[精选]现代建筑技术简介35575.pptx
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1、7 现代建筑技术简介现代建筑技术简介本章主要介绍绿色建筑、生态建筑、智能建筑和本章主要介绍绿色建筑、生态建筑、智能建筑和节能建筑几种新型建筑类型的概念、设计理念以及在节能建筑几种新型建筑类型的概念、设计理念以及在国内外的发展概况。其中重点是几种新型建筑类型的国内外的发展概况。其中重点是几种新型建筑类型的基本概念和基本设计理念,其他内容作一般了解。基本概念和基本设计理念,其他内容作一般了解。本章提要本章提要本本 章章 内内 容容7.1 绿色建筑绿色建筑7.2 生态建筑生态建筑7.3 智能建筑智能建筑7.4 节能建筑节能建筑7.1 绿色建筑绿色建筑所谓绿色建筑,是一种象征,象征着节能的、环保的、健
2、康的、高效的人居环境,它是现代建筑为满足人类生存与发展要求的必然产物。绿色建筑基于建筑必须考虑与外部环境的协调、共生,必须基于建筑与环境的整体系统观,充分考虑环境与建筑之间的关系,以尊重生态、尊重环境为基本出发点,结合生态设计原理创造出理想的人居环境。7.1.1 绿色建筑的概念绿色建筑的概念绿色建筑与生态建筑之间既有区别又有联系,一般认为生态建筑的意义更加广泛,因此比较合适的隶属关系应为:绿色建筑生态建筑。绿色建筑强调的节能包括提高能效和能源的综合利用两大部分;它强调的资源和材料的有效利用,包括自然能(如太阳能)的利用,日光、地热的应用以及无公害“绿色”材料的综合利用等。生态建筑期望运用生态学
3、原理,通过高科技构建自然通风系统,追求贴近自然,建造出舒适宜人的建筑和生活环境。生态建筑将古代建筑技术和现代应用技术相结合,采用综合设计的方式,把工程师、建筑师、科学家和居住者的种种考虑和要求结合起来,考虑自然生态和社会生态的需要,注重节省能源,减少污染,降低造价和居住费用,注意居住者对自然空间和人际交往的需求等。绿色建筑是以人、建筑和自然环境的协调发展为目标,在利用天然条件和人工手段创造良好、健康的居住环境的同时,尽可能地控制和减少对自然环境的使用和破坏,充分体现向大自然的索取和回报之间的平衡。7.1.2 绿色建筑的特征及理念绿色建筑的特征及理念第一,尽可能节约对自然环境的占用,如对木材资源
4、、水资源、土地资源的节约等。第二,尽可能充分利用各种自然资源,如风能、太阳能等。第三,尽可能减少对自然生态平衡的影响,坚持人、建筑与环境的共生。7.1.2.1 绿色建筑的特征绿色建筑的特征绿色建筑所代表的是高效率、环境好而又可持续发展的建筑,能适应生态而又不破坏生态的建筑,它所寻求的是一种可持续发展的建筑模式。其理念如下:(1)绿色建筑的能源观节能与环保(2)绿色建筑的设计观建筑与气候(3)绿色建筑的技术观技术与形式7.1.2.2 绿色建筑的理念绿色建筑的理念(4)绿色建筑设计理念绿色建筑设计是在建筑的整个生命周期内,以生态学为基础,以人与自然的综合进化为目标并优先考虑建筑的环境属性。绿色建筑
5、设计时间跨度范围大,涵盖范围广,在进行绿色设计时不仅要考虑到建造、使用等问题,还要考虑到建筑废弃后的再利用或处理问题。绿色建筑可以从Reduce,Reuse,Reunite,Recycle(简称4R)来理解。Reduce有三个层次的含义,即节能、节省以及减少对环境的影响。Reuse即建筑的再利用。Reunite即建筑材料的再结合。Recycle即建筑材料的循环利用。总之,21世纪绿色建筑将成为人类运用科技手段寻求与自然和谐共存、可持续发展的理想建筑模式。(1)美国植物建筑 芝加哥建成了一座雄伟壮观的生态楼,楼内没有砖墙,也没有板壁,而是在原来应该设置墙壁的地方种植植物,把每个房间隔开。人们称这
