建筑与生态环境.pdf

2 0 0 3年 1 2月 第 3 2卷第 6期 有色矿 山 No nf e r r o us M i ne s De c． ， 2 0 03 V01 ． 3 2 No． 6 建筑与生态环境 郭振钧 ， 中国有色工程设 计研究总院 ， 北京 1 0 0 0 3 8 [ 关键词】生态建筑； 资源； 有效利用 [ 摘要】未来建筑设计的趋势必然是遵循生态法则， 生态建筑是资源和能源的有效利用， 发展生态建筑， 对社 会经济发展和环境改善起到重要作用。 【 中图分类号】T u一0 2 3 【 文献标识码】 B 【 文章编号】1 0 0 2 8 9 5 1 2 0 0 3 0 6 0 0 5 6 0 3 Ar c hi t e c t u r e a nd e c o l o g i c a l e n v i r o n m e nt 。 GU0 Z h e n j u n C h i n a No n f e r r o u s E n g i n e e r i n g a n d R e s e a r c h I n s t i t u t e ，B e O i n g 1 0 0 0 3 8 ，C h i n a Ke y wo r d s e c o l o g i c a l a r c h i t e c t u r e ；r e s o u r c e ；e f f e c t i v e u t i l i z a t i o n Ab s t r a c t Th e t r e n d o f arc h i t e c t u r a l d e s i g n mu s t f o l l o w e c o l o g i c a l l a ws ．Ec o l o g i c a l a r c h i t e c t u r e c a n u t i l i z e r e s o u r c e a n d e n e r g y e f f e c t i v e l y．Ec o l o g i c a l a r c h i t e c t u r e wi l l p l a y a n i mp o r t a n t p a r t i n e c o n o mi c d e v e l o p me n t a n d ． ． 、 ． I m pro vin g e n vi r o n m e nt ． 2 1世纪的建筑是更加强调生态环境的建筑， 建 筑师从“ 人类中心主义” 伦理观念。 转 向人类与 自然 生态相协调发展的生态伦理观念成为必然。尊重环 境是生态设计的第一前提， 在强调 建筑标志性的 同 时迁就环境 ， 才有可能 实现 多层次 的可持 续发展的 可能。 1 建筑对生态环境的影响 建筑物在建造和运行过程中需消耗大量的 自然 资源和能量 ， 并对 环境产生不 同程度 的影响。建筑 成本的 2 ／ 3属于材料 费。据统计 ， 建筑业消耗的物 资占全国物资消耗 总量的 1 5 9 6 。每年 房屋建筑 的 材料消耗量 占全国消耗量 的 比例 为 钢 材占 2 5 ％、 木材占 4 0 ％、 水泥 占 7 0 ％、 玻璃 占 ／7 0 ％、 运输量 占 8 ％。我国仅建材生产和建筑 能耗大 约为全国能耗 总量的 2 5 ％。由于普遍使用实心粘土砖建 房， 每年 因烧砖毁田达 1 0万亩。同时建筑 占据土 地资源 和 自然空间， 影响 自然水文状 态、 空气质量， 并 产生大 [ 收稿日期】 2 0 0 3 0 9 2 8 [ 作者简介 】郭振钧 1 9 6 4一 ， 男， 北京市人， 工程师， 从 事建筑工程设计工作。 量的废气物， 对环境产生重大 的负面影响。 由于建筑业对 国民经济的显著影响。 国内建筑 市场的旺盛需求以及建筑对资源 的大量消耗和生态 环境的负面影响， 建筑业在推进可持续发 展进 程中 承担的责任是 在改善和提高人 民居住 环境 的功能 质量 的同时， 在建筑规划设计 、 施工、 运 行维护和拆 除或在使用的全 寿命过 程中考虑 环境影响。 促进 资 源和能源的有效利用。 减少污染， 保护资源和生态环 境 。发展生态建筑， 对提高 社会经济发展 的效益和 环境改善起到重要作用 。 2 生态建筑的概念 现代化正在使城 乡面貌发生 巨大的变化， 人们 建造了更舒适的住宅、 宽敞的写字楼和豪华的商场。 这些变化在带给人 们快 乐和 自豪 的同时， 一 系列严 重 的问题 又摆在人类面前 建筑材料的大量使用 ， 不 可再生资源和能量 的过量开采 ， 建筑物 的冬季采 暖 给环境造成的污染， 夏季制 冷 由于建筑物 隔热 不 良 造成的电力浪费， 室 内空气品质不佳影 响人体 健康 及工作效率。