生态建筑主题研究-ZT
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2004年12月29日 13:58:12
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关键词:何谓生态建筑,设计要点,现状及问题,发展展望 目 录关键词:何谓生态建筑,设计要点,现状及问题,发展展望 1(一)何谓生态建筑 2生态建筑定义 3生态住宅分类 31、"生态住宅类" 32、"生态智能类" 33、"生态宗教类" 34、"原始部落类" 35、"部分生态类" 46、"生态荒庭类" 4生态住宅原则 4生态住宅的技术策略 51.追求舒适和健康是生态住宅的基础 5

关键词:何谓生态建筑,设计要点,现状及问题,发展展望 目 录
关键词:何谓生态建筑,设计要点,现状及问题,发展展望 1
(一)何谓生态建筑 2
生态建筑定义 3
生态住宅分类 3
1、"生态住宅类" 3
2、"生态智能类" 3
3、"生态宗教类" 3
4、"原始部落类" 3
5、"部分生态类" 4
6、"生态荒庭类" 4
生态住宅原则 4
生态住宅的技术策略 5
1.追求舒适和健康是生态住宅的基础 5
2.追求高效是生态住宅的核心内容 5
3.追求美观是生态住宅与大自然相和谐的完美境界 5
(二)生态建筑设计要点 6
一、设计理论 6
(一)建筑设计 8
1、住区风环境设计 8
2、自然通风 8
3、绿化、水景设计和防止住区热岛现象 9
4、日照、遮阳与采光 10
5、外围护结构布置 10
6、噪声和污染的防止和控制 11
(二)建筑技术细节 11
1、维护结构 11
2、不同供暖空调方式下的外墙的热式性能选择 11
3、均匀性原则 均匀性原则又称“木桶原则” 12
4、建材选择 生态住宅的设计选材,应遵循无害化的原则 12
(三)建筑环境控制系统 13
1、不同采暖方式的适用性 13
2、可再生能源的利用 15
二、智能化住区设计 16
三、水资源的节省以及废弃物处理策略 17
(三)北京生态建筑问题及现状 19
(1)北京生态能源建筑示范楼 19
1建材: 20
2门窗: 20
3管道: 20
4照明: 20
5温度调节方案: 21
6太阳能集热器: 21
7光伏发电系统: 21
8综合布线与楼宇自控制系统: 22
9水、气处理和净化 22
(2)北京北潞春绿色生态居住小区 22
1对内外环境的调节 24
2对自然能源的利用 25
3整体节能方案 25
(3)MOMA设备 26
1. 天棚柔和辐射冷暖系统 26
2. 置换式新风系统 26
3. 围护结构系统 27
4. 外墙系统 27
5. 内墙系统 27
6. 外窗系统 28
7. 外遮阳系统 28
(4)锋尚低能耗技术 29
1. 外墙系统—国内高层住宅首创高适应性的具有保温隔热双重功能的外墙系统 29
2. 外窗系统—一种能够多方面满足窗户各种功能的窗户 30
3. 屋面系统—让顶层房屋的同样具有良好的保温隔热能力 30
4. 混凝土采暖制冷系统—一种对具有保健功能的采暖制冷方式 31
5. 健康新风系统—去除自然空气中的主要污染物 32
6. 其它系统—绿色建筑的系统化要求 33
(四)生态住宅发展展望 34
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2004年12月29日 13:58:36
2楼
(一)何谓生态建筑
根据世界卫生组织(WHO)的定义,所谓"健康"就是指人在身体上、精神上、社会上完全处于良好的状态。据此定义,"健康住宅"不仅仅是房地产住宅+绿化+社区医疗保健,而是指在生态环境、生活卫生、立体绿化、自然景观、噪音降低、建筑和装饰材料、空气流通等方面,都必须以人的健康为根本。
生态建筑定义
