绿色理念在房屋建筑工程中的应用

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　　【摘要】以基于绿色理念的房屋建筑为研究对象,从建筑设计、建筑施工、节能降耗、环境保护多个角度对绿色理念下的建筑进行了探讨,相信对从事相关工作的同行有着参考价值和借鉴意义。
　　【关键词】绿色理念；建筑设计；建筑施工；节能降耗；环境保护
　　【中图分类号】TU384【文献标识码】【文章编号】1674-3954（2011）03-0293-03
　　
　　
　　引言
　　世界各国对于绿色建筑的解释各有不同【1】, 如果要找到一个高度概括的词来表达它的科学定义,可持续建筑(Sustainable Building)可能是更准确的表述。也有学者将生态建筑视为绿色建筑的同义语。我国在2006年颁布实施的《绿色建筑评价标准》就明确了节能、节地、节水、节材和保护环境五个方面的绿色建筑特征指标和技术要求,应该说颇具中国特色。同样,世界其他国家的绿色建筑评价体系包含的具体内容、要求、权重、评价方法虽然不尽相同,但无一例外也都会强调建设项目的环境影响评价,对环境的负荷越小,建筑也就越“绿色”,因此,绿色建筑的核心理念就是与自然环境能否构成一个可循环、可持续的依存关系。建筑节能是绿色建筑的重要组成部分,低能耗往往是构成各类型绿色建筑最主要的特征,低能耗也将意味着更少的污染物排放。
　　一、生态建筑的内涵
　　生态建筑也被称作绿色建筑或可持续建筑【2】，它是新世纪最具有前途、最具有魅力的建筑形式之一。它根据当地的自然生态环境，运用生态学、建筑学以及现代高新技术，合理地安排和组织建筑与其他领域相关因素之间的关系，与自然环境形成一个有机的整体。它既利用天然条件与人工手段制造良好的富有生机的环境，又要控制和减少人类对于自然资源的掠夺性使用，力求实现向自然索取与汇报之间的平衡。生态建筑强调资源和环境，强调建筑在整个寿命周期内要减少资源能源的消耗和降低环境污染。生态建筑应该是把建筑融入整个生态循环圈中，全面考虑能源和资源流动，将建筑设计、建筑施工、建筑使用过程中的消耗和产生，纳入整个生态系统来考虑。吴良镛院士提出的“建立人居环境循环体系”，将人居环境纳入动态的生生不息的循环体系，就是对这一思想的提倡。它对建筑的要求不仅仅是建筑的使用过程，而是建筑的整个生命周期。归纳起来，生态建筑的基本目标是：①尽可能减少资源能源的消耗；②把建筑对环境的污染降到最低；③保护自然生态环境；④创造健康舒适的室内外环境；⑤使建筑功能质量目标统一；⑥使建筑生态、经济取得平衡。
　　人、建筑、环境是建筑发展的永恒主题。在这里，既要对自然资源的少费多用，包括节约土地，在能源和材料的选择上，贯彻减少使用、重复使用、循环使用以及用可再生资源替代不可再生资源等原则，又要减少排放和妥善处理有害废弃物（包括固体垃圾、污水、有害气体）以及减少光污染、声污染等等。对小环境的保护则体现在从建筑物的建造、使用，直至寿命终结后的全过程。随着全球环境的恶化，生态问题也日趋严重，人们越来越关注人类自身的生存方式。必须促进地球生态系统的恢复，实现地球的可持续发展。生态技术在这一背景下，发挥出越来越重要的作用，成为各国实现可持续发展的绿色快车和有效保证。在可持续发展成为全世界所追求目标的同时，建筑行业也在关注能源和环保的可持续发展问题。
　　因为建筑能耗不仅仅影响国家能源供应，而且能源使用效率的高低还影响环境。据有关测试表明：在城市内建筑四周挂满分体式空调时，将造成局部产生热岛效应，空调机的运行能效比就显著下降，建筑周围热环境也严重恶化。以高层建筑设计为着眼点，生态建筑主要是利用太阳能等可再生能源，注重自然通风、天然采光和建筑遮阳，为改善小气候采用多种绿化方式，为增强空间适应性采用大跨度轻型结构、水的循环利用，还有垃圾的分类处理以及充分利用建筑废弃物等。不论哪个方面都需要多工种的配合，需要结构、设备、园林等工种，建筑物理、建筑材料等学科的通力协作才能得以实现。其中，建筑师起着统领作用，他必须以生态的观念，从整体上进行构思，实现可持续发展和科学发展的目标。
　　二、发展应用绿色建材和建筑节能的重要性【3】