由此带来的直接影响是建筑室内空气 品质的劣化， 是 员工工作效 率的 降低和 各种 “ 现 代 病” 的出现。于是， 提出“ 生态建筑 或 日“ 可持续 建 维普资讯 第 6期 郭振钧 建筑与生态环境 5 7 筑” 、 “ 绿色建筑” 的概念。 1 营造健康 、 无害、 舒适的环境 强调高效节约 不能以降低生活魔量， 牺牲人们的健康和舒适性为 代价。生态建筑应 当优先考虑使用者需 求， 努力创 造优美 、 和谐 的外 部空 间环境， 提 高建 筑室 内舒适 度， 改善室 内环境 质量， 满 足人 们生理 和心理 的需 求， 要有洁净的空气 、 水源与土壤， 不致 受到不 良自 然环境的危害， 也不易遭受 自然灾害的侵袭。 2 充分利用 自然条 件， 保护 自然环境， 建 筑物 能够有效地使用水、 能源 、 材料和其他资源， 也就是 说， 要使能源和能源消耗 降至最底程度。充分考虑 当地气候特征和生态环境， 因地制宜， 最大限度利用 本地材料与资源， 建筑风格与规模与周围环境保持 协调 ； 建筑物的围护结构外墙 、 窗户、 门与屋顶， 应采用高效保温隔热构造 ； 充分利用太 阳能 ； 良好的 采光系统和充分 自然通风条件。 3 回收并重复使用资源 从旧有建筑物中拆除 的建筑 材料 ， 如砖石、 钢材、 木料 、 板材和玻璃 等， 尽 可能保护好， 根据 不同情 况， 力求 回收利用 ， 并积极 利用其他工农业废弃物料， 促进资源的综合利用。 4 建筑物的朝 向、 体形与室 内空间布置 减小 建筑物的表面积与体积的比值， 以减少采暖流与制 冷能耗 ； 使建筑物朝向合理以获取更多的太 阳热量 ； 建筑物 内房 间设 置及尺寸布置恰当， 既提 高居住 生 活舒适度， 又节省能源。 5 尽量保持和开辟绿地 ， 在建筑物周围种植树 木， 以改善景观， 保持生态平衡， 并取得防风、 遮荫等 效果。 6 注重效率 通过技术进步和转变经营管理方 式， 提高建筑业的劳动生产率和科技贡献率 ； 提高建 筑工业化、 现代化水平 ； 积极 发展智能化建筑， 提 高 设施管理效率和工 作效率 ； 通过科 学合理 的建筑规 划设计 、 适宜的建筑技术和绿色建材的集成， 延长建 筑整体系统的使用寿命 ， 增强其性能及灵 活性 。 生态建 筑 归纳起 来 就是 “ 资 源 有效 利用 R e s o u r c e E ff i c i e n t B u i l d i n g ” 的建筑 。有人把生态建筑 归结为具备 4 “ 的建筑。既“ R e d u c e ” ， 减少建筑材 料、 各种资源和不可再生资源 的使用 ； “ R e n e wa b l e ” ， 利用可再生能源和材料 ； “ R e c y c l e ” ， 利用 回收材 料， 设置废弃物 回收 系统 ； “ Re u s e ” ， 在结 构允许 的条 件 下使用旧材料。因此生态建筑是资源和能源有效利 用 、 保护环境 、 亲和 自然、 舒适 、 健康、 安全的建筑。 3 发展生态建筑的主要措施 近年 来， 国 内建筑界及 环保界 人士对生 态建筑 和健康住宅问题给予 了前所未有的关注。随着我国 人 民生活水平的不断提高， 居室装修方兴未艾， 大量 化学装修材料用于居室装修， 在美化生活的同时， 也 带来 了居室环境的污染。特别是大城市新建住宅居 室空气污染 ， 已经到了非常严重的程度。 3 ． 1 居室空气主要污染物 1 甲醛 由各种建筑人造板、 木质复合地板、 压 层木质板家具和胶结剂等挥发出来 。甲醛是一种致 癌物质。 2 挥发性 有机物 其中苯 、 二 甲苯 、 芳香茎对人 体有害， 是致癌物质， 它们广泛存在于建筑涂料 、 地 面覆盖材料、 墙 面装饰材料中。 3 石棉 主要存在于内外墙装饰和室 内吊顶的 石棉纤维水泥制品中。 4 氡气 氡气是 由土壤及岩石 中的铀 、 镭 、 钍等 放射性元素的衰变产物 ， 存在于一些石材 特别是花 岗岩 、 水泥制品中。 5 氨气 因冬季 施工加入 含尿 素抗冻剂 而 产 生 。 根据世界卫生组织的建议， “ 健康住宅 ” 的标准 是 ①尽可能不使 用有毒害的建筑装饰材料装修房 屋， 如含高挥 发性有机 物、 甲醛、 放 射性等 的材料。 ②室内二氧 化碳低 于 1 0 0 0 X 1 0 - 6 , 粉尘浓 度低于 0 ． 1 5 mg ／ m3 。③室 内气温保持在 1 7 ～2 7 ℃， 湿度全 年保持在 4 0 9 6～7 O ％。④噪音级小于 5 0 d b 。⑤一 天的 日照要确保在 3小时以上。⑥有足够亮度的照 明设备， 有 良好换气设备。