日照市农科院生态农业展览馆设计方案.doc

济南大学毕业设计毕业设计题 目 日照市农科院生态 农业展览馆设计方案 学 院 土木建筑学院 专 业 建筑学 班 级 建筑0701 学 生 温银川 学 号 20070603020 指导教师 喻洪 二一二 年 六 月 三 日 摘 要随着社会和经济的高速发展，人类的活动范围越来越广，但对自然环境的破坏也是越来越严重，这就导致地球环境在不断的恶化，我们的生活环境质量也越来越差。为了我们自己以及我们的后代有一个更好的生活环境，我们每一个人都应该为改善环境和保护环境出一份力，这是我们的义务，也是我们的责任。建筑对环境的影响尤巨大，建筑物在能源消耗中占有的比例是非常巨大的。减少建筑物的能源消耗，对环境保护有着积极的作用。降低建筑的能耗，使建筑低碳节能需要所有的参与者共同的努力。作为建筑设计者的我们有责任该将自己所设计的建筑更绿色，更生态。想要达到较好的环境质量，建筑在建造的时候就应该使用较少的能源和无危害、可再生的材料。使建筑在建造和使用的过程中对能源的消耗最少，实现可持续发展。日照市农科院生态农业展览馆设计的中心思想就是生态、绿色和可持续，通过运用各种生态节能技术和绿色、无危害材料来使建筑更节能和绿色。关键词：绿色建筑；生态环境； 生态技术 ；建筑节能； 可持续发展 abstractwith the rapid development of social and economic, the range of human activities more widely, but the destruction of the natural environment is becoming more and more serious, which lead to the earths environment in the continuous deterioration of the quality of our living environment is getting worse. in order to have a better living environment for ourselves and our future generations, each one of us should be to improve the environment and protect the environment of a force which is our obligation and our responsibility. the enormous impact of construction on the environment, the proportion of possession of building energy consumption is very great. reduce energy consumption in buildings, has a positive effect on environmental protection. reduce the energy consumption of buildings, building low-carbon energy needs the common efforts of all participants .as an architectural designer, we have a responsibility to the building designed more green, more ecology. want to achieve better environmental quality, the building would be built to use less energy and non-hazardous, renewable materials. building in the process of construction and use of energy consumption at least, to achieve sustainable development. the central idea of rizhao city academy of ecological agricultural exhibition design is eco, green and sustainable, through the use of a variety of ecological energy-saving technologies and green, non-hazardous materials to make buildings more energy efficient and green.key