居住建筑设计论文.pdf

住宅的可持续性设计研究住宅的可持续性设计研究 摘要摘要 21世纪的资源和生态环境问题日益突出 向人类提出了严峻的挑战 当代资源和生态环境问 题日益突出 向人类提出了严峻的挑战 这些问题既对科技 经济 社会发展提出了更高目 标 也使经济发展日益受到人们重视的综合国力研究达到前所未有的难度 随着社会知识化 科技信息化和经济全球化的不断推进 人类世界将进入可持续发展综合国力激烈竞争的时 代 住宅作为人类发展过程中的必需品 与人类生活息息相关 可持续住宅必将成为时代的 主流 大力发展可持续住宅 是人类长远发展的必由之路 本文围绕可持续住宅进行阐述 分析可持续建筑设计中应该遵循的原则 Resources and environmental problems have become increasingly prominent in twenty first Century put forward a severe challenge to mankind These problems not only to the development of the society economy science and technology put forward higher goals make economic development increasingly comprehensive national strength research attention to hitherto unknown difficult Along with the social knowledge science and technology and economic globalization the human world will enter the competition of comprehensive national power of sustainable development of the times Residential as a necessity in the process of human development is closely related to human life Sustainable housing will become the mainstream of the times vigorously develop sustainable housing is the route one must take the long term development of mankind This article carries on the elaboration on sustainable housing the analysis should follow the principle of sustainable building design 关键词关键词 住宅 可持续 绿色 节能 资源 Residential sustainable green energy saving resource 可持续理念和可持续发展 当代资源和生态环境问题日益突出 向人类提出了严峻的挑战 这些问题既对科技 经济 社会发展提出了更高目标 也使经济发展日益受到人们重视的综合国力研究达到前所未有的 难度 随着社会知识化 科技信息化和经济全球化的不断推进 人类世界将进入可持续发展 综合国力激烈竞争的时代 可持续发展是20世纪80年代提出的一个新的发展观 它的提出是应时代的变迁 社会 经济发展的需要而产生的 1987年挪威首相布伦特兰夫人在她任主席的联合国世界环境与 发展委员会的报告 我们共同的未来 中 把可持续发展定义为 既满足当代人的需要 又 不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展 这一定义得到广泛接受 并在1992年联 合国环境与发展大会上取得共识 我国学者后来对这一定义作了补充 可持续发展是 不断 提高人群生活质量和环境承载能力的 满足当代人需求又不损害子孙后代满足其需求能力 的 满足一个地区或一个国家需求又未损害别的地区或国家人群满足其需求能力的发展 建筑可持续发展的紧迫性 建筑业是典型的立足于资源和能源大量消耗的产业 建筑业在推动经济发展 改善人民 生活的同时 其在生产活动中所产生的大量污染物也严重影响了自然环境和广大群众的生活 质量 现代建筑 同汽车和制造过程一样 都是对环境的污染源 造成森林面积减少 全球 温度升高 超量用水和酸雨 环境总体污染重 