⑦有足够 的人均建筑面 积并 确保 私密 性。⑧ 有足 够 的抗 自然 灾 害能 力。 ⑨住宅要便于护理老年人和残疾人。 营造生态建筑是 一个 巨大 的系统工程， 体 现在 建设全过程的系统管理， 具体表现在策划设计 阶段 坚持节能环保原则， 施工过程具有节能 、 降耗 、 低污 染 的特征， 建筑材料和旖工工艺具有环保型特征， 建 筑结果具有环保 、 节能 、 适宜性的特征。 目前 ， 我国开发生产了一批“ 绿色建材” ， 先后开 发出环保型、 健康型 的壁纸、 涂料 、 地毯、 复合地板， 管道纤维强化石膏板等装饰建材， 如“ 防霉壁纸” 是 壁纸革命性的改变， 经过化学处理 ， 排除了壁纸在空 气潮湿或室内外温差较大而出现的发霉 、 起泡、 滋生 霉菌等现象。另外， 在施工过程 中环境的控制开始 维普资讯 5 8 有色矿山 2 0 0 3年 第 3 2卷 给予了应有的重视。 目前建筑行业 主要的环境 因素 有噪声的排放 、 粉尘 的排放 扬尘 、 运 输的遗撒、 大 量建筑垃圾的废弃、 油漆、 涂料 以及 化学品的泄漏、 资源能源 的消耗等。针对 建筑 企业 主要 的环境 问 题， 出台了若干法规 ， 如为加强扬尘污染控制 。 改善 城市环境空气质量， 在市 区堆放渣土、 煤 炭、 煤灰 、 煤 渣、 灰土、 砂石等易产生扬尘的物质。 必须采取防止 扬尘措施， 生活垃 圾要逐 步做 到分类 收集， 密 闭储 存， 无害化处理。采取综合 防治措施。 积极实施“ 黄 土不露天 ” 工程。 ． 3 ． 2 发展生态建筑 的主要措施 1 节约能源。我 国能源紧缺 ， 而且能源的利用 率低。例如 我国建筑能耗的平均能源利用率 约为 3 O ％， 是发达 国家 的 1 ／ 3左右。 因此。 必须重 视节 能。 促进传统能源的可持续利用。①提高能源效率。 在设计 中可利用多种方法达到节能 的 目的 根据基 地 自然条件。 充分考虑 自然通风和天然采光的要求， 减少空调使用和照明； 通过建筑外围结构设计 ， 采用 高效保温材料复合墙体和屋面以及密封性 良好的多 层窗。 减少建筑运行能耗 ； 采用高效建筑供能用能系 统及设备。 限制低效供能用能系统及设备 ； 推行绿色 照明工程。②积极开发 利用新 能源和再生能源 如 地热 、 太阳能、 风能、 生物质 能 。 逐 步改变我 国 目前 以不可再生的化石燃烧为基础的不合理能源结构。 2 节约土地。我国地少人多， 土地资源十分紧 缺。 仅为世界平均水 平的 1 ／ 3 。必须 节约和合理 利 用土地资源 。 提 高土 地利用率。① 强调土 地的集约 化利用。 合理规划农村住宅建设用地 ， 积极发展小城 镇 ； ②规划设计应将节约土地 与高效 利用 土地相结 合。 有效利用有限的土地资源 ； ③尽可能减少建筑物 的体量以减少占地 ； ④合理开发利用地下空 间； ⑤发 展新兴墙体材料和绿色高性能混凝土， 限制使用和 淘汰实心粘土砖， 充分利用矿渣、 粉煤灰等工业废 料。 保护土地资源 ， 减少环境污染 ； ⑥在建造 中注意 保护土壤。 3 节约用水。水 资源 的短缺和水污染的加剧 已经严重制约我国社会经济的发展。必须节约宝贵 的洁净水。 大力推进雨 、 污水 回用以缓解城市缺水危 机。 改善环境质量， 促进水资源的可持续利用。①通 过鼓励采用节水型器具、 改变用水 习惯和水价杠杆 调节等方式。 降低用水量 ； ②强调屋顶雨水的收集和 再利用。 地面雨水 可结 合实际情况进行收集或通过 采用可渗透 的路面材料使雨水能源入地 层， 保持水 体循环 ； ③建筑施工 过程要重视节水和地下水 的保 护； ④居住小区和建筑排水原位处理后 回用于生 活 杂用、 景观和绿地浇灌 ； ⑤城市污水处理厂出水经深 度处理后用于市政杂用、 景观用水和生态修复。 4 节约材料。建筑从建材 的生产到建造、 使用 过程需要消耗大量的 自然资源和能源， 并 且产生大 量污染， 如每生产 1 t 熟料水泥要排放 I t c c h 。 应尽 量节省原材料， 采用环保 的、 易降解、 可再 生的材 料 或替代品。①调 整和优化产业结构。 淘汰 落后工 艺 和产品， 提 高劳动 生产率 降低资 源消耗 ； ② 发展 高 强、 高性能材料， 如绿色高性 能混凝土。 减 少水泥和 混凝 土 用量， 消纳大 量工 业 废渣， 减 少环 境 污染 ； ③发展轻集料及轻集料混凝土 ， 减少 自重 。 节省原材 料； ④积极发展化学建材， 节能、 节木、 节钢； ⑤在住 宅建设 中采用轻钢结构体系， 减少木材 、 水泥和粘土 砖的用量， 有利于 自然资源的保护。 5 废弃物利用。