前言:我们精心挑选了数篇优质生态建筑论文文章,供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发,助您在写作的道路上更上一层楼。
1、遵循自然规律,追求人与自然的和谐发展
在建筑设计中,要求设计者将自然环境因素充分考虑到其中。只有人和自然能够和谐相处,人类社会才能在和谐中发展。随着自然环境的不断恶化,可持续发展战略收到了人们的普遍重视。任何一项工作都要考虑到自然环境的重要性,要尊重自然,善待自然。生态建筑夜上海论坛设计需要遵守的基本原则就是要和自然和谐相处,作为大自然的朋友,建筑工程不能对自然产生破坏。
夜上海论坛 2、充分利用自然资源,实现自然同建筑的完美结合
夜上海论坛 设计师在进行建筑设计的过程中,要对有限的自然资源进行充分的利用。这种充分的利用并不是说去对自然资源进行一味的索取。指的是在具体的建筑工程的设计中,要对建筑场地内的空间资源等因素进行有效利用,可以将其作为建筑的一个部分。在建筑工程施工之前,要进行一定的规划和设计,在此过程中就要对地上资源和地下资源都有所考虑,将自然合理地融入到建筑设计中。同时设计师要对建筑的节能减排功能做到一定的认识,以便在施工中有所注意,这样才能有效地做到建筑和自然地完美结合。
3、认真考虑相应生态环境地域特点
夜上海论坛 建筑工程必将对一定的土地资源进行一定的利用,同时也要充分考虑到施工现场以及周围的自然景观和人为景观。要对当地的气候条件和资源等因素进行有效的掌握,对其能源分布和文化特点进行调查。在具体的工程施工的过程中,不能对这些因素产生破坏,才能在总体上实现建筑和环境的完美统一。
夜上海论坛 二、生态建筑设计理论应用于建筑设计
夜上海论坛 1、通过科技手段解决生态问题
在建筑的施工过程中要通过一定的手段,找出影响生态平衡发展的主要因素,并且采取一定的措施加以解决。在通常情况下,一些先进的技术会被广泛的应用。一般来说,对于建筑材料技术和物理技术方面来说,可以将自然界的风能和太阳能等无污染的能源资源进行有效地转化,成为人们常用的资源。同时还要将新能源和施工技术和施工手段等方面进行有机的结合。这样才能有效地提高资源的利用率,达到生态建筑理论的要求目标。
2、进行因地制宜的建筑设计
夜上海论坛 上文已经介绍了建筑与自然环境的统一是生态建筑理论的要求。在传统的建筑标准中,如果建筑作品与自然能够融为一体,那么,这样的设计应该是设计中的巅峰之作。优秀的建筑在保持自己独立的基础上还要可以和自然协调一致。在生态建筑理念的作用下,所有的建筑设计都要与自然相融,具体说来就是建筑风格和设计都要与当地的自然环境相符合,就地取材、因地制宜。建筑的本身就可以对当地的自然环境和人文特点的体现,因地制宜的建筑设计方法可以将地方的独特韵味展现在人们的面前。
夜上海论坛 关键词:生态建筑设计技术
为了把建筑业整个从传统的手工业作坊转到大机器工厂中,把住宅视为住人的机器,批量进行生产。一方面体现了为人类建造的民主思想,另一方面,在整个过程中,强调对自然界模式的了解。在现代建筑的领域中可以深切地感受到,一方面人的自信战胜了大自然的自信,再一个是对大自然的漠视。
从世界范围来看,生态建筑还处于前期发展阶段。从技术上来讲,新的材料、新的技术、新的思路正在不断地出现,但到目前为止,生态建筑还没有一个固定的技术套路。