words：green building ; ecological environment; ecological technology; building energy efficiency ;sustainable development 目 录 i摘要 iiabstract 11 前言 11.1 可持续性建筑的概念和意义 11.2 可持续性建筑的背景和原因 31.3 可持续性建筑的发展前景 42 可持续性建筑概论 42.1 可持续发展理论发展状况 52.2 可持续建筑理论及内涵 52.2.1 可持续建筑的概念 62.2.2 可持续建筑的本质内涵 72.3 可持续建筑与绿色建筑、生态建筑之间的关系 72.3.1 绿色建筑 82.3.2 生态建筑 92.3.3 可持续建筑和绿色建筑、生态建筑三者之间的关系 113 实现可持续建筑材料、技术和设计方法 113.1 可持续建筑的建筑材料 113.1.1 传统建筑材料 113.1.2 可持续建筑使用的主要材料 133.2 可持续建筑的节能技术 133.2.1 墙体保温隔热节能技术 143.2.2 门窗的保温隔热节能技术 143.2.3 屋面的节能技术 184 可持续建筑案例 184.1 世博会“沪上生态家” 194.2 山东交通学院图书馆 215 日照市农科院生态农业展览馆生态设计说明 215.1 主要生态技术 215.2 方案介绍 225.3 主要技术手段简介 245.4 自然资源的利用 276 日照市农科院生态农业展览馆方案设计说明 276.1 总平面设计 276.1.1 建筑选址 276.1.2 平面设计 6.2 建筑单体设计286.2.1 建筑的地域性、文化性、时代性286.2.2 建筑形式2931结论 32参考文献 33致谢 1 前言1.1 可持续性建筑的概念和意义所谓可持续性建筑，就是与环境相接合，降低在建造和使用的整个周期里对环境负荷，既满足我们当代人们的需要，又不会对后代满足他们自身需要的能力构成威胁的一种开发模式（布朗特兰德）。1可持续发展建筑在能源消耗上是非常少，甚至能达到自给自足，而且可持续发展建筑更有利于居住者健康。要想使建筑可持续发展就应该根据当地的自然生态环境，运用可持续发展理论、生态建筑技术科学的基本原理、绿色无危害材料以及现代科学技术，优化和协调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整体，使建筑室内外都具有优质的环境，以提高人们生活居住环境的舒适度，同时也使人、建筑和自然三者之间和谐相处， 构成一个良性循环系统。 图1 人、建筑和自然环境三者之间的关系1.2 可持续性建筑的背景和原因今天，气候的改变所带来的影响已经越来越明显，人们也逐渐意识到保护环境的重要性和必要性。造成这一现象的原因主要是人口数的剧增和对自然资源的掠夺性开发，严重破坏自然生态环境。我们应该保护自然环境，减少对自然资源的消耗，坚持可持续发展的原则。可持续发展这一概念是20世纪末联合国环境和发展大会“里约热内卢宣言”提出的“既满足当前的需要又不削弱子孙后代满足其需要能力的发展”。所以在社会发展建设过程中，必须优先考可持续发展的问题，并将其置于与经济发展更加重要的地位上；同时，还要进一步高瞻远瞩，通盘考虑有限资源的合理利用问题，即我们今天的发展应该是关系到我们子孙后代的发展，不能把所有的资源在我们这一代就给消耗完了。建筑及其营造的环境在人类对自然环境的影响方面扮演着重要角色，因此，符合可持续发展原理的设计需要进行对资源和能源的使用效率、对健康的影响、对材料的选择等方面进行综合思考，从而使其满足可持续发展原则的要求。建筑行业对自然资源的消耗是非常巨大，建筑物在建造和使用的整个周期里有大量的能源消耗，所以减少建筑的能源消耗、使用可再生的材料等，这样就可以减少对自然环境的破坏，使人类与自热和谐相处。表1 主要环境保护会议或议题时间表日期事件1972年斯德哥尔摩环境大会（联合国）1979年保护动植物生存环境伯尔尼大会（欧洲议会）1979年日内瓦空气污染大会（联合国）1980年世界保护战略1983年赫尔辛基空气质量大会（联合国）1983年世界环境和发展大会（联合国）1987年蒙特利尔协议（联合国）1992年里约热内卢地球峰会协议（联合国）1997年京都全球气候大会如何降低建筑在建造过程中对资源和能源的消耗以及对周围环境的破坏？运用那些技术来实现建筑物的节能和生态？使用何种建筑材料才能减少对自然资源的消耗？如何让建筑构件以及材料可以重复使用？很多问题都需要在建筑设计阶段考虑清楚。近几年很多人都关注绿色建筑、生态建筑、乡土建筑以及低碳建筑，其实这些建筑不论叫什么名字，其本质都应该是可持续发展建筑。以可持续发展原则为依据，探索人、建筑、自然三者之间的关系，为我们塑造一高质量的生活环境。