与建筑业有关的环境污染所占比例也是相当 之大 包括噪声污染 水污染 空气污染 固体垃圾污染 光污染以及化学污染等 可持续发展的核心思想是 经济发展 保护资源和保 护生态环境协调一致 让子孙后代能够享受充分的资 源和良好的资源环境 它特别关注的是各种经济活动 的生态合理性 强调对资源 环境有利的经济活动应 给予鼓励 反之则应予以摈弃 全世界总能源的40 为建筑所用 建筑耗用全世界30 的原材料 25 的木材和16 的清洁水 建筑释放出的 CO2 占全世界的35 40 城市固体废弃物就地填埋 50 破 坏臭氧层的 CFCS 仍在使用 在新建和改建的建筑中 有30 会使室内人员引发 病态建 筑综合症 Sick Building Syndrome S B S 或 与建筑有关的疾病 Building Related Illness BRI 随着我国经济社会的不断壮大 建筑行业迅速发展 我国每年建设的建筑中大约有一半 是住宅 建设规模世界最大 住宅事业的快速发展满足了社会发展的需要 同时也是资源的 巨大消费活动 我国能源短缺 同时也是耗能大国 建筑能耗在有些城市甚至已占总能耗的 与气候条件相近的发达国家相比 我国建筑单位面积的采暖能耗高于世界平均值 倍 节能压力十分紧迫 然而 我国各地大拆大建之风正如家常便饭 资源浪费严重 环境承载 力已经岌岌可危 因此 我国发展可持续建筑具有毋庸置疑的必要性和紧迫性 是可持续发 展战略中的关键中的关键 节约资源 保护环境和提高人居质量 必须高度重视住宅建设的 可持续问题 住宅建设与人居环境的发展应是全方位的可持续发展 这是人类协调与自然关 系的不可回避的准则 可持续建筑的简介 可持续建筑的概念 可持续住宅 又可称作绿色住宅 是基于人与自然持续共生原则和资源高效利用原则而设计 建造的一种能使住宅内外物质能源系统良性循环 无废 无污 能源实现一定程度自给的新 型住宅模式 这种住宅最显著的特征就是亲自然性 即在住宅建筑的规划设计 施工建造 使用运行 维 护管理 拆除改建等一切活动中都自始至终地做到管理自然 爱护自然 尽可能地把对自然 环境的负面影响控制在最小范围内 实现住区与环境的和谐共存 所谓 绿色建筑 的 绿色 并不是指一般意义的立体绿化 屋顶花园 而是代表一种概 念或象征 指建筑对环境无害 能充分利用环境自然资源 并且在不破坏环境基本生态平衡 条件下建造的一种建筑 又可称为生态建筑 回归大自然建筑 节能环保建筑等 绿色建筑 的室内布局十分合理 尽量减少使用合成材料 充分利用阳光 节省能源 为居住者创造一 种接近自然的感觉 可持续建筑的内涵 可持续住宅 是根据住宅建筑周围的自然 社会环境 综合运用生态学 人体工程学及建筑 学的基本原理以及现代科技手段 合理安排 组织住宅建筑内外空间与系统内其他相关因素 之间的关系 使其成为一个 综合用能 多能转换 立体用地 自然空调 立体绿化 实现 可持续发展 可持续建筑的特征 可持续住宅除须具备传统住宅遮风避雨 通风采光等基本功能外 还要具备协调环境 保护 生态的特殊功能 因此 绿色住宅的建造应遵循生态学原理 体现可持续发展的原则 在规 划设计 营建方式 选材用料方面按区别于传统住宅的特定要求进行 根据建设部住宅产业 化促进中心正在研究制定的有关绿色生态住宅小区的技术导则 衡量绿色住宅的质量大致有 以下几条标准 l 在生理生态方面有广泛的开敞性 2 采用的是无害 无污 可以自然降解的环保型建筑材料 3 按生态经济开放式闭合循环的原理作无废无污的生态工程设计 4 有合理的立体绿化 能有利于保护 稳定周边地域的生态 5 利用了清洁能源 降解住宅运转的能耗 提高自养水平 6 富有生态文化及艺术内涵 可持续住宅 绿色建筑 具体标准 中国国家建设部和质量监督检疫检验总局发布的 绿色建筑评价标准 GB T50378 2006 首次在国标中对 绿色建筑 进行了定义 还强调必须符合节地 节能 节水 节材以及室 内环境采光 隔声 通风以及空气质量都须符合相关标准 标准 对住宅建筑和公共建筑的室内环境质量分别提出了要求 特别是在住宅建筑标 准中突出强调了有关室内环境的四项要求 采光 隔声 通风 室内空气质量都是与人们日 常生活密切相关的 各大指标中的从低到高又分为三个级别 控制项 一般项和优选项三类 按照一般项目 绿色建筑必须符合如下要求 每套住宅至少有1个居住空间满足日照标准的要求 国家标准 城市居住规划设计规范 中对于城市日照标准做如下要求 大寒日不小于2小时 冬至日不小于1小时 当有4个及 4个以上居住空间时 至少有2个居住空间满足日照标准的要求 卧室 起居室 厅 书房 厨房设置外窗 