夜上海论坛 一、生态设计产生于对现代建筑的反思
夜上海论坛 生态建筑的设计思想是在本世纪不断发生地区性的环境污染和全球性的生态环境恶化的过程当中,不少学者和建筑师对现代工业文明开始进行深刻的反思。美国学者提出:住宅设计结合自然首先要用生态学的观点从宏观上研究自然环境和人的关系,特别是研究现代工业在高速发展中对自然进行开发所造成的破坏和灾难,要适应自然、创造必要的生态环境;其次,用生态学的理论证明人对自然的依存关系,批判以人为中心的思想,要研究自然界的生命和非生命的依存关系,强调现代的城市建筑应该适应自然规律,设计结合自然。
人类在发展过程当中应该体现集约的原则,并在日常生活中鼓励应用这些原则,美国学者提出九项设计原则,首先尊重当地的生态环境,第二要有正确的环境意识,第三增强对自然环境的理解,第四结合公众需要,采用简单适用技术,针对当地的气候运用被动式的设计策略,第四使用节能建筑材料,第五强调集约原则,尊重自然,要与自然协调,这应该说是生态建筑基本的设计思想,第六避免使用易破坏环境产生废物的建筑材料,第七完善建筑空间使用的灵活性,坚持越小越好,将建设运行的资源和不利因素降到最少,第八减少建筑过程当中对环境的损害,浪费资源和建材,争取重新利用建材和构建,第九为所有人提供可使用的空间环境。
从设计目标上看,一般现代建筑以功能和空间设计为目标,满足功能的需要,创造适合公众需要的空间;生态建筑在满足功能和空间需要的同时,强调实现资源的集约和减少对环境的污染。
生态建筑强调资源和环境,强调建筑在整个寿命周期内要减少资源能源的消耗和降低环境污染,大致归纳起来,生态建筑在整个寿命期内基本目标有:第一尽可能减少资源能源的消耗,第二把环境直接和建筑的污染降到最低,第三保护自然生态环境,第四创造健康舒适的室内外环境第五使建筑功能质量目标统一,第六使建筑生态、经济取得平衡。
夜上海论坛 在生态建筑基本目标当中,创造健康舒适的室内环境和建筑功能质量目标相统一,在很大程度上保持节俭和适用的目标。比如在挪威,在冬季是比较舒适的室内环境是25度左右,从环保和能源角度考虑,挪威把冬季环境温度定为23度左右,节约的能源达到20%到30%。
夜上海论坛 二、技术选择决定生态建筑设计水平
夜上海论坛 生态建筑要实现它的基本目标,必须要有现代技术的支持。从国内外来讲,对什么是生态技术?有什么样的定义?哪些内容?认识上还很不一致。日本建筑中心在《建筑要项》一书中提出生态技术有55种,环境共生的建筑与技术77种。1978年在加拿大召开绿色挑战会议上提出的生态技术更是五花八门。到现在为止大家对生态环境包含的内容并不统一,从比较宽泛的角度说节约资源、保护环境,目前来讲都认为是生态技术。
夜上海论坛 对生态建筑和使用技术的要求可以用三点来判断,首先技术本身的功能与生态环保功能是一致。第二要求采用的技术和制造的产品有利于资源能源的节约。第三个采用的技术和产品有利于人的健康。从这个意义上来讲,在生态建筑目前技术上应该说还是非常广的,包括门窗节能技术、屋顶节能技术等等。
所谓生态技术,包括两种情况,一种情况在传统的技术基础上,按照资源和环境两个要求,共同改造重组所做成的新技术。第二种把其它领域的新技术,包括信息技术、电子技术等,按照生态要求移植过来。从技术层次性来讲,可以把生态技术分为简单技术、常规技术、高新技术。一般来讲简单技术和常规技术属于普及推广型技术,高新技术属于研究开发型技术,从我国实践来看,应该以常规技术为主体。
