建筑和城市规划中的节能思想及措施.doc

建筑和城市规划中的节能思想及措施摘要：本文分别从城市规划和建筑设计角度阐述了节能思想与措施，倡导规划中的“偿还原则”，提倡紧凑型的城市布局，绿色环保的交通方式以及建筑中的能源优化策略。通过我国现状，探讨了对国外经验的引用借鉴。关键词：城市规划 可持续发展 建筑节能随着全球范围内能源需求的不断增长以及不可再生能源的快速消耗，能源供应日趋紧张。从资源消耗上来看，全球约1/6的资源消耗和建筑行业直接相关，中国建筑能耗总已占能源总消费的27.6%，居能耗首位。研究表明，全球排放的二氧化碳约有50%是因建筑物建造和使用产生的。预计到2020年我国由于燃烧矿物燃料向大气排放二氧化碳，将取代美国成为排放第一大国。中国对于全球气候变暖和资源消耗承担着重大的责任。因此，作为耗能大户的建筑，其节能具有非常重要的意义。节能思想在城市规划中的宏观体现从环保出发的可持续性城市规划1. 在城市生态环境的保护和利用中倡导“偿还原则”自然环境对城市规划的潜在影响要素主要包括土壤、水体、气候、动植物生态系统和景观空间5个方面。其中，土壤、水体和气候构成自然景观，是动植物和人类赖以生存的空间和物质基础。在对自然景观的保护中绿化与水系的保护至关重要。对于绿化，不仅仅将其作为景观对象，更要重视绿地的使用，强调建筑内部如中庭的物种多样性。对于水系，目前水资源的紧缺与污染已相当严竣，中国的情况尤为严重。据水利部统计，中国人均水资源占有不2200m3 ,是世界人均占有量的1/4。同时又存在用水效率低、浪费严重的问题。德国在水系保护上所做的工作值得我们学习特别注重收集雨水，让雨水尽快地渗入地下保护地下水系。以河岸的自然化处理取代人工化处理，既可降低水的流速、减少洪水灾害，同时又给了动植物一个多样化的生存空间。就连建筑物立面随处可见的植物绿化景观也不仅仅起粉美化建筑的作用，它们还有利于雨水的收集。在规划中如何尽量避免对自然界的破坏？在我国经济建设快速发展的今天，通过简单地限制和减少建设来缓减对生态环境的破坏似乎是不现实的。而“偿还原则” 较好地平衡了这样的矛盾。这个生态概念的意思是“侵入”和“补偿”应尽可能平衡, 最好在当地就得到补偿。如果说在自然绿地中建房破坏了用地的自然生态环境，那么就要在建成的建筑物中尽可能多地偿还绿地和环境。比如通过庭院绿化、屋顶绿化等方式。“ 偿还原则”给予规划相当大的弹性，因此更适用于各种复杂多变的情况，可行性强。2在城市空间规划中提倡紧凑型的城市布局及绿色环保的交通方式城市空间规划与政府的整个社会经济发展战略息息相关，或者说，前者是后者意志的体现。空间规划思想主导着城市的空间布局，进而决定了城市人口的主要交通方式。紧凑型城市布局的指导思想是：人类活动应尽可能紧凑, 这样才能有效地利用资源、降低污染，这也符合我国城市规划设计中倡导的“四节” 原则之 “ 节地” 原则。（1）分区域进行多中心建设是一种有效的做法。它以区域中心为核心，使区域内部人们的日常生活及工作得到有效的集成，以保持适当的规模与密度，高效利用资源。（2）对城市间隙空间进行填补和功能完善也具有节能的意义。加密城市已建成区域，如对已废弃的用地，如铁路、工厂及军事基地进行改建或更新，而不是一味地开发城市周围的未开发自然用地。充分利用这些“失落空间”，也是“节地”原则的一项重要举措。这也是Roger Trancik所著的寻找失落空间里非常重要的一个要点。无人问津的下沉广场、切断中心与居住区联系的地面停车场、高速路旁的无主土地、闲置的河岸、废弃的铁路调度厂、工厂旧址等等都是常常会出现的失落空间。北京798工厂是1950年代初苏联对中国的援助项目之一, 占地约2万平方米，和当时建造的许多工业建筑一样，具有高大敞亮的内部空间和明晰有力的结构形式。上世纪末本世纪初，沉寂的798工厂因其闲置的厂房、低廉的租金、充足的光线与安静的环境，吸引了一些艺术家们自发地聚集此地，进行艺术创作。厂房空间被加以改造和利用。集公共展示、个人创作于一体，有了不同于普通民用建筑的韵味，甚至成了前卫和时尚的代表。渐渐地，越来越多的艺术爱好者云集此地，参加各类艺术活动，一个新艺术家村诞生了。798工厂的成功主耍依靠民间自发的力量。798工厂是一个失落空间变废为宝的良好案例。