每年因新建、 装修和拆除产生 的建筑垃圾非常大 ， 基本用于 回填。大量未经处理 的垃圾露天堆放或简易填埋 ， 占用大量宝贵土地。 并 污染环境。城市垃圾治理要 以实现减量化 、 资源化 和无 害化为 目标， 强调综合治理 。 注重源头减量和综 合利用， 从而有效控制 污染 、 回收资源。 实现环境资 源的可持续发展。①首先要尽可能防止和减少建筑 垃圾和城市生活垃圾的产生 ； ②提倡分类收集。 对产 生的垃圾 尽可能通 过 回收和资源化利用。 减少垃圾 处理处置量 ； ③在分类 的基础上采用适 宜技术进行 分类处理 对有机易腐垃圾采用厌氧消化技术 高效 ． 率产生沼气和优质肥料 或简易堆肥。 积极发展生物 处理技术， 对混合垃圾进行焚烧处 理， 余热利用 ， 尽 量减少填埋处理量， 对填埋 气体进行 收集和利用， 有 效控制和处理垃圾渗滤 液 ； ④对垃圾 的流 向进行有 效控制， 严禁垃圾无序倾倒； ⑤尽可能采用成熟技 术。 防止二次污染。 4 结语 “ 生态建筑” 这一理念的提 出， 给 建筑设计和技 术带来 了一系列的变革。它要求设计师和工程技术 人员在提高人们生活和工作质量的 同时， 尽可能利 用基地周 围的 自然条件 ； 提 高资源 利用率 ， 减 少污 染 ； 尽可能利用再生 资源， 强调建筑 节能； 对 系统进 行整体设计， 综合组织施工， 努力提高生产率和工作 效率 ； 采用绿色建材。 下转 第 6 7页 维普资讯 第 6期 有色矿山 2 0 0 3年度总 目次 6 7 O r o c o s s a t h o me a n d a br o a d ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ o o 4 2 4 t e m1 e 钓u 怕 s t u d y a n d a 9 g Io me r a t Io n me c h a n i s m o f mo I y b d e 巾 c o n c e n t r a t e⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯4 2 8 Dev e I op In g帕 w t y p e o o I Ia l o r 8 f or∞ 鹞It | ’ r It e a r dl Nl t o i 9 o me r p r hc I p Ie o r fl o t iG n啪 口 e n t ⋯⋯ ⋯ ⋯⋯5 2 7 F i b ll I t y ld y o r b a de r I ∞c h 1 jo r I o r a d e o r ∞ i n 1 I 。 - l g 啊 y I -⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ⋯ 5 3 1 R e s e a r c h a n d p r 。 id b c l I ∞ 自 c t l ∞ o r 协 h g s o o mp r e h e 嘴I v e u t l z a t I o n In d l lt n G O I d MI n e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ⋯⋯ 5 3 6 DI s I 鼹 j o n ∞ ∞ t I o n t e c | ， lDJ o g y or ∞ m ，e怕 r mat t e s ⋯ ⋯6 2 2 B e 帕n c | a b Ⅲ t y怕鞠a r c h o n t | |o o mp 怕h e 瞒Iv e r e c o v e r y o f s ‘ t ∞ I f 蛔 ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯6 2 7 S刚哪1 wa y s f b r Im - l g c o p pe r帕 c a ’ 『 e r y r a t e o f I h 茸叼m科Bt 舶Co p p er MI n e ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯6 31 D I晦I g 『 ’ a n d p mc t I ∞ o r min e r a l p r o o e 豁- l g瓢n ‘ ，ma t Io n i n YI n g e z | I 唧Go l d MI n e ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯6 3 5 3 Ml NE E OU l P ME NT n a Iy s I s a n