6、种墙为“绿色墙”,称这种建筑为植物建筑。7.1.3 国外绿色建筑与建材发展的动向国外绿色建筑与建材发展的动向7.1.3.1 绿色建筑在国外的发展绿色建筑在国外的发展新型太阳能建筑在美国,太阳能住宅被称为建筑物一体化设计,即不再在屋顶上安装一个笨重的装置来收集太阳能,而是把阳光转换成电能的半导体太阳能电池直接嵌入墙壁和屋顶内。资源保护屋美国一家建筑公司为保护环境、节省地球资源,用回收的垃圾建造房屋。这种化腐朽为神奇的房屋被命名为“资源保护屋”,俗称“垃圾屋”。美国绿色办公室美国国立资源保护委员会总部是以废旧回收物为主要建材的绿色办公室。该栋办公楼从外表看与普通写字楼并无区别,但它的墙壁是由麦秸秆
7、压制并经过高科技加工而成,其坚固性并不次于普通木结构房屋;其他板系由废玻璃制成,办公桌用废旧报纸和黄豆渣制成。最具特色的是其外墙缠满爬山虎等多种蔓生植物,这不仅使办公室显得美丽清爽,并且能调节空气,使室内冬暖夏凉,有益身心健康。(2)德国生态楼柏林建造了第一座生态办公楼。大楼的正面安装了一个面积为64m2的太阳能电池来代替玻璃幕墙,其造价不比玻璃幕墙贵。屋顶的太阳能电池供应热水。大楼的屋顶设储水设备,用于收集和储存雨水,储存的雨水用来浇灌屋顶上的草地,从草地渗透下去的水又回到储水器,然后流到大楼的各个厕所冲洗马桶。楼顶的草地和储水器能局部改善大楼周围的气候,减少楼内温度的波动。太阳能房屋建筑师
8、塞多特霍尔斯建造了一座能在基座上转动的跟踪阳光的太阳房,房屋安装在一个圆盘的底座上,由一个小型太阳能电动机带动一组齿轮转动。在环形轨道上以3cm/min的速度随太阳旋转,当太阳落山以后该房屋便反向转动,回到起点位置。它跟踪太阳所消耗的电力仅为该房屋太阳能发电功率的1%,而该房所获太阳能量相当于一般不能转动的太阳能房屋的2倍。零能量住宅零能量住宅曾在德国1995年BHW展览会上展示,给参观者留下了很好的印象。这种100%靠太阳能供给的住宅,不需要电、煤气、木材或煤,空气中没有有害的废气,周围环境空气清新。这种房屋向南开放的平面是扇形平面,这样可以获得很高的太阳辐射能。其墙面采用储热能力较好的灰砂
9、砖、隔热材料及装饰材料,储热(保温)材料冬季保温,隔热材料使夏季凉快。(3)英国英国科学家研制出一种生态住宅。其室内空气中的二氧化碳由于自我通风结构而大大减少,并不再使用排放破坏臭氧层的氯氟碳的空调设备。所使用的硬木来自能维持生长的欧洲和美洲的温带森林;不使用有害人体健康的石棉和含铅油漆等材料;热水只在需要时才供应,免去了储水塔;照明使用轻巧的荧光高能效和不闪烁光源。(4)日本健康建筑1997年夏天,日本在兵库县建成了一栋试验型“健康住宅”,整个住宅不采用有害人体健康的建筑材料。其墙体为双重结构,每个房间建有通风口,整个房屋的空气采用全热交换器和除湿机进行循环。全热交换器能够有效地回收热量并加
10、以再次利用,其过滤器可有效地收集空气中细小的尘埃。这种住宅能够抑制霉菌等生物的繁殖。其建筑费用比普通住宅增加2成左右。首栋环境生态高层住宅九州市新建了一幢环境生态高层住宅,其电力由风车提供,温热水由太阳能供给。这种太阳能收集器,晴天可使储水箱中的水加热到沸腾,雨天也能使水加热到约55。每户家庭的阳台上都装有垃圾处理机,将各家的生活垃圾进行处理变成肥料。公寓外停车场的地面混凝土具有良好的透水性能,使雨水存留于地下,与停车场的树林形成一种供水循环系统。分隔房间的墙壁上留有通风口,并配置有通风设备,使每个住房形成良好的通风效果。(1)德国德国是世界上最早推行环境标志制度的国家。1978年发布了第一个