图2 能源、原材料接近一半都被建筑使用，因此，建筑设计对可持续发展具有重要的影响和意义（巴黎蓬皮杜艺术中心）1.3 可持续性建筑的发展前景 建筑开发商在进行一次投资前，都要考虑自己的投资收益，要是建筑节能减排，就会用到各种节能材料和节能技术，但是由于新型节能材料成本较高，节能技术还是不成熟，这样就导致开发商的建设费用增加，他们显然是不愿意花这一部分钱。但最近几年全球气候的恶化，使民众和决策者都愿意使建筑更加节能和绿色，政府出台了很多建筑节能减排的政策，人们也愿意对建筑节能的投入，因为从长远的利益上讲是更经济的。以后越来越多的建筑会以绿色、生态和可持续为目标来设计。 图3 位于广州深圳的万科总部建筑，是美国当代建筑师斯蒂芬霍尔设计，整栋建筑像一只生物，里面表皮是“会呼吸”的半透明强化轻质纤维，利用太阳能为自身提供能量。是国内首座获得美国leed铂金证建筑，这样的建筑也预示着中国建筑的未来 2 可持续性建筑概论可持续建筑发展起步较晚，相比传统建筑而言，其发展时间几乎可以忽略不计，也因为其涉及众多学科，很多东西都还在研究当中?矶嗉际趸不是很成熟和完善，也没有统一的认识和看法，没有明确的概念。我们可以简单的将它理解为“在可持续发展原则和理论的指导下进行的设计、建造及使用的建筑”，它涉及社会、经济、人文、技术和材料等方方面面，是生态建筑和绿色建筑的总结。2本章就可持续建筑一些基本问题进行论述，让读者了解可持续建筑、生态建筑、绿色建筑它们之间的关系，进一步加深人们可持续建筑的认识和理解。2.1 可持续发展理论发展状况可持续发展是人类在长期探索环境破坏、资源缺乏和经济高速增长的问题时提出来的发展观念，是一种新的社会发展模式和发展理论。1972年，罗马俱乐部发表了名为增长的极限的研究报告，报告称经济是不可能一直增长下去的，自然资源是有限的，不可能无限的给我供给，如果经济以破坏环境为代价无限增长的话，我们将面临巨大灾难。320世纪八十年代以后，环境问题的全球化和生态问题的相继出现，人们就开始寻找新的模式，一种能在不破坏自然环境和不超过自然资源承受的基础上的发展形式，提出许多发展模式的设想，从而为可持续发展理论提供了观点依据。1980年3月，联合国大会在世界保护策略中首次使用了“可持续发展”概念，呼吁人们研究自然、社会、经济、生态以及自然资源的利用的基本关系，是全球能够也可持续的发展模式进行发展。1987年，世界环境与发展委员会（wecd）公布了题为我们共同的未来的报告，报告提出了可持续发展（sustainable development）的战略，从环境与经济协调发展的角度，指出可持续发展的道路是我们社会发展和人类生存的唯一出路。报告把可持续发展定义为“可持续发展是在满足当代人需要的同时，不损害我们后代满足其自身需要的能力”。可持续发展这一观点一提出，就受到了全世界不同社会制度、不同文化、不同意识形态的人们的关注，而且也逐渐达到了共识，成为了解决经济与环境之间的问题、促进社会发展的原则和指导思想。在 1992年6月， 巴西的里约热内卢召开了“联合国环境与发展大会”，250多个国家或国际组织的代表出席了大会，大会通过了21世纪议程和里约环境与发展宣言（又名地球宪章），并且签署了气候变化框架公约和生物多样性公约，阐述了可持续发展的40个领域的问题，提出了120个实施项目，这是可持续发展理论走向实践的一个重要的节点。我们国家也制定了许多政策来实现可持续发展的要求，例如：在1993年制定了中国21世纪议程，明确中国走可持续发展的道路，是我们有更好发展的最佳选择；在1996年，中华人民共和国国民经济和社会发展“九五”计划和2010年远景目标纲要的通过，进一步明确我们社会经济发展的战略目标就是可持续发展；在2002年，十六大会议把增强可持续发展的能力作为我们建设小康社会其中的目标。从总体上讲，可持续发展是一个包含社会、经济、技术和自然环境的综合的理论，是一种人类社会发展的新的模式和道路。可持续发展不是否定经济的发展，也不是去限制经济的发展，但是要求我们应该重新的审视经济发展的模式，应该如何去推动经济在发展过程中在既不损害生态环境的情况下高速的发展。通过依靠科学技术，提升经济活动的效率和质量，改变传统的高污染、高消耗的生产消费模式，降低对环境的压力。4经济和社会的发展不能超过环境和资源的承受范围，控制人口的增长速度、提高公民的素质，引导企业采用清洁工艺和生产无污染、物危害的产品，指导消费者可持续方式进行消费，以此来促进生产方式的改变。表2 可持续发展理论一览表时间机构会议议题1972年罗马俱乐部增长的极限1980年世界自然保护联盟（iucn）世界保护策略1987年联合国世界环境与发展委员会（wecd）我们共同的未来（正式提出可持续发展的观念）1992年联合国里约环境与发展宣言（又名地球宪章）、21世纪议程2.2 可持续建筑理论及内涵2.2.1 可持续建筑的概念“可持续建筑”（可持续发展建筑）是建筑在可持续发展观的指导下完成的设计、建造及使用。