（环境工程专业论文）生态住宅设计和建设方法研究.pdf

原创性声明 本人郑重声明，所呈交的学位论文。是本人在导师指导下，独立进行 研究工作所取碍的成果除文中已经注明弓l 用的内容外，本论文不包含 任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果对本论文的研究作 出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明本人完全意识 到本声明的法律责任由本人承担 论文作者签名。 匦逢 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查 阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文全部或部分内容编入有 关数据库进行检索，可以采用影印，缩印或其他复制手段保存论文和汇 编本学位论文 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：鸥师签名期 山尔大学_ t = 程硕t 论文 摘要 近年来，人类面l 临的环境威胁越来越严峻，温室效应持续加剧，大自然的 能源循环体系逐渐被破坏，全球有限的自然资源日趋枯竭，全球能源与环境问 题日益严重，各国政府与建筑师正积极发展可持续生态建筑，将建筑与环境改 善、新能源的开发相结合。生态建筑必须加强资源节约与综合利用，减轻环境 负荷，提高生态建筑环境效益、社会效益和经济效益，真正实现建筑业的可持续 发展。 本文通过分析、研究生态住宅的概念、特征、时代背景、国内外研究动态 和研究成果，阐述了生态住宅的发展历程、设计原则和建设的重要性。在收集、 整理国内外相关资料的基础上，对国内外生态小区建设现状进行了系统分析； 依据生态学、规划学及墙体外保温、水资源利用等理论和技术，对国内已有生 态小区的设计与建设方法进行了系统的比对分析，探索生态小区的设计和建设 方法。 论文从可持续发展的角度，研究了生态住宅设计和建设模式，重点研究了 生态规划、建筑围护结构保温、水资源利用在生态住宅中的应用。 希望本研究能为生态住宅在全省的推广做出有益的探索，为国内生态住宅 建立系统的设计、建设方法提供有益的帮助。 关键宇：生态住宅；规划；外保温；中水处理回用；雨水利用 山东大学1 = 程硕t 论文 a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，e n v i r o n m e n tt h r e a tf a c i n gh u m a n i t yi sm o r ea n di n o r e a u s t e r et h eg r e e n h o u s ee f f e c tc o n t i n u e sa g g r a v a t i n gt h en a t u r a l e n e r g yc i r c u l a t i o ns y s t e mi sd e s t r o y e dg r a d u a l l y ，t h el i m i t e dn a t u r a l r e s o u r c e so ft h ew h o l ew o r l dd r i e su pd a yb yd a y ，t h ew h o l ew o r l de n e r g y a n dt h ee n v i r o n m e n tp r o b l e ma r eg r a d u a l l yg r a v e t h eg o v e r n m e n t so fa l l c o u n t r i e sa n dt h ea r c h i t e c t sa r ed e v e l o p i n gt h es u s t a i n a b l ee c o l o g i c a l b u i l d i n g sa c t i v e l y，a n dc o m b i n et h ec o n s t r u c t i o no ft h ee n v i r o n 埘e n t a m e l i o r a t i v ew i t ht h en e we n e r g yd e v e l o p i n gt o g e t h e r w em u s te n h a n c e t h er e s o u r c e se c o n o m y 曹i t hs y n t h e s i z et om a k eu s eo f a l l e v i a t et h e e n v i r o n m e n tb u r t h e n ，a n di n c r e a s et h ee c o s y s t e mt oc o n s t r u c tt h e e n v i r o n m e n tp e r f o r m a n c e ，s o c i a l p e r f o r m a n c e w i t ht h ee c o n o m i c p e r f o n a n