试想，如果在城市规划初期，综合考虑其他因素，更多发挥政府职能，就不会出现这种低活力空间，可以大大提高土地利用率，减少失落空间。（3）提倡绿色环保的交通方式紧凑型的城市区域应具有相当的人口、密度与规模，居住、工作和各种都市活动机能应组织在大众运输系统沿线，大众运输系统与路网应采取棋盘式架构，而非传统的由高（快）速公路、主要干道、次要干道和地区街道所形成的道路系统。大力发展城市轨道交通和公交线路，使之成为大多数城市人口的主要交通方式。保障自行车道及步行通道的安全、便捷，使之与大众运输系统有良好的连接。同时，加强静态交通秩序的管理建设，建设分布合理的机动车及非机动车停车场地。3. 我国可持续性城市规划的实施现状及存在的问题（1）节能思想的贯彻跟不上经济发展的步伐。我们国家正处于经济快速增长期，建设量巨大。据统计，2004年北京的建设量约为80万平方米，而全德国在这一年的建设量仅为14万平方米。大的开发建设使能源和可持续性的相关问题凸显出来。但另一方面能源利用标准尚未在城市规划的各个层面得到足够重视。我国节能工作与发达国家相比起步较晚，浪费又十分严重。如我国的建筑采暖耗热为气候条件接近的发达国家耗能的3-4倍。建筑能耗增长的速度将远远超过我国能源生产可能增长的速度，从而不得不在未来组织大规模的旧房节能改造，这又将耗费更多的人力、物力和财力。可以说中国目前建造的建筑将是“未来负担沉重的昂贵建筑”。目前的建筑行为将影响后面100-200年时间。因此，作为一名未来的城市规划者，我认为必须在规划时考虑到未来相当长的一段时间的城市的发展和建设，充分考虑能源和建设的关系，尽量避免日后的旧房改造或拆除这种利用建筑年限较少的行为。严格按照国建节能标准并在每一步的建设中充分落实。（2）虽然政府制定了相关的节能法规政策，但缺乏强有力的行政手段和制约措施。一系列配套性技术标准尚未完善，建筑能耗尚未成为决定性的评价指标，建造高能耗建筑不受税收等方面限制，因此造成节能措施在推广过程中步履维艰。同时，建筑节能的相关管理机构不健全也是一个重要原因。这些问题虽然正在逐步解决，但仍需经历一个较长的时期。国民节能意识较为薄弱，专业人士也不例外, 节能思想的贯彻缺乏广泛的社会基础。需要通过教育、宜传、信息推广、培训等手段提高全民对节能问题的认识，对开发、购买和使用节能型建筑者给予资助，在贷款收费税收等各方面予以补贴。反之，通过颁布标准、法规等方式在各方面加以限制。多管齐下共同推动，全民节能意识才能提高。建筑中的能源优化策略建筑节能1.倡导新型的能源概念：舒适、经济、节能有一种普通的观念：节能是以牺牲舒适性为代价的，而且可能是昂贵的代价。而从学习德国建筑的案例让我们看到，对资源的珍惜和爱护并不意味着生活质量的降低。所谓优秀的现代建筑，就是要以最少的投入，换取最大的产出，追求在消耗最少能源的前提下，提供高舒适度的生活环境，即舒适、经济、节能。舒适指向建筑的室内环境质量，经济指向建筑的建造与运行成本，节能指向对能源的消耗。与传统建筑中舒适性以高耗能来保证不同，节能建筑的舒适性更多地倚赖低能耗手段与低运营成本。而这，往往需要运用高技术和创新系统才能得以实现。与运营上的低成本相反，节能型建筑的建造成本一般高于普通建筑，有的甚至远高于后者。但从长远来看，因为减少了对不可再生能源的耗费, 其良好的社会效益是毋庸质疑的。2. 控制建筑平面形态和立面设计中的节能要素从建筑外观形态上来讲，影响能耗大小主要有两个因素,一个是建筑绝对的大小，也就是我们常说的体量；另一个就是平面是否紧凑。一般来讲平面、立面凹凸变化较大的建筑就属于平面非紧凑型建筑，特别是背阴面北侧墙体的凹凸变化。外墙面积的增大势必增加形成“冷桥”的可能性，增大建筑能耗。德国建筑中“方盒子”非常普遍,究其原因并非建筑师们缺乏创造性，而是“方盒子” 有利于节能。不仅是德国建筑师，意大利建筑师在处理建筑造型和节能的关系上也值得我们学习。在一个办公楼项目中建筑物体型北侧采用实墙与带形窗对比的主要处理手法, 整体统一规整，既体现了办公机构的建筑特点，同时也有利于节能。南侧立面运用具有金属、木纹肌理的幕墙和带有遮阳措施的双层隔热玻璃幕墙结合，灵活流畅的曲面创造了一个轻松和谐的建筑造型。而建筑室内设的两个中庭, 利用烟囱效应产生的空气流动带走热、补充新风，充分利用自然风，从而节约能耗。