可持续性建筑技术分析

可持续性建筑技术分析（共5篇）

可持续性建筑技术分析 篇1

摘要：通过对绿色建筑起源的追溯, 阐述了绿色建筑之基本内涵、理论原则及实践方法, 并对中国绿色建筑设计进行了思考。

关键词：绿色建筑,绿色技术,生态良性循环,可持续发展,环境

0 引言

20世纪科技的进步与社会生产力的高速发展, 加速了人类文明的进程。随着新技术革命的到来, 整个世界正面临着新的挑战。科学技术的飞速发展不仅推动着生产力的大幅度提高, 而且全面深刻地影响着社会生活和人们的思维方式, 致使社会的经济结构、政治体制、社会关系、生活方式以至于思想观念, 都将在这次变革面前经受考验。人类也正面临着一系列环境与发展问题的严重挑战。人口剧增、资源过渡消耗、气候变异、环境污染和生态破坏等问题威胁着人类的生存发展。实践证明, 传统的发展模式和消费方式已经难以为继, 必须努力寻求一条人口、经济、社会发展与资源及环境相互协调, 既能满足当代人的需求, 又能满足其不断发展需求的可持续发展道路。

1 绿色建筑的缘起

1972年联合国召开了“人类环境大会”, 世界各国认识到人类必须在自然环境所提供的时空框架内发展社会与经济, 同时按照自然资源所赋与的条件安排自己的生活方式, 从而重新界定了人与自然的关系, 确立了“以环境为中心”的发展思想。

80年代开始在全球兴起的“绿色运动”和“绿色革命”, 正是人类面临困境时为获得持续生存的自救政策, 是探索人类自我生存和生活环境可持续发展的重要内容。“绿色”思想的出发点是保护自然资源, 调整人类行为。满足自然生态的良性循环, 保证人类生存的安全。在经济方面, 它提倡的单纯消费性经济, 追求经济和生态双重目标, 在保证经济持续发展的同时, 建立一种既能满足人类的物质需要, 又不至于破坏生态平衡的保护性经济。在社会方面, 它主张控制人口, 提倡计划生育, 协调不同种族、性别和年龄的人们, 创造和谐的生活, 享受劳动的快乐, 维护世界和平。在环境方面, 它认为自然和人类共属于一个不可分割的领域, 自然组织和人类组织的交互作用和平衡发展, 才能使人类自身生存下去。在技术方面, 它倡导推广使用那些不污染环境、不破坏生态平衡、利用可再生自然资源的技术抛弃目前。面对保护生态环境, 维护生态平衡这一全球性课题以及日益蓬勃发展的绿色运动, 在建筑这一与人类息息相关的领域, “绿色建筑”开始日益受到关注。

2 绿色建筑的基本内涵和理论原则

伴随着“绿色运动”的兴起和发展, “可持续发展”成为全球的行动纲领, 《寂静的春天》、《设计结合自然》等专著相继问世, 生态世界观开始成为人与自然和谐相处的行为准则。与此同时, 生态学、社会学等学科不断向建筑学领域扩展, 促使人们对传统建筑观念进行反思。“绿色建筑学”的产生是建筑学发展的必然结果, 是可持续发展在建筑学方面的具体体现, 它从生态学的角度阐述了建筑在生态系统中的角度和功能, 使人们对于建筑有了新的理解和认识。

绿色建筑为达到可持续发展之目的, 需采用符合生态原则的设计方法, 其目的在于把我们对环境的负面影响减少至最低程度, 并为人们创造健康舒适的居所。所谓绿色建筑, 就是以生态学的科学原理指导建筑实践, 以人、建筑、自然和社会协调发展为目标, 创造人工与自然相互协调、良性循环、有机统一的建筑空间环境。其核心———“绿色”的本质是物质系统的首尾相接, 无废无污、高效和谐, 开放式闭合性良性循环。绿色建筑观为建筑的研究提供了新的思考问题的方向和框架, 传统建筑设计主要从建筑美学、空间利用、形式、结构、色彩等方面来考虑建筑。然而, 绿色建筑设计则从生态的角度来看待建筑。这意味着人工建筑环境不能仅仅作为非生命元素来对待, 而应把它看作是生态系统的有机组成部分, 即是生态系统的“消费者”, 同时也是“生产者”, 并遵循生态系统的良性循环原则。

绿色建筑在研究上, 将自然、人以及人造物纳入统一研究视野, 不仅研究人的生活、生产和人造物的形态, 而且也研究人赖以生存的自然的发展规律, 研究自然、人与建筑的相互关系。在目标上, 它追求人、建筑和自然三者的协调和平衡发展。在方法上, 他主张“设计结合自然”。在技术上, 它提倡应由可促进生态系统良性循环, 不污染环境, 高效、节能和节水的建筑技术。

3 绿色建筑在西方的实践

绿色建筑的时间可追溯到20世纪60年代的低技短线穹隆、软湿土砖层、太阳能住宅等, 主要集中在建筑技术探索, 着眼点是建筑节能, 研究侧重于新型建筑材料研制、建筑构造改变和可再生能源利用等方面。80年代中期, 绿色建筑实验在一些国家开展, 新能源技术、绿色种植技术、建筑节能技术、循环再生技术被综合运用到单体建筑。进入90年代, “绿色”思想开始为人们普遍接受, 在发达国家, 绿色建筑研究进入了一个新时期, 建筑师突破专业局限, 与其他学科专家广泛合作, 通过多部门合作和综合设计使绿色建筑研究从单体上升到体系, 如英国的“生命圈2号”示范区研究及瑞典的“生物循环城”计划等, 这些研究和实践对于改变发达国家的能源和自然资源消费结构具有很强的示范意义。

