境的綠化。對于硬質鋪地的面積應當盡可能的減少,增加草坪綠化的面積,且多種植一些高大的喬木,以最大限度的增加綠化效果。當前,一些小區普遍使用水泥磚鋪地,這一做法對住宅小區的環境帶來了極大的不良影響,小區應當在條件允許的情況下,盡可能的選用一些擁有滲透性的生態鋪地,以此進一步改善建筑外部的綠化環境。
2.2建筑內部環境的設計
2.2.1能源系統的設計
在綠色生態建筑中,要想加強對資源的有效利用,這就要求建筑在設計過程中,不僅要對常規的能源系統予以改進,同時還應當強化對綠色生態能源的高效利用。這就要求設計人員在建筑設計過程中必須做好三個方面的工作,其一,將建筑設計提升到較高的水平之上;其二,制定科學、合理的新能源改進方針;其三,追求建筑藝術和資源、能源的有機融合。此外,設計人員還應當做到因地制宜,對當地已有的綠色生態資源加以有效利用,例如地熱資源、風能以及太陽能等等。
2.2.2聲光環境系統的設計
就光環境設計而言,在對綠色生態建筑進行設計時,應倡導利用如太陽能等新能源來實現照明供應,以處理一些日常的照明。在室內應盡可能的使用自然光,且大力提倡使用節能型燈具,以降低能源消耗。就聲環境設計而言,在對建筑進行設計時,設計人員應當把臥室安排在與噪聲源相反的方向,亦或者是安裝隔音窗,以降低室內的噪音,進而為人們提供一個舒適的生活空間。
2.2.3智能系統的設計
伴隨著科技水平的不斷提高,一些現代化的技術已經被廣泛應用在建筑中,進而構成了智能化的建筑,人們能依據風力、溫度等狀況,對“智能殼體”的開關與空調量加以有效地調整。綠色生態建筑的發展同樣應當促進智能化的進步,開展智能系統的設計。
3結束語
現階段在建筑設計的發展進程中,如何做好將人的發展需求及環境保護問題融入進去,是實現生態文明的重要話題,并且成為建筑設計工作者的主要工作任務。
1.1建筑設計融入到生態文明中的意義
由于我國人與自然的可持續發展戰略目標的提出,使人們逐漸認識到生態環境對人類生存及發展的重要意義,并且隨著人們對自然資源的開采及生態環境的開發,使地球的生態系統已經處于不平衡狀態。所以面臨如此嚴峻的問題,就要在人類的生產及生活理念上下功夫,保證各類建筑設計能夠融入生態文明中去,不斷完善生態系統的平衡程度,以保證人類居住的家園更加美麗。
1.2符合生態文明的建筑設計
第一,節能及節地的建筑設計。這種建筑設計類型主要是在滿足人們居住及工作的條件下,能夠最大限度的實現建筑資源、運轉能源及土地資源的節約,并且在運用材料的過程中實現物質資源的循環利用及可再生利用??梢栽谶M行建筑設計的過程中利用生活及生產的廢棄物,以及可再生的潔凈能源來實現建筑材料的更新及完善,并且在進行建筑設計的過程中也可以大膽嘗試新型設計,在保證土地資源的情況下實現人均居住面積的提升,從而提升了人們的生活質量。第二,生土建筑設計。生土建筑設計的理念主要是利用覆土的設計方法來實現建筑工程的保溫功能,從而節省的供熱能源的消耗。利用生土建筑的設計方案可以保證建筑物能夠抵御一般的外界污染及自然侵害,例如由于其覆土的設計能夠增強防震及防風效果,同時也能夠減輕噪聲污染給人們帶來的煩惱,最關鍵的是生土建筑設計在保暖性能上能夠大大減少能源的消耗,減少了大氣排污量,進而促進了生態平衡的維護。第三,生物建筑設計。這種建筑工程的設計理念主要是指要從宏觀的角度進行人與建筑之間關系的衡量及設計,從而使建筑設計時刻體現以人為本的觀念。進行生物建筑設計的過程中要把握好人們的居住及工作規律,在傳統的建筑設計的基礎上實現自然資源的充分利用,及保證建筑物與生態環境之間的平衡協調,從而使建筑物的各項功能設計更加方便人們的居住及應用。第四,新陳代謝的建筑設計。新陳代謝建筑強調復蘇現代建筑中被丟失或被忽略的一些要素,如歷史傳統、地方風格,提倡過去、現在兩種不同文化的建筑的共生等。新陳代謝建筑積極地接受、吸收和保留過去建筑中有價值的成就,并在試圖表現時代文化和識別性的同時也積極采用現代技術和材料。第五,少費多用建筑。少費多用建筑是使用較少的物質和能量創造更加出色的建筑作品。高技術建筑可以說是一種智能建筑,它的特點是利用計算機和信息技術等高科技的發展,使固定的建筑護結構成為可以跟隨氣候自我調整的圍合結構,可以進行自由呼吸,控制建筑系統與外界生態系統、環境能量和物質的交換,增強建筑適應可持續發展變化的外部生態系統環境的能力,并達到節能的目的。
2生態文明視閾下建筑設計的應用選擇
在考慮生態文明的建筑工程設計環節下,如何協調好建筑與人及環境之間的平衡發展,是現階段在建筑設計領域中存在的主要問題,需要科學合理的解決方案。
2.1符合生態文明的建筑設計要實現人性化