  健康住宅又称"生态住宅",生态住宅不只是绿化,还有,从规划上看,生态小区的总体布局、单体空间组合、房屋构造、自然能源的利用、节能措施、绿化系统以及生活服务配套的设计,都必须以改善及提高人的生态环境、生命质量为出发点和目标。另外,具体设计上,注重绿化布局的层次、风格与建筑物要相互辉映;注重不同植物各方面的相互补充融合,例如,除普通草本植物外,注重观赏花木、阔叶乔木、食用果树、药用植物和芳香植物等的种植;同时注重发挥绿化在整个小区生态中其他更深层次的作用,如隔热、防风、防尘、防噪音、消除毒害物质、杀灭细菌病毒等,甚至从视觉感官和心理上消除精神疲劳等作用。而在房屋的建造上,则要考虑自然生态和社会生态的需要,注重节省能源,注重居住者对自然空间和人际交往的需求。
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2004年12月29日 13:59:37
3楼
生态住宅分类

1、"生态住宅类"
主要提倡以艺术为本源,最大限度地开发生态住宅的艺术功能,把这类与艺术衔接的生态住宅当成艺术品去创造,去营造,使这类住宅无论从外部还是内部看起来都是一件艺术品。
2、"生态智能类"
主要是以突出各种生态智能为特征,最大限度地发挥住宅的智能性,凡对人的居住能够提供智能服的可能装置,都在适当的部分被置入,使主人可以凭借想象和简单的操作就可以达到一种特殊的享受。
3、"生态宗教类"
主要是以氏族图腾为精神与宗教的宅式产物。
4、"原始部落类"
造型均为原始人、土著人的部落形式为主要依据,它是一种提供人回味、体验部落和栖息方式的住宅。
5、"部分生态类"
是在受限制的条件下的一种局部或部分尝试,是若干房间中的几间,或者是房间中一部分装饰成具有生态要求的"部分生态住宅"。
6、"生态荒庭类"
就是在生态住宅中造就两极分化的可能,一方面从形式上最大限度地回归自然,进入一种原始自然状态中,另一方面又在利用现代科技文化的成果,人们可以在部落里一边快乐地品尝咖啡的美味,一边用计算机进行广泛的网上交流,为人们造就一种特别有趣味的天地。
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2004年12月29日 14:00:52
4楼
生态住宅原则

  生态住宅是运用生态学原理和遵循生态平衡及可持续发展的原则,即综合系统效率最优原则,设计、组织建筑内外空间中的各种物质因素,使物质、能源在建筑系统内有秩序地循环转换,获得一种高效、低耗、能源在建筑系统内有秩序地循环转换,获得一种高效、低耗、无废无污染,生态平衡的建筑环境。这里的环境不仅涉及住宅区的自然环境,如空气、水体、土地、绿化、动植物、能源等,也涉及住宅区的人文环境、经济系统和社会环境。培育生态住宅概念主要是在这种观念的影响下,在住宅建设与发展中始终以生态问题为中心,在环保、绿化、安居、道路管网等方面进行系统规划与管理,使住宅区生态环境处于良性循环状态之中。生态住宅在功能上更趋于原始状态和自然状态,它将许多可能发生的自然能源有机地导入住宅,使居住人在自然状态里可以相对任意选择连通自然的门径。
生态住宅以可持续发展的思想为指导,意在寻求自然、建筑和人三者之间的和谐统一,即在"以人为本"的基础上,利用自然条件和人工手段来创造一个有利于人们舒适、健康的生活环境,同时又要控制对于自然资源的使用、实现向自然索取与回报之间的平衡。生态住宅的特征概括起来有四点,即舒适、健康、高效和美观。
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2004年12月29日 14:01:15
5楼
生态住宅的技术策略

1.追求舒适和健康是生态住宅的基础