11、环境标志“蓝天使”后,至今“蓝天使”的产品已达7 500多种,占全国商品的30%。例如推出了一种无毒、无味,对人体无害的水性建筑涂料,获得“蓝天使”标志后,很快就占据了市场,使传统的溶剂型建筑涂料逐渐被淘汰,其环境效益相当明显,每年少排放有机溶剂40 000t。德国政府把这一成绩归功于水性建筑涂料,颁发了环境标志。7.1.3.2 绿色建材在国外的发展绿色建材在国外的发展(2)英国早在1991年,英国建筑研究院就对室内空气质量产生有害影响的建材及家具进行了研究。通过对臭味、霉菌、潮湿、结露、通风速率、烟气运动等的调研和测试,提出了污染物、污染源对室内空气质量影响状况的报告。通过对涂料、密封膏、胶
12、粘剂、塑料及其他建筑制品的测试,发现这些建筑材料不同时间的有机挥发物散发率和散发量。在相对湿度大于75%时,可能产生霉菌,会对某些人诱发过敏症。(3)北欧国家丹麦、芬兰、冰岛、挪威、瑞典等国于1989年实施了统一的北欧环境标志。丹麦为了促进绿色建材的发展,提出了“健康建材”(HMB)标准,规定所出售的建材产品在使用说明书上除了标出产品质量标准外,还必须标出健康指标。瑞典也是积极推动和发展绿色建材的国家。(4)加拿大加拿大的环境标志计划“环境选择”始于1988年,1993年3月颁布了第一个产品标志,至今已有14个类别800多种产品被授予环境标志。加拿大对一些建材产品制定了住宅室内空气质量指南。加
13、拿大正在积极创造健康住宅示范工程,已在温哥华建成了2层带阁楼的健康住宅,实测结果符合加拿大“住宅室内空气”的质量要求。(5)美国目前,美国环保局(EPA)正在开展住宅室内空气质量控制的研究计划,一些州已开始实施有关材料的环境标志计划。华盛顿州要求机关办公室所用饰面材料和家具在正常条件下TVOC含量不得超过0.5mg/m3,可吸入的颗粒少于0.05mg/m3,甲醛少于0.06mg/m3,4甲基环己烯少于0.006 5mg/m3(仅对地毯)。洛杉矶早在1966年提出了限制有机溶剂排放量的著名“66法规”,并于1967年1月1日实施,现在已发展到1113法规。该法规规定建筑平光涂料的TVOC含量,2
14、001年应降至100 g/L,2008年为50 g/L。不久前,美国Mobil公司建成了一栋建筑面积为6.2万m2的绿色办公大楼。由于注意选材并进行了合理的设计,取得了在节约资金和提高室内空气质量等方面的良好效果。(6)日本日本政府对绿色建材的发展非常重视,于1988年开展环境标志工作,至今环保产品已有2500多种。日本科技厅于1993年制定并实施了“环境调和材料研究计划”,通产省成立了环境调查和产品调整委员会。近年来,在绿色建材产品研究和开发中,健康住宅样板工程的兴建等方面获得了很多成果。绿色建筑的诞生,标志着世界建筑业正面临着一场新的革命,这一革命是以有益于生态、有益于健康、有益于节省能源
15、和资源、方便生活和工作为宗旨,对建筑设计、材料、结构等方面提出了新的思路和要求,它不再是生态环境专家们的美好的设想,而已在一些国家变成了现实。中国的建设具有许多特殊性,应认真吸取世界各国的经验教训,寻求有效的、适合国情的发展道路。7.1.4 我发展绿色建筑的几个问题我发展绿色建筑的几个问题(1)方向与性质我国发展绿色建筑,应充分考虑社会结构、经济状况、人口素质及生态环境,挖掘传统建筑中顺应环境、善用自然的绿色建筑思想和优秀的设计方法,结合现代科学技术,探求既适合我国国情、又满足现代生活需求的可持续发展的模式。忽视传统,生搬硬套国外经验,或无视现代生活的要求,一味复古,都是错误的。因此我们既要立