在绿色建筑的实践方面, 各国建筑师基于对可持续发展的理解, 已进行了多种探讨:

3.1 关注自然研究, 创造与环境融合一体的有机生命建筑这类

建筑大多受莱特“有机建筑”的启发, 在外观、结构、材质、色彩方面, 强调整体概念的重要性, 并且不只注重表面肌理组织关系的和谐, 更追求通过结构本身的处理获得良好的生存环境。目前, 以中国窑洞为原型的覆土建筑已从住宅转向了公共建筑。英国著名的覆土建筑师阿瑟·夸比通过大量实践, 认为它不仅具有良好的生态效应, 而且可以使自然景观和土地利用统一起来, 具有节能和保持资源的双重效应。

3.2 绿色节能技术的探索可持续发展要求最优化使用自然资

源、实现自然资源消耗和再生的平衡。人们开始关注可再生能源的利用, 提出“零能耗”建筑的观念, 即建筑从场地获取能源, 由传统的能源消耗者变成生产者, 节约能源的基本途径是利用再生能源, 如太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物能等, 从而降低能耗。因此, 绿色建筑更加注重自然驱动和动力驱动并重开发, 对能源进行高效利用。

马来西亚建筑师杨经文, 长期致力于高层建筑生物气候学的研究与实践, 把对生态环境的关注与高层建筑的特点有机结合起来, 通过在高层建筑中设置空中绿园、凹入过渡空间、屋顶遮阳隔片等方法, 创造了新的艺术形象, 从而节省了40%的运转能耗。

绿色节能建筑著名的范例有杨经文设计的IBM大厦和门拉·梅辛奇大厦 (源自:世界建筑) 以及福斯特设计的世纪塔办公楼和法兰克福商业银行 (源自:世界建筑) 。其中, 法兰克福商业银行在一定程度上是本世纪办公楼节能技术中最具创造性的, 并且探索了高层建筑内部丰富的空间秩序和宜人的环境, 显示出高层公共建筑已开始发生根本变化。

3.3 绿色环保建筑材料的探索综合考虑自然生态效应和社会

经济效应, 遵循3R原则———减少使用 (Reduce) , 重复使用 (Reuse) 和循环使用 (Recycle) ———选择和开发材料, 并尽量使用低能耗材料, 避免有毒污染材料。按广义生命周期的观点, 建材能耗包括:建材生产、建筑物营运、建筑物的正常使用、建筑物的拆除解体、建材再利用等方面。其中建材的正确选用, 对节约资源, 减少能耗意义重大。

3.4 建筑的再利用结合实际, 改造利用旧建筑, 节省人、财资

源, 在对环境冲击最小的状态下创造出最佳效用。保持原有建筑的特征, 对其进行客观分析, 综合考虑设计, 使其重新焕发新的活力, 使建筑进入新的良性循环。对于自然资源来讲, 进行再利用可以减少不必要的新的投资、资源能耗以及由于建造新建筑和拆除旧建筑所造成的环境污染。

近20年欧美发达国家完成了“建筑再利用”的观念转变, 并且在此基础上, 视其为城市发展的一个机会, 为此作了大量切实有益的实践, 并出现不少优秀的建筑再利用作品。

3.5 净化室内空气, 提高室内环境质量具体实现途径有三:一

是建筑设计要保证良好的通风。目前, 许多高层建筑因受高层强风影响, 一般采用封闭式中央空调, 由此产生了能源消耗大以及空调病等问题。中庭空间的引入是解决上述问题的有效途径之一, 中庭作为缓冲空间, 可解决高层建筑的自然采光和通风问题, 还可净化室内空气, 调节气温并改善空间质量。二是杜绝放射性、腐蚀性及其他一切污染性材料侵入室内, 实现无害施工。如日本已成功设计了无化学污染的住宅, 用天然植物来解决家具的防腐防蛀问题。三是借助植物和水体的合理配置, 更新空气, 改善气候, 结合视觉和听觉的巧妙设计, 还能给人以精神享受。例如, 可以利用建筑物的室内外空间进行立体绿化, 或将水墙、流渠等引入室内。总之, 绿色建筑是一个可持续发展的概念, 是一种动态的、综合的设计, 涉及的面很广, 非传统建筑所能实现, 需要多部门合作, 进行综合、协调设计, 并具有足够的弹性, 以适应未来的发展。

4 中国的绿色建筑

改革开放以来, 中国经济高速发展, 建设规模加大, 对自然资源的消耗成倍增大, 生产生活废弃物和污染物排放量急剧增加, 致使相当多地区的生态环境居于良性循环的临界点之下。因此, 保护生态环境, 实现持续发展刻不容缓。绿色建筑是中国建筑发展的必然选择。

鉴于中国目前的现状和人口素质所限定的对资源平衡、环境保护的认识水平, 在中国推广绿色建筑须有以下先决条件:

4.1 建筑环境问题立法化推广绿色建筑单靠科技工作者的呼

吁和一部分人的自发实践是不够的, 更需要的是政策作引导, 国家法律作保障。例如由政府和有关部门确定一系列制度, 使采用节能的技术、材料和措施成为设计中必须执行的任务。而且在政策上向绿色建筑倾斜, 并修正和完善具体规定。