c e ，r e a l i z et h ek e e p i n gd e v e l o p m e n to ft h eb u i l d i n gi n d u s t r y t h r o u g h 柏a l y z j n ga n ds t u d y i n g t h ee c 0 1 0 9 i c a ld w e l li n gb u i l d i n g s c o n c e p t 、c h a r a c t e r i s t i c 、b a c k g r o u n da n dt h ed e v e l o p m e n to fs t u d y 、t h e r e s u l to fr e s e a r c hi nd 伽e s t i ca n df o r e i g n ，t h ea r t i c l ee l a b o r a t e st h e d e v e l o p m e n tc o u r s e 、d e s i g np r “l c i p l ea n d t h ei m p o r t a n c eo fc o n s t r u c t i o n b a s i n go nt h ec o l l e c t i n ga n ds o r t i n go ft h ed o m e s t i ca n df o r e i g nr e l a t e d d a t a ，t h ea r t i c l ea n a l y s i sa n ds u m m a r yt h ep r e s e n ts i t u a t i o no ft h e e c 0 1 0 9 i c a ld r e l l i n gb u i l d i n gi nd o m e s t i ca n df o r e i g n a c c o r d i n gt ot h e r e g i o 仆 sg e o g r a p h yf e a t u r e s ，c l i m a t ec h a r a c t e r i s t i c s，t h ea r t i c l e a n a l y s i sa n ds t u d yt h ed e s i g no fe c 0 1 0 9 i c a ld w e l l i n gb u i l d i n ga n dt h e c o n s t r u c t i o nm e t h o d ，a c q u i r i n gt h ep r o p e rt e c h n i q u ea n dt h em e t h o dt h a t s u i t st h ed e v e l o p e n t so fn a t i v ee c o l o g i c a l d w e l l i n gb u i l d i n g f r o mt h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m 朗t 。t h ea r t i c l eh a se l a b o r a t e da n d s t u d i e dt h ep a t t e r no fd e s i g na n dc o n s t r u c t i o no fe c 0 1 0 9 i c a l d w e l l i n g b u i l d i n g ，e s p e c i a l l yt h ea r t i c l eh a ss t u d i e dt h ee c o l o g yp l a n ， t h e c o n s t r u c t i o ns u r r o u n d i n g h e a tp r e s e r v a t i o n ，t h ew a t e rr e s o u r c e su s e i nt h ee c o l o g i c a ld w e l li n gb u i l d i n g h o p et h a t ，t h i sr e s e a r c hc a nh e l pi ne x p a n s i o no fe c o l o g i c a ld w e l l i n g b u i l d i n ga tt h ep r o v i n c e ，p r o v i d et h eb e n e f i c i a lh e l pf o rt h es y s t e m s d e s i g na n dt h ec o n s t r u c t i o n sm e t h o di nd 伽e s t i c k e y r d s ：e c o i o g i c a id e l ii n gb u il d i n g ；p r o g r a m m i n g ；o u t 8 i d eh e a t p r e s e r v a t i o n ：u 8 e o f 黼t e rc ；r c u l a t i o n ；i b i n - a t e re x p i o i t a t i o n 6 山东大学工程硕士论文 第一章引言 1 1 课题的提出 1 9 9 9 年在北京召开的第2 0 届国际建协大会通过了北京宪章，全面阐述了与 。