未来绿色生态住宅区

城市设计的理论和方法 | 论文索引目录 未来绿色生态住宅区

作者: 张 怡

天津城市建设学院土木工程系建筑工程专业

( 阅读本论文的英文版本 )

引言

随着人们生活水平的提高，人们对自己的居住环境提出了更高的要求。最大程度的利用资源，

减少环境的污染，使整个生态系统平衡和利于可持续发展，是未来住宅的一个趋势。这样的住

宅不仅可使人类居住在最佳的生活环境之中，而且有利于能源的最高有效利用。我国是人口众

多的大国，从人均资源占有量来衡量，又是一个资源贫乏的大国，很多指标都在世界平均数以

下。我国在发展经济、实现工业化过程中，虽然取得令世界瞩目的成就，但也付出了沉重的代

价，资源浪费、环境破坏，大中城市的空气、水、光、噪声污染严重。因此，建立绿色生态住

宅区，走可持续发展的道路，在我国尤为重要。

所谓生态住宅是指能充分利用自然环境资源，并以基本上不触动生态环境平衡为目的而建造的

一种住宅。这种生态建筑不仅有利于环境的保护，而且其所形成的作用，将十分有益于人类的

健康。生态住宅实质上就是绿色住宅。这里所说的"绿色"，是指这种建筑能够在不损害生态环

境的前提下，提高人们的生活质量及当代与后代的环境质量。其"绿色"的本质，指物质系统的

首尾相接、无废无污、高效和谐的良性循环。现在，住宅中太阳能、绿色材料的运用、中水系

统的建立、固体废物的处理等将成为生态住宅的发展重点。

正文太阳能、绿色材料的利用

2.1太阳能的利用

生态住宅中利用太阳能，可以节约大量的能源。太阳能在生态住宅中的利用主要

是通过太阳能发电与集热屋面实现。

太阳能发电与集热屋面是由非晶硅材料构成的太阳能电池的金属板与太阳能集热

板共同组成，可以把两种装置安装在屋面垫层上。该"发电、集热屋面"比过去那

种玻璃管集热装置(即在安放架上装有玻璃制保护箱．在箱内再放置集热管)要轻

得多，这减轻了屋面自重，对抗震十分有利。

这种"发电屋面"的特点是，由于屋面部分面积较大，光照面积也大，利于发电。

光照越强烈，发出的电力越多。当满足自家的各种电器用电后，尚有剩余电力，

可将其通过线路卖给电力公司，当夜间或白天光照不足时．又可从电力公司将电

力买回，既方便又经济。

位于屋面光照部分的集热板吸收大量的太阳能，使其管路内的不冻液加热升温，

然后通过管路引至室内的混凝土地面内(混凝土中铺有足够长度的管路)。由于混

凝土有一定的厚度，能慢慢吸收热量，又能徐徐将热量放出、待早晨热量即将散

尽，太阳光又重新照在集热器上，继续将地板加热，从而连续保持冬季室内较恒

定的温度。当然，在地板加热的同时，也具有使用热水的功能。

太阳能发电、集热屋面将太阳能转化为家庭用电能(电视、音响、冰箱、热水

器、照明等)，同时又能利用在采暖上。并且把建筑物(屋面)与太阳能装置有机

地结合在一起。换言之，不是在已经完成了的建筑物上增设太阳能装置（如太阳

能热水器）。而是在营造建筑物时，把太阳能装置作为建筑物的一部分同时完

成，太阳能装置部分正是建筑物的屋面部分。

2.2 建筑节能中绿色材料的使用

在建筑采暖方面的节能主要依靠减少维护结构的散热以及提高供热系统的热效率两个方

面。前者要求适当控制建筑体形系数，即建筑屋外表面积与其所包围的体积的比值，建筑

外形尽可能规整，避免不必要的凹凸变化；加强门窗、外墙、屋顶和地面的保温，采用高

效保温材料复合，使用多层门窗，用空心砖、加气混凝土等新兴墙体材料代替实心粘土砖；提高建筑物的气密性，选用密封性能好的门窗并加密封条，用密封材料填实穿墙管线连接处裂隙；在夜间加强保温的条件下，适当开大南窗，以增加太阳能的获得。此外还可利用保温材料，主要包括新型墙体材料、新型防水密封材料、新型保湿隔热材料等。和传统建材相比，新型建材不仅可以降低自然资源的消耗和能耗，而且能使大量的工业废弃物得到合理地开发利用。墙体材料的多孔砖和空心砖的应用，可节省粘土20%-30%,节约燃料10%-40%,使墙体自重减轻1/3左右。又如热反射玻璃、中空玻璃可使房间的能耗大大的降低。

3、中水的循环和使用

水是人类赖以生存不可缺少的资源。随着人类文明不断发展和社会不断进步，水资源短缺已成为21世纪人类面临的重大难题。而我国水资源形势更加不容乐观，缺水城市占全国城市的2/3。各城市尤其是北方的水供应体系超负荷运转，许多地区采取了限制生活用水的措施。可以断言：水资源将成为未来经济发展的制约性因素。有效解决水资源短缺问题，必须采取开源与节流并举。资源的有限性迫使我们必须节约用水，即必须充分提高水利用效率，注重环境保护和生态平衡，科学合理的利用一切可回收再利用的水资源。

