建筑师视野中的可生长建筑材料.pdf

华中科技大学硕士学位论文建筑师视野中的可生长建筑材料姓名：熊燕申请学位级别：硕士专业：建筑设计及其理论指导教师：李保峰20050513 I摘摘 要要 生态建筑作为未来建筑发展的大趋势，受到越来越多专家和学者的关注，建筑材料作为建筑的物质基础，极大程度上决定了建筑对环境的影响。建筑活动是 对自然环境破坏最严重的人类活动之一，大规模的开发建设不仅造成了对资源、能源的肆意攫取，同时又对大气、水土等产生了严重的污染。人类若希望长久的在地球上生存下去，就必须时刻保持与自然和谐共处的思想，正视建筑材料可持续发展的问题。本文首先阐述可生长建筑材料的生态意义。生态建材可分为可生长建筑材料、可循环建筑材料及各种具有生态意义的改性建材，其中可生长建筑材料因来自于自然界中的植物或动物资源，本身参与自然界生态大系统的循环，较另外二者具有更好的环境协调性，其生态意义重大。笔者通过调查及实例说明可生长建筑材料较其它普通建材更有利于减少资源、能源消耗，降低对空气及水土的污染；更有益于创造安全、健康的高品质人居环境。具体分析各种可生长建筑材料在建筑中的应用情况。通过对其结构组成、物理特性、生产工艺的说明以及大量的实例引证来介绍每一种材料作为结构构件、维护构件及装饰构件在建筑中的应用。本文还试图通过对影响可生长建筑材料在建筑设计应用的因素分析，针对我国建筑市场为建筑师提出正确使用这些可生长建筑材料的方法和途径，为建筑师提供更加广泛的设计思路和设计方法。最后探讨可生长建筑材料如何实现建筑学上的表达。作为立足于建筑师的材料研究必须揭示材料是如何表达建筑这一关键问题。“建构”作为一种建筑观真实的展现了材料与结构、构造的关系，本文通过对“建构”的理论思考与相关实例分析，试图寻找材料（尤其是可生长建筑材料）表达建筑的途径和方法。本课题研究是导师生态建筑研究大框架下在的子课题，从环境学、材料学和建筑学等多学科的角度综合认识各种可生长建筑材料，并着眼于建筑师在设计中如何使用它们提出相关意见和建议，具有一定学理和实践上的指导意义。关键词：关键词：生态建筑、生态建材、可生长建筑材料、建构 IIABSTRACT The ecological building is paid close attention to by more and more experts and scholar as the main trend of development of future architecture,and at the same time the building materials determine the impact on environment of the building on the great degree.As one of the human activities,the building activities destroy the natural environment seriously.So many projects are built to not merely cause seizing wantonly to the resource and energy,but also born serious pollution to the atmosphere,water and oil.If we hope for a long time survivance on the earth,we must keep harmonious with the earth constantly,facing the question of sustainable development of building materials and choosing the ecological building materials.The first chapter talks about the ecological value of vegetal building materials.Ecological building materials include vegetal building materials,recycling building materials and ecologically reformative building materials.The