2 1 世纪建筑”有关的社会、经济和环境协调发展的重大原则和关键问题，提出了 建立广义建筑学的科学思想i 其中，第一点就谈及正视生态困境，加强生态意识的 看法由此可见建立“生态观”之重要展望未来，2 l 世纪可能是人类由“黑色文 明”过渡到“绿色文明”的新世纪 中国现代化报告2 0 0 7 指出，在2 1 世纪前5 0 年，中国生态现代化面临十大 挑战：提高全民现代生态意识，加速从物质社会向生态社会转变；加速经济发展模 式的生态转型，提高经济生态化水平；加速消费模式生态转型，鼓励绿色消费；制 定国家能源战略，防止能源危机剧烈爆发；建立长效预防机制，降低自然灾害影响； 建立生态补偿机制，让现代化惠及全体国民；建设环境责任制；充分利用全球化机 遇，开发国际资源和市场：落实全国生态环境建设规划，加速西部地区生态现代 化；树立科学发展观，建设资源节约型和环境友好型社会。 。、。生态建筑”思潮的形成与发展 早在2 0 世纪3 0 年代，美国建筑师兼发明家b 富勒( r b u c k m i n i s e rf u l l e r ) 就曾非常关注将人类的发展目标、需求与全球资源、科技结合起来。用逐渐减少资 源来满足不断增长的人口的生存需要，富勒第一个提出“少费而多用”( r ew i t h 1 e s s ) m ，也就是对有限的物质资源进行最充分和最合宜的设计和利用，符合生态学 的循环利用原则。 2 0 世纪6 0 年代美籍意大利建筑师保罗索勒瑞( p a o l as o l e r i ) 把生态学 ( e c o l o g y ) 和建筑学( a r c h i t e c t u r e ) 两词合并为“a r o l o g y ”，提出“生态建筑学” 的新理念埘。阿科桑底( a r c o s a n t i ) 是他进行“生态建筑学”探索的一个实例，该 项工程位于风凰城( p h o e n i x ) 北7 0 英里处一块8 6 0 英亩的土地上1 9 6 9 年美国著 名风景建筑师表克哈格( l a nl m c h a r g ) 所著的设计结合自然一书的出版，标 志着生态建筑学的正式诞生，并从理论上站住了脚。l 芒福德( l e w i sm u m f o r d ) 对此书评价很高，称：“这本书是自希波克拉底( h i p p o c r a t e s ) 的名著空气、水 和场地问世后，少数重要书籍中又一本杰出的著作”。i 卅 7 山东大学工程硕士论文 1 9 6 2 年美国生物学家曾切尔卡逊( r a c h e lc a r s o n ) 所著的寂静的春天 ( s i l e n ts p r i n g ) 第一次披露了生态环境遭到破坏后可能出现的可怕前景，这部著 作对绿色运动的推动起了重要作用。1 9 7 4 年，e r 舒马赫发言了小是美好的 ( s 腿l li sb e a u t i f u i ) 著作，提倡利用可再生能源的适宜坟术，反对佼用高能耗技 术。1 9 7 6 年，生态建筑运动的先驱a 施耐德在西德成立了建筑生物与生态学会 ( i n s t i t u t ef o rb u i l d i n gb i o l o g ya n de c 0 1 0 9 y ) ，强调使用天然的建筑材料，利 用自然通风、采光和取暖，倡导一种有利于人类健康和生态效益的温和建筑艺术。 2 0 世纪8 0 年代中期出现了盖娅运动。起因是由j 拉乌洛克( j 锄e sl o v e l o c k ) 的著作盖娅：地球生命的新视点( g a i a ：an 明l 0 0 kl i f eo ne a r t h ) 的问世。 这本书将地球及其生命系统描述成古希腊的大地女神一盏娅，她总是努力创造和维 持生命。他的主要观点是：将地球和各种生命系统都视为具备生命特征的实体，人 类只是其中的有机组成部分，人类和所有生命都处于和谐之中，不是自然的统治者： 必须利用洁净能源，使用绿色建材、绿化、自然通风和采光，防止对大气、水体和 土壤的污染，沿袭建筑文脉等，对生态建筑思潮具有很大的促进作用。 进入2 l 世纪，伴随中国住宅业的突飞猛进，“生态住宅”这一概念开始引入国 内，形形色色的生态住宅涌现于全国。如何定义生态住宅? 衡量“生态建筑”的标 准究竟是什么? 对这些问题认识不清，就无法把生态住宅这种历史潮流的必然选择 与急功近利的商业炒作区别开来。 2 0 0 4 年8 月，国家建设部将“绿色建筑”明确定义为：。为人们提供健康、舒 适、安全的居住、工作和活动的空间，同时在建筑全生命周期中实现高效率地利用 资源( 节能、节地、节水、节材) 、最低限度地影响环境的建筑物”嘲 绿色建筑是通过科学的整体设计，集成绿色配置、自然通风，自然采光、低能 耗维护结构、新能源利用、中水回用、绿色建材和智能控制等高新技术，具有选址 规划合理、资源利用高效循环，节能措施综合有效、建筑环境健康舒适、废物排放 减量无害、建筑功能灵活适宜等六大特点。