4.2 建筑师和业主观念的转变要推广绿色建筑, 建筑师在设计

中必须摆脱以往追求形式或风格流派的旧观念, 从关心形式到关心环境, 从关心流派到关心资源消耗和具体的节能措施, 树立将建筑、环境、社会利益紧密联系的观念。

4.3 生态教育普及化绿色建筑意识的成长应有丰富的土壤, 需

要全社会较高的环境意识来积极配合, 应在全民中建立起较强的经济生态意识。

其实, “绿色”在中国传统思想和传统居民中早已富有契机与创造。早在2000多年前, 老子朴治主义思想, 以朴质无文的自然方式治理人与环境, 这恰与现在的“可持续发展”观念产生共鸣。中国古代所谓的风水对建筑基址的选择遵循负阴包阳、背山面水的基本格局, 以及遍布各地风格迥异的民居, 都充分体现了对自然资源的合理利用及对环境的尊重。

近年来, 我国一些经济较发达、科学技术水平较高的大、中城市, 在环境保护以及绿色建筑研究方面发展很快, 例如西安建筑科技大学进行的“黄土高原绿色居住区模式”研究, 旨在“首先从地区性绿色住宅研究着手, 寻找突破点, 为更大的全方位的战略部署提供理性依据和思维方式”。上海现代房地产实业有限公司经过多年的探索, 成功地研制了以秸杆、稻草为原材料的绿色建材—稻草板, 并在上海市青浦县推广使用, 与传统粘土砖、钢筋混凝土比较, 不仅具有色彩丰富、重量轻、体积小、保温、隔热、隔音等多项优良性能, 并能自然降解, 停止使用后不会给环境带来任何污染。清华大学设计中心楼创造了一种崭新、健康、富于生气的办公建筑模式, 在设计过程中考虑了热缓冲中庭、防晒墙与架空屋顶、遮阳板系统、太阳能利用、整体节能等一系列绿色技术策略。这些实践都表明, 中国绿色建筑有了良好的开端。

尽管国外绿色建筑为我们提供了许多经验方法, 但由于社会结构、经济状况、人口素质以及生态环境的起点差异很大, 我们不应盲目照搬那些以高投入、高技术为代价的绿色经验。中国绿色建筑必须立足本土地具体条件, 充分发掘传统建筑中深蕴着的绿色思想和文化, 对技术的研究应侧重于对应自然环境的低技术和方法的扩展性考虑, 重新开发基于基础物理中有关空气运动、光反射和材料适用性等方面最基本、最珍贵的特征知识的应用, 优先进行被动式太阳能利用设计。

总之, 我国正面临大规模建筑现代化, 同时要走可持续发展的道路, 推广适合我国国情的, 带有一般性的绿色建筑, 是必须迈出的一步, 同时这也是利用我国“后发”优势, 避免走西方现代建筑弯路的一条值得探索的途径。

5 小结

总之, 在建筑领域里, 我们呼吁与环境共呼吸的建筑设计观, 提倡各种建筑生态技术的应用, 发展生态建筑。这不仅有助于推动全球环境品质的改善, 而且有助于个人生活品质的提高。

绿色建筑关系着人类的生存, 是各国在全球经济和社会发展竞争中的重要战略, 用绿色发展观重新思考我们的建筑设计, 不仅是人类发展的需求, 也是建筑学科及其他相关学科向深层次发展的需求。绿色建筑有利于促使人造建筑环境与自然环境的生态平衡, 有利于形成自然生态的良性循环, 有利于实现人类可持续发展的目标。绿色建筑学代表着现代建筑学科的发展方向, 正如《北京宪章》所指出的那样, “走可持续发展之路是以新的观念对待21世纪建筑学的发展, 这将带来又一个新的建筑运动……”。我们将立足于本国国情, 借鉴西方的研究成果, 寻找我们自己的模式, 我们将努力建立中国本土的绿色建筑体系。

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参考文献

[1]克·埃布尔.生态文化·展与建筑.世界建筑.

[2]林京.杨经文及其生物气候学在高层建筑中的应用.世界建筑.

[3]印度建筑师查尔斯·柯里亚作品专集.世界建筑导报.

[4]陈晓雯.关于中国绿色建筑发展问题的思考.新建筑.

可持续性建筑技术分析 篇2

关键词：数据包络分析 建筑业 可持续发展

0 引言

随着我国经济建设的快速发展，建筑业经历了发展的黄金阶段。我国的建筑业已经具备较大的规模，不仅满足建设的需求而且积极拓展海外市场。建筑业作为高能耗，高噪音并且对环境具有一定污染的行业，在发展上必然面对很多挑战和制约。在我国总体发展思路转变到可持续发展和科学发展的环境下，建筑业得发展也必然以可持续发展为导向，将可持续发展作为今后行业发展的一个发展方向。但是，当前对建筑业可持续发展的评价体系和评价指标的研究比较缺乏，建筑业的可持续发展规划并不完善。在这种情况下，建筑业可持续发展评价体系是一个必须深入分析和研究的问题，这对于建筑业今后的发展是具有重要的理论和政策指导意义的。

1 建筑业可持续发展评价系统理论基础

1.1 建筑业可持续发展系统介绍 建筑业是立足在较大能源消耗基础上的行业，建筑业的可持续发展，应当是在较好的服务社会和保护生态环境之间做出一个合理的平衡。但是，目前对于建筑业可持续发展的研究往往是集中在单个建筑体技术和施工上的研究，缺乏建筑业可持续发展整体系统的研究。因此，本文在分析建筑业投入产出的总体特征基础上，将建筑业得可持续发展作为一个体系系统，充分分析当前建筑业的发展基础上，选用数据包络分析法对建筑业的可持续发展进行分析和评价。

1.2 传统方法在建筑业可持续发展评价的缺陷分析 建筑业是一个涉及面广，资源消耗多，涉及多项投入和产出的复杂系统。对于这类系统，传统的评价方法，如：统计分析，层次分析法等都具有各自的缺陷。统计分析对数据的要求高，层次分析法受主观影响较大，这些方法都无法得到满意的结论。数据包络分析法避免了主观因素的干扰。数据包络分析的投影方法可以给出需要改善的因素。因此，本文使用数据包络分析法对建筑业得可持续发展做出评价并在此基础上提出改进建议。