生态住宅首先要满足的是人体的舒适性,例如适宜的温度、湿度以满足人体热舒适。此外还应有益于人的身心健康,如有充足的日照以实现杀菌消毒,有良好的通风以获得高品质的新鲜空气,以及无辐射、无污染的室内装饰材料等。在心理方面,生态住宅既要保证家庭生活所需要的安全性、私密性,又要满足邻里交往、人与自然交往等要求。健康还有另外一层很重要的含义,是指住宅与大自然的和谐关系。住宅应尽可能减少对自然环境的负面影响,如减少有害气体、二氧化碳、固体垃圾等污染物的排放,减少对生物圈的破坏。
2.追求高效是生态住宅的核心内容  
所谓高效,是指尽可能最大限度地利用资源和能源,特别是不可再生的资源和能源。我们知道,建筑业以及与建筑业相关的其它产业(如建材生产、运输等)消耗了大量的能源和资源。而生态住宅正是要杜绝这种粗放、浪费的模式,以最低的能源、资源成本去获取最高的效益。
3.追求美观是生态住宅与大自然相和谐的完美境界  
生态住宅与大自然相和谐不仅体现在能量、物质方面,也同时体现在精神境界方面,包括生态住宅与自然景观相融合,与社会文化相融合。 生态住宅立足于将节约能源和保护环境这两大课题结合起来,所关注的不仅包括节约不可再生能源和利用可再生洁净能源,还涉及节约资源(建材、水)、减少废弃物污染(空气污染、水污染)以及材料的可降解和循环使用等,因而它所占据的视点最高,所关注的领域也最广。
1.洁净能源的开发与利用。要尽可能节约不可再生能源(煤、石油、天然气),并积极开发可再生的新能源,包括太阳能、风能、水能、生物能、地热等无污染型能源。
2.充分考虑气候因素和场地因素。如朝向、方位、建筑布局、地形地势等。尽可能利用天然热源、冷源来实现采暖与降温;充分利用自然通风来改善空气质量、降温、除湿。
3.材料的无害化、可降解、可再生、可循环。建筑材料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)。
4.水的循环利用与中水处理。在适且的范围内进行雨水收集、中水处理、水的循环利用和梯级利用,特别是对于水资源匮乏的地区。
5.结合居住区的情况(规模密集、区位、周边热网状况)采取最有效的供暖、制冷方式。加强能源的梯级利用。 6.结合居住区规划和住宅设计来布置室外绿化(包括屋顶绿化和墙壁垂直绿化)和水体,以此进一步改善室内外的物理环境(声、光、热)。
7.使用本土材料、降低由于材料运输而造成的能耗和环境污染。
8.在技术成熟、经济允许的情况下,适当地使用新材料、新技术,提高住宅的物理性能。
9.注重不同社会文化所引发的生活方式上的差异以及由此产生的对住宅设计的影响。提倡基于健康、节约的基础上的生活方式。
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2004年12月29日 14:01:33
6楼
(二)生态建筑设计要点
一、设计理论
目前,世界各国新型的生态住宅可谓方兴未艾,从可持续发展住区的市场观出发,发展生态建筑在我国也必然是大势所趋。作为国家的重要产业,城镇住宅建设在“十五”期间必将快速发展。所以,如果不抓住时机,及时把“生态理念”引入到住宅设计中,解决住宅节能和住区环境保护问题,则会对社会、经济、环境产生不可挽回的后果。   
生态住宅设计,指的就是综合运用当代建筑学、建筑技术科学、人工环境学、生态学及其它科学技术的综合成果,把住宅建造成一个小的生态系统,为居住者提供舒适、健康、环保、高效、美观的居住环境的一种设计实践活动。这里所说的“生态”绝非一般意义的绿化,而是一种对环境无害而又有利于人们工作生活的标志。
在工程实施过程中,生态住宅涉及的技术体系极其庞大,包括能源系统(新能源与可再生能源的利用)、水环境系统、声环境系统、光环境系统、热环境系统、绿化系统、废弃物管理与处置系统、游憩系统和绿色建材系统等。简单说来,其技术策略主要体现在以下几个方面:
1、住区物理环境(声、光、热环境)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;