它不仅可以满足人们的生理和心理需求， 而且能源和资源的消耗最为经济合理，对环境的影响最小 1 2 课题的发展现状 生态节能建筑这个概念是相对现代住宅提出的。现代住宅讲究功能与空间，认 8 山东大学工程硕士论文 为建筑是“居住的机器”，空间是建筑的主角。与这相适应的现代设计观念讲究形式 和风格，其目标是满足功能的需要和创造与之相适合的空间。现代住宅的舒适度满 足越来越依赖现代化设备，对能源和资源的利用很大，与文化、气候、地域的联系 却越蓍遗少。而生态节能住宅遵循生态平衡及j 持续发展原则，强调建筑在整个寿 命周期内资源和环境的最优化利用。 生态住宅在满足功能和空问需要的同时，强调尊重自然、顺应自然，考虑如何 更加有效地利用可再生资源，减少对不可再生资源的消耗，创造出符合现代化生态 节能性住宅。因此，住宅产业向生态节能住房方向可持续发展已成为人们的共识。 概括而言，生态节能住宅的特征主要是：舒适、健康、高效清洁，节能和美观，具 体表现在三个方面 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人体的舒适性，同 时，还应有益于居民的身心健康，保证家庭的私密性、安全性，减少对自然环境的 破坏。 2 、能源利用效率最大化是生态住宅的核心内容。生态住宅必须将提高资源利用 率和减少污染、保护环境结合起来，以最低的成本、最少的污染换取最大的社会效 益和环境效益。 3 、与大自然和谐统一是生态节能住宅的基本要求。生态住宅必须与自然景观、 社会文化相融合。 我国现有建筑近4 0 0 亿砰，其中9 5 为高能耗建筑，同时，每年新建房屋近2 0 亿酽，其中8 5 以上的建筑都是高耗能的建筑，2 0 2 0 年，全国城乡房屋建筑面积将 达到6 8 0 亿m 2 左右，由于节能技术相对落后，建筑业对我国的生态环境破坏严重。 表i 1 我国各类新建建筑建筑面积( 单位：亿m 2 ) 嘲 年份面积总建筑面积城市住宅村镇住宅 公共建筑 1 9 9 61 6 - 2 03 9 58 2 8 3 9 7 1 9 9 71 6 6 14 0 68 0 6 4 4 9 1 9 9 81 7 0 94 7 68 0 0 4 3 3 1 9 9 91 8 7 4 5 5 9 8 3 44 8 l 2 0 0 01 8 2 05 4 97 9 7 4 7 4 2 0 0 l1 8 2 45 7 5 7 2 95 2 2 0 0 21 9 6 75 9 87 4 2 6 2 7 9 山东大学工程硕士论文 降低能源消耗是我国住宅建设和使用过程中必须解决的重要问题。据测算，我 国住宅建设用地占城市建设区用地的3 0 ，用钢占全国用钢量的2 0 9 6 ，水泥用量占全 国的1 7 6 ，城市水资源的3 2 在住宅使用过程中消耗，我国单位建筑面积能耗为相 同气候条件下发达国冢的2 - 一3 倍。建筑能耗占全国总能耗的2 8 ，其中住宅使用能 耗占全国总能耗的2 0 。如果不降低建筑能耗水平，2 0 2 0 年，建筑能耗将达全国总 能耗的4 5 。川 根据我国的建筑节能规划，到2 0 l o 年，全国新建建筑争取三分之一以上能够达 到绿色建筑和节能建筑的标准。同时，全国城镇建筑的总耗能要实现节能5 0 。到 2 0 2 0 年，要通过进一步推广生态建筑和节能建筑，使全社会建筑的总能耗能够达到 节能6 5 的总目标。相当予现阶段发达国家建筑能耗水平。届时，因建筑总能耗的降 低而减少的二氧化碳的排放量相当于整个英国二氧化碳排放量的总和。如果我们不 采取建筑节能或者绿色建筑，到2 0 2 0 年，中国建筑的能耗要达到11 亿吨标准煤， 是目前建筑耗能的三倍以上，届时中国就会成为碳排放量最大的国家 1 3 课题的研究意义 在2 0 世纪的建筑领域，人们对于自然界也产生了相当大的影响。世界l 6 的 净水供应给建筑，建筑消耗约l 4 的木材，全球能量的5 0 9 6 左右消耗于建筑物的建造 和使用过程，在环境总体污染中，与建筑有关的空气污染、光污染占了3 4 碍1 同时 建筑结构也影响较大的范围，影响水域、空气质量以及社会群体的结构。长期不加约 束的建设活动，不仅带来了污染，而且增加了能耗。 从资源的角度看，目前，我国耕地保有量为1 8 3 亿亩，人均耕地面积1 4 亩， 1 9 9 7 年一2 0 0 3 年平均每年占用耕地3 0 0 多万亩柳，土地资源递减的形势十分严重。 我国每年因生产建筑材料消耗各种矿物资源5 0 亿吨，大量的沙石采集、矿石采掘造 成河床、植被、土壤破坏和水土流失i 埘。 从能源角度看，我国能源发展主要存在四大问题。一是人均能源拥有量低、储 备量低。二是我国的能源结构依然以煤为主，全国年耗煤量已超过1 3 亿吨由于燃 煤效率低，对环境污染严重，造成我国大气污染和酸雨严重。三是能源资源分布不 均。主要表现在经济发达地区能源短缺和农村商业能源供应不足，造成北煤南运、 西气东送、西电东送。四是能源利用效率低。我国能源终端利用效率仅为3 3 ，比发 l o 山东大学工程硕士论文 达国家低l o 个百分点。 从环境的角度看，我国已有2 3 的城市被垃圾保围，造成的生态环境压力成为 严重的社会问题；每年冬季采暖向大气排放的c 倪1 9 亿吨，s 0 2 3 0 0 多万吨，烟尘3 0 0 多万吨，每年排放生活污水约1 9 0 亿吨，占废水总量的4 5 5 i l l l 。