vegetal building materials come from plants or animal resources of nature and they participate in nature ecology big circulation of system,so they have kind environmental harmony than other two.There are so many dates and example in this article,so we can find the vegetal building materials are favorable to reduce resources,energy consumption,reduce the pollution of the air,water and soil than other ordinary building materials.They are more helpful to create the safe,healthy and high-quality living environment.The second chapter talks about the using of vegetal building materials.Also,various kinds of the vegetal material are introduced particularly their organic structure,physical characteristic and production technology.A large number of instance of these materials are recommended for explanation how they used as the structure components,protecting components and decorating components.Besides the understanding of knowledge and instance,in this article the author also attempts to give some advice and design method to architect through the analysis of the factors influencing the architectural design course.IIIThe third chapter talks about the architectural presentation of the vegetal building materials.In this article,it is very important to explain how the materials express architecture.As a kind of building view,Tectonic can represent the clear relation between the material,structure and the details.By the thinking in theory about Tectonic and some relevant instance analysis,we attempt to look for the method that the materials(especially the vegetal materials)express architecture.This research is base on the research of my tutor-the study of ecological design for building.The main work is not only focused on the comprehension of various kinds of vegetal building material from environmentology,architectural material and architecture,etc.multi-disciplinary angle,but also the relevant opinions and suggestions for architect.So,it has doctrinal and practical directive significance.Key words:ecological building,ecological building material,vegetal building material，tectonic 独创性声明独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年 月 日 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并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。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密，在_年解密后适用本授权书。不保密。（请在以上方框内打“”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年 月 日 日期：年 月 日本论文属于 1 全球资源 全球污染 能 源：50 建筑 空气污染：24 水资源：42 温室效应：50 材 料：50 水源污染：40 耕 地：48 固体垃圾：20 图 11 建筑对生态环境的影响 1 绪论绪论 1.1 课题背景 1.1 课题背景 人口急剧增长和人类物质活动规模扩大引起了全球性的环境危机，历史上没有任何一个时刻比 21 世纪人类面临的环境问题更为严峻：温室效应、酸雨、臭氧层破坏、气候异常、荒漠化、土壤衰竭等等正严重威胁着人类的生存。大规模的污染在灭绝某些生物种类的同时也威胁着人类自身的安全，全球有限的自然资源正日趋枯竭，煤炭、石油等不可再生资源行将耗尽，水资源严重短缺等等一系列自然危机使得人类不得不重新审视自己的生活方式并积极努力应对这一挑战。建筑活动是人类最主要的生存劳动活动之一。伴随着人类社会的不断进步与科学技术的日新月异，现代建筑不论在设计手法、空间造型还是结构技术、建造材料上都有了长足的发展，建筑所属的空间愈来愈大，同时，建筑与人类与地球的关系也愈来愈密切。与其他所有的人工产品相比，建筑应对自然资源、能源的消耗和环境污染负有更多的责任。研究表明，欧洲建设活动引起的环境负担占总环境负担的 1545，制造和运输建筑材料所消耗的能源占总能耗的 10，建筑照明占总能耗的 2040。从世界范围看，当代建筑活动消耗的能源占总能源的 50，占自然资源总量的 40，同时成为最主要的污染源，大约有一半的温室效应气体来自于和建筑材料的生产运输、建筑的建造以及建筑运行管理有关的能源消耗，建筑造成的垃圾占人类活动垃圾总量的 401（图 112）。1 中国建筑材料科学研究院.绿色建材和建材绿色化.北京：化学工业出版社，2003.P1 2 资料来源：中国建筑材料科学研究院.绿色建材和建材绿色化.北京：化学工业出版社，2003.P1 2怎样处理建筑和环境的协调发展成为我们必须认真对待的问题。节约能源，保护环境已成为人类共识，但保护环境决不能仅仅停留在口号阶段，也不意味着以牺牲人类文明进步为代价而停止建设活动。在追求“发展”与“保护”平衡的努力中，怎样做到建筑的可持续发展成为建筑界关注的热点。建筑材料是建筑的物质基础，不论建筑是否进步与发展，均离不开建筑实体所依附的建筑材料，要在真正意义上实现建筑的可持续发展，材料是不可忽视的重要部分。华中科技大学建筑与城市规划学院生态建筑技术研究室（获国家自然科学基金资助，项目号 50278038）一直致力于生态建筑研究，其论文均围绕如何实现建筑可持续发展而展开，本人的研究课题可生长建筑材料，即是从材料入手进行的相关研究。1.2 问题域及概念界定问题域及概念界定 1.2.1 问题域问题域 20 世纪 60 年代美籍意大利建筑师保罗索勒瑞（Paola Soleri）把生态学（Ecology）和建筑学（Architecture）两词合并为“Arology”，提“出生态建筑学”的新概念。1969 年美国著名风景建筑师麦克哈格（Lan L.MaHarg）所著的设计结合自然一书的出版，标准着生态建筑学的正式诞生，并从理论上站住了脚3。