目前，关于“可持续建筑”的概念还没有明确的定义，对于可持续建筑还没有统一的认识和理解。在这种情况下，我们先可以将可持续建筑简单的理解为“在可持续发展理论和原则指导下设计、建造、使用的建筑”(见冉茂宇,和刘煜的生态建筑)。2 可持续建筑涉及社会、经济、人文、技术和材料等方方面面，是对生态建筑和绿色建筑的总结。2000年在荷兰马斯垂克召开的可持续建筑会议上对可持续建筑进行了新的定义：“可持续建筑需要思考的是建材、建筑物、城市区域的尺度大小，并考虑其中的技能性、经济性、社会文化和生态因素为达到可持续发展，建筑环境必须反映出不同区域性的状态和建构不同的模型。”图4 清华大学生态节能楼(sieeb)图5 清华大学生态节能楼剖面图，通过对太阳能的应用，来节约自然资源，有助于可持续发展2.2.2 可持续建筑的本质内涵可持续建筑的概念虽然还不是很明确，但是它们也从另外的方面说明了一些可持续建筑的特征，展现了可持续建筑的某些本质内容，它的本质内涵和特征可以概括为以下的几点： 可持续建筑依然是建筑的概念，没有奇异之处，只是把可持续发展理论引入到建筑设计、建造和使用之中。可持续建筑所涉及的建筑活动与常规建筑之间没有什么不同的地方，只是相对于普通建筑来说，可持续建筑更加关注建筑在建设、使用的过程中对环境的影响、资源的消耗、生态多样性的影响以及人类身体健康的影响。可持续建筑是从社会、经济、生态、人文、气候等诸多方面进行综合考虑。普通建筑主要考虑以下的几个方面：建筑选址规划及设计、场地的规划及设计、建筑布局形式、建筑的体型以及景观和外环境的设计等。这些内容在可持续建筑当中也是要考虑的，只是在考虑这些问题之外还有更广范围的认识和更好的手段来实现建筑的生态、绿色和可持续的发展； 可持续建筑的目的也是更好的满足人们生活需求和持续发展的要求，创造出高质量的建筑空间环境，人类的发展和生存是我们的最终目标，离开了这个目标来考虑可持续建筑也是没有一点意义的，以人为本，这简单的四个字，却含有深刻的意义。我们这里谈论的以人为本与一般建筑的以人为本有很大区别，这里的以人为本是从人类发展的角度上出发，有更高的认识和深度，不只是表面上简简单单的满足人们的需求，更要从人类持续发展的层面去思考； 可持续建筑的具体目标主要体现在,通过对建筑各个要素的合理组织和使用，来使物质在其中能够良好的循环，对能源的使用也能达到较高的使用率；建筑在建造的过程中，使用本地材料，减少在运输过程中对能源的消耗和环境的破坏；建筑的材料的选用应考虑可再回收利用；在满足人类生态需求的同时，也要满足其他生物的生存的需要，不能破坏它们的生活环境；在减少环境破坏的时候也体现出建筑的地域特性； 可持续建筑致力实现建筑整体生态功能的优化，来实现人、自然、建筑和社会文化的可持续发展。让人工生态环境与自然生态环境共同和谐可持续的发展。建筑的生态环境包括两个方面：人文和自然因素。自然因素包含当地非生物因素和生物因素，其中，生物因素就有人和动植物因素，而非生物因素就囊括地理环境、阳光、雨水、风和温湿度等等。2.3 可持续建筑与绿色建筑、生态建筑之间的关系 2.3.1 绿色建筑绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能，节地，节水，节材） ,保护环境和减少污染，为人们提供健康，适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑（摘自绿色建筑评价标准gb 50378）。“绿色”是自然环境中植物的颜色，是地球上生命的颜色，生机勃勃的象征。绿色建筑就应该像植物一样，如同具有生命一样，与自然和谐相处。绿色建筑就是以人、建筑和自然环境的和谐发展为目标，通过利用自然条件和人工技术手段创造良好、健康和高质量的生活环境，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。图6 韩国首尔能量中心，这些“小山”顶层和户外设置篱笆，改善大楼的痛风性，降低对水和能源的消耗2.3.2 生态建筑生态建筑目前在国内对其定义版本比较多，有人认为生态建筑来源于外文“arcology”，应该解释为符合生态原理的建筑学；还有人认为，生态建筑应该理解为关注生态的建筑。张亚明的生态建筑设计原则及对策研究中对生态建筑进行了定义，即是“将建筑看成一个生态系统，通过组织设计建筑内外空间的各种物质因素，是物质、能源在建筑生态系统中有次序的循环转换，获得一种高效、无废、低耗、无污染、生态平衡的建筑环境。5图7 德国“三升房”，因一年一平方米的采暖耗油量不超过三升而得名真正的生态建筑，不仅要考虑自然环境，也对人文环境、社会环境进行考虑，建筑在整个周期里面都要生态，包括建筑在在设计阶段、建造阶段、使用阶段和建筑拆除阶段都要生态。