夜上海论坛 在应用生态建筑技术过程当中,技术选择是非常重要的问题。一个是经济性,由于生态建筑采用哪个层次的技术,不是一个单纯的技术问题,要受到经济的制约。在我们国家普遍采用高新技术是非常困难的,我们经常碰到环保和生态利益和经济利益不完全一致。在这个取舍当中,经济性就是非常关键的。目前在欧洲,特别是在德国、英国、法国,在所建立的生态建筑上,它是以高新技术为主体。在2000年健康建筑住宅会议曾提出过高生态就是高技术的口号,所以这是在战略基础上建造生态的建筑。目前在我们国内把整个生态技术发展建立在高新技术的基础上比较困难,一个是经济发展水平,另外一个是技术和材料不太完善。
夜上海论坛 第二要因地制宜的原则,各个地方的气候不一样,自然资源不一样,在选择生态建筑,选择什么样的技术,应该根据自己的条件和特点来进行。我国北方地区主要冬季采暖,能源消耗非常大,对自然环境污染非常严重,首先要解决采暖问题。我国南方比较炎热、潮湿,通风、降温是夏季的主要问题,在南方生态建筑设计当中注重遮阳和自然通风,降低夏天的空调的能源消耗。
三、设计是实现生态建筑的基本技术策略
从一定意义上讲,生态建筑是一个宏观的概念,在考虑材料再利用,新能源开发等很多问题上都不应该停留在个体建筑这个尺度上,应该把它放到整个城市或者一个区域内通盘考虑,也可以把生态建筑认为是一个技术的集成体,许多技术问题,比如能源优化问题、污水处理问题,太阳能的采用和处理问题,并不是建筑专业范围内的问题,需要建筑师和各个专业的工程师共同合作。从技术层面上来讲,首先规划选址合理,减少环境污染,资源高效循环利用,降低能源消耗,采用太阳能、风能等等。从过程上来讲,提高建筑的保温隔热性能,实现建筑防晒,自然采光照明等,这是生态建筑采用基本的技术策略。
建筑通风是生态建筑普遍采用的比较成熟的技术,自然通风应该取代机械通风和空调制冷,一方面可以不消耗能源而降温除湿,另一方面提供新鲜的自然空气,有利于人的健康。
1.1生态建筑材料的概念
夜上海论坛 生态建筑材料也称绿色建筑材料、环保建筑材料,是指在原材料的获取、材料的制备、材料的使用和材料的废弃再利用等过程中,对环境产生的负荷最小且对人的健康有益的材料。
夜上海论坛 1.2生态建筑材料的特点
生态建筑材料的概念来自于生态环境材料,所以其特征主要表现在:首先是节约资源和能源;其次是环境污染小,避免温室效应和破坏臭氧层;再次是容易回收和循环再利用。与传统的建筑材料相比,生态建筑材料具有以下几个显著的特点:(1)原材料的选取尽可能少用天然材料,多用废弃物。(2)采用先进的生产工艺,减少材料生产过程中的能源消耗和污染。(3)在材料生产过程中不添加对人体和环境有害的物质。(4)材料的设计是以提高人的生活质量和改善环境为目的。(5)副产品容易回收和循环利用,环境负荷小。(6)具有地方特色,降低运输能耗。(7)包装材料尽量少。
夜上海论坛 1.3生态建筑材料的分类
夜上海论坛 不同的研究者对生态建筑材料的分类不同。有研究者认为可分为:天然建材、循环再生建材、低环境负荷建材和环境功能性建材;也有研究者认为在此基础上还应加上利用可再生能源的复合型建材;还有一些研究者认为根据生态建材的性能分为:节能型、利废环保型、安全舒适型、保健型和特殊环境型。