再加上环保节能型空调系统、高效的能源控制系统和雨水收集处理系统的运用,使这个建筑具有高效的节能措施。因此，建筑师在追求建筑外观个性化的同时，也要理性地思考建筑使用的能耗问题, 把对外形的追求与实实在在的使用品质结合起来。3. 加强建筑外维护系统的保温和隔热。在建筑节能措施中, 建筑的密封性是最基本的一条。如果密封性不好，保温层内空气变冷变湿,就会失去保温效果。在封闭的基础上,外墙的保温隔热是外围护系统性能的重点。目前国内如北京的外墙保温一般做5-6厘米厚, 而德国新建建筑外墙保温隔热材料的厚度做到了10厘米以上，因此其保温隔热效果非常好。又如，有的德国住宅使用一种带保温的特殊粘土砖，厚度达42.5厘米，德国的老建筑更新必须做外墙保温隔热一般情况下，老建筑更新主要是为了外墙饰面的更新，外墙更新的同时做保温措施可以使用同一外墙脚手架, 有利于降低成本。 除了外墙保温隔热材料需达到一定的厚度标准外，窗户的性能在外维护系统中同样发挥着至关重要的作用。在德国,窗户性能优良,一般采用3层玻璃和断热材料。在外窗遮阳方面，德国较多地采用外遮阳（一般适用于10层以下较低的建筑），高层建筑中也有采用双层玻璃加中间遮阳百叶的方式。与国内经常使用的内遮阳相比，外遮阳效果显著，夏季时上部百叶打开，可以反射阳光，使房间顶棚明亮；下部百叶关闭遮挡进入室内的大部分阳光,达到防热的效果。还有通过氢气来调节玻璃颜色，从而调节进入房间的热能，如夏季玻璃变深色，以利于遮阳；冬季玻璃变透明以便阳光进入室内。4. 利用可再生能源太阳能建筑在建筑物耗费的能源中大部分是不可再生的能源。我们用得越多，未来的生存发展空间就越小。要从根本上改变这种被动的状态，必须开发新型的可再生能源。太阳能是目前公认的最具潜力的可再生能源。在建筑设计中如果将太阳能充分加以利用,则可以节省大量常规能源,并且不对环境造成污染。德国内卡苏尔姆市建造了目前欧洲规棋最大的太阳能居住区，总占地51万平方米，共有居民4000人。建筑类型有别墅、连体别墅、联排式住宅、多层公寓楼以及学校、幼儿园和商业中心等。小区50%的能源供应来自太阳能。到目前为止已建造了7000平方米的太阳能板。这种利用可再生能源、减少建筑物能耗的节能观念自从1990年代就开始被推行。到目前为止已在该地区深入人心了。当然，成功地推广这种理念离不开社会和政府的支持。每个想在这里购买土地的私人开发商或居民，必须和市政府签订土地购买合同，保证其建造的房屋保温隔热措施达到该地块特别的要求，并且建筑物由中央带持久储热容器的以太阳能为主的短程供热体系供应。另外还必须在屋顶上安装太阳能板等。有了先进的太阳能板还得配备相应的储热设备，内卡苏姆有先进的储热设备“地桩式持久储热容器”。这种储热方式的理念是夏季储热，冬季使用。具体地讲, 在夏天太阳能通过缓冲储热罐传送到地桩式持久储热容器中储存起来，到冬天，地桩式持久储热容器中的热能通过缓冲储热罐输送到短程供热系统中。缓冲储热罐起到热能配送和储存、相当于液压阀门的作用。其传热的媒介是水储热的载体是土方。春天土方的热并不很高夏天收集的热除供使用外多余的部分储存起来到秋天经过一个夏季的收集土方的热达到最高，就可以在冬天把土方中的热释放出来供使用在系统供热不足的情况下系统还会启动燃气锅炉供热。从我现状出发借鉴德国节能经验虽然节能建筑的使用维护费用不高,但早期投入的成本必然高于普通建筑，造价过高会使开发商对项目望而却步。在中国目前建设巨大的经济高速发展时期,节能技术的推广从成本适中的项目入手也许更容易为人们所接受。当务之急，应在最大量性的住宅建筑中采用成本较低、技术含量要求不高的节能措施。首先提高外保温系数,增加保温材料的厚度，以提高外墙保温性能减少不必要的热损失。这种方法增加的造价较少，而达到的节能效果较好；其次改善窗户的性能。相对于外墙保温来讲，通过改替窗户的密闭隔热性能来达到更好的保温隔热效果需要付出较高的经济代价。在这种情况下，我们可以通过进口具有较好性能的窗框在国内组装玻璃的方式，从而以较低成本达到较高保温隔热性能的目的。在大量性建筑中推行较低成本与技术含量节能措施的同时,应加紧中、高端节能技术的研究并在实验性建筑中检验论证其节能效果、成本与收益。例如对太阳能电池及其应用系统的研究，对通风系统热回收的研究，对窗户密闭性能的研究等等。德国的建筑节能走在世界前列，但仍十分重视实验和研究。