6所以，生态建筑就是根据当地的地理气候条件、社会和人文环境，运用生态学的方法和原理，结合建筑学及相关学科的理论技术手段，设计、建造、使用和拆除建筑，与周围的环境形成一个有机的整体，减少对环境的破坏，使建筑、人、社会、自然和谐相处，达到人类和自然环境一起持续发展。2.3.3 可持续建筑和绿色建筑、生态建筑三者之间的关系20世纪中叶，由于西方发达国家社会经济的快速发展，而出现了一系列的环境污染的问题，危及到人们的生活和生存发展，导致了许多民众和学者对环境破坏的高度关注，引起他们对环境问题的讨论和重视。7在建筑方面，由于建筑对环境的影响巨大，所以人们也是非常关注建筑行业的发展，这一时期就出现了生态建筑学和建筑的“绿色”运动。而可持续发展建筑是以可持续发展观念为依据，可持续发展观是在1987年，世界环境与发展委员会（wecd）在题为我们共同的未来的报告中提出了可持续发展（sustainable development）的战略，它不但重视环境、生态、资源的问题，同时也强调社会、经济、自然的可持续发展，涉及很多方面，其中包括社会文化、科技技术、经济条件等方方面面。图8 新加坡生态楼，无论生态楼还是绿色建筑以及可持续建筑其主要的目的都是减少对自然资源的消耗，创造出一个舒适、健康和高质量的生活环境。生态建筑和绿色建筑都是为了改善环境破坏的状况而提出的两个概念，在本质上，生态建筑侧重于从生态和整体的角度，强调运用生态学原理和技术方法去解决环境与生态的问题，生态建筑的理论基础就是生态学；10而绿色建筑更加侧重环保和健康，重视运用一切可能的手段来实现建筑的生态和保护环境的目的。其实，生态建筑和绿色建筑其最终目的都是一样的，他们两者只是关注侧重点和使用的方法有些不同而已，所以说生态建筑与绿色建筑之间的关系是相互交融一起的。综上所述，生态建筑和绿色建筑之间的关系是互相交叉的，是同一问题的不同方面，只是两者的侧重点不同而已。但是生态建筑和绿色建筑都只是强调了一个方面，没有从整体上看待问题，缺乏全局的考虑问题。可持续建筑综合了生态建筑和绿色建筑的侧重点，是从整体上看待环境生态的问题，其本质内涵是绿色建筑和生态建筑理论的延伸，比两者都要丰富和复杂的很多。三者之间的关系就是局部到整体，低层次到高层次的关系，但是它们的终极目标都是一样的，减少对自然资源的消耗，创造出一个舒适、健康和高质量的生活环境。绿色建筑、生态建筑和可持续建筑发展到今天，它们之间相互吸收各自的一些特点，互相融合，其内涵和本质都和以前有了很大的区别，绿色建筑和生态建筑与可持续建筑之间基本上已经没有太大的区别。可持续发展都为三者提供了理论基础，三者最终是会融合一起的。所以在现在的建筑领域中，可持续建筑也是可以称为绿色建筑或者生态建筑。3 实现可持续建筑材料、技术和设计方法 3.1 可持续建筑的建筑材料 3.1.1 传统建筑材料可持续建筑对建筑材料的选用就区别于传统建，传统的建筑的材料浪费能源，比如说我们最常见的粘土砖，粘土砖主要的原料是粘土，这样就会大量毁坏土地，并且在烧制的过程中耗费大量的能源，不符合现在社会发展和低碳生活口号。生态建筑就应该减少这些传统的对环境破坏性很大的材料，运用新科学新技术，生产出新型的无危害、可再生的绿色建筑材料来满足可持续建筑发展的要求。图9 粘土砖生产场地，大量消耗粘土，破坏农田耕地，污?狙现?3.1.2 可持续建筑使用的主要材料可持续建筑使用的建筑材料的选择有三个显著的特征，第一是节约自然资源和减少能源消耗；第二就是所使用的建筑材料对环境的污染很小，最好是没有污染，不产生二氧化碳等有害气体，避免形成温室效应和对臭氧层的破坏；第三是所使用的材料易回收、可再次重复使用和可再生资源。可持续建筑使用的建筑材料第一就是我们大家都经常能看见的材料钢材，钢材是很好的可回收再利用的环保材料，其对环境的破坏比较小，但是价格平均比较高，所有钢结构在一般的建筑设计中应用不是非常的多。图10 钢材，是最常见的环保材料其次就是生态玻璃材料，生态玻璃有很多种类，各有各的生态节能特点，比如说泡沫玻璃，具有较低的导热系数和吸水率，也具有较强的吸音和抗辐射的特点，泡沫玻璃在加工过程中所产生的碎片、颗粒等可以回收做填充骨料，可用于其他构件的制作。图11 泡沫玻璃，具有许多的隔热、吸音、增强、装饰、抗辐射等木材陶瓷是一种采用木材或者其他木质材料，使用热固性树脂，真空碳化的一种新型的多孔质材料，其实木质陶瓷不是真正的陶瓷，但是它的许多特点和功能与陶瓷相似，它的断裂韧性很低，摩擦因素受其他因素影响较小，还有与黑体类似，因此就有发展为房屋采暖材料。可持续建筑可以考虑使用的还有一些新型的高分子材料等，但由于现阶段还处于研究开放阶段，相信在以后的建筑当中会得到广泛的应用。3.2 可持续建筑的节能技术要是建筑能达到节能生态的效果就需要相应的科学技术支持，随着人们对建筑节能、生态要求认识提高，当代科学技术也有了迅速的发展。建筑节能技术是要贯穿整个建筑的建筑设计的过程，从建筑选址到单体建筑设计，从维护结构到对其他可再生资源的利用等方面，都是需要建筑节能技术的支持。