建筑设计中的可持续性

建筑设计中的可持续性

摘要：介绍建筑设计中的可持续性现状，解析建筑设计中的可持续性发展趋势，指出建筑设计中的可持续性主要包括精神层面上的生态设计意识、物质层面上环保材料的使用、技木层面上的设计基本措施，并需要这三个方面的协同发展。

关键词：墙体自保温中空遮阳玻璃可持续性环境保护

1可持续性建筑设计现状

可持续性建筑和可持续性发展一样，许多理论工作者和实际工作者积极投身于可持续性建筑的研究与实践。在我国，建筑业是受计划经济体制影响最深的行业之一，建筑业面临着巨大的压力和挑战。可持续性建筑的主要问题往往不在于技术，而在于观念。当前的一些经济政策也不利于可持续性建筑的推行，必须通过建立环境评估制度和环境管理体系，重新思考很多过去习以为常的东西，重新审视某些传统的价值观念, 只有这样我国的建筑业才能适应社会、经济发展的需要。任何建筑物都是消耗大量能源和材料的产物，而且在其使用过程中还将继续不断地消耗能源与材料。我们需要引入可持续发展的观念重新认识建筑，实现对建筑的“再认识”，减少建筑物对大自然的伤害和不良影响。

2可持续性建筑设计发展趋势

可持续性建筑的基本技术原则——“整体适用性”。建筑是一个动态非线性的“大系统”，可持续性建筑应强调系统集成。城市地区可以比非城市地区多使用更为高层次的技术，农村地区更可以结合生态村、生态庭院的建设来实施可持续性建筑。从建筑类型讲，奢侈类建筑可相应采用中、高技术来实现可持续性建筑，其运用的一些技术可以和西方可持续性建筑看齐。非奢侈类建筑可以通过中、低技术措施实现其可持续性，但是可持续性建筑标准不可降低。

3可持续发展建筑设计的探索

3.1 精神层面上的设计

在精神层面上，除注重对空间布局等的感受，生态环境也是一种人类意识的精神平台。一个可持续发展的社会应该建立在人类的自然观等发生了根本变化的基础之上。在建筑外环境创造中，尽管环境生态设计把“改善人居条件，提供更舒适优美的环境”作为目标；但与以往不同的是，它同时强调人类在遵循生态规律和形式美法则的前提下，倡导适度消费思想，运用科技手段改造自然，倡导节约型的生活方式，而不是无原则地为满足某一方面的需求去破坏环境。应充分考

虑历史文化的延续和本土化设计，把生产和消费维持在资源和环境的承受限度之内，体现出一种崭新的生态文化观、价值观。世界各民族各地域文化都是人类历史累积的结果，作为设计师应当提倡在创作中融入民族传统文化的神韵，营造更为和谐的室内环境，在持续发展中保持文化的连续性和多元化，保持地域文化的特点。而只有本土化的设计才具有真正意义的可持续发展，而且更能融入原有的地理景观之中，承载情感的记忆与象征意义。

3.2物质层面上的材料使用

设计应当尽量减少能源、资源的消耗。更新出的旧材料能够容易自然降解及转换，并且可以作为再生资源生产出新产品重复利用。实现资源的循环再利用，是可持续发展建筑设计的基本特征。而降低使用能耗更是可持续发展建筑设计必不可少的。

1．外墙：

优化外形、减少凹凸，外墙采用保温隔热材料，浅色外装饰能减少对太阳辐射的吸收。充分利用绿化以降低地面附近室外空气的温度，降低热、冷负荷。外围护保温节能分组合外保温节能体系和单一墙体节能体系。组合外墙节能体系是在外墙外侧设置保温层，外面再做装饰层，此类保温形式突出的优点是保温性能好，轻型保温材料与重型墙体材料复合既保温又隔热，但是该体系最大缺点墙面容易开裂、脱落，材料无法循环使用，对环境不友好，妨碍了建筑的可持续发展。