尽管如此，“生态建筑”却不属于任何一个建筑类型或者流派4，如：我们常可以将建筑分为工业建筑、交通建筑、教育建筑等，也可称古典建筑、现代建筑及后现代建筑等，但“生态建筑”并不特指某一类建筑，它只是建筑界对具有生态意义的建筑的一个通俗称呼，而这里所说的“生态”体现在建筑设计对生态环境具有适应性或补偿性5。从设计过程来说，生态建筑较其它普通建筑的不同处在于会着重对以下六个方面进行有益环境的设计6，“建筑材料”为其一，为本文研究对象。3 http:/ 4 李保峰.建筑设计的生态策略研究教程.2003 5 周曦，李湛东.生态设计新论.对生态设计的反思和再认识.南京：东南大学出版社，2003 P20 6 参考美籍建筑师唐军健于2005年4月在华中科技大学建筑与城市规划学院所做的workshop:green building 时的讲话 31)尊重基地环境：建筑的朝向、平面布局等；2)水利用：节约用水、中水利用、污水处理等；3)室内环境：室内舒适的温度和湿度，适宜的照明、通风等；4)建筑材料：尽可能地使用可循环、可再生，耐久性好的材料；5)节能：降低建筑使用过程中的各种能耗，充分利用各种可再生能源，如：太阳能、风能、地热等；6)大气影响：降低有毒有害气体的排放。另外，从研究领域来说，关于生态建筑的研究可分为理论研究、策略研究、技术研究以及材料研究，本文隶属于材料研究范畴。为实现建筑的可持续发展，材料研究的主要对象生态建筑材料，包括可生长建筑材料、可循环建筑材料和各种具有生态意义的改性建材，本文的研究内容为可生长建筑材料。关于“可生长建筑材料”的研究主要涉及到环境学、材料学和建筑学三门相关学科，其研究问题众多，此次研究不可能做到面面俱到，故本人在此文中主要关注以下问题：?环境学怎样使建筑活动做到节约能源、资源，使之环境负荷最小；?材料学了解可生长建筑材料的组织结构、物理性能、材料生产工艺 及材料在建筑中的应用情况等；?建筑学以“建构”为关键词讨论材料作为建筑的物质基础是如何实现建筑的表达以及建筑师如何在现有的经济技术条件下合理使用这些可生长的建筑材料。因本文是站在建筑师的立场，以环境学的视角来探讨可生长建筑材料在建筑中应用的问题，故决定必须解决以下几个子问题：1)可生长建筑材料的生态意义：可生长建筑材料与生态环境、人居环境的关系；2)可生长建筑材料的应用：各种可生长建筑材料自身的材料特性以及它们各自作为建筑材料的使用范围；3)可生长建筑材料在中国市场应用的局限分析：影响可生长建筑材料应用于建筑设计的各项因素的研究，如资源状况、人们的观念、经济因素、技术 4因素等；4)可生长建筑材料的建筑学表达：材料如何通过与结构、构造间的真实逻辑关系来表达建筑，即如何以建构的方式实现建筑学上的表达。1.2.2 相关概念相关概念 生态环境材料、生态建筑材料、绿色建筑材料、可生长建筑材料等。生态环境材料（Environmental Conscious Materials）：生态环境材料（Environmental Conscious Materials）：又称环境友善材料，是指同时具有满意的使用性能和优良的环境协调性7，或者能改善环境的材料8。生态建筑材料（Ecological Building Materials）：生态建筑材料（Ecological Building Materials）：生态建材的概念来源于生态环境材料。作为生态环境的一个重要分支，生态建材指在材料的生产、使用、废弃和再生循环过程中与生态环境相协调，满足最少资源和能源消耗，最小或无环境污染，最佳使用性能，最高循环再利用率要求的建筑材料9。其主要包括可生长建筑材料、可循环建筑材料和各种具有生态意义的改性建材。绿色建筑材料(Green Building Materials)：绿色建筑材料(Green Building Materials)：绿色建筑材料是生态建筑材料形象化的说法，可理解为建筑材料的绿色化，故对材料的具体要求可归纳为：?耐久性好的建筑材料；?较少消耗不可再生资源的建筑材料；?可再生利用、可降解的建筑材料；?各种废弃物制造的建筑材料1010。可生长建筑材料（vegetal building materials）11：可生长建筑材料（vegetal building materials）11：在自然界中利用阳光、水、大气等生物圈内取之不尽、用之不竭的资源自行生长并用于建筑之中的材料，主要包括木材、竹材、稻草、芦苇、秸秆、草皮、特殊绿化等植物材料和部分动物皮毛、骨骼等。