2 数据包络分析方法模型介绍

数据包络分析（data envelopment analysis，DEA）是著名运筹学家A.Charnes和W.Copper等学者以“相对有效”概念为基础，根据多指标投入和多指标产产出对相同类型单位进行相对有效性或效益评价的一种系统分析方法。在此基础上，Banker，Chasrnes和Cooper(1984)提出了C2R模型，Charnes，W.Cooper，Golany，Seiford及Stutz等提出了C2GS2模型。

2.1 DEA方法应用于建筑业可持续发展评价的可行性分析 ①DEA方法是处理多输入、多产出DMU的相对有效性评价问题，DEA方法的一个优点在于数据不需要进行无量纲化转换。建筑业可持续发展问题的分析是一个多投入、多产出并且涉及多种因素的复杂系统。使用DEA评价方法可以很好的回避这些相互之间有影响的因素的分析，不需要显示表达各个输入输出变量之间的关系，从而清晰明了的对建筑业可持续发展给予有效评价和分析。②DEA方法不仅可以对同一类型各决策单元的相对有效性进行排序，而且还可以进一步分析各决策单元非DEA有效的原因及其改进方向。因此，使用DEA方法对建筑业可持续发展进行分析，可以为建筑业可持续发展提供准确的反馈信息，提供明确的改进方向和改进量，同时建立和调整建筑业可持续发展系统评鉴指标体系。

2.2 DEA模型介绍 设有n个DMU，每个DMU都有m种类型输入和s种类型输出，分别用Xj和Yj表示建筑业可持续发展系统中第j个决策单元的输入向量和输出向量。Xij表示第j个决策单元对第i种类型输入的投入总量，并且xij>0。yrj表示第j个决策单元的第r种类型的输出总量。Yrj>0。DEA方法的最常用模型是C2GS2模型，主要用于评价纯技术有效性，模型如下：

该模型可以用来分析DMU的纯技术有效性。α=1表示该决策单元技术有效，表明决策单元位于生产函数的前沿线上，在投入量一定的前提下，可以获得最大的产出。

同时，若决策单元为弱DEA有效和DEA无效的两种情况，说明决策单元存在投入过多或者产出不足的情况。令(x’0，y’0)为DMU0在有效前沿面上的投影，相对于原来的n个DMU是DEA有效的，即标准情况:Δx0=x0x’0=(1-θ)x0+s+≥0，Δy0=y’0-y0=s-≥0分别称为输入剩余和输出亏空。显然，若原来(x0，y0)的非DEA有效，则通过对其投影，可以在不减少输出的前提下，节省输入的数量，或者在不增加输入的前提下，使输出的数量有所增加，这对于建筑业经可持续发展状况的提升是有十分重要的指导意义的。

3 基于DEA的建筑业可持续发展评价步骤

3.1 分析目标的选取 建筑业能够可持续发展意味着行业应该以较少的投入和较少的能源消耗获得较多的经济效益和较多的社会效益，实现该行业的可持续发展。

3.2 DMU的选取 DMU选取的基本条件是同类型，同时，DMU的个数以不少于输入输出总指标个数的两倍为最佳。因为中国31个省市、自治区的建筑业是一个具有多输入多输出的系统，可以在输入转化为输出的过程中分析整个建筑行业的效率和应该改进的地方。因此，本文选取全国31个省市、自治区的建筑业系统为决策单元。经过对比分析，本文选择各地区建筑业的固定资产、从业人员数、自有机械设备年末总功率为输入指标。选择各地区建筑业总产值、利润总额、全年合同总额作为输出指标。

4 建筑业可持续发展实证分析

根据以上模型，运用数学软件deap2.1，以《中国统计年鉴-2009》中的数据为依据，选取中国31个省市、自治区的建筑业可持续发展状况进行计算，根据计算结果，将31个省市、自治区的纯技术效率和规模技术效率以及规模增减情况结果进行统计。其中，纯技术有效率为1的地区有北京、内蒙古、上海、江苏、浙江、海南、贵州、西藏、陕西。低于0.5的地区有甘肃和河南。在0.5到1之间的地区有新疆、宁夏、青海天津、山西、辽宁、吉林、黑龙江、安徽、福建、江西、山东、湖北、湖南、广东、广西、重庆、四川和云南。规模有效率为1的地区有北京、内蒙古、上海、浙江、海南、贵州、西藏、陕西，剩余地区的纯技术有效率均在0.5到1之间。规模效率递增的地区有河北、山西、吉林、黑龙江、福建、湖南、广西、四川、甘肃、青海和宁夏。规模效益递减的地区有天津、辽宁、江苏、安徽、江西、山东、河南、广东、重庆、云南，其他地区规模效益不变

根据以上统计结果可以得出以下结论：

4.1 从纯技术有效性角度来看，有9个地区达到了纯技术有效，有22个地区未能达到纯技术有效，其中包括投入冗余和产出不足，究其原因，说明我国建筑业整体的可持续发展能力有所欠缺，在建筑业管理上还有不足之处。其中，以甘肃省的纯技术有效率最低。

4.2 从规模有效率来看，有8个地区是规模有效的，仅占全国的28.6%，其他地区都是规模无效的，有的地区处于规模递增阶段，有的地区处于规模递减阶段。这表明全国的建筑业的规模管理方面存在很大不足，规模无效地区并没有很好进行规模控制和管理。

5 主要建议与结论

本文应用数据包络分析法（DEA）对我国建筑业的可持续发展进行了分析，提出了要实现可持续发展应该改进的地方，为建筑业整体发展提供了新的思路。DEA模型具有较强的实用性和方便性，通过模型的分析和结果的分析，对建筑业整体发展上的技术效率和规模效率给出了评价，指出了部分地区的投入产出方面的不足，为有关部门制定政策提供了有益建议。

参考文献：

[1]张志国，张靖.建筑业可持续发展与绿色施工.煤炭工程[J].2008(09).

