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生态与可持续建筑论文
——建筑节能技术
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摘要：可持续建筑是能保证从建造到生产及拆除建筑的整个生命周期内耗费能源，利用资源最少。建筑节能不仅是社会经济发展和现代自然环境的需要，也是建筑可持续发展的必由之路。建筑物的建筑节能技术内容主要涉及到：建筑外围护结构节能技术、建筑供热制冷系统和建筑设备节能技术、可再生能源在建筑中应用技术。可再生能源在建筑中应用技术内容主要有：太阳能（包括光热、光电）利用技术、浅层地源热泵（包括土壤源、地下水源、海水源、淡水源、污水源）和太阳能源热泵技术在建筑上的应用。
关键字：可持续建筑、建筑节能技术、可再生能源、“能耗”与“供需”
正文：在世界范围内能源问题日益急迫，建筑能耗不断增长的今天，讨论建筑
节能问题十分重要。随着社会、经济及城市化的快速发展，关乎人类自身生存与发展的环境问题日益突出，资源、能源的枯竭、环境的恶化等问题已威胁到人类目前及子孙万代的生存，在此背景下，节能建筑及可持续发展的思想和理论也应运而生，相关的研究与实践已成为解决环境问题的重要一环。
能效对于国内的发展现状：中国的建筑工业以惊人的发展速度，在过去的五年里，全国已建成的建筑面积达到了数亿平方米。中国目前的建筑耗能约占总能耗的百分之二十以上，随时间比例会越来越高。发达国家建筑耗能在总能耗中所占比例很大，约占百分之四十。由于消耗能量而产生的温室气体是引起全球气候变迁的主要因素。因此，世界各国对建筑节能极为重视。中国的建筑节能工作自一九八零年以来取得了很大的成绩，但与发达国家相比，建筑能效设计意识尚很缺乏，建筑的可持续发展不仅对建筑环境工程师、建筑设备工程师提出了挑战，更重要的是对建筑师自身的挑战。因此，建筑节能在建筑设计的最开始阶段，就应该得到极高的重视。目前，中国的建筑设计更多的是侧重于外观和功能，而忽视了能效的设计，通过被动式设计的方法：即在建筑设计的初始阶段进行建筑能效设计的优化方案的选择。
建筑节能技术是可持续建筑发展的一个重要环节。建筑外围护结构节能技术及存在问题，如我们湘大的建筑是以混凝土结构、砌体结构及混合结构体系为主，由于这些结构形成的建筑自身特点，在实施建筑节能时通常采用外墙附贴保温隔热系统构造的方式。我国于八十年代中期开始研究建筑外墙保温技术、进行工程试点，国内的企业、研究单位首先通过将改良的窑炉、管道工业保温技术用于建筑物的节能，这方面的技术有珍珠岩、复合硅酸盐、海泡石或与有机硅复合的各种外墙内保温浆体材料；这些技术自九十年代初期应用于北方严寒和寒冷地区的节能建筑，后因为生产工艺简陋、生产控制不严格、性能指标不易达到要求，施工质量难以保证，因而工程质量问题比较多而逐渐退出北方建筑节能市场，现在主要在南方进行应用。

　　与此同时,部分国内的企业引进国外技术或对其进行改造后组织生产用于建筑物的节能，这方面的技术有：模塑聚苯乙烯泡沫塑料板（简称EPS）薄抹灰外墙外保温系统；机械固定发泡聚苯板钢丝网架板外墙外保温系统。还有国内独立研发的技术，这方面的技术有：如胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统；发泡聚苯板现浇混凝土外墙外保温系统；这些技术系统的应用工程已达上千万平方米，有些应用已超过上亿平方米，代表了我国当今技术主潮流，是发展的方向。
　最近部分技术系统正在进行提高系统防火性能研究和进行系统装配化做法的研究，有些已经完成了系统研究，完成了工程试点示范，完善后的新系统将在公共建筑节能和既有建筑节能改造方面有很好的应用前景。
此外，针对现在保温材料以有机材料为主，其应用性能在建筑类型、建筑尺度上受限制的情况，还研发了以矿（岩）棉、玻璃棉、膨胀玻化微珠、泡沫玻璃保温系统为代表的无机保温材料外保温系统，现正在开展工程试用和推广。
　　还有一些企业正在研究外墙外保温系统上贴瓷砖的技术，这些技术还有相当多的研究工作需要完成才能可靠的应用于工程。
　　与外墙内、外保温系统同时存在的还有，以加气混凝土墙体、保温夹心墙系统、现浇砌模墙体为代表的结构墙体保温隔热系统。
　　我国外墙保温隔热技术作为建筑节能事业的一个主要技术组成部分，正在朝着：性能高中低档搭配，材料多种、性能多样，能分别适合我国北方寒冷干燥气候和南方温暖潮湿的房屋工程特点方向发展。
不仅在材料要进行改造，施工质量也是一个重要环节。外墙外保温工程或者叫外墙外保温技术系统从工厂生产出来到达工程现场还是半成品，必须在现场经过施工环节才能最终形成外墙外保温技术系统，因此系统的质量与施工质量有很大关系，而现在很多都是非专业队伍施工，施工组织不规范、没有专门的资质要求,“专业施工人员”并不掌握外保温技术，加上监理环节也存在不规范的问题，无法保证外墙外保温技术系统的现场施工质量始终处于受控状态，也就无法保证外墙外保温系统的工程质量。