房间的采光系数不低于现行国家标准的规定 卧室 起居室 厅 厨房设 置外窗 窗地面积比不小于1 7 当一套住宅设有1个以上卫生间时 至少有一个卫生间设有 外窗 噪声白天不大于45分贝 对建筑围护结构采取有效的隔声 减噪措施 卧室 起居室的允许噪声级在关窗状态下 白天不大于45分贝 夜间不大于35分贝 楼板和分户墙的空气声计权隔声量不小于45分贝 楼板的计权标准化撞击声声压级不大于70分贝 户门的空气声计权隔声量不小于30分贝 外窗的空气声计权隔声量不小于25分贝 沿街时不小于30分贝 住宅能够自然通风 居住空间能自然通风 通风开口面积在夏热冬暖和夏热冬冷地区不小于该房间地板面积 的8 在其他地区不小于5 居住空间开窗能有良好的视野 且避免居住空间之间的视线 干扰 当1套住宅设有2个及2个以上卫生间时 至少有1个卫生间设有外窗 设置通风换气 装置或室内空气质量监测装置 在通风的同时保证节能 设有采暖或空调系统 设备 的住宅 运行时用户可根据需要对室温进行调控 采用可 调节外遮阳装置 防止夏季太阳辐射透过窗户玻璃直接进入室内 有条件的住宅建筑卧室 起居室 厅 使用蓄能 调湿或改善室内空气质量的功能材料 室内环境污染控制 室内游离甲醛 苯 氨 氡和 TVOC 等空气污染物浓度符合现行国家标准 民用建筑 室内环境污染控制规范 的规定 绿地人均2 比如节地与室外环境的要求 按照控制项目 绿化种植适应当地气候和土壤条件的乡土 植物 选用少维护 耐候性强 病虫害少 对人体无害的植物 住区的绿地率不低于30 人均公共绿地面积1 2 人 采用无公害病虫害防治技术 规范杀虫剂 除草剂 化肥 农 药等化学药品的使用 有效避免对土壤和地下水环境的损害 栽种和移植的树木成活率 90 植物生长状态良好 节水率不低于8 水质达到国家或行业规定的标准 且水压稳定 可靠 有完善的排水系统 采用建筑自 身优质杂排水 杂排水作为再生水源的 实施分质排水 采用节水器具和设备 节水率不低 于8 按照一般项目 采用非传统水源时 非传统水源利用率不小于10 非传统水源指 不同于传统市政供水的水源 包括再生水 雨水和海水 垃圾分类回收率90 有智能化系统定位正确 达到安全防范子系统 管理与设备监控子系统与信息网络子系 统的基本配置 施工单位制定建筑废弃物管理计划 建筑废弃物回收利用率达到30 以上 垃圾分类回收率 实行垃圾分类收集的住户占总住户数的比例 达90 可持续住宅设计的原则 节约资源和生态系统原则 地球是由人类 有机生命体和无极元素组成的生态系统 这个系统的三大方面的成员靠空气 土壤和水来维系 都因其他成员的参与而获益 住宅和居住区的建造需要用到多种资源 包 括天然资源和人造资源 考察一座建筑的资源流 则可以看出 流入的建筑材料 能源 水 消费品 太阳照射 风和雨等资源 经过建筑使用以后 就分别变成用过的材料 燃烧副产 品 中水和污水 可再利用材料 废热 污染的空气和地面水 对于每一种资源 它们的形 态在进入房屋以前和从房屋流出以后都是不同的 这种从流入到流出的转换是由于多种机械 过程和室内人员的介入而造成的 于是 人 建筑和自然就构成一个生态系统 根据资源流守恒定律 任何一种进入建筑生态 系统的资源 最终都会从它流出 住宅和居住区投入使用以后 每天都需要一定的能源输入 这种在供热 制冷 照明和设备运行中的耗能是不可能复原的 建造住宅和住区时 需要向建筑场地运入大量的建筑材料和部件 施工和安装过程中会产生 大量的废料 进入使用期以后 建筑的维修和更新仍然不断需要少量的建筑材料和部件 所 有这些进入建筑 使建筑得以正常运行的材料和部件最后都要流出建筑 根据上述节约资源 和生态系统原则 在住区规划和住宅设计中 要把住宅和住区视为生态系统 采取措施 使 流入资源最小化 尽可能使流出资源减量 可再生或可再利用或可回归自然 减少环境负荷和经济原则 这条原则主要通过建筑全过程分析来实现 全过程分析实际上是一种分析方法 用来对住宅 和住区进行全过程分析 它是基于这样一种观点 即建筑材料可以永远重复利用 只是从一 种有效寿命转换到另一种有效寿命而已 这里所述的 全程 是指从住宅和住区所用到的材 料的开采到住宅拆除后的建筑垃圾处理的全过程 即住宅建筑从孕育到废弃的全过程 分 析 是分析上述全过程及其对环境的影响 传统的建筑全过程模型把建筑全过程分为四个阶 段 即规划设计 含场地选择 施工建造 使用维护和废弃拆除 它是一个线性过程 这 个模型没有考虑同建筑材料采购和生产有关的环境问题和建筑拆除后的废弃物再利用和再 生等问题 可持续的建筑全过程模型则把建筑的全过程分为3个大的时期 即建造前期 建造和使用期 以及拆除期 