它们具备以下主要生态特性：7 环境协调性：对资源和能源消耗少、对环境污染小和循环利用率高。8 生态环境材料.王天民 主编.天津：天津大学出版社，2000.P4 9 曹伟.生态建材生态建筑发展战略.新建筑，2001.05 P75 10 中国建筑材料科学研究院.绿色建材和建材绿色化.北京：化学工业出版社，2003 P2930 11 注：关于可生长建筑材料的翻译，德文为“gewachesns Gebaude-stoffe”，而英文却很难找到一个十分准确的 释义。一般多译为“renewable building materials”，中文为“可更新的建筑材料”，意指其具有可更新再生的能力，而笔者认为本文中的“可生长建筑材料”使用“vegetal building materials”更为合适，“vegetal”的中文释义为“植物的、生长的、动植物共同的”，与本文中对“可生长”的解释更为吻合。5?可生长性?节约能源?固碳性（针对来自于植物资源的可生长建筑材料）?健康、无污染?可重复利用或自然降解 1.3 研究的意义及目的研究的意义及目的 1.3.1 研究的意义研究的意义 本课题的研究不论在理论阐述还是设计实践上都极具意义。首先，必须正确认识各种与“生态”有关的各种概念。自然环境恶化，全球性能源危机，可持续发展思想在全世界范围内展开并普及，可是建筑界的“生态热”、“绿色热”却往往流于概念和媒体的炒作，“生态”被当成标签，随处张贴，建筑师纷纷穿上“生态建筑”这件流行服装上场走秀，唯恐落后被人耻笑为老土。面对这些，“生态建筑”需要被客观的解读，而对于“生态设计”更是需要拂去投机取巧的表象从建筑本体出发，在材料建构手法上给予更多的关注，使“生态建筑”真正具有生态意义。其次，对可生长建筑材料的生态特性、应用范围及局限性需要得到全面的认识和理解，以便指导建筑师在设计实践中合理的使用它们。仅仅停留在概念和理论的探讨是而不解决实际问题是中国学术界常常出现的问题，面对中国如此繁荣的建筑市场，研究工作迫切需要从书本转向实践。本文以前人的研究成果为基础，对各种可生长建筑材料进行详尽的梳理，有益于建筑师“驾轻车，就熟路”，在知道为什么（why）使用可生长建筑材料的前提下，还要懂得怎样（when，where and how）使用。另外，针对我国建筑市场状况，可生长建筑材料的应用前景和局限分析也是必须研究的问题。本文试图通过对资源状况、观念因素、经济因素和技术因素等方面的分析，探讨建筑师该如何合理的使用可生长建筑材料，并号召政府相关政策和法规的出台，在一定程度上实现建筑经济性与生态性的平衡，这对保证建筑市场的短 6期利益和维护人类发展的长期利益都极具现实意义。纯物质性的材料（matter and material）如何表达具有丰富内涵的建筑，如何使材料成为材质或具有材质性（materiality and materialization）也是建筑师致力解决的问题12。建筑设计应以材料为基础，以技术为手段，以形式为载体，以人的体验与使用为目的来进行。本文对于材料如何以建构（tectonic）的方式表达建筑的探讨，有助于建筑师通过组织材料的质量、颜色、机理、结构方式和构造细部等等来完成设计。1.3.2 研究的目的研究的目的 只要有建设活动，就不可能避免对生态环境产生破坏，我们能做的工作只是尽最大可能降低破坏程度而进行一些补偿性设计和适应性设计。本课题的研究工作着重放在阐述可生长的建筑材料对生态环境和人居环境的影响，结合大量实例分析，并对各种可生长建筑材料的物理性能、制造工艺、运用范围、建构逻辑等进行梳理，其目的是使建筑师不仅认识到使用可生长建筑材料的必要性，同时在操作层面了解各种材料应用的可能性和局限性，掌握它们具体的使用方法和表现手段。除了在理论阐述外，也希望针对影响可生长建筑材料在建筑市场上运用的因素作一些分类和研究，其目的是探索在我国现有的经济技术条件下，建筑师该如何正确的去使用可生长的建筑材料，在实现建筑节能与环保同时，也不违背建筑市场蓬勃向前发展的趋势，保持建筑对功能、对审美及市场的要求。1.4 研究方法研究方法?文献阅读 文献阅读 阅读大量国内外相关文献，包括宏观理论介绍、评价标准、法律法规、具体设计手法以及实例分析等。?实地调研 实地调研 笔者走访武汉、北京、杭州、绍兴等城市，针对城市建筑中对可生长建筑材料的使用情况进行实地调研，同时也对传统民居中关于建筑材料的构造做法、使用寿 12 http:/ 7命、居住舒适性等进行详尽的考证，并拍摄大量图片，以辅助论文撰写。?