2无机生态建筑材料
2.1生态水泥
夜上海论坛 水泥是一种重要的建筑材料,当今社会的发展离不开水泥,从工业与民用建筑、公路、铁路到架桥等,这些建筑设施极大地改善了人们的生活。但是水泥行业也给资源、能源以及环境带来了很多负面的影响。每生产1t水泥要消耗大约2t的石灰石,0.4t的标准煤,同时排放约1t的CO2,还有含NOx和SO2的粉尘和烟尘。我国的水泥产量在2013年上半年已高达10.96亿t。据此计算,水泥行业消耗了大量的资源和能源,排放了大量的有害物质,对人类的健康造成了威胁,也带来了巨大的环境负担。但同时我们也应该看到,水泥生产时的高温环境可以安全有效地处理垃圾,且水泥行业可以消耗大量的工业废料,如粉煤灰、矿粉、硅粉、煤矸石、钢渣等。可见水泥行业挑战与机遇共存,发展生态水泥是水泥行业的正确方向。生态水泥是指利用固体废弃物及其焚烧物为原料,应用一定的工艺制成的无公害水泥。生态水泥的生产方式主要有两种:一是提高原材料的利用程度;二是应用科学的方法寻找新的水泥生产原料。
2.1.1高贝利特水泥
夜上海论坛 高贝利特水泥属于硅酸盐水泥系列,其生产工艺和原材料与硅酸盐水泥大致相同。硅酸盐水泥熟料煅烧过程中的热耗主要包括两个方面:一是碳酸钙的分解;二是高温矿物的生成,主要是阿利特的生成。传统硅酸盐水泥熟料的烧成温度一般为1450℃,其中贝利特的含量为20%~30%;而高贝利特水泥熟料中的贝利特含量为50%~55%,贝利特的烧成温度为1200~1250℃,所以生产高贝利特水泥可以节约大量的燃料,降低CO2、SO2以及NOx的排放。另外,高贝利特水泥原料中钙质原料的含量较低,可减少石灰石的用量,也可选用品质较低的石灰石。高贝利特水泥的3d、7d强度比通用硅酸盐水泥低,但28d强度基本持平,90d强度会超过通用硅酸盐水泥;高贝利特水泥比通用硅酸盐水泥的水化热低,干缩小,抗冻性及抗碳化性好。
夜上海论坛 2.1.2少熟料和无熟料水泥
少熟料和无熟料水泥是指在水泥中少使用或不使用硅酸盐水泥熟料的一类水泥。我国每年产生大量的工业废渣,如粉煤灰、矿渣、火山灰、硅灰、钢渣、煤矸石以及石灰石粉等。经过国内外学者的研究,采用混合材取代部分水泥熟料已经有了较完善的技术标准。在欧洲,掺混合材的水泥占水泥总产量的一半以上。在我国,掺混合材的水泥的应用也十分广泛。掺混合材不仅节约了能源,使废渣得到了二次利用,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产生的Ca(OH)2的作用下进行二次水化反应,无熟料水泥通常需要添加碱组分来激发水化反应。无熟料水泥方面研究比较多的有碱矿渣水泥、石膏矿渣水泥、钢渣矿渣水泥以及砌筑水泥等。
夜上海论坛 2.1.3低温再生水泥
我国正大力发展基础建设,这必然会导致建筑垃圾的大量产生,保守估计,我国每年废弃的混凝土要达到近亿吨。国内外学者对废弃混凝土利用途径的研究主要集中在制备再生水泥和再生骨料。低温再生水泥是从废弃混凝土中分离出水泥石粉末,在650~700℃下煅烧所得到的水泥。再生水泥降低了水泥行业的能耗,而且高效地利用了废弃混凝土。胡曙光等研究发现不同温度下煅烧得到的胶凝材料对水泥水化的影响不同,其中在650℃下煅烧得到的胶凝材料可以加快水泥的水化和改善水泥的凝结硬化性能。
2.2生态陶瓷
2.2.1抗菌陶瓷