[2]陆宁，蔡爱云.我国建筑业可持续发展综合评价.重庆建筑大学学报[J].2006(4).

[3]王俊能，许振成，胡习邦等.基于DEA理论的中国区域环境效率分析.中国环境可续[J].2010(30).

[4]杜栋，庞庆华，吴炎.现代综合评价方法与案例精选[M].清华大学出版社.2009.

[5]中华人民共和国国家统计局.中国统计年鉴(2009)[Z].2009.

可持续性建筑技术分析 篇3

近年来, 绿色施工逐渐成为我国建筑施工管理的主要发展方向。现阶段, 我国陆续相关绿色建筑评估标准进行了建设与完善, 例如绿色办公建筑评估标准、绿色奥运建筑评估体系、生态住宅评估体系等等, 符合我国国情发展的建筑评定体系不断趋于成熟。然而与其他发达国家相比, 由于我国绿色建筑评价体系起步较晚, 因此在很多方面依然存在一定差距。这需要我们针对此展开深入研究, 并提出有效的发展对策, 不断研发新型的绿色施工技术, 以促进我国建筑的可持续发展。

1 绿色设计建筑的具体内涵

建筑理念, 强调的是在建筑过程中, 更加尊重自然环境和原有的客观规律, 较大程度的降低资源消耗, 提高资源的利用效率, 不断降低建筑施工过程中对于自然环境的污染, 加强建筑设计的绿色环保的特性, 改变以往在建筑过程中对于资源的浪费和无端的损耗。在这一绿色建筑的设计中, 既是人们对改善环境做出的巨大的努力, 也是为了更好的将自然与人文与建筑更和谐的相融合。

2 绿色建筑的设计原则

(1) 和谐原则。绿色建筑无论是在建造或者使用过程中, 都需要强调和谐关系。这和建筑自身产生的背景有关, 影响建筑的因素也是多种多样的, 比如建造过程中的材料消耗, 使用过程中的违规装修以及拆除时的环境污染等, 这一系列的过程都存在着一定的资源损耗和污染, 这无疑也更加强调了和谐的重要性。

(2) 因地制宜原则。建筑设计不是一味的追求别致创新, 在具有独特思维的基础上更应该尊重当地的风俗习惯、地形地貌、气候特征, 善于利用其客观规律, 因地制宜, 不断提高现有土地的资源使用效率。这不仅可以节约现有的能源资源, 更能使得当地的能源得到最大化的使用, 为此, 在绿色施工技术在建筑可持续发展得应用过程中, 必须顺应自然发展的客观规律, 对建筑当地实际情况进行充分考察与研究, 并选择合理的设计形式与技术手段, 以此提高建筑的适用性与科学性。这既符合经济发展的成本节约原则, 又符合当今时代环保的大背景。

(3) 经济原则。绿色建筑设计并不是单纯的投入, 亦或者是与产出不成比例的反方向浪费支出。而是在体现绿色建筑设计原理的基础上, 运用一定的技术, 结合当地的建筑特色, 建造经济实惠的绿色建筑, 让更多的人从中受益。任何投入都不是无止境的成本消耗, 而是带有一定目的的回报需求, 经济成本最大化原则并不意味着在公共建筑过程中选用不符合标准的材料, 偷工减料, 而是充分利用最新研制出的能源、材料, 满足其建造的诉求。

3 绿色建筑的设计途径

(1) 注重运用新型的绿色能源系统。新型的且正在被大力推广的新型能源, 如风能、太阳能, 正在以其无污染, 可持续的优点, 被更多的生活实践领域所应用。主要用于发电的风能, 不断实现电力系统的能源消耗低化;而转化为热能的太阳能, 可以尽可能多的满足人们的日常生活能源需求。此外, 建筑行业还必须针对其他新型的建筑能源加以大力研究与开发, 并对其加以运用与发展。

(2) 不断降低建筑过程中各种人为损耗。在建筑建造过程中, 一些环境污染是难以避免的, 甚至会由于选用的材料不符合相关安全规定而造成安全隐患, 造成周边环境的污染。而且, 各种建筑不一定奢侈复杂就是美, 在建筑过程中应该更加注重其简约环保安全, 尽量避免建筑材料的人为消耗。再次, 还是要关注技术设施的运用, 建筑工人应注意施工的技术方法, 学习掌握最新技术, 尽量减少对建筑物周边环境的污染。

(3) 合理利用建筑材料。在建筑过程中, 应该注重运用无公害、节能环保的材料。在建筑中使用的材料应该是经过国家质检部门检验的, 对人体伤害较小的材料。选取这些材料的标准必须是挥发很低、基本无放射、活性很低, 要满足人们追求绿色环保的心理诉求。科技在不断地发展, 时代的车轮在向前推进着, 节能环保的材料不断问世。

4 绿色建筑的应用建议

(1) 绿色建筑的设计方案。在建筑设计的方案里面应该尽可能的运用纯天然的资源, 比如风、光照等。在建筑设计的过程中, 要注意把握经济效用最大化的原则, 要尽可能的控制长期成本, 合理计算长期消耗, 不能只顾眼前利益, 而忽视建筑的长期使用过程中存在的问题。在为建筑选取工艺的过程中, 一定要注重将生态环境作为其重要的考虑因素, 为打造出生态环保, 富于人文气息的建筑打下基础。