2、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;
3、水资源的节省以及废弃物处理。
值得指出的是,由于住宅设计的特殊性和具体性,这里并没有一套一成不变的技术手段。因此本文着重在阐述整体技术策略,并尽可能地从实用角度出发,介绍一些可直接应用于实际工程中的技术手段,以期能给予房地产开发商或设计人员更多的启发。
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2004年12月29日 14:07:42
7楼
住区物理环境与能源系统设计中的技术策略
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(即声光热环境因素,包括空气温湿度、日照、风速,及噪声、采光等),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。而住区能源系统作为人类向自然环境“索取”和“回报”的重要渠道,其设计质量的好坏是评价住区是否是生态住宅的主要标准之一。只有在合理、高效地利用现有能源的基础上,才能再谈其他自然能源的开发利用。
从这个思路出发,要实现住宅设计生态化,需综合考虑三个方面的因素:住宅住区规划;建筑单体设计(包括建筑造型、朝向、定位以及细节处理如维护结构材料选择、保温方式、门窗形式等);建筑物内的环境控制系统设计。本文将从建筑设计、建筑技术细节以及建筑设备与系统三个方面,分别阐述可应用到生态住宅设计中的相关技术。
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2004年12月29日 14:07:58
8楼
(一)建筑设计
1、住区风环境设计
建筑物布局不合理,会导致住区局部气候恶化。高层建筑由于单体设计和群体布局不当而导致强风卷刮物体撞碎玻璃的报道屡见不鲜。最为极端的莫过于1982年在美国纽约曼哈顿岛世界贸易中心附近一栋高层建筑前的广场上,一位女士在行走时被强风刮倒而受伤。一怒之下向纽约最高法院控告建筑设计和施工的缺点并要求赔偿650万美元。 这些事例提醒规划师和建筑师,风环境和再生风环境问题已不容忽视。然而,可能是对室外风环境的预测不够重视或缺乏有效的技术手段,当建筑师们在对建筑住区进行规划时,更为常见的做法是过多地把注意力集中在了建筑平面的功能布置、美观设计及空间利用上,而很少(或仅仅凭经验)考虑高层、高密度建筑群中气流流动情况对人的影响。事实上,良好的室外风环境,不仅意味着在冬季风速太大时不会在住区内出现人们举步维艰的情况,还应该在炎热夏季有利于室内自然通风(即避免在过多的地方形成旋涡和死角)。从这一点上来说,在规划设计中仅仅考虑对盛行风简单设置屏障的做法显然是不够的。
在实际的规划设计中,要获得良好的住区风环境有两种方法:一是利用风洞模型进行实验;二是利用计算机数值模拟。风洞模型实验的方法周期长,价格昂贵,尽管结果比较可靠,却难以直接应用于设计阶段的方案预测和分析;数值计算相当于在计算机上做实验,相比于模型实验的方法周期较短,价格低廉,同时还可以形象、直观的方式展示结果,便于非专人士通过形象的流场图和动画了解小区内气流流动情况,是在设计初期推荐使用的工具。
2、自然通风
在建筑特别是住宅建筑中,自然通风是最经济和有效的环境调节手段,而建筑物的平面布局、立面设计与三维空间布置等,都对自然通风的可应用性和效果有重要的影响。充分考虑这一影响而进行建筑设计,有效的利用自然通风解决住宅中热舒适性和空气质量问题,在不增加住户的投资的情况下,就能营造一个健康、舒适的居室环境。自然通风的设计目前在国际上是处于比较前沿的课题,虽然还没有归纳总结出系统的设计方法,但已在各类建筑中得到广泛应用。国内外许多著名大学如MIT、 清华大学等在这方面都进行了多年的深入研究,很多结果可直接应用于此项目。