微生物可以降解有机物,但是微生物的存在也对人类的生存造成了威胁。1996年,在日本全国范围内爆发的病原性大肠杆菌感染事件,2003年我国发生的非典和近年来的禽流感,这些事件的发生使得抗菌材料越来越受到人们的重视。抗菌陶瓷是陶瓷产品在原有的基础上添加了抗菌新功能的陶瓷材料。抗菌陶瓷根据抗菌剂的种类可以分为3种:金属离子掺杂型抗菌陶瓷、光催化型抗菌陶瓷和其他抗菌陶瓷。抗菌陶瓷的生产方法有两种:一种是在干燥胚体的表面添加抗菌剂;另一种是在陶瓷所施加的釉中添加抗菌剂。金属离子抗菌剂主要是Ag+和Cu2+,其作用机理是这些金属离子可以固结生物体中的蛋白质。我国有很多学者对TiO2光催化抗菌陶瓷进行了研究,TiO2是一种典型的半导体氧化物,光照射使TiO2表面产生空穴,这种空穴与表面吸附水或OH-发生反应生成•OH。•OH可以氧化大部分的有机物和部分无机物,生成对环境无害的CO2和H2O。其他抗菌陶瓷主要是通过多种抗菌剂复合使用,产生良好的抗菌效果。胡海泉等研究了光触媒系和银系的复合抗菌陶瓷,发现其在黑暗中24h内的杀菌率为100%。
夜上海论坛 2.2.2陶瓷透水砖
夜上海论坛 在城市化进程中,水泥混凝土和沥青路面越来越多,这些路面由于透水性差带来了很多问题,如雨天排水不及时易引发事故、雨水进入地下水的渠道受阻使得地下水水位下降。陶瓷透水砖是以工业废料、建筑垃圾及生活垃圾为原料,经过粉碎、压制成型、低温烧成等工序制得的具有一定的透水功能的建筑材料,将其应用于城市路面不仅可以缓解城市排水系统的压力,而且可以吸收车辆噪声。吕淑珍等以萤石尾矿和珍珠岩废矿粉为原料制得陶瓷透水砖,该产品完全达到了透水砖的技术指标。殷海荣等利用陶瓷废料、黏土、废玻璃为原料制得陶瓷透水砖,其透水速度可达0.10cm/s,砖的强度可达12.1MPa。
2.3生态玻璃
2.3.1自洁玻璃
自洁玻璃是指表面具有纳米级光催化剂TiO2薄膜,在光照作用下能自发地分解表面大部分有机污染物和部分无机污染物的玻璃。自洁玻璃表面具有超亲水性、亲油性和光催化性。在阳光作用下,TiO2半导体以其特有的强氧化性使污染物分解成相应的无害物质,不会污染环境。刘欣等研究了用矾离子缩短Activ玻璃表面的TiO2薄膜的亲水性光致时间,发现矾离子注入能量为90keV、掺杂浓度为6×106ions/cm2时玻璃的光致亲水性最佳。王承遇等采用溶胶-凝胶法离心镀膜工艺在玻璃表面制备ZnFeO4-TiO2复合膜,试验结果表明,在同样的日照条件下,ZnFeO4-TiO2复合膜自洁玻璃的光催化效率比TiO2膜自洁玻璃高出4倍以上。
2.3.2泡沫玻璃
泡沫玻璃是一种以废玻璃或其他各种富含玻璃相的物质为主要原料,经过粉碎磨细、添加发泡剂等材料,均匀混合形成配合料,再将其放置在特定模具中,经熔融、发泡、退火等工艺加工而成的气孔占体积80%~90%的隔热、隔声材料。与其他无机隔热材料相比,泡沫玻璃具有导热系数小、不燃、不吸水、可锯可钉、强度高等优点。很多学者对泡沫玻璃这种生态材料进行了研究,方荣利等利用粉煤灰研制泡沫玻璃,通过试验得到了各原料的配合比,制得的泡沫玻璃质轻、高强、保温性能好,为粉煤灰的利用开辟了新途径;涂欣等以废玻璃、脱镁硼泥为主要原料,探索了制作泡沫玻璃的最优配合比,并对发泡剂、助溶剂等添加剂的掺量进行了优化,在优化条件下可制得气孔分布均匀的泡沫玻璃。
3结语