2 0 0 3 年全国排放 s o z 近2 1 5 8 7 吨，居世界第一位，酸雨面积占国土面积的1 3 ，空气质量达标城市仅 占l 3 ，流经城市的河段7 0 受到不同程度的污染1 1 2 1 随着城市建设的高速发展，建筑能耗逐年大幅度上升，已成为中国能源消费的 主体之一，目前我国建筑用能已达全社会能源消费量的3 2 。加上每年房屋建筑材料 生产能耗约1 3 ，我国的建筑总能耗已达全国能源总量的4 5 。我国现有建筑面积为 4 0 0 亿平方米，绝大部分为高能耗建筑，预计到2 0 2 0 年，总建筑面积将达到7 0 0 亿 平方米。庞大的建筑能耗，已经成为我国国民经济的巨大负担。 由此可见，建设生态住宅不仅带来经济效益，更重要的是社会效益和环境效益。 ( 1 ) 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设计、建设， 在建筑系统内形成能源、物质的循环转换，获得高效、低耗、无污染的生态建筑环 境；( 2 ) 充分体现。以人为本的”的理念：( 3 ) 注重与周围自然环境的有机融合， 保护生态系统；( 4 ) 提高住宅规划、设计、工艺水平，对我国房地产业发展起到示 范和推动作用。 1 4 我国在建筑节能方面的概况 1 、我国建筑能耗概况： 我国建筑节能状况落后，在上世纪7 0 年代能源危机后，发达国家开始致力于研 究与推行建筑节能技术，而我国却忽视了这一方面的问题。统计数据表明，中国建 筑能耗的总量逐年上升，在能源消费总量中所占的比例已从上世纪7 0 年代末的l o ， 上升到近年的2 7 8 。我国是以煤炭为主要能源的国家，由于我国大部分地区的气候 条件呈现夏热冬冷的特点，因此我国的建筑耗能量巨大，燃煤排放了大量有害物质， 对环境造成了严重的污染和破坏。据统计1 9 9 9 年我国排放c 也6 6 7 亿吨，居世界第 二位，其中8 5 是由燃煤排放的，2 0 0 0 年我国排放s 0 2 1 9 9 5 万吨，居世界第一位，其 中9 0 是由燃煤排放的，由于污染物的排放造成5 7 的城市颗粒物超过国家标准，4 8 个城市s 0 2 浓度超过国家二级排放标准。种种数据表明建筑节能在我国的推广已经是 山东大学工程硕士论文 迫在眉睫了1 1 3 l 。 2 、我国建筑节能的发展概述： 我国的建筑节能工作开始于8 0 年代初期，通过各方积极努力，到1 9 9 5 年末， 全国建成的节能建筑面积已达4 7 0 0 万平方芈，到1 9 9 8 年节能建筑面积达到l 亿甲 方米。各地相继建成一些建筑节能示范工程，如北京安苑北里小区、周庄小区、卧 龙小区、天津倚华里小区、甘肃建筑科学研究院宿舍等，这些工程在节能方面都取 得了良好的效果。为全面推广节能设计。我国制定了一系列的法规和标准，如中 华人民共和国节约能源法、民用建筑节能设计标准、既有建筑节能改造技术规 程、采暖居住建筑节能检验标准、建筑节能管理规定等。相信随着建筑节能 法规和标准的逐步完善，我国的建筑节能事业将得到进一步的普及和推广。 所有居住建筑在改建或扩建时，都应该采取节能措旌。按照国家节能中长期计 划的要求，必须有步骤地对既有建筑进行节能改造，到2 0 1 0 年大城市要改造2 5 ， 中等城市改造1 5 ，小城市改造1 0 。建筑节能必须在满足居民舒适度( 室温冬季不 低于1 8 摄氏度，夏季不高于2 6 摄氏度，相对湿度4 0 7 0 9 6 ) 的前提下进行。实现国 家的节能目标、可持续发展战略和能源发展战略。1 1 i 居住建筑的能耗应该包括围护结构以及采暖、通风、空调和照明的能源消耗。 我国北方城市建筑供热在二、三十年前还是以烧火炉采暖为主，有一些城市的集中 供热也是以小型锅炉供热为主，现在已逐步转变为以集中供热为主，区域供热有了 很大发展。1 9 9 6 年全国城市集中供热面积只有7 3 亿m 2 ，到2 0 0 4 年各地区城市集 中供热面积已达2 1 6 亿m 2 ，采用不同燃料的分散锅炉供热也迅速增加。 1 ，5 课题内容 生态住宅的设计要从整体环境规划和单体建筑设计两个方面进行。在整体环境 规划中，强调的是建筑与环境的关系，解决建筑与地貌、植被、水土，风向、日照 与气候的关系，追求生态住宅与自然环境和谐的完美境界在单体建筑设计中则主 要是通过构造、技术手段创造舒适的室内环境，降低能耗，减少排放，构筑舒适、 宜人的生态环境。 论文根据生态住宅在中国的发展状况，通过对建筑自身特点及区域自然资源， 环境的深入分析，以及对当前成熟的生态节能技术及产品的应用进行评估，结合济 山东大学工程硕士论文 南市大学科技园的具体情况，为把常春藤花园建设成国内一流的高水平景观生态型、 科技文化型社区及山东省生态示范住宅小区，主要从以下方面展开论述和研究： 首先。从生态住宅的概念和特征出发，分析了生态住宅与普通住宅的区别，详 细介绍了生态住宅的建设要点； 其次，分析了我国生态住宅建设中存在的问题，从建筑规划、建筑外围护结构 保温、中水回用和雨水利用等几个方面讨论生态节能技术在生态住宅的应用； 最后，在生态规划框架下，通过常春藤花园的实践应用，阐述生态住宅建设模 式，基本形成一整套可行的、适宜的、内部有机结合的的生态住宅设计和建设体系， 为我国的生态住宅建设提供参考。 