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2004年12月29日 14:08:13
9楼
3、绿化、水景设计和防止住区热岛现象
住区周围建筑的热环境不仅和气流流动有关系,同时还和住区建筑周围的辐射系统有关。受住宅设计中建筑密度、建筑材料、建筑布局、绿地率和水景设施等因素的影响,住区室外气温有可能出现“热岛”现象。“热岛”现象在夏季的出现,不仅会使人们高温中暑的机率变大,同时还促使光化学烟雾的形成,加重污染,并增加建筑的空调能耗。合理地建筑设计和布局,选择高效美观的绿化形式(包括屋顶绿化和墙壁垂直绿化)及水景设置,可有效地降低热岛效应,获得清新宜人的室内外环境。
由于缺乏对室外环境设计的正确理解,当前住区绿化存在三个主要问题:
  一是住区绿化模式单调;
  二是住区绿化功能单一;
  三是传统文化情趣遗失。
此类绿化不仅没有很好起到降温增湿、改善住区热环境的作用,往往还不能完全实现创造空间、美化环境、为人们缔造宜人的生活氛围的功能。特别值得指出的是,生态住宅不等于简单地提高绿化率,如果住区绿化仅仅使用大规模绿地而不考虑与林地、水景设施以及自然通风等手段有效地结合起来,不仅不能充分发挥林地在改善室外热环境方面的巨大作用,还会把大量的金钱浪费在绿地浇灌上,可谓得不偿失。
在绿化系统设计中如何改善住区室外环境,除了避免以上误区外,还应做好两个方面的工作:一是合理选择和搭配绿化植物和水景设置,要与整个小区的热环境设计协调起来,除了给人以视觉上的美感外,还应充分发挥植物、水在降低热岛作用、改善住区微气候方面的作用。二是设计中要以人为本,如果绿化设计的最后结果是把人和绿色隔绝开来,仅仅“可以远观而谢绝入内”是不可取的。
4、日照、遮阳与采光
太阳辐射是影响居室热环境的一个重要因素,同时也是影响住户心理感受的重要因素。遮阳问题是指由于建筑物的外形设计、特别是凸凹变化的外型而引起的建筑围护结构(墙和窗等)实际按受的太阳辐射热量减少的问题。相应的,互遮阳则是指由于建筑群布局而影响到建筑物实际接受的太阳辐射热量减少的问题。
自然采光有利于人体健康和提高工作效率。我国北方冬季对自然采光就有严格要求。在住区规划与单体设计中需仔细考虑遮挡和自遮挡对自然采光乃至建筑物的热环境的影响。尽管目前的规范对建筑的日照时间有所规定,但在实际设计中做的还不够。 比较好的方法是根据当地地理与气象条件,通过计算机模拟地球公转,根据太阳高度、建筑布局以及单体构造的相对关系来进行建筑群日照、遮阳以及自然采光分析,考察全年不同时刻互遮档与自遮挡的状况,检验是否满足日照和遮阳的要求(如检验是否有不符合国家标准――冬至日1小时日照――的情况发生)。目前许多大学或研究机构都可提供日照、遮阳模拟分析软件及评价工作。
5、外围护结构布置
这里主要是指外墙和外窗等围护结构的布置,体型系数这一概念并不能充分反映外围护结构对建筑物热环境的复杂影响。实际上,对于不同朝向角和倾角的外墙和外窗,由于当地主导风向的不同而造成的渗透情况的不同,外表面的对流换热系数也相差很大,接受的太阳辐射随着时间变化而千差万别,夜间背景辐射状况也不相同。比较好的解决方法是利用目前国内外比较流行的建筑物能耗模拟软件(如美国的DOE-2,国内的DeST,等等)进行模拟分析,才能得到一个比较合理的方案。
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2004年12月29日 14:08:25
10楼
6、噪声和污染的防止和控制