并分别考虑各个时期的资源消耗 成本和对环境的影响 建造前期包括在建筑 施工和安装之前进行的场地选择 规划设计和建筑所用的材料 部件和设施的备制 如原料 采掘 加工制造 包装和运输等环节 在多数情况下 这些环节并不是针对某一栋具体建筑 进行的 在这个时期 需要着重考虑建筑规划和设计 建筑朝向 以及建筑材料对环境和景 观的影响 建造和使用期则主要是指施工建造 运营使用和维护修理等环节 这是建筑全过 程中时间最长的时期 而其中竣工投入使用直至拆除的一段时期则是我们常说的 建筑寿 命 在这个时期 如何减少资源消耗对环境的影响和室内环境对人员健康的长期影响是需 要重点考虑的问题 拆除期通常较短 主要是处理拆除的建筑构件和部件 在这个时期 建 筑材料和部件成了其他建筑的资源或要回归自然的废弃物 其中 可以直接再用的 就运往 工地应用 不能直接应用 但可回收处理后再用的 就送到工厂加工后应用 不能利用的废 弃物 则回归大自然 在这个时期 最重要的是减少建筑垃圾 尽可能使拆除的建筑材料和 部件能够再生或再利用 因为现有填埋的固体废弃物中60 是建筑垃圾 对以上3个时期进 行分析 就可以更好地了解一栋建筑在从建筑材料采购 场地选择 规划设计 施工 使用 维护直到拆除的全过程中成本 效益和对更大生态系统的影响 4 3 人性和健康原则 上面所述的节约资源和生态系统原则以及全过程分析原则主要是强调节约资源和高效地利 用资源 减少对环境的压力 而这里的人性和健康原则涉及的是所有全球生态系统成员 包 括植物和野生动物 的宜居性 从根本上来说 这条原则是从保护使人类能够长期生存的生 态系统的成员链的需要而提出的 现代人的一生中 大约有50 的时间生活在住宅和住区 里 因此 住宅和住区必须成为居住者安全 健康 舒适 幸福和有效率的生活场所 由于 环境质量是无形的 所以人们常常忽略了它的重要性 很多设计人员没有认真地考虑室内及 其周围建成环境的质量 人性和健康原则要求在住宅和住区的全过程 特别是规划设计中 考虑居民 建筑和环境之间的共生共存 例如 保护自然条件 使建筑对其当地生态系统 如 现有的地形 植物和野生动物 的影响最小 通过城市设计和场地规划 减少对能源和水的 需求避免污染 通过可持续设计 使居住者舒适 减少压力 健康 幸福和高效率 可持续住宅设计的方法 力求做到小巧 内面面积以较小为佳 要用优秀的设计使内部空间利用优化 这样 就可以使整个建筑的规模最小 在建造和运营过程中消耗的资源最少 尽量做到高能效 保温隔热要好 窗户性能要高 东面和西面可以热反射 密封性要 好 附联式建筑要把昂贵的 作用不大的外部围护墙减到最少 要做到舒适而造价不增加或少增加 大多数建筑可以采用被动太阳能供热 日光照明 和天然制冷而不需要增加很多造价 建筑长边朝南在度以内 稍微朝东热分布最好 而 车库和储藏间则分别布置在西边和东边 南面窗户遮挡阳光大于度 南面玻璃面积等于 总建筑面积的 如果采用热质材料 如瓦 砖 石和混凝土 则南面玻璃面积可达楼层 面积的 要有对流通风和热气烟囱 尽可能利用免费能源 比如 采用太阳能供应热水 有可能时配上光电太阳能发电装 置 为了最佳吸收太阳能 采用向南坡度为度的屋顶等 优化材料利用 例如 设计时采用标准天棚高度和标准建筑尺寸 以尽可能减少浪费 避免结构设计过于安全而造成浪费 以及简化房屋的几何尺寸等 提供可再利用废弃物处置设备 使住户能方便地再利用废弃物 比如 在靠近厨房的 地方放可再利用废弃物回收箱 在洗涤槽下放混合物容器等 设计时要考虑屋顶雨水收集系统 并利用雨水来浇灌花草和树木 要调查研究利用中 水的可行性 中水包括洗涤槽流出的水 淋浴用过的水 以及洗衣用过的水等 采用再生材料做成的建筑制品 比如 用植物纤维物质制成的保温 隔热和隔音制品 用毛玻璃制成的地砖 以及再生塑料制品和地毯等 采用绿色设备入高效照明设备和高效用水设备 太阳能 节能灯 节水型马桶等 我国的相关政策 2012年 根据住房城乡建设部发布的 十二五 建筑节能专项规划 金融机构可对 购买绿色住宅的消费者在购房贷款利率上给予适当优惠 规划 要求 加大绿色建筑规模 化推广应用的支持力度 加大中央预算类投资和中央财政节能减排专项资金支持建筑节能和 绿色建筑的力度 完善中央财政激励政策体系 设立建筑节能和绿色建筑发展专项资金 重 点支持绿色建筑工程及集中示范城 区 建设 既有建筑节能改造 政府办公建筑和大型公 共建筑节能监管体系建设 可再生能源建筑应用 供热系统节能改造 墙体材料革新 技术 创新 基础能力建设等 地方财政配套资金标准不得少于中央财政补贴标准 可持续建筑样例 杭州打造首个绿色保障性住房 它位于丁桥镇