103.2.1 墙体保温隔热节能技术墙体节能技术可以分为两个方面，一是单一墙体节能技术；二是复合墙体节能技术： 单一墙体的节能技术，就是主要利用材料的自身的热工性能来实现建筑的节能减排。他的优点就是施工简单，构造也是不复杂，常使用的材料有多孔砖、空心砖和加气混凝土。但是这技术有许多不足之处，就是要求墙体材料自身具有良好的热工性能，不能达到高要求的建筑节能效果； 复合墙体节能技术，就是在墙体主体结构的基础上加上一层或者几层绝热保温材料，以此来改善整个墙体的热工性能。复合墙体节能技术还可以分为内保温技术、外保温技术和夹心保温技术，他们各自有各自的特点。内保温技术有施工简单易行，其技术也是不复杂，但是也有一些不足，主要是内保温技术会出现热桥问题和保温板结合处易产生裂纹；外保温技术能较好的保护建筑的主体结构，延长建筑的使用寿命，基本消除热桥的问题和室内热环境的质量，但是要求保温材料质量较严格，对其施工技艺要求较高；夹心保温技术对保温材料要求不高，可以较好的利用墙体本身对外环境的保护作用，但是施工较难，易产生热桥问题，抗震性能差等。3.2.2 门窗的保温隔热节能技术门窗对室内热环境质量和建筑节能又重要的影响，特别是建筑外门窗的热工性能是最差和薄弱的部位，其能源的消耗占总能源的消耗的一半左右，因此在节能上要重点设计。其主要的方法就是合理设置窗墙面积比和选着合理的材料。保温玻璃的种类有中空玻璃、真空玻璃、镀膜玻璃、贴膜玻璃等，其中各种玻璃可以组合起来达到更好的效果。表3 不同热工分区居住建筑不同朝向的窗墙面积比气候分区北向外墙东、西向外墙南向外墙严寒、寒冷地区0.250.300.35夏热冬冷地区0.450.30（无外遮阳措施）0.30（有外遮阳设施且太阳辐射透过率200.50夏热冬暖地区0.450.300.503.2.3 屋面的节能技术屋面位于建筑物的最顶部，其主要的作用是起承重和围护的结构，直接与外界环境直接接触。还有屋顶的形式也会对建筑物的造型有一定的影响，可以对建筑起到美化的效果。屋面的节能效果原理和墙体的节能是一样的，我国规范对屋面设计的要点有： 屋面保温、隔热和防水都要符合建筑设计的规范要求； 对屋面保温材料应该认真选择，易选择相对密度不大、导热系数较高的保温材料，可以防止屋面的重量过大对屋面结构的影响； 在保温材料的选择上，不应该选择吸水率较大的材料，如果选择了就应该设置排气孔，排除保温层中的水分；图12 屋面排气孔构成层次 屋顶如果有透明部分，其面积不应大于屋面的总面积的百分之二十，透明部分有遮阳设施。屋面的节能技术有倒置式屋面、双层通风屋面、阁楼屋面、蓄水屋面和种植屋面五种屋面处理的方式： 倒置式屋面是指把屋面保温层放在防水层上面，区别于传统屋面的构造层次，用这种形式的处理方法就要求就是“憎水性”保温材料。这种处理方式与传统处理方式相对而言来说有构造简化、不必设置屋面排气系统、保护防水层、便于检修等优点；图13 倒置式屋面 双层通风屋面主要是通过两层屋面之间的气流来带走屋面的热量，减少太阳对屋面的热量传递，可以减少空调的能源消耗。其主要的构造做法是在屋面上设置架空大阶砖或水泥板，下层楼板也应该做好保温和绝热的处理； 阁楼屋面与双层通风屋面是一种形式，不同的地方就是阁楼的空间高大，通风效果会有更明显的效果。同时阁楼也有防雨和防晒的功能，能改善屋面的热工质量； 蓄水屋面其实可以简单理解为在屋面上加上水面，能够有效地改善屋面的保温性能，因为水具有蓄热和蒸发的能力，减少太阳辐射对屋面的影响程度；图14 蓄水屋面 种植屋面就是在屋面上种植植物，来阻隔太阳辐射热防止房间过热。其隔热原理主要利用植物遮阳作用，植物光合作用等，同时还可以美化环境，净化空气，创造出较好的生态效果。 图15 种植屋面可以创造出良好的生态环境，可以改善和保护周围自然环境建筑节能技术在遮阳、采光和太阳能利用上也有许多的应用和技术方法，在这里就不在一一叙述了，建筑节能对整个建筑是非常的重要，随着建筑节能技术系统的不断完善，相信以后我们的建筑会更加的绿色、生态，对环境有着积极的作用。4 可持续建筑案例4.1 世博会“沪上生态家”“沪上生态家”是上海世博会建筑，其方案设计的主要立意在上海的城市、人文、气候等特征，通过对“风、光、影、绿、废”五种主要“生态”元素应用和设施的一体化设计，反映了上海的未来绿色建筑理念和我们国家可持续建筑发展的方向。图16 沪上生态家运的屋顶绿化“沪上生态家”运用很多生态节能技术和建筑生态材料，主要的节能技术和方法有形成穿堂风、立体绿化、天井绿化、垂直绿化、微藻除碳、太阳能板等。在建筑材料的选择上是使用砖、石膏板和竹子等，砖不是传统的粘土砖，而是用淤泥和工厂废料制造的砖头，同时石膏板也是用工业废料制作而成的脱硫石膏板，此外，竹子压制成木制的屋面，竹子生长周期比较短，比较容易取材，可以避免对木材资源的耗费和浪费。