住区规划应有效地设计防噪系统,如将住区和主要交通干线相隔绝,防止主要交通干线的噪音传过来。污染控制问题也需重视,建筑物内部空气质量不好,一定是与室外空气污染有关,而通过有效的绿化、有效的组织建筑周围气流流动,可以改善室内空气品质。在设计初期,技术人员就应该深入现场进行调研和测试,检验当地的噪声或污染是否符合标准;如果不能满足要求,一定要采取相应的补救措施。如果居室噪声超标,可考虑采用错开设计的双层玻璃窗,既能有效降低噪声,又不影响自然通风的利用。
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2004年12月29日 14:08:43
11楼
(二)建筑技术细节
1、维护结构
(窗、外墙、屋顶)的热式 性能除了要满足节能建筑新标准(JGJ26-95)的基本要求外,要特别注意以下几点: 一在计算外墙的传热系数时应充分考虑周边热桥(建筑物由于抗震需要而在外墙周边设置混凝土圈梁和抗震性,从而形成热流密集的通道)的不利影响,尤其是非平屋顶住宅建筑,一定要严格按照面积加权系数法算出外墙的平均传热系数,对照是否满足节能新标准的要求二外墙面积应尽量减少,单层窗的窗墙比不宜超过0.3;双层窗或单框 双玻璃则不宜超过0.4。外窗的气密性等级不可低于《建筑外窗渗透性能及其检测方法》(GB7107-86)规定的III等级
2、不同供暖空调方式下的外墙的热式性能选择
在考虑外墙的保温中,墙体热工参数的选择以及不定常的非线性墙体材料的应用,可在不同的情况下改善建筑物的传热和蓄热特性。另一方面,在现有的节能住宅设计中,一般只对墙体围护结构的保温性能进行研究,而从建筑热物理的角度讲,墙体围护结构同时起着保温和蓄热两方面的作用,特别是对于不同的供暖方式或者空调方式,它们对墙体围护结构的热式特性要求也有所不同,因此需要从保温和蓄热两方面对墙体围护结构加以系统的分析。以供暖系统为例,传统的连续供热系统只要求墙体有较好的保温性能,即较大的热阻即可,而以削峰填谷为目的的夜间电热膜供暖方式还要求墙体具有较好的蓄热特性,即有较大的热容;相反,对于间歇供暖方式,例如煤气炉供暖方式或水系统分户调节形式,则要求较小的热容以达到“即开即热”的目的。在传统的设计中,对住宅在冬季供暖方式下的热环境只进行静态的分析,因而只强调墙体保温的重要性。随着供暖方式的多样化,围护结构的热式动态特性对供暖系统节能的影响也越来越重要。 在夏季,由于室内外环境平均温度的差别不如冬季明显,因此对墙体围护结构的保温性能的要求相对降低。另一方面,由于各种影响建筑热环境的扰量的动态变化、空调系统的间歇运行、利用昼夜电价差削峰填谷的蓄冷空调方式,或者是采用夜间通风降温方式等,都对墙体围护结构的蓄热性能提出更多的要求,因此需要从能源、环境、经济等多方面与季节统筹考虑,具体分析,以期达到最优的效
3、均匀性原则 均匀性原则又称“木桶原则”
即在资金有限的条件下,在处理影响建筑热环境的各项因素之间的协调时,使其影响效果尽量均匀,趋向一致。例如在选择外墙、外窗和遮阳设施时,应在一定的投资下使各个方面的效果尽量均匀一致,而不应该在选择保温性能特别良好的外墙时,却因为资金紧张而选用单层窗,或投入大量资金配置保温性能、密闭性能良好的外窗却不做外墙保温设计。因为最差的一个环节往往是决定整体效果的最关键因素,例如木桶的盛水量是由筒壁上最短的一根木条所决定的。
4、建材选择 生态住宅的设计选材,应遵循无害化的原则
从舒适、健康、环保的要求出发,建筑材料的选用应尽可能利用当地技术、材料,以降低建造成本;同时要使用无污染、易降解、可再生的环境材料。近年来,由于室内空气品质问题的日益严重,挥发性有机化合物VOCs逐渐成为人们关注的焦点。而建材、家具、地毯、涂料、油漆等室内材料作为挥发性有机化合物的主要来源,在选择时首先一定要看是否满足国家有关部门的“绿色”标准。
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