问卷调查及访谈 问卷调查及访谈 设计问卷，针对在职建筑师、相关学者进行调查，并与开发商及建筑使用者进行访谈，以了解市场对可生长建筑材料的认可程度及影响可生长建筑材料使用的各种因素。?学科交叉 学科交叉 学习相关专业的教材和文献成果，向环境学、材料学等领域的学者和专家求教，在进行大量的文献阅读后，根据自己的方法和结构将建筑学、环境学、材料学等学科知识进行梳理、综合运用。1.5 国内外研究现状国内外研究现状?国外关于生态建筑材料的研究现状 国外关于生态建筑材料的研究现状 最早提出生态环境材料的是以山本良一为首的日本东京大学研究小组13，它们于 20 世纪 90 年代初在研究了所使用的材料与生态环境之间的关系后，认为生态材料是对环境友好的材料，它不给环境带来太多的负面影响，自此引起了广大材料科学工作者的关注，开始从生态环境的角度出发，研究材料的环境问题或材料的环境影响及其特性。生态建材的研究则是生态环境材料具体在建筑领域中的研究。此后，围绕生态环境材料这一主题国际上开展了更为广泛的研究14，其中包括自 1993 年开始，每两年一度的 Ecomaterials 国际会议，探讨材料与地球环境协调的问题。英国、法国、荷兰的一些公司，分别开发了环境协调性（LCA）计算机软件和相关的数据库。同时，在研究具有净化环境、防止污染、代替有害物质、减少废弃物、利用自然能、材料的再生循环利用及固体废弃物的资源化等方面做了大量工作，并取得了重要进展。对生态建筑材料的生命周期评价方法 LCA 的研究源于 20 世纪六七十年代的“物质/能量流平衡方法”15，这种方法出自化学工程，原本是用来估算材料用量的方法，后来被应用到产品全寿命周期中，即从原材料的提取、制造、运输和分发、使用、13 环境材料.孙胜龙编.北京：化学工业出版社，2002.P5 14 生态环境材料.王天民 主编.天津：天津大学出版社，2000.P5 15 生态环境材料.王天民 主编.天津：天津大学出版社，2000.P30 8循环回收直至废弃的整个过程，即通常所说的“从摇篮到坟墓”（from cradle to grave）。LCA 作为正式的术语是由环境毒理和化学学会（SETAC）在 1990 年提出的，并给出了 LCA 的定义和规范。其后，国际标准化组织（ISO）组织了大量的研究工作，对 LCA 方法进行了标准化。近 20 年来，欧、美、日等工业发达国家和地区对生态建材的发展非常重视16。其实早在 70 年代末，欧洲的一些科学家就已着手研究建筑材料释放的气体对室内空气的影响以及对人体健康的危害程度。此后，便开始注意室内建筑材料的污染，曾在瑞典召开了两次“健康材料学术研讨会”。1993 年由美国国家公园出版社出版的可持续发展设计指导原则中列出了“可持续的建筑设计细则”17，其中提出：树立建筑材料蕴能量和循环使用的意识，在最大范围内使用可再生的地方性建筑材料，避免使用高蕴能量、破坏环境、产生废物以及带有放射性的建筑材料，争取重新利用旧的建筑材料及构件；完善建筑空间使用的灵活性，以便减小建筑体积，将建设所需的资源降至最少；减少建造过程中对环境的损害，避免破坏环境、浪费资源。1993 年 6 月，国际建协在芝加哥举行了主题为“为了可持续未来的设计”的会议，采纳了这些设计原则。著名的盖娅住区宪章中的设计原则提出：“使用无毒、无污染、可持续和可再生的绿色建材和产品具有较低的蕴能量，较少环境和社会损耗，或循环利用。”德国的环境标志计划 1978 年实施，是最早实行标志认证的国家，自愿申请，符合规定的产品可获得蓝天使标志。计划集中在对环境危害较大的产品上，考虑污染物散发量、废料产生、再次循环利用、噪音和有害物质等因素。现已建立了 75个产品组，制定的准则每 3 年修改一次。“蓝天使”已成为消费者熟知的一种标志，在德国有专门出售绿色建材的商店。加拿大在绿色建材方面实行的 ECOLOGO 标志（环境保护计划标志），在 R2000住房计划计划中规定材料的散发量准则,对含甲醛的刨花板实行认证标志等。丹麦于 1992 年发起了丹麦建筑材料室内气候标志（DILL）系统。材料评价的依据是最常见的与病人并发症有关的厌恶气味和粘膜刺激这 2 个项目。日本、美国及西欧等世界上发达国家都投入很大力量研究与开发绿色建材。国 16 王少南.绿色建材在国内外的发展动向.