d d e s 咖 1 jo rt h e 9 o I I d t r a c k o r b o t t o m p l N I s kIp ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ | ． ⋯ ⋯ ⋯ 1 3 8 A p p I I ∞ o r - l - I Ig It 曩 l D c 8 p e e d - 叼d e v l In mI 怕 h o lg l c c 纠埘e m⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯2 3 6 S c m e I 搴 瞄 n ee dt o b e n o t Ic | ， d In d fl g n or b o t t o m d u mp s l c I D ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 3 2 5 K怕 Is o n c c n∞ n t 怕t o a n d n s a p p c a t IO n ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯3 2 8 A p p I Io r I o r e r a l a y s 嘶I ∞mp I 舱 r In t e r l o c k in D o x lNl l p p 钟 M in e⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯6 40 4 E N TE RP RI SE N l A NA GE ME NT Re 8 o u r 嘲O o r n p 怕h e 嘴 Iv e u t 川z a t IO n In J hc h培n⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯2 38 St u d y O n a l l p∞；I t l∞曩l p e n， Is I O n In m in e c c ms t Ⅲc I i O n e n g I l l e e r - 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盯l f r o m p o t a s h f e ld s p a r j o In t l y p r 铆帕惦 t | |矗 o f 耵I e n t o r 脚 s s i u m ff l t o p r OO e 豁 p u l p a n d p E ． p 钟 h I 曲 ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯6 4 7 DI s au s s - c m O c o n s t nJ c t i O n daIm⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 6 5 2 Ar e h l t t u r o a n d e ∞ J O gic a I e n 、 ， I r a 憎f 啪t ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯6 5 6 上接 第 5 8页 目前我国城市化水平 已达 3 0 ． 9 ％， 据专家预 测。 2 0 年后将达到 6 0 ％。在这样的大国进行如此大 规模 的现代化建设， 必须走可持续发展之路， 城市化 建设必须坚持 以营造绿色建筑、 生态建筑为主题， 保 持人类社会与自然生态的和谐发展。 设计是整个建设过程的 龙头， 设计师除了要控 制好建筑物的各项环境指标外， 更要按 照规 定选 择 建筑材料， 强制淘汰落后产品和工艺。如在新建住 宅中， 淘汰砂模铸造铸铁排水管道， 推广应用硬聚乙 烯 U P V O 塑料排水管和符合 G B ／ T 1 2 7 7 21 9 9 9 的柔性接 口机制铸 铁排水管。禁止使用冷镀锌钢管， 推广应用铝塑复 合管、 交联聚乙烯管。逐步限时禁止使用实心粘土 砖， 积极推广采用新 型建 筑结构体系及与之相配套 的新型墙体材料。墙体材料总的发展趋势从粘土质 墙体材料 向非粘土质墙体材料发展， 实心型墙体材 料制品向空心型墙体材料制 品发 展， 小块墙体材料 制 品向大块墙体材料制 品发展 。室内壁纸粘贴不应 采用聚乙烯 醇缩 甲醛 胶粘剂 1 0 7胶 ， 混凝土 外加 剂 、 阻燃剂不得含有可挥发氨 气的成份。推荐 使用 无害、 无放射 、 无污染的环保产品。 维普资讯