4.2 山东交通学院图书馆山东交通学院图书馆是我们国家第一座生态图书馆，该建筑的设计方案是由清华大学建筑学院所设计，图书馆是有效利用各种先进的节能生态技术和材料，巧妙利用周边优越的地理环境，以人、建筑与自然的和谐统一为目的。置身于生态图书馆当中，在图书馆里面不但可以共享国内外丰富的图书和信息资源外，还可以体会生态建筑那自然、温馨、幽雅的读书环境，让你在舒适的环境中丰富自身的知识、陶冶情操。具有如下几点特征：（1）充分利用周围的自然环境和应用特殊的建筑结构来达到室内温度的自然调节；（2）室内装修比较简洁、舒适，呈现自然特色；（3）大开间空间结构，便于实现藏、借和阅统一管理的功能；（4）交通流线组织合理，适合图书馆的发展的要求。图17 山东交通学院图书馆图18山东交通学院图书馆室内，这空间可以调节室内的热工环境可持续建筑成功的案例还有很多，在这里我就不再重复介绍了，随着我们国家政府和人民对建筑生态要求越来越重视后，以后我们国家会相继出现更多优秀的可持续建筑的案例，我们的建筑居住质量也会更进一步的提高。5 日照市农科院生态农业展览馆生态设计说明5.1 主要生态技术通过前期对可持续建筑的研究，这次生态展览馆的设计中运用了以下多种生态技术手段和材料： 热水由金属真空集热管提供，无需倾斜放置； 采用真空玻璃和贴膜玻璃； 遮阳架和种植屋顶为为屋顶平台和步行区提供遮阳； 屋檐和顶棚下的通风口给屋顶和楼板通风降温； 中庭空间形成拔风井获得自然通风和热量交换； 通过捕风塔引导自然通风； 室外空间设计用以强化室内和室外的通风； 墙体外保温技术； 利用水池和景观湖及其周围植物来促进蒸发降温，利用植物来除尘、减少眩光和收集雨水； 应用新型的采光系统，如导光管、光导纤维等； 利用风压、热压实现自然通风； 雨水收集系统，收集用于景观湖湖水的循环利用，浇灌植物，建立景观植物灌溉系统 ； 利用本地材料建造，选择蓄热性强的材料作为外墙墙面，减少温度波动提高室内的热工质量； 利用铺装来减少尘土，减少地面太阳辐射反光，渗透性地面促进雨水就地渗透，利用植物防沙； 设置通风竖井，与玻璃烟囱结合，利用太阳能强化热压通风； 采用双层玻璃幕墙体系； 地表水地源热泵； 中水的回收利用； 利用中心花园使建筑有一个呼吸中心，使建筑的每一个角落都拥有新鲜空气。5.2 方案介绍由于日照为山东半岛的东边，靠近海洋，日照充足，属于温带半湿润季风区大陆性气候，四季分明，冬无严寒，夏无酷暑，温润宜人，所以日照市农科院生态农业展览馆的建筑平面基本呈放射形，能够很好加强建筑的自然通风效果和提高建筑的自然采光质量，有效的减少空调的能耗和人工照明的需求。办公会议与展览两个不同功能要求的空间分开设置，楼、电梯间与门庭、会议室等非主要工作室，布置在建筑的东西两侧，缓解了东西日照对主要工作区域的影响。建筑中有两个天井，可以形成拔风井，夏季可以打开天井的门，就可以把室内的热量排出到室外，而在冬季就关闭天井的门，使室内的热量保持住。图19 展览馆一层平面，可以从平面中看到两个类似三角形的天井，主要可以起到热压通风的效果5.3 主要技术手段简介 真空玻璃和贴膜玻璃的应用真空玻璃是在两层玻璃之间抽成真空的状态，其中真空的厚度一般为0.1至0.2mm之间，中间就加入微小的支撑物，就有良好的保温效果。贴膜玻璃是指在玻璃上贴上一层膜，是玻璃具有节能、隔热、保温、防止外线、美化、安全等主要作用。在日照市农科院生态农业展览馆设计中，就是采用两者玻璃的组合使用，大幅度的提高玻璃的各种性能，同时采用了低导热率的窗框型材，使用了玻璃暖边技术。图20 展览馆展览部分的玻璃幕墙示意图，主要是采用了真空玻璃和贴膜玻璃两种材料，采用了低导热率的窗框型材，使用了玻璃暖边技术 缓冲层策略热缓冲中庭(边庭)从建筑设计方案中可以看到有三个体积较大的绿化中庭，两个位展览厅部分，一个是在办公会议区域中，天井其物理功能内涵较之传统的位于建筑内心的中庭要丰富的多。其基本概念是在冬季，该中庭是一个全封闭的大暖房，在“温室作用”下成为大开间公共空间环境的热缓冲层，有效地改善了公共空间热环境并节省供暖的能耗；在过渡季节，它是一个开敞空间，室内和室外保持良好的空气流通，有效的改善了建筑物内部的小气候；在夏天，中庭中的树木能有效的遮蔽直射阳光，使中庭成为了一个巨大的凉棚，同时也通过热压加强自然通风效果，把室内的多余热量快速的排除到室外。同时，天井也起到加强室内采光质量的作用。 选着蓄热系数高的材料在日照市个阳光充足的城市，如何有效地利用天阳辐射能成为热缓冲策略的重要组成部分。考虑采用蓄热系数高的材料作为外墙面，在夏季，白天太阳辐射墙体吸收热量，到晚间在放出热量，这样就可以有效的平衡建筑室内环境温度较大的波动，在冬季，可以使室内的热量向外传递速度减慢。这样的材料主要是用于办公会议空间的这一侧，加上建筑使用的时间主要是在白天，选着蓄热系数高的材料更加有利。图21 办公会议部分外墙体采用蓄热系数高的材料的示意图5.4 自然资源的利用（1） 太阳能的利用在展览馆的设计过程中，对太阳能利用的可能性进行了充分的研究与评估。