新型建筑材料，1997.07.P41 17 http:/ 9际上的大型建材生产企业早就对绿色建材的生产给予了高度重视，并进行了积极的工作。他们在要求实用功能及外表美观之外，更强调对人体、环境无毒害、无污染，性能属于环保型和健康型。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，推出了“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。瑞典也已正式实施新的建筑法规，规定用于室内的建筑材料必须实行安全标签制。英国是研究开发绿色建材较早的欧洲国家之一。早在 1991 年英国建筑研究院（BRE）曾对建筑材料及家具等室内用品对室内空气质量产生的有害影响进行了研究。另外，每两年举办一次的国际木材工程会议（WECT）已经举办八届，是全世界工程师、建筑师、相关学者和制造商以木材工程为中心的盛会。其关注木材工程的前沿技术、研究成果及设计创新，在该领域具有领导地位。由上述，国外关于生态建材的研究由来已久，且已具相当的规模和深度。但大多数为材料学工作者的努力，而同时，建筑师对材料的认识往往局限于建筑学的思考，这便导致材料学工作者的研究结果对于建筑师显得操作性不高，指导性不强。?国内关于生态建筑材料的研究现状 国内关于生态建筑材料的研究现状 由国家科委、国家建材局等有关单位组织编写的“生态建筑材料研究”被列入“国家863 计划纲要”且已结题。这项研究由北京工业大学负责，六所重点大学联合承担，对国内几大类主要的基础材料，如钢铁、水泥、铝、工程塑料、建筑涂料、陶瓷等进行了全面的 MLCA 评估，初步获得它们的环境负荷基础数据。的大量系统工作的基础上，总结了材料环境负荷分析的方法，创新的提出了上述典型材料环境协调性评价的新方案和定量方法，构建和设计了材料的环境负荷基础数据库框架，并自主开发了数据库管理软件和材料的环境协调性评价软件。改项目的实际进展和研究成果代表了我国 MLCA 研究工作的主流，也体现了我国在该领域的发展状况18。90 年代初在北京和上海相继召开了第一次环保（健康）材料研讨会和“绿色建 18 聂柞仁.生态环境材料的研究与发展趋势（下）.新材料产业，2001.11 P22 10材”专题研讨会，2000 年 10 月在天津市举行了“WTO 与中国建材世界论坛会”和“中国绿色建材产品推介会”,与会专家学者和生产企业界人士就绿色建材的国外发展状况、中国绿色建材发展现状和问题、中国绿色建材产品状况等发表见解，对促进中国绿色建材理论和实践大有裨益。上海已经制定出地方性绿色建材认证程序，并开始对进入上海的建材进行绿色认证，同时也已经建立了“中国绿色建材网站”，在绿色建材的研究和开发等方面做了大量的工作。此外，上海已成立绿色建材展示促销中心；北京、西安等城市相继建成专门销售绿色建材的商城；天津市建委正在组织进行“绿色建材评价体系研究”课题；同济大学材料科学与工程学院、中科院、武汉水大学（原武汉水利大学）等已将绿色建材列为重点研究领域。香港房屋委员会在第四界城市住宅研讨会上也对建筑材料使用周期内对环境的影响以及材料自身的成本估算提出了新的计算方法，并指出建筑材料在这二者上的平衡关系。由上述可知，国内关于生态建材的研究多以材料学工作者为主体，以国外相关研究为学习模本进行，制定了一系列的建材评价标准和制度。这种建筑师和材料工作者各行其是的研究方法同样导致关于生态建材的研究成果对建筑师的指导意义不强。可见，针对建筑师的生态建材研究应该更多的关注可操作性的层面，真正实现指导实践的意义。?关于可生长建筑材料的研究现状 关于可生长建筑材料的研究现状 在强调建筑可持续性发展的今天，可生长的建筑材料因其优越的环境协调性而被重新认识，其具体表现为同时具备建筑材料的 4R 原则，即可更新（re-new）、可循环（re-cycle）、可再利用（reuse）、减少能耗与污染（reduce）。可生长建筑材料，如木材、竹材的性能研究和建筑实践可谓古来有之，且数目浩如烟海。当今建筑界中仍活跃着大量应用可生长建筑材料的优秀建筑师，如瑞士建筑师彼得卒姆托（Peter Zumthor）、德国建筑师托马斯赫尔佐格（Thomas Herzog）、日本建筑师隈岩吾等等。尽管可以从他们的作品中获得大量处理材料的手法和技巧，可是手法和技巧总会随着不同建设条件而层出不穷，没有人是可以全部掌握。所以我们真正应该关注的应该是每一种材料被应用到建筑构件中相同的原理，掌握原理后才能举一反三，创造出不同的形式去应对不同的建设条件。