单一墙体节能体系在墙体的应用主要用作非承重的填充墙，像框架结构的外墙、横墙承重的多层建筑中的承重外墙，在短肢剪力墙体系中的效果不是太好，因为剪力墙所占面积比较大，给施工带来很多麻烦，增加开裂的可能性。单一墙体节能材料的推广应用，应该是建筑可持续发展的趋势，结合建筑造型只要在冷热桥部位局部设保温隔热层就能达到节能要求。像图中所示，在夏热冬冷地区，如果采用240厚的砂加气混凝土自保温墙体，B05传热系数可以达到0.69，热惰性D值为4.45；B06传热系数可以达到0.81，热惰性D值为4.34；B07传热系数可以达到0.91，热惰性D值为4.26。在热桥梁、楼板、柱外加40厚岩棉板传热系数可以达到0.87，热惰性D值为2.82；两者成为一体，完全能达到节能要求，由于使用面积不多，减少施工工作量的同时，又减少了外墙大面积使用保温板带来的开裂、渗水弊病。在多层、框架结构中是完全可行的。虽然墙体本身造价会提高，但大大降低了保温材料的应用、施工成本，综合造价差不多。由于保温材料无法重复利用，而墙体可以重复利用，增加自保温墙体的应用应该是可持续建筑的一个发展方向。在寒冷地区、严寒地区也同样可以采用类似方法，墙体厚度370、490，冷热桥部分的钢筋混凝土构件相应退出保温层厚度，同样能达到节能的目的。

2．门窗：

门窗材料是建筑节能的薄弱环节，占建筑能耗的40~50%。门窗节能需从框和玻璃两种材料考虑。框料有铝合金、铝塑复合型及玻璃纤维增强塑料等材料，玻璃钢框材的热膨胀性能与墙体和玻璃相近，衔接性好，结构稳定，不易变形，气密性优于标准等级，有利于窗扇间断桥，使用寿命长达50年，属新一代高档门窗隔热保温新材料。这种玻璃采光效率高，热能反射率高，冬季能有效阻止室内热能外泄，夏季则阻挡窗外热量进入，适用于夏热冬冷等地区，采用中、真空的玻璃与普通单层玻璃相比，每平方米窗10年可节油1.4吨，对建筑节能的贡献20~30%，发展双层、三层中、真空玻璃窗可有效解决大面积采光、隔音和建筑节能之间矛盾。

外遮阳是实现门窗节能的最有效方法之一。遮阳通过阻挡阳光直射和漫反射的热，控制热量进入室内，降低室温，降低能耗，尤其对于夏热地区。据计算，外挑1.2米的织物相当于6+20A（夹百叶）+6的窗户遮阳效果，外挑活动遮阳的缺点在于受环境影响，使用寿命不长，不利于可持续发展，玻璃窗中间可调百叶遮阳初始造价较高，但使用寿命可以达到建筑物使用寿命，具有良好的隔热、降噪和采光调节效果，遮阳百叶也不用清洗，非常环保，应大力推广。

3．屋顶：

屋顶的传热、耗热量，大于任何一面外墙或地面的耗热量。因此,提高屋面的保温隔热性能,对提高抵抗夏季室外热作用的能力尤其重要，这也是减少空调耗能，改善室内热环境的一个重要措施。随着我国城市化进程的高速发展和建筑面积的急剧增加，建筑能耗将更加巨大，“城市热岛”现象将更为严重。城市建筑实行屋面绿化，可以大幅度降低建筑能耗、减少温室气体的排放，同时可增加城市绿地面积、美化城市、改善城市气候环境。

当平屋面上的找坡层平均厚100mm，再加上覆土厚度为80mm的屋面，其传热系数K<1.5W/m2.k，若覆土厚度大于200mm时，其传热系数K<1.0W/m2.k.夏季绿化屋面与普通隔热屋面比较，表面温度平均要低6.3℃，屋面下的室内温度相比要低2.6℃。因此，屋顶绿化作为夏季隔热有着显著效果，节省大量用电量。对于冬季保温，采用轻质种植土，如80%的珍珠岩与20%的原土，再掺入营养剂等，其密度小于650kg/m3，导热系数取值为0.24W/m.k，基本覆土厚度为220mm，可计算出k值<1，用于寒冷地区最合适。

屋顶绿化可明显降低建筑物周围环境温度（0.5℃—4.0℃），而建筑物周围环境的温度每降低1℃，建筑物内部空调的容量可降低6%，种植屋顶有很好的热惰性，不随大气气温骤然升高或骤然下降而大幅波动；另外屋面绿化可使城市中的灰尘降低40%左右；可吸收诸如SO2等有害气体；对噪声有吸附作用，最大减噪量可达10分贝；绿色植物可杀灭空气中散布着的各种细菌，使空气新鲜清洁，增进人体健康。这是可持续发展应该重视的一部分。

3.3技术层面上的设计措施

虽然科学技术的应用，并不能确保我们所处环境真正可持续地发展，但是只