日照市日照充足，是利用常见太阳能板将太阳能转化为热能的原理，以太阳能集热板为空调系统提供初级热源。利用太阳能光电材料，太阳能光?绮牧霞虻此担褪前呀牧虾吞裟艿绯丶显谝黄穑纬梢恢中滦偷慕牧希庵植牧峡梢宰魑奈荻胶痛盎任恢么庑牧峡梢杂行睦锰裟茉矗纸陨淼牡缒芟模嗟牡缌部梢月舻焦艺缤锩妗?利用新型的“贴膜”太阳能电池，这种新型的“贴膜”太阳能电池由挪威ensolas公司设计，其主要材料应用来自莱斯特大学研究人员研究的一种金属纳米粒子，这些金属粒子的直径大约在10纳米左右，把这些粒子排列到透明化合物的矩阵中，尽管一部分的光为了发电被吸收，但是这种材料是可以透过一部分光，所以应用在玻璃门窗、建筑屋顶的天窗等其他建筑的位置，这样就可以建筑的这些位置更加丰富和多彩。所以在本次展览馆建筑的玻璃幕墙上使用这种材料，不但可以节约能源，而且也是对建筑有美化的效果。图22 玻璃幕墙上贴上新型的“贴膜”太阳能电池，最大限度的使用太阳能（2）河水及雨水利用建筑所靠近河是很好的资源，河水所蕴含的热量和温度是一个恒定、安全的可替代能源从而是很值得利用的，所以就采用地表水地源热泵方式对河水进行利用。建立雨水收集系统，把雨水收集到一起进行植被的浇灌和水池用水。 （3）自然通风和光电管的应用自然通风对于建筑来说是相当重要的，通风可以把室内有害气体排出到室外，也可以把多余的热量带走。而在通风处理上应通过与自然界充分的合作而不是对立，在过渡季节主要依靠自然通风满足工作环境的需求，不但可以节省大量的空调能耗，还能塑造一个较之以往更加健康的工作环境。针对该建筑，设计的基本思路是就是用中庭来形成吹拔空间，利用热压自然通风技术形成烟囱效应，在热压和风压的共同作用下，利用自然通风为建筑室内构造良好的热工环境，为人们提供一个健康舒适的室内环境，并且达到建筑节能减排与改善室内空气品质。 导光管主要是对阳光进行收集，然后传输到室内使用，增加室内的照度。导光管主要有三个部分，第一就是用于阳光收集的集光器；第二就是用于传输光的管体部分；最后就是用于控制光线在室内分布的出光部分。导光管对改善室内光照条件有着积极的作用。图23 导光管的组成部分6 日照市农科院生态农业展览馆方案设计说明6.1 总平面设计6.1.1 建筑选址基地位于日照市北环路与烟台路交叉口东南角，南部临沙墩河。为考虑景观及人流集散，主入口在北侧，为展览部分的主要进出口，次入口在西侧，主要是办公会议的出入口。 图24 展览馆主要的出入口示意图6.1.2 平面设计基地总平面占地面积约14400平米（周围地块灵活掌握），靠近沙墩河，由于整个建筑面积较大，人流密度集中，所以交通流线的组织是相当的重要。因此就先把建筑分为展览空间和办公会议空间，又加上展览空间面积比较大，所以就把展厅分为几部分，这样就出现了平面呈放射状的形式。建筑的东部是展览空间，都是人流较大的功能区。西部则是办公和会议区域，避免与展览人流之间的交叉。展览部分的层数有局部一层、局部二层和局部三层，办公会议一共有四层，下面两层为办公，上面为会议室。展览部分包括生态农业农作物展厅、图片文字展览厅、种子生产及展厅、标本展厅和花圃园艺展厅，各种功能分区明确，清晰的流线可以很好的引导人流，是人们参观目的明确，减少参观者不必要的行走路程，避免各种人流的交叉。办公会议部分有单独的两个出入口，并且也是可以从展览部分与办公会议部分是有天桥联系的，人们也是可以从展厅直接到会议室进行会议或者从会议室到展厅参观，加强两者之间的联系。图25 展览馆第二层平面图26 展览馆三层平面6.2 建筑单体设计6.2.1 建筑的地域性、文化性、时代性（1）建筑的地域性建筑是一个具体实体，根植于特定的地区上，建筑是扎根于实际的环境当中，是会受到所在地区的经济、文化、社会风俗、地理和气候等众多条件因素的影响。11我们可以从广义和狭义两个方面上去认识建筑的地域性，从广义的角度上来说，建筑是受到当地地理、气候、区域文化和意识形态的影响；从狭义的角度上来说，建筑的地域性是指建筑在一个具体实际的地段，具有精确地形、地貌，当地特色的文化意识形态，导致建筑形式的不同。12建筑的地域性在地区的历史，人文当中有表现，这是一个地区、一个民族的标志。（2）建筑的文化性建筑是有两个主要的功能：一是实际使用功能；二是对人们有精神影响，是人类的一本历史书。一座优秀的建筑，不但有高超的技艺，也是有较强的艺术性，其精神内涵的作用也是可以超越功能的本身。13建筑是一个文化形态，是人类文化历史中的一个主要的组成部分，同时与社会经济，科学技术，思想政治息息相关，不同的思想和文化观念，无时不在对建筑有深刻的影响。（3）建筑的时代性建筑是一个时代的写照，是社会经济科技文化的综合反应。现代建筑创作应该是以当今社会的特点和需求为依据，建筑要用自己特殊建筑设计的语言，来表达我们所在时代的特性，体现这个时代的科技技术观念，揭示出时代思想意