中水系统是指小区污水处理回用系统，它是节约城市用水的有效途径之一。中水的工艺流程一般为：中水（或雨水）--收集管道--地下储水池--过滤装置--循环泵--消毒反应器--低水质水源。

城市建筑中水资源化与回用技术将在很大程度上缓解城市居民生活供水的紧张程度。在国外，从20世纪60年代起便先后对城市污水的回用技术进行了研究和应用，现在城市中的污水回用率很高。我国是在20世纪80年代随着城市的水资源缺乏，相继开展了污水回用，其工矿企业普遍实行了污水回用以提高工业用水的重复利用率。最近又将中水应用于市政、城市污水处理，并初见成效。建筑中水通常指在居民生活中由于洗浴等（即除冲厕水以外）产生的，经过简单处理即可满足低水质用水要求的污水，这部分污水水质成分相对简单，各种污染物浓度相对较低，经过处理后可用于冲厕或浇灌绿地、冲洗马路、洗车或其它的低水质用水等。另外，城市住宅小区中雨水往往直接进入城市污水管网，而这部分雨水成分与性质也相对比较简单，其收集再利用技术也是解决水资源短缺的重要途径。中水用于浇灌绿化已成共识，不但节水，而且中水含有机营养物质，对绿化、植物生长有一定的帮助；中水用于景观水体时，中水透明度良好，无不良气味。

中水及雨水回用技术应用前景非常广阔。中水、雨水作为城市低水质用水的第二资源，如能有效利用则兼具开源、节流和环境保护的综合经济和社会效益。也是城市污水资源化不可分割的一部分。在小区内用水很集中，建立中水系统有很好的实用性。生态住宅的给排水设计应改变传统的方法，即供水系统应设计三条不同的管网：一条输送洁净的饮用水；另一条输送目前普通的自来水，主要用于洗涤蔬菜、衣物等；第三条输送经净化处理的循环水，主要用于环境卫生清洗，以及冲洗卫生间的便器等。生活污水处理也很重要。排水系统可设立两道管网，一道是粪便管道，一道是生活污水排水管。传统的做法是将粪便污水送入化粪池，在有化粪池沉淀后排入城市下水道，或直接排入附近的江河之中，这种排水方式本身是对生态环境的一种破坏。而在生态区内，将以沼气池代替传统的化粪池，将粪便转化为沼气供居民作为厨房的燃料，残渣用于小区内生物所需要的肥料，沼气池溢出的水再和生活污水排水管的污水一起排入净化水装置，净化后的水再循环利用。中水水质比自来水水质差，但据有关部门测试，其对卫生器具表面没有明显着色、结垢现象，对管道也无结垢及堵塞现象。

目前制约该技术普及应用的主要原因有：（1）现行城市自来水价格过低，中水及雨水回用技术缺乏经济动力，尽管水资源紧缺，水处理费用逐渐增大，自来水成本也快速增长，但水价始终涨幅不高，严重限制了中水工程设施的应用。值得庆幸的是，政府与社会现已逐渐认识到这个制约因素，部分地区已着手调整水价体系，相信不久的将来，在水价趋于合理后，该项技术会迅速普及。（2）中水设施及运行管理有待进一步规范和加强，其中有效调整污水回用设施布局健全各种管理体制，采用新型高级的处理技术与设备是促使技术普及的关键。针对上述问题，如能在制定合理水价格体系的基础积极研制开发各种商业化、产业化的中水设施，同时制定积极的经济政策，使房产投资商，物业管理者和用户方受益，必将积极的推动中水及雨水收集再利用技术的普及。根据中水回用技术现状，最有应用前景的领域现集中于新建住宅区、别墅区和医院、学校、宾馆等现代化办公建筑物。由于具有较好的智能化基础，这些地方的中水和与水资源化的运营管理更具实施。可以预见，建筑中水和雨水资源化技术的成功应用必将极大地缓解我国严峻的水资源短缺形势。建筑中水及雨水收集再利用技术在我国部分城市已开始进行试点工作，尽管还没有形成完整的研究应用体系，但随着环保节能意识的迅速发展，必将极大的促进该技术在相应领域的普及应用。其作为城市污水资源化不可分割的一部分，也是我国解决水资源短缺问题的战略需要，应用前景十分广阔。

4、固体废物

固体废物是指生产生活活动中的固体、半固体物质。废物是一个相对的概念，在某种条件下它却可能成为宝贵的原材料。固体废物利用包括在生产工艺过程中的循环利用、回收利用，以及交由其它单位的综合利用。从固体废弃物中回收物质和能源，加速物质和能量的循环，创造经济价值，是固体废弃物再生利用的有效途径，这不仅解决了环境污染问题，而且资源也得到最有效的利用。首先对于小区的固体废物，应该将其进行有机物、无机