(2) 建筑过程中要统筹全局, 考虑其全面系统。建筑过程中当地的人文气息、地形地貌、气候特征都是其要考虑的重要因素。建筑设计者应强调因地制宜, 依据当地的自然能源优势, 选取最合适的节能低碳环保的材料, 降低其建造过程中的成本。另外, 在施工过程中应充分利用新型技术, 减少对当地环境的污染。

(3) 合理运用信息技术。随着21世纪信息技术不断发展, 人类已进入了信息时代, 如果想要取得实质性发展, 建筑行业就必须充分结合信息技术, 在以往, 我国建筑行业的发展在很大程度上受益于软件开发与应用, 在计算机辅助计算与管理软件的帮助与引导下, 建筑施工发展不断趋于绿色、高效、环保。此外, 在材料方面, 为了提高材料的利用率, 减小资源浪费, 还需要对材料配置进行优化处理, 使材料用量得到有效控制。在建筑模版设计中, 可以对先进的成型软件技术加以利用, 如此可以提高设计的合理性与科学性, 并且能够对模板的循环利用产生积极的影响。

5 总结

绿色建筑并不是凭空出现的夸夸奇谈的项目, 而是经济发展、技术进步、生态平衡三者的共同诉求。它是应历史潮流而生的产物, 为之前人们的铺张浪费、污染环境敲响了警钟, 告诫世人, 要将经济发展与生态保护相协调, 在发展经济的同时要注重保护环境, 爱护自然。不断利用新技术, 新应用促进经济效益的提高以及生态环境的保护。

参考文献

[1]梁波.建筑可持续发展中的绿色施工技术[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2014 (04) .

[2]胡致果.绿色施工技术在建筑可持续发展中的应用[J].建筑工程技术与设计, 2016 (14) :420.

可持续性建筑技术分析 篇4

关键词：可持续发展,教学设计,土木建筑

0 引言

可持续发展的概念始于世纪之交,是人类在反思即将过去的以工业化飞跃发展为主要特色的20世纪历史,前瞻21世纪人类发展的未来,科学而系统地提出的新的发展理念及其发展模式。特别是2009年底召开的哥本哈根全球气候会议,让人类社会的可持续发展问题成为世界关注的焦点。社会经济的可持续发展离不开教育的可持续发展,可持续发展的教育是实现社会经济可持续发展的基础与保障。教育、课程及课堂的可持续发展问题成为广大教育工作者关心的热门话题[1,2,3,4,5]。传统的课程教学设计仅关注教学内容的完整性而没有考虑教学的可持续发展问题。

本文依托面向可持续发展的教育方法创新研究,以内蒙古建筑职业技术学院国家示范院校建设专业———建设建筑设计技术专业核心课程《建筑材料与构造》为载体,将面向可持续发展的课程教学研究与可持续发展的土木建筑相结合,探讨可持续发展的高职建筑设计技术专业课程教学改革。

1 土木建筑的可持续发展

基于可持续发展的土木建筑理念衍生出大量的新概念与新名词,如健康建筑、生态建筑、智能建筑、绿色建筑等。可持续发展的土木建筑应包括能够减少能源消耗、利用可再生材料节约资源、保护环境等等方面,能够与社会、心理、生活、经济、生态、文化等保持协调。在整个建筑物生命周期中,应从设计、施工、维修及管理、拆迁等方面全面予以考虑。面向可持续发展的土木建筑具有以下特征:

1.1 跃进式创新与可移植性

跃进式的创新或创意是可持续发展建筑的灵魂。创意+复制是当今社会进步发展的基本模式,一旦获得广泛采用,就会成为未来的标准。但是,可持续建筑的创意不应该是孤立存在的,而是应该被广泛地复制,对其他同行与客户潜移默化,只有这样才能在全球范围内给社会带来最大的利益。

1.2 良好生态质量与节能

可持续发展的最终目标是保证地球上的资源能够源源不断地供应子孙后代生存发展的需要。建筑是世界上最大的能源和原材料消费者,因此建筑业对环境有着巨大的影响和责任。可持续发展的建筑提倡使用可循环和可再生建筑材料;提倡依赖被动能源或可再生能源而不是石化能源,具有节能特点;建筑内部CO2低排放,实施整体水处理。建筑施工、管理、维修及拆除过程提倡绿色施工与绿色管理,降低对生态环境的影响,创造良好的生态质量。

1.3 美学标准与社会公平

可持续发展的建筑能够触动人的情感、突出重要的价值观与鼓舞人的精神,维系社会、社区和邻里之间的关系,实现建筑与人在感情和心理上的呼应。同时,可持续发展的建筑应该公平地体现设计、建造、使用和再利用过程中每一个利益相关者的利益。

2 面向可持续发展的课程教学设计

课程改革的可持续发展与土木建筑的可持续发展具有共同特点———理念创新和行动实践。基于可持续发展的课程改革的核心是教学设计改革。下面以《建筑材料与构造》课程为例,从可持续发展的知识、技能、态度、价值观与学习环境等五个方面展开教学设计。(图1)

2.1 面向可持续发展的知识

课程的知识体系首先体现建筑设计技术专业知识完整性,在学生利用《建筑材料与构造》课程知识选择建筑构造方案过程中,强调注意建筑材料的循环利用、资源的稀缺性与环境保护等可持续发展理念,强调新型建筑材料与新工艺和新构造做法之间的联系,宣扬节约材料,注重环保的理念;同时,课程内容的知识体系凸显学生面向未来可持续发展,必须的施工图识读、计算机应用、组织管理及法律文书等社会生存必须的知识储备;面向可持续发展知识还需要培养继续学习与获取信息的能力,在现实生活及课程学习中运用学到的知识,探究问题的起因、影响及问题现状与发展趋势,能防止或尽量减少问题的威胁,成功解决问题的实践(解决方案/创新),如:各种不同建筑材料选取对建筑构造方案的影响分析,考虑对建筑物可持续发展的影响。