山东大学工程硕士论文 第二章绿色生态住宅小区综述 2 1 生态住宅定义 所谓“生态建筑”，其实就是将建筑看成一个生态系统，通过组织( 设计) 建筑内 外空间中的各种物态因黉，使物质、能源在建筑生态系统内部有秩序地循环转换， 获得一种高效、低耗、无废、无污、生态平衡的建筑环境l 蝤l 。 真正意义的生态住宅，应该是从设计、建设、使用到废弃整个过程都做到无害 化；要实现这个目标，至少要饭到四点：一是在建筑工业中实现高效、节能。尽量 使用可循环、再生、不产生副作用的建材产品。二是建材的研发应更多地致力于可 再生的建筑材料，并尽快扩大这种材料的使用范围。三是注重工程建设中的能源节 约。尽量使用节能降耗、能够再生的天然材料。四是建材原料从使用到回收是否影 响环境的污染，也是划定生态建筑的重要标准。最关键的是，把这种绿色理念贯穿 到入居环境中去，只有使人、建筑与自然生态环境之间形成一个良性的系统，才能 真正实现建筑的生态化。 生态住宅1 1 就是指在开发过程中以建筑美学为目标、以保障生态系统的良性循 环为原则、以绿色经济为基础、绿色社会为内涵、绿色技术为支撑、绿色环境为标 志而建立起来的全新住宅小区吸取以往的经验教训，在设计理念上将自然、人和建 筑统一在一起，不仅考虑到人的生活和建筑物之间的相互影响，而且也特别注重维护 人们与生存的自然条件融洽和遵循其自然发展规律生态住宅的最终目标是在其生 命周期的整个过程中促进人与自然和谐发展，实现可持续性发展。 1 4 山东大学工程硕士论文 2 2 生态建筑的指标体系 图l 生态建筑指标体系框图研 i 建筑场地节地 降低环境 绿化交通设施 l负荷 i 降低建筑提高用能使用可再生i i耗能效率能源i i 节水规划 提高用水雨污水综合l l 效率利用i i 光环境热环境 声环境 室内空气 i 品质 表l 生态建筑分项指标与重点应用阶段汇总表1 1 刀 项目分项指标 重点应用阶段 建筑场地规划、施工 节地规划、设计 节地与室外环境降低环境负荷全寿命周期 绿化 全寿命周期 交通设施规划、设计、运营管理 降低建筑能耗全寿命周期 节能与能源利用提高用能效率设计、施工，运营管理 使用可再生能源规划、设计、运营管理 节水规划规划 节水与水资源利用提高用水效率 设计、运营管理 雨污水综合利用规划、设计、运营管理 节材设计、施工，运营管理 节材与材料资源 使用绿色建材设计，施工、运营管理 光环境规划、设计 热环境设计、运营管理 室内环境质量 声环境设计、运营管理 室内空气品质设计，运营管理 智能化系统规划、设计、运营管理 资源管理运营管理 运营管理 改造利用设计、运营管理 环境管理体系 运营管理 山东大学工程硕士论文 从建筑实践和学术论述中，我们可以从技术层面将生态建筑的基本性能归纳为 以下几个方面1 1 3 i ： l 、生态住宅必须合理选址和规划，尽力保护自然生态系统，减少对环境的影响， 并充分考虑合理的日照、自然通反l 、舒适度等因素。 2 、生态建筑要采取各种节能措施，实现资源的高效、循环利用，有效降低能源 消耗，尽量使用可再生资源。 3 、生态建筑应尽量减少污水、废气、固废的徉放，采取生态技术实现废水、废 物的无害化和资源化。 4 、生态建筑在功能上应具有灵活性、适应性、易于维护、使用成本低等特点。 2 3 国外生态建筑发展现状 国外由于对生态建筑的研究与实践开始的较早，在生态建筑的设计，施工、材料 和设备等各个环节狠下功夫，在节约资源、资源再利用和再循环以及防止环境破坏等 方面均有新进展，并加强了政策支持力度。美国一家较大的建筑公司，对所有建材的 环境影响进行评测，并出现了生态房、生态村、植物建筑、新型太阳能建筑等新概念 建筑：英国约克郡一座办公楼采用“自然通风”设计降低能源：德国多数大城市普遍 有出售绿色建材的商店：日本政府为了鼓励对新能源的使用，对住宅用太阳能发电推 行补助金制度。另外在保证生态空间、能源的有效利用、废弃物的处理、关心人的健 康、材料的选择和规划方面都有一系列的政策与措施l 删 德国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6 4 平方米的 太阳能电池板来代替玻璃，其造价不比玻璃贵屋顶的太阳能电池负责供应热水。 大楼的屋顶设储水器，收集和储存雨水。而储存的雨水先用来浇灌屋顶的草地，从 草地渗透下去的水又回到储存器，然后流到大楼各个厕所冲洗马桶。楼顶的草地和 储水器，能改善大楼周围的局部微气候，减少楼内温度的波动 英国诺茨大学设计并建造了一种生态房。这种四居室的住房隔热性特别优良， 它的热能来自人体散热、阳光及家电设备所产生的热量。家庭用电依靠安装在花园 凉亭上的风力发电机和太阳能电池来提供；用的水是屋檐下的雨水，蓄存在地下室， 使用前用沙床过滤；粪便和污水则流入一个堆肥坑，经发酵后可在花园作施肥用。i 驯 绿色区域福特汽车经销站( g r e e nz o n ef o r dd e a l e r s h i p ) 瑞典乌默尔。位于瑞 典北部乌默尔市的“绿色区域”福特汽车经销站并不算大，主体建筑只包括一座汽 1 6 山东大学工程硕上论文 车展厅、一家麦当劳和一家挪威国家石油公司( s t a t o i l ) 加油站。然而，它却是应用 了目前最先进生态建筑技术的最具创意的实例之一。