16、足于本土,又要面向现代化。7.1.4.1 开展研究的指导思想开展研究的指导思想鉴于中国目前的经济发展水平,应注意综合效果,如保护自然山林、尊重基地环境等。在技术方面则应重视适应自然环境的低成本方法,着重开发基于空气运动、光反射、材料适用性等基本物理原理的应用,慎用成本高的高技术。建筑不仅能影响自然环境,也能影响社会的行为和反应。因此,绿色建筑应肩负起促进自然、促进人类健康的历史使命,并通过设计手段倡导良好的生活习惯和健康的消费观。(2)范围与重点绿色建筑研究需要一个适宜的可操作范围。由于绿色建筑追求的是天、地、人的协调和平衡发展,它应满足生态系统的良性循环。在此目标下,过小的研究尺度对整体环境
17、的发展不能起引导作用,而过大的范围又难以操作。因此,合理的生态区划是确定绿色建筑研究范围的依据。我国一些学者对中国传统民居的构筑形态进行了自然及生态区划的系列研究,为在全国范围内进行绿色建筑的生态区划的研究奠定了基础。缓解城市的人地矛盾,解决“安居”问题应成为目前绿色建筑研究的重点。其中,一个有效的解决思路是突破传统的土地观念,引入“土地空间化”的概念。另外,应通过对未来家庭的人口构成和行为方式及环境要求等方面的研究,确定“安居”住宅的合理建筑面积,限制不合理的大面积住宅。(3)保障体系目前人们的环境意识还不强,应建立一套有效的保障体系,这个体系应包括四个方面内容:设计规范绿色化,将绿色量化标
18、准引入设计规范;方案评估的绿色化,增加环境因素的评价力度,确立环境设计的重要地位;建筑环境立法化,通过法律限制,惩罚不道德、不规范设计;生态教育普及化,对公民进行生态教育,提高全社会的环境意识,是保障体系中最有效的一环。(1)认识上的混乱目前一些人对传统的“绿地”与“绿色”设计的概念认识不清,在许多场合将两者混为一谈,由此而导致实践中的混乱。“绿地”或“绿色”设计是城市规划设计中两个不同的概念,传统的“绿地”只是注重面积指标和服务半径,使绿地只能处于交通和建筑规划好后填空插缝的消极位置,因而不能在生态意义上起作用。7.1.4.2 发展绿色建筑的障碍发展绿色建筑的障碍而绿色设计的含义远较“绿地”
19、更广泛且深刻,它更多地与生态系统、大地景观、整体和谐、集约高效、生土技术等概念相联系。即便仅就城市开敞绿地而言,当代城市“绿道”和“蓝道”的整体网络只有与动植物群体形态、景观连续性、城市风道、创造微气候等因素相吻合,才真正具有绿色设计的意义。(2)整体实现与局部操作的矛盾就本质而言,绿色设计是面向可持续发展的未来环境而言的,因此只有从大的环境整体上实现“绿色”才能称得上真正的实现。然而在现实中,我们却不难发现宏观的绿色规划常常在微观开发中被肢解;反之,一些局部地段或单项建筑对绿色设计的精心追求却又被周边恶劣环境所消蚀。由于城市建设的动态特征和所涉及因素的复杂性,使得绿色设计在整体实现与局部造作
20、之间的矛盾难以解决。(3)利益驱动问题实际工作中,局部利益时常损害整体利益,一时性利益提前支取了后续时段的利益。因一味地吸引投资,引起土地利用的无序化,以致城市中数千年传承的生态景观体系一朝被毁。在一些城市和地区,重要的敏感项目缺乏环境影响论证,致使生态环境急剧恶化。在市场经济体制下,强制性的手段和道德上的约束在转换成市场价格方面,总是显得很脆弱。因此,利益驱动的问题是阻碍绿色设计的一个关键因素,应引起重视。(4)评估体系的问题建立建筑环境评估体系是建设生态建筑关键的一环。新建建筑是否符合生态环境的要求必须有相应的评估体系对其进行评估,对其进行标准测定。建立和完善建筑环境评估体系用来对建筑环境