2.2 技术认知技能与社会情感技能

面向可持续发展教育的目的是向学生提供实际技能,包括技术认知技能与社会情感技能,使他们能够自主地学习,有可持续的谋生技能,并形成可持续的生活。

《建筑材料与构造》课程的技术认知能力包括施工技术文件(施工图)的绘制与识读能力;测量放线、材料鉴别、构件连接、安装与检验能力;计算机绘图、语言应用等三大基本能力。

社会情感技能对公民社会行为和可持续发展有重大的影响,本课程的社会情感技能包括人际沟通技巧、合作、个人意识、压力管理等基础技能;团队精神、领导才能、谈判和冲突管理、宣传、责任风险控制等专业管理技能。

2.3 可持续发展的认知态度

学生的认知态度影响着对专业及社会问题的认识与处理问题的方法。从不同的角度审查问题能让学生准确预测趋势,并做出明智的决定。本课程旨在通过《建筑材料与构造》课程的教学促进了解不同可持续发展观点,认识到建筑材料和建筑构造的历史、未来变化及相关联系,培养符合可持续发展的多角度审查问题的认知态度;同时,对人类的普遍本性、不同利益背景人们的经济价值观、宗教价值观与社会价值观的相互竞争的认知,树立为了人类社会和地球的长远福祉,必须具有负责任行动的认知态度。

2.4 可持续发展的价值观

可持续发展的价值观与人类行为有关,结合《建筑材料与构造》课程,本课程的价值观分别体现为自然环境与社会环境的可持续发展。前者从对建筑材料和构造方法选择的角度体现保护自然资源,节约自然及社会资源,促进自然资源和其利益的公平分享的人与自然和谐发展价值观;后者从建筑构造实施,施工管理的角度体现培养宽容、尊重和欣赏个体差异,为所有人建立信任、相互理解、合作、正义和自由的社会环境的可持续发展。

2.5 可持续发展的学习环境

学习环境将直接影响面向可持续发展教学设计的实施。根据《建筑材料与构造》课程的特点,本课程的三大学习环境分别为:以学生为中心;以六大学习情境(建筑的六大组成构件)为基础,以实训项目为载体的体验性、探寻性的情境化教学环境;以建筑基本构件建造过程为基础,基于行动导向的原则,开发以学生参与的、跨学科/综合的、实用/面向行动互动的综合实训及生产的教学环境;根据课程特色打造以多媒体课件授课、视频录像、互联网、试验室模拟、企业生产实习、学生讨论、专家讲座等为手段的全方位立体化的教学环境。

3 结语

通过面向可持续发展的教育方法创新研究,使广大师生的可持续发展观念得到更新,并向广大师生提出了新的要求与挑战[5]。结合高职建筑设计技术专业《建筑材料与构造》课程教学改革,我们进行了一些可持续发展的探索,但面向可持续发展教学的实现是一件任重而道远的工作,需要对各门专业课程可持续发展教学设计进行融合,需长期的探索与研究。

参考文献

[1]黄春麟.面向可持续发展的高等职业教育[J].中国高教研究,2007.9.

[2]Sustainable Construction Group.Guidance for Project Sponsors andProject Managers[R].Central Procurement Directorate 2006.1.

[3]Department of Trad and Industry UK.Sustainable Construction StartegyReport 2006[R].www.dti.gov.uk.2006.1.

[4]Our Common Future-The World Commission on Environment andDepartment[M].Oxford University Press,1987.

可持续性建筑技术分析 篇5

近年来BIM技术在国内已经是非常热门的研究领域,但是大量的研究专注于应用BIM技术在设计和施工的应用。基于BIM的工具软件主要有Bentley AECOsim Building Designer,Tekla Structures,Autodesk Revit's Architecture,Structure,MEP,and Navisworks。这些工具可以根据大量的信息(如能量模型,3D设计模型)输入进行综合的模拟仿真,这样就可以使设计者或者施工方能够更有效的跟踪和控制其工程项目,使其项目更加有效的运行。还有一些研究项目是研究可持续发展用于项目设计和施工中的管理,包括降低损耗,节能,健康的室内环境等。尤其是能源驱动改造方面的文章标志着BIM技术和可持续联系在了一起。尽管如此,BIM技术应用于已有的建筑任然面临极大的挑战。主要的原因在于为确保最优,涉及到多学科的,及时的,大量的信息交换。本文通过对以往文献的分析和思考,介绍BIM和可持续发展这个领域。目的在于分析这两个领域的重叠区域,利用BIM技术如何降低能源消耗。最后,根据已有研究分析得到一些有用的结论。

2 BIM技术与可持续建筑概念

BIM的定义为一项模型技术和相关处理方法用于生产、沟通、分析建筑模型。这里建筑模型是具有可量测性、参数规则性、数据属性的数字产品。它可以交互的方式进行管理,共享和交换信息。Watson给出了两种BIM的定义:(1)一系列的建筑软件;(2)描述一系列的信息管理和使用过程。不管是哪种定义,BIM技术确实为项目管理领域及项目的全生命周期提供了可靠的方法。Mc Graw-Hill在2009年做了一项关于BIM技术应用于建筑行业的调查。72%的BIM用户认为BIM技术对项目起到积极作用。这些用户的62%,在其超过30%的项目中用了BIM技术[1]。可持续建筑是建筑业另一新兴概念,它注重建筑、环境、自然的协调发展。强调对自然资源尤其是不可再生的资源有效的利用。BIM技术在其中的使用主要是如何应用BIM设计能源消耗模型,或者对已有建筑的能源消耗进行整改。