太阳能集热器的“绿色区域” 提供主要的能源，此外，连接建筑各部分的特殊地热调节系统可以综合调节建筑物 问的温度，比如将麦当劳餐厅厨房中的多余热量给汽车展厅加热。废水循环和再生 系统的使用将对市政供水的需求减少了9 0 ，雨水和湖水都成了可重复利用的资源。 绿色植被覆盖屋顶的做法不仅有利于美观，还起到了净化室内空气和促进通风散热 的作用。麻雀虽小五脏俱全的“绿色区域”有望在将来成为可大范围推广的生态建 筑范本 这些都是有关生态建筑的经典例子，它们是自然与建筑和谐相处的典范，使建 筑的运营成本大大降低，节约资源，保护环境。真正实现了可持续发展。 2 4 我国生态住宅发展现状 我国对生态建筑的的研究与开发起步较晚，国外的成功经验为我国生态建筑的 研究与实践提供了良好的平台，我们应该结合我国国情，充分利用、借鉴国外的先 进成果，尽快制定生态住宅推广和发展战略，为生态住宅的快速发展创造良好的条 件 。 1 9 9 6 年3 月，国家环保总局在分析全国生态破坏和生态示范区建设现状的基础 上，编制了全国生态示范区规划和建设纲要( 1 9 9 6 - - 2 0 5 0 ) ，通过统一规划，有 组织、有计划地开展生态示范区建设，促进区域生态环境改善，推动社会和国民经 济快速、可持续发展。进入二十一世纪，全国陆续产生了海口“望海狮城”、北京“北 潞春广州“汇景新城”、上海“万科朗润园”、济南“天泰太阳树”等生态工程。 生态住宅小区的特性归纳起来有以下几点：第一，尽可能节约资源与不可再生能 源的消耗，体现3 r 原则( r e u s e ，r e d u s e ，r e c y c l e ) ，即可重复使用、节约、再循环 使用原则。1 2 l l 第二，保护生态系统，坚持人与自然的和谐共生。第三，对人的健康无 害、使人感到舒适健康，主要体现在材料的选择使用上，必须选用绿色建材或低污染、 无毒的建材。 我国在生态住宅面的理论研究与实践都比国外要起步得晚。所以和国外相比主 要存在以下几个方面的不足： 1 7 山东大学工程硕士论文 2 4 1 对环境保护、走可持续发展之路的认识不足 虽然早在1 9 9 2 年世界各国首脑在巴西里约热内卢的联合国环境与发展大会上 通过了里约宣言和二十一世纪议程，它标志着以“绿色”为代作用的表的 生态问题已成为当前和下一世纪全球共同关心的问题，但是在我国的房地产开发领 域，对这一问题的认识还远远不够，当前的开发还停留在取得经济利益最大化的初级 阶段。而绿色生态住宅小区的开发需要更多的前期费用，而投资者利益的回收速度则 相对缓慢。更主要的是，生态住宅小区若干年后所取得的投资回报更多的体现在社会 效益和生态效益方面。这样，如果一种新的思想和技术所产生的短期效益并不明显高 于传统技术效益的话，那么即使它有更多更好的长期效益也很难为投资者所接受。 2 4 2 相关绿色技术、绿色材料的发展还较落后 由于生态住宅小区是一个能与环境相互作用的、智能化的、可自动调节的系统， 因此，它对相关的技术和材料有更高的要求。比如对于材料方面，它一方面作为能量 的转换界面，必须能较好地收集、转换能源，防止能量的流失：另一方面，用于建筑外 层的新型建材必需具备调节气候的能力，以消除、缓解由于室外各种气候原因而对室 内温度造成的影响，保持室内温度相对稳定，要实现这一目标离不开高新技术的支 持 2 4 3 缺少相关产业政策的支持 生态住宅在房地产开发领域毕竟是一个新兴事物，要解决制约我国生态住宅发 展的瓶颈问题，不仅要解决技术上的问题，而且同样需要建立一种新的价值观和行为 观，如通过政府立法、税收等方面的政策强制推广使用节能设备和材料等特别是在 当前的开始阶段，我国还没有建立一套良好的经济、社会和道德方面的激励机制来补 偿开发商在生态住宅小区方面的额外投入，所以全面推行生态住宅小区，让它进入寻 常百姓家还需要很长一段路要走。 2 5 结论 生态住宅是中国住宅产业发展的长远目标，为更好的引导生态住宅建设，实现 住宅产业可持续发展，必须从技术、经济、环境、能源及社会的角度进行分析研究。 1 8 山东犬学工程硕士论文 制定出一套客观、科学的指标体系 生态住宅在保护环境、节约各类资源的基础上，必须在住宅全寿命的各个环节 ( 材料生产及运输，建造、使用、维修、改造、拆除) 减少污染、节约资源，创造 健康、舒适的居住环境，并与周围生态环境相融合，使人与自然环境融为一体，营 造与自然和谐的人居环境。 1 9 山东大学工程硕士论文 第三章常春藤小区规划 生态型住宅小区十分重视从设计理念、设计方式去创新，而这些并不增加成本， 反而降低资金投入。比如提倡对原有植被、原有表土的保护，提倡对i 口有材料的重 复利用；通过建筑布局、朝向的调整、水景的适当设置，引入主导风增加居室的自 然通风，既提高了舒适性又降低了空调能耗；还应重视施工道路和建成后道路的延 续性，从而减少投资、减少浪费等等。 济南市大学科技园位于济南市西部新城，定位于国内一流的高水平景观生态型、 科技文化型新城区。园区规划用地面积4 3 1 1 平方公里，建设用地面积2 9 平方公里， 全部建成后可容纳1 5 所高校、约4 0 万人口常春藤花园( 大学科技园教职工生活 南区) 是大学科技园主要配套建设项目，由济南市西区建设投资有限公司作为项目 法人，山东建大教育置业有限公司承担项目管理。 