現代建筑物的設計理念多半從原有觀念中轉換出來,不斷形成了多種風格的藝術效果,但統一的發展趨勢就是要不斷滿足人的發展及需求。隨著現代建筑設計個性的突出,可以體現出人類對居住環境的要求,所以在原有的建筑設計理念的情況下,要不斷豐富新的建筑藝術效果,確保實現人的居住于自然環境相協調,并且滿足人的生理及心理等多方面需求,在保證使用功能、及周圍環境的基礎上,實現經濟、美觀等其他附加效益。
2.2符合生態文明的建筑設計要實現生態化
由于國家及社會的環保意識不斷升級,促使了人類各項活動及社會發展不斷融入了生態文明的環保元素,能夠逐漸從整體的角度考慮能源、資源及環境的平衡。所以在進行建筑設計的過程中,實現生態化的設計理念是保證人與自然和諧共處的前提,同時也是促進生態系統恢復及國土資源保護的前提。建筑設計的生態化符合我國環境保護的總體戰略方針,間接提升了人們生產及生活水平,及社會的發展水平。
2.3符合生態文明要實現建筑設計的一體化
首先,從橫向上看,建筑設計要實現人與自然的一體化,即對人、建筑和自然之間的關系進行適當地處理,它需要為人類創造一個舒適的小空間,同時又要對大的周圍環境實施很好的保護,促使有利于人類發展的資源能夠持續存在。其次,從縱向上看,建筑設計要實現當前與未來的一體化。即在不損害基本生態環境的前提下,使建筑空間環境得以長時間滿足人類從事社會和經濟活動的身心健康需要。
3結論
生態建筑環境設計應該是在順應自然、親近自然的基礎上,有效利用自然資源的可再生性,減少對不可再生資源的浪費及消耗,創造舒適的、親和自然的環境。作為設計者應該以保護自然生態資源的角度出發,以有效的利用自然資源進行設計。而不僅僅只考慮形象、美觀的表面現象,生態建筑環境設計是講究整體的、環保的、可循環的,符合可持續發展的設計思考。
為了實現建筑環境設計的生態化就要保證每個系統的綠色的可持續性,在建筑構建中要盡量的保有生態系統的原始面貌,針對生態環境影響較大的設計,應該積極的采取恢復原貌的方式進行生態的系統重構,減少對周圍建筑環境的影響。綠色生態建筑環境的設計要考慮水環境、能源環境、綠色建材、綠化配置及廢棄物處理等系統。水環境系統。在設計時采用雨水收集器和室外污水處理循環再利用系統??梢园咽占瘉淼挠晁M行處理轉換成灌溉用水,衛生清潔用水等,室內外采用節水器具和設施。能源系統。積極鼓勵借助自然環境使用風能、太陽能、地熱能源等。風能就是依據地區氣候采用風車利用自然風力進行發電,沒有污染、可循環使用的自然資源;太陽能主要是利用太陽能光伏板收集將太陽輻射能,通過與物質的相互作用轉換成熱能加以利用。太陽能既是一次能源,又是可再生能源。并且資源豐富,既可免費使用,又無需運輸,對環境無任何污染;地熱能源是利用地球的熔融巖漿和放射性物質的衰變來進行發電的,還可直接利用地熱水進行建筑供暖、發展溫室農業和溫泉旅游等。地熱能屬于潔凈能源,是可再生性熱能。綠色建材。
建筑物室內涂料盡量避免無機化合物涂料的使用,采用無毒、無污染、無害、無揮發性、無放射性的材料,減少因使用有害材料造成的對周圍環境及自然環境的危害。如使用環保涂料、硅藻泥、壁布、壁紙采用由自然原料制造的無害化物質。盡量使用天然可再生的材料并致力于可持續材料的創新。綠化配置系統。綠化布局合理,規劃時要考慮因地制宜,從該地區所處的地形、地勢和周圍環境的實際出發,根據當地的氣候、植被、物種的特性進行設計。在設計時要注重綠化的層次感、人文景觀性、地區風格與建筑物相融合??紤]植物造景及綠化的容積率,有效的增加三維綠量,以景觀綠化的社會生態性及自然生態性出發,堅持生態為主體,以人為本原則,發揮綠化配置系統在生態建筑環境設計中的更深層次的作用。廢棄物處理。主要指生活垃圾進行分類并回收、提煉、再循環利用,有效控制生活垃圾的污染,進行無害化處理,改善周邊生態環境,回歸自然原貌。
2.生態建筑環境設計的未來發展方向
生態建筑環境設計的未來的發展方向具有一定的層次階段性,在想法上可以拓寬思路,但在規劃設計的具體上應該考慮人們在接受新的設計,新的產物,新的形式等各方向的可預見性。人們在對新事物的認識接受要有一個過程,不可能是一成不變的,生態建筑環境設計也是這樣。比如早期的居住環境的規劃設計,除了滿足人們的生活實用功能外,還采用了供人們休閑、娛樂的庭院設計。當涂料成為居室裝修材料時,墻面噴涂材料采用具有顏色傾向的裝飾時,漸漸被人們所認同的接受形式發生相應的習慣性。因此,生態建筑環境設計的未來發展方向在具體的實踐中慢慢實現,創新性的設計需要遵循自然規律及規劃策略。適用于現今的創新性設計是與未來設計相過度的基本形態。未來生態建筑環境設計是人類對社會回饋的一種實踐性,也是未來社會所需要創造的一種特定表達的方式,并具有一定的探索及不確定因素。
3.結語