3已有研究分析

关于BIM技术和可持续建筑已有大量的相关研究。通过对国内外的数据库(如CNKI、LEED和BTEEAM等)进行检索。对于可持续建筑这个主题词随机抽取100篇论文进行分析,得出如下结论:能耗分析通常要涉及到不同的建筑材料;Hammond和Jones开发了一个针对近200种不同材料的能量保持和碳排放量数据库[2]。在这些文献中,Energy是出现最多的关键词,有47篇将其作为关键词。这表明能源消耗和可再生能源的利用(例如太阳能)是可持续建筑最重要的研究课题。同时能源的消耗速度已经敲响了警钟,全球气候变化也将可持续建筑变成急切需要的建筑。因此降低或减缓能源消耗速度的方法亟待解决。以利于减少废气排放和资源的更长时间使用。除此以外排在第二位的是排放和材料均出现了32次,表明对于可持续建筑材料和能源消耗的排放也非常重要。这些文献中排在第三位的是室内环境指数(IEQ),出现了17次。然后第四位的是水,出现14次。前四位的关键词给出了可持续建筑所主要关注的几个重点领域。与此同时对于BIM技术也作了相类似的分析,随机的100篇文献中出现频率最多的主题是项目综合管理(29)和项目范围管理(27),然后是项目干系人管理,成本管理和信息管理。文献中高频率出现项目集成管理和范围管理,强调了使用BIM技术进行项目管理的重要性。

4可持续建筑与BIM技术融合

通过以上的分析不难发现可持续建筑最重要的关注点位能源的消耗,而BIM技术则最关注项目集成管理。因此,二者的最大切合点在于如何利用BIM集成管理的方式进行可持续建筑能量模型的设计与改进。对已有建筑是进行工程的整改,而对于未建的建筑则是设计的优化。当然除了BIM技术以外,还有其他方法对建筑能量消耗的整改或优化。例如,能量评估技术被用于整改已有建筑的能量消耗模型。它能够实现对能量消耗的类型识别和消耗总量的确定。使用能量审计技术主要的有点是提供更为详细和可靠的信息。例如,BAS和EMCS机构提供的数据可用于校准能量仿真模型的参数。其收集到的数据的精度直接影响能量分析的可靠性。另一个整改分析方式为环境评估工具。这些工具为已有建筑的能量消耗方式和能量消耗表现提供有力支撑。除了以上提到的能量审计技术和环境评估框架以外,计算机仿真技术也可用于对已有建筑能量消耗进行模拟,并对其制定相应的整改方案。像这类软件包括Energy Plus,e QUEST,BLAST,TRNSYS等。

5发展展望

BIM技术要能够成熟的应用与可持续建筑需要诸多的条件,通过对已有研究的分析。需要做到以下三个方面的完善,才能真正将BIM技术应用于可持续建筑的设计和整改方案制订过程中去。

5.1技术准备

BIM技术应用于可持续建筑主要是建立完善的、准确的能量模型,包含以下三个阶段:能量建模准备阶段,能量建模阶段,方案优化阶段。

5.1.1准备阶段

本阶段的主要的工作时未能量模型的建立准备数据。如果已有BIM模型,则只需要对已有数据库的数据进行读取,这里主要的问题时如何通过能量虚拟建模软件自动读取BIM模型中的纷繁复杂的各类专业信息。这设计到信息交换的标准,即不同软件的兼容性。若没有BIM模型,则首先需要采集海量的数据,从而建立BIM模型。采集数据的方法,就现在而言主要受三维激光扫描和摄影测量等方法。

5.1.2能量模型建模

模型的建立通常是利用模拟软件,模拟真实的情况得到计算结果。而模拟计算时,各种参数的准确性就显得十分重要,所以本阶段主要的问题时如何检验或者校准输入的相关参数。

5.1.3方案选择阶段

设计之初通常是不能获得建筑实际的模型设计参数的。或者说这种参数是先验参数,而不是实测参数。这些参数通常是根据已有建筑,或者是经验设定的。这种特点使得参数具有不确定性和无法验证的特点。因此通常是将参数(如工期,成本,能量输入,输出等)设置为一个区间,通过组合的方式,找出最优的方案。

5.2信息需求

各种模型间的数据兼容性是限制BIM技术应用于其他领域的瓶颈。IDM(信息交互手册)和MVD(模型视图定义)这样的概念在BIM和其他软件进行数据交换中起到非常重要的作用。只要BIM技术和BIM信息交换同时趋于成熟,BIM应用于任何能量模拟软件或者其他领域都不是问题。

5.3组织需求

在许多国家BIM的应用通过政治和法律的途径得以发展和推广,例如在招投标中,施工阶段。而有的国家BIM的应用相对滞后,像中国现在还处在引进阶段。BIM技术的应用要想有发展,尤其是在建筑全生命周期的施工和维护阶段。这需要建立一个机构来进行标准化的管理。除此以外,还应该让利益相关方了解BIM技术的优势,且对BIM的应用进行培训。

摘要：从建筑可持续设计的角度找到BIM技术和可持续设计的共同点,分析BIM技术应用于可持续设计面临的主要问题和挑战。最后,得出一些有用的结论。

关键词：BIM,可持续建筑,能量模型

参考文献

[1]Mc Graw-Hill,"The Business Value of BIM-Getting Building Information Modeling to the Bottom Line,"2009.