3 1 项目概况 “常春藤”花园位于长清大学科技园的中心区，东临山东师范大学，北临山东 工艺美术学院、中华女子学院和山东轻工业学院，西临山东中医药大学，西侧为城 市商业区，距离市中心仅4 0 分钟车程，两条高速路、三条城市主干道将大学科技园 与济南主城区联成一体，从长远发展看，该地区还有与主城区建立快速轨道交通的 可能，交通优势明显( 见图3 1 ) 。项目西边隔路为湖水，湖岸有规划片区建筑。山 洪排泄自然形成的两条冲沟，深5 8 米，宽5 0 l o o 米，由于城市排洪暗管的埋设， 排洪已经得到解决，地面的冲沟经过改造可以成为小区的自然水景主体。 本项目总占地面积1 0 1 8 0 公顷，规划用地范围8 1 1 8 公顷，分为三个地块。a 1 1 号路以北为北部片区，面积为5 2 5 4 公顷，东西宽约6 7 0 米，南北长约7 7 8 米，沿 长清大道为5 0 米宽城市公共绿化带；中区为配套中、小学校用地，约7 5 公顷，东 西宽约2 1 5 米，南北长约4 4 l 米；南区为后期开发用地，约2 1 1 4 公顷，东西宽约 3 3 8 米，南北长约7 3 0 米。三个片区在东南方向合抱自然山体。 2 0 山东大学 ：程硕士论文 图3 1 常春藤花园地理位置图 3 1 1 常春藤花园项目规划 北部片区的西北两面为面向城市的景观展开面，规划建筑与城市衔接，逐渐过 渡到东南，景观临近山体，加上内部冲沟改造成的自然优美的浅丘地，风格转变为 生动的自然景观。 由于基地土壤为湿陷性黄土，不能保持水分，规划设计结合冲积沟改造成的浅 丘地景观，形成多个互相串连的洼地，分别做浅塘或植被处理，降雨时可蓄水，减 轻暴雨灾害，并涵养土地和植物，达到生态平衡。 常春藤花园的规划结构顺应城市总体规划的发展轴线，沿西侧商业区构建都市 风格的轴线和路网，沿东侧山体构建自由曲线风格的路网。社区的车行主要出入口 位于西侧三号路中部、南侧a 1 1 号路中部、东侧a 1 9 号路北部；人行主要出入口结 合用地北界沿一号路的商业街，布置在北侧的东、西、中三处，东侧用地南段结合 山东师范大学教职工通行需要，设置独立的出入口。整个小区的车行系统形成一个 西直东曲的不规则的环形交通网，连接各功能区域( 见图3 2 ) 。 社区的会所、体育设施和幼托中心位于社区中心，商业和便民服务设施位于社 2 i 山东大学工程硕士论文 区北侧、东南角、西南角和中心景区。任何一户居民从家里到商业设施的距离不超 过3 0 0 米，到会所或幼托的距离不超过5 0 0 米，从而使得居民日常生活大多数活动 都在4 分钟步行距离之内，减少小区内汽车的使用，降低汽车尾气对住区的影响， 节约不可再生能源，保护自然环境吲。 3 1 2 常春藤花园规划指标： 规划的基本要素是地形地貌和当地的气候条件。地形是指场地的形态、地势走 向、坡度等因素，地貌是指场地的土壤、岩石、植被、水源、道路等因素；气候条 件包括当地的气候、温度、湿度、日照、常年主导风向、冬夏季主导风向等因素。 在常春藤花园项目规划中，通过对场地的基本条件、地形地貌、气候与降水、历史 演变、市政配套设施进行调查、分析，结合场地周围的道路、建筑高度、建筑密度 等情况，对场地内不同建筑密度、不同住宅类型建设的生态性、可行性、经济性进 行综合比较，确立了生态为主、经济实用的规划方案及各种规划指标。( 详见表3 1 3 3 ) 山东大学工程硕：t 论文 图3 2 常春藤花园总平面图 山东大学工程硕士论文 表3 1 常春藤花园用地平衡表 项目 单位数量占居住用地备注 总用地 i i a 1 0 1 8 0 l 、可规划用地 h a8 1 1 8 居住用地h a7 3 6 81 0 0 a 住宅用地 l l a 3 3 0 44 4 8 3 b 配套公建用地 h a9 5 61 2 9 8 c 公共绿地 h a 2 5 7 93 5 0 0 d 道路用地 h a4 9 2 6 6 8 非配套公建用地 h a0 3 7 2 、其他用地 l l a 2 0 6 2 表3 2 常春藤花园主要技术经济指标 编号 ， 项目单位数量备注 l居住户数( 套) 户 5 7 1 2 2 居住人数人 1 9 9 9 23 5 心产 3 总建筑面积 m 21 0 0 l o o o ( 1 ) 地上建筑面积 m 28 2 6 0 0 0 a 规划住宅建筑面积 m 27 1 9 0 0 0 9 0 m 2 以上套型建筑面积 m 24 3 5 0 0 0 占6 0 5 9 0 m 2 以下套型建筑面积 m 22 8 4 0 0 0占3 9 5 b 规划配套公建面积m 26 8 3 9 6 ( 2 ) 地下建筑面积 m 21 7 5 0 0 0 a 地下储藏建筑面积m 28 7 0 0 b 地下停车场面积 m 21 6 5 3 0 0 c 地下中水设施面积n 1 21 0 0 0 4 人口毛密度人1 1 a 2 4 6 5人口净密度人加 6 0 5 6 住宅建筑面积毛密度m 铆m 9 7 5 8 7住宅建筑面积净密度m 2 h a2 1 7 6 1 8总建筑密度 1 3 9多层同照间距l ：1 5 1 0小高层日照间距 l ：2 o 1 1地上容积率1 2 7 1 2地下容积率 o 2 0 1 3绿地率 4 5 山东大学工程硕t 论文 表3 3 常春藤