我们湘大代表性建筑逸夫楼，从外观上看去造型美观、大方，安全适用，但在节能的方面有很大的缺失，外墙才有的是贴瓷砖，而且窗户面积过大，虽然满足了采光的要求，但是在热量保存上很明显表现不足，夏天热量容易通过窗户进入室内，使室内温度变化大；冬天的时候过冷，即使用空调热量也流失过快，是的能量损耗大，利用率不高。纵观逸夫楼，全部采用电能为其所需的能量，对于生态能利用明显不足。对于逸夫楼二楼顶种植植被是值得非常肯定的，它既做到了环保节能，有美化环境，属于生态利用。所以，逸夫楼还需进一步进行生态建设。对于生态建筑的建设，最大的环境压力来源于交通和建筑使用带来的能源消耗。提高生态效益的关键是降低能耗，在选择加热系统时发现，该区与原有的建立在电能和热能基础上的加热装置已经是很合理高效的，不过能源的产生仍然主要靠化石燃料，所以要大力发展可再生能源，提高技术，并将之投入使用。比如外表面的绝热，在多功能可变的空间运用温热的缓冲区及自然光的使用，其中最重要的可持续能源的计划是利用太阳能加热家庭用水。降低能源消耗的标准限制了不可再生化石燃料和温室气体的使用。
太阳能属于可持续能源，与化石能源不同的是，地球的任何一个角落几乎都可以免费获得太阳能。太阳能既无废气排放，而且不受能源上涨的影响。建筑可以被动或主动的利用太阳能来供暖，照明，提供电力或热水。
被动式太阳能设计的基本原理就是最大限度的太阳能来满足建筑供暖和采光的需求，同时避免室内夏季过热的现象产生。它能在不增加总的建造费用时通过利用较为简单便宜的材料来实现。被动太阳能技术既可运用于新建建筑，对现有已建成的建筑也可以较为容易的通过改造来被动地利用太阳能热辐射。被动太阳能系统与建筑项目的整合程度是可以变化的，从利用太阳辐射来供给建筑几乎全部的供暖热需求，到仅仅通过正确的窗户朝向使太阳能的利用只占建筑总采暖负荷的小部分。一般来说，在建筑中采用被动式太阳能设计可以减少高达一半以上的普通采暖所需的能量。
尽管被动式太阳能技术是利用太阳能最普遍的一种方式，但主动式太阳能系统在太阳能居室采暖方面赋予了更多的选择性，在设计和安装上更灵活，但由于这一系统通常需要组装部件，一般来说需要更多的维护，同时也需要外在的能源来帮助维护，最常见的主动式太阳能设计方法是太阳虹吸法，即用太阳能板加热储存与水罐中的液体，这些储存的热水通过泵传送到供暖系统中，如散热器或地板供暖系统中。
自然采光是指利用自然光为建筑的室内空间提供照明。利用自然采光可以最大限度地减少甚至取消人工照明，同时提供高质量的照明，增进居住或使用者的健康并提高工作效率。荷兰的森林与自然研究所的所有办公室就采用了自然采光，从而都可以从中庭和室外获得自然光线
其次从效益上看，在建筑工程中引入可持续设计原理可以带来多种效益，包括环境效益（可持续建筑可以通过选择更环保的建材，更有效的利用自然资源等手段减少建筑对环境造成的负面的影响，从而带来环境效益），社会效益（可持续建筑通过更具吸引力的生活和工作空间，提高人们的满意程度和工作效率；有利于居住或使用者的身心健康；通过使用本地资源，支持地方经济发展；减少对进口能源的依赖；通过提高资源利用效率和废物回收利用，保护邻里环境）和经济效益（大多数实例表明可持续建筑的初始建设造价可能较高，但是在建筑的整个试用期内，通过降低运行成本来产生较大的经济效益，运行成本降低主要来自于能耗及维护费用的减少）。
最后从响应于环境的场地规划看，对任何可持续建筑而言，在进入建筑设计阶段之前，设计小组直接参与对场地的选择是非常重要的。识别场地的环境特性，确定该场地是否能够通过所设想的使用与研究方法是建筑更好的融入其中，从而优化建筑的使用性能。对于任何一个新建项目，优先应该考虑对市区或郊区已开发场地的改造或重建，而不是占用未被破坏的自然土地。响应于环境的场地规划能够最大限度减少项目对环境和社区的负面影响，保护好场地内现有的植被。
可持续性建筑涵括了很广的范围，除了以上所涉及的，还包括自然通风（德国-北德清算银行），采暖制冷（荷兰-森林与自然研究所），室外百叶控制太阳光（英国-建筑研究所环境楼），对回收的建材进行加工（美国-GENZYME中心）,遮阳系统（德国-北德清算银行）和节能设计等等。
法国科学家克洛德·阿莱格尔在《城市生态，乡村生态》一书中写到“人类自从在非洲森林旁边出现以来就为了生存而与自然搏斗。人类在自然中‘盗取’了伙，挖走了金属；人类改造了它的土壤,整治了它的空地，开采了它的地下矿藏，污染了它的大气。现在的人类必须明白，开采时代结束了，展现出来的是一个管理与保护的时代。对抗的年代过去了，展现出来的是和睦的年代。”这也正是如今可持续建筑大热的原因！
在能源逐步匮乏的今天，如何使建筑的生态能耗达到一种最优化，如何使外部的景观环境做到真正意义上的持续性的统一，是我们今后要长期面对而且要即将解决的棘手的问题！所以说，节能、环保、智能化和高效率将是未来建筑以及可持续环境的最终的载体因素。

参考文献：
（1）纪 雁/（英）斯泰里奥斯·普莱尼奥斯 《可持续建筑设计实践》 出版社：中国工业出版社 2006-08 第46至70页；
（2）（美）PETE MELBY /TOM CATHCART 《可持续性景观设计技术》
出版社：机械工业出版社 2005-05 第80至120页
（3） 克洛德·阿莱格尔 《城市生态，乡村生态》 出版社：商务印书馆 2003-01 第142至153页