21、进行监督,以实行建筑与环境的最优化配置,这是我们在21世纪进行生态建筑建设的重要前提,更是我们实现可持续发展的规划体系保障。由于绿色设计客观上涉及多学科、多角度、多要素,故其评价体系的构建过程极为复杂,它应是多学科多方面综合努力的结果。而且这种评价体系还面临着区域性和时段性的问题,城市建筑领域内的评价操作一直是定性多于定量、模糊多于清晰,这种众说纷纭的评价方法应该建立一个包括要素、结构、层次和时段四个基本点在内的环境评价体系,而体系的建立则有待多学科的融合和学者之间的长期通力协作。(5)理论与实际的脱节我们往往热衷于建立理论框架,纸上谈兵,而对具体的问题探讨、实际操作不太重视,这在客观上不利于
22、理论的发展和实践的探索和推广。绿色设计的地方性本土化问题,就必须作大量的乡土调查工作,例如乡村传统建筑材料的延续和革新技术、取水不便地区的雨水利用技术、沼气节能技术以及地方微气候对规划和设计的影响等等。这都需要深入基层调查研究,积累经验,也许需要数年时间才会有所收益。(1)建设生态建筑,必须因地制宜,合理规划(2)坚持4R原则的同时,运用高科技,研制采用以绿色建材为代表的新型建筑材料(3)坚持个体与整体协调,强调整体优先的原则7.1.4.3 几点看法与对策几点看法与对策7.2 生态建筑生态建筑所谓生态建筑,是根据当地的自然生态环境,运用生态学、建筑技术科学的基本原理和现代科学技术手段等,合理安
23、排并组织建筑与其他相关因素之间的关系,使建筑和环境之间成为一个有机的结合体,同时具有良好的室内气候条件和较强的生物气候调节能力,以满足人们居住生活的环境舒适,使人、建筑与自然生态环境之间形成一个良性循环系统。7.2.1 生态建筑的概念生态建筑的概念生态建筑具有节地、节水、节能、改善生态环境、减少环境污染、延长建筑物寿命等诸多特点,可以使经济效益、环境效益、社会效益得到较好的统一。生态建筑将人类社会与自然界之间的平衡互动作为发展的基点,将人作为自然的一员来认识和界定自己及其人为环境在世界中的位置。7.2.2 生态建筑的特点生态建筑的特点在科学研究的意义上,生态建筑依赖于许多相关技术的最新发展以及
24、根据具体条件而对这些技术的最佳搭配,或称研究性技术组合。当然,无论使用何种技术,生态建筑总是立足于对资源的节约(reduce)、再利用(reuse)、循环生产(recycle)等几个方面。生态建筑是地方性十足的建筑,这种地方性不仅仅表现在形式上,而且指符合地方的自然、社会、经济、资源等条件所构成的发展可能性。生态建筑是古老的建筑学与年轻的生态学有机结合的产物。目前,越来越多国家的城市和建筑部门正在朝着这个方向努力,并取得了令人瞩目的成果。新加坡从1971年以来,每年都要举行声势浩大的植树活动,种树100万棵以上。最初,新加坡种植桉树一类的速生树种,因为它们长得快,能提供大量的遮荫面积,易栽易活
25、。7.2.3 生态建筑的发展生态建筑的发展日本是世界上人均收入最高的国家之一,各种现代化的生活设施一应俱全。然而,人们回归自然的意识日渐强烈,希望自己的生活环境以“联想自然、表现自然”为基调,追求的是“植物生态建筑”。德国汉诺威市的建筑人员和生态学专家携手合作,共同规划设计、建造了一个与众不同的住宅区“莱尔草场”,69套院落式的两层楼房,错落有致地分布在整个住宅区里,每套楼房的外表各有特色,内部结构亦不尽相同,布局不一。美国诺次大学设计并建造了一种生态房。这个四居室的生态房,隔热性能特别优良,它的热能来源于人工散热、阳光及使用家电设备所产生的热量。7.3 智能建筑智能建筑所谓“智能建筑”,是指
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