11遗憾的是，至今为止都未见从环境学、材料学及建筑学多重学科角度系统的阐述可生长建筑材料，并真正能够便捷的指导建筑实践的研究成果。如何将这些可生长的建筑材料合理适宜地应用于当代的建筑设计中，仍旧是广大材料学和建筑学工作者所面临的巨大挑战。作为李保峰老师生态建筑研究的子项目，本次课题希望能在一定程度上填补这一空白，从材料入手，关注生态建筑本体的设计。1.6 论文框架论文框架 122 可生长的建筑材料的生态意义可生长的建筑材料的生态意义 2.1 可生长建筑材料的研究发展及其生态特性可生长建筑材料的研究发展及其生态特性 2.1.1 可持续发展思想与生态建筑材料的发展可持续发展思想与生态建筑材料的发展?可持续发展思想的的提出及其对生态建筑理论和实践的影响可持续发展思想的的提出及其对生态建筑理论和实践的影响 可持续发展概念来源于生态学，针对资源和环境，可以理解为保持和延长资源的生产使用和资源基础的完整性，意味着使自然资源能够永远为人类所利用，不致于因为其耗竭而影响后代人的生产和生活19。1991 年 11 月，国际生态学联合会（INTECOL）和国际生物科学联合会（IUBS）从生态属性的角度，将其定义为：保护和加强环境系统的生产和更新能力。也就是说，可持续发展是不超越环境系统更新能力的发展。从生物圈概念出发定义可持续发展是从自然属性表征可持续发展的另一种代表，即认为：可持续发展是寻求一种最佳的生态系统以支持生态的完整性和人类愿望的实现，使人类的生存环境得以持续20。可持续发展具有以下主要三个原则：公平性原则、持续性原则和共同性原则，其中与注重生态的建筑设计理论发展相关的可持续发展思想内容包括：1)可持续发展需要审计使用能源和原料的方式，力求减少损失、杜绝浪费并尽量不让废物进入环境，从而减少单位经济活动造成的环境压力。2)可持续发展以提高生活质量为目标，同社会进步相适应。而社会进步是以自然资源为基础，同环境承载力相协调的；减少自然资源的耗竭速度，使之低于自资源的再生速度。3)可持续发展承认自然环境的价值。这种价值体现在环境对经济系统的支撑和服务方面，也体现在环境对生命支持体统不可缺少的存在方面。4)可持续发展的实施强调“综合决策”和“公众参与”21。可持续发展是一种特别从生态系统环境和自然资源角度提出的关于人类长期发展的战略和模式。它特别指出环境和自然资源的长期承载能力对发展进程的重要性以及发展对改善生活质量的重要性。可持续发展的概念从理论上结束了长期以来 19清华大学建筑学院编.建筑设计的生态策略.北京：中国计划出版社，2001 P45 20 Brown L.R.Building a Sustainable Society.New York：W.W.Norton，1981.21 张坤民等.可持续发展在中国.中国环境科学，1995，15（5）P323328 13把发展经济同保护环境与资源相互对立起来的错误观念，并明确指出了它们应当是相互联系和互为因果的，也是可以统一和协调的。?早期朴素的生态设计思想对建筑材料的选择 早期朴素的生态设计思想对建筑材料的选择 19 世纪的建筑师和理论家曾经通过模仿高效率的自然结构、利用地方材料等表达对自然的尊重。赖特作为早期具有生态思想的建筑师，始终坚持着建筑应该与环境和谐共生的理念，他认为设计过程是一个动态变化的过程，没有一座建筑是“已经完成了的设计”，建筑始终持续地影响着周围的环境和使用者的生活。在自然的住宅（The Nature House）一书中，赖特强调了整体概念的重要性，认为建筑必须同所在的场所、建筑的材料以及使用者的生活融为一体。?建筑的可持续发展思想对建筑材料提出了更高的要求 建筑的可持续发展思想对建筑材料提出了更高的要求 1993年由美国国家公园出版社出版的 可持续发展设计指导原则（The Guiding Principles of Sustainable Design）中列出了“可持续的建筑设计细则”，涉及到注重生态的建筑设计的内容基本上有以下六条，其中相当重要的一条即是对建筑材料的关注：1）重视对设计地段的地方性、地域性理解，延续地方场所的文化脉络；2）增强适用技术的公众意识，结合建筑功能要求，采用简单合适的技术；3）树立建筑材料蕴能量和循环使用的意识，在最大范围内使用可再生的地方性建筑材料，避免使用高蕴能量、破坏环境、产生废物以及带有放射性的建筑材料，争取重新利用就的建筑