　　近年来,国家高度重视节能减排工作,把它放在维护中华民族长远利益的战略高度坚持不懈地推进,明确提出了建设资源节约型、环境优美型社会的战略任务。2009年12月的中央经济工作会议提出的经济发展方针,突出了节约资源、保护环境在经济发展中的重要地位。当低碳经济成为经济发展热门话题的时候,如何节约能源,推广新型建筑材料,提高资源利用率等,已成为广泛关注的问题。目前我国仍有大部分地区采用传统的砖、瓦、灰、砂石来建造房屋,且绝大部分是由工艺技术落后、生产规模小的小型企业生产的,不仅毁坏了大量的良田,耗费大量的能源,而且生态环境遭到破坏,房屋的建筑功能也难以提高。另一方面,随着全国各地工业化的发展,排放的工业废渣大量堆积,这些有害物质对环境造成严重污染,越来越引起全社会的高度重视,如何满足高速增长的经济对资源的需求,摒弃大量浪费有限资源的做法,做到既要保护耕地,节约能源,改善环境,实施可持续发展,又要废物利用,变废为宝,发展绿色建材是实现节能减排战略任务的重要途径之一。
　　我国是一个农业大国,农业废弃物来源广泛、资源丰富、价廉易得、成本低,有很强的市场竞争力,并且节省能源、减少污染、保护环境,生产的墙体板材具有重量轻、强度好、安装方便等特点,符合绿色建材的指标要求。用农业废弃物可生产麦秸均质板、纸面草板、植物纤维水泥板、麦秸人造板和秸秆镁质水泥轻质板等新型墙体材料。利用建筑垃圾生产墙体产品是可行的,是节约资源、保护环境、实现绿色墙材的有效途径。目前我国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的30%~40%。我国建筑垃圾应用于墙体材料的研究生产尚处在起步阶段,已开发成功的产品有轻质砌块。石膏墙体材料包括纸面石膏板、纤维石膏板、石膏刨花板、石膏砌块与石膏空心条板等将得到很大的发展。因为石膏建材加工工艺简单,生产能耗低,具有重量轻、凝结快、防磁辐射、耐火性好等许多良好特性。石膏产品施工方便,在长期使用过程中不会有任何有害气体释放,无放射性,可调节空气湿度,并节省能源,是典型的绿色建材产品。仅以纸面石膏板为例,作为一种轻质墙体和吊顶新型节能建材,具有质轻、防火、隔热、吸音、防震、收缩率小、可钉、可钻、可锯、可刨、可粘结等性能,在发达国家住宅建设和高层建筑中得到广泛应用,在我国有着巨大的市场潜力。在建筑节能中除了使用新型的绿色墙体材料、新型防水密封材料、新型保温隔热材料、新型建筑装饰装修材料等各种建筑材料外,开发利用新的能源也是节能减排的有效途径,太阳能作为一种可再生的洁净能源,是建筑上很具有利用潜力的新能源之一。据资料统计,地球拦截的太阳辐射能相当于目前全球电力消费量的1500倍左右,而在现有技术、经济条件下可供开发利用的太阳能,只占理论资源量的很小一部分。据美国能源部评估,1990年美国太阳能经济可开发资源量仅为技术可开发量的0.6%,所以,太阳能的开发利用有巨大的潜力。太阳能在建筑上的利用方式主要有:被动式太阳能采暖、太阳能供热水、主动式太阳能采暖与空调以及太阳能发电等等。我国太阳能资源丰富,如果将太阳能源充分加以利用,不仅有可能节省大量常规能源,而且有可能在某些区域完全利用太阳能采暖。
　　三、解决绿色建筑的节能的方法【4】

　　1、建筑物建造过程中的节能途径
　　（1）材料制备阶段的能耗单位数量的某种建筑材料，在其制备过程中所需要的能源成为该材料的内含能量。不同的建筑材料，具有不同的内含能量。通过不同的手段可以减少上述材料的用量，达到节能的效果。
　　（2）材料运输阶段的能耗，建筑材料从生产地到使用地需要消耗能量，一般这种能耗随着距离的增加而增加，随着运输工具的不同而有所差异，设计中要就近取材，这是降低能耗的基本手段。另外，设法延长建筑物的寿命、循环使用部分建筑材料也可以减低能耗。
　　（3）建筑施工需要各种机械装置，各种机械在施工过程中都会消耗能量。降低施工总能耗一要尽量使用效率高的机械装置和设施，二要在保证建筑物功能的前提下减少混凝土的材料的使用，这可以达到节能效果。
　　2、建筑节能设计是建筑节能的一个重要方面，在建筑的规划设计时，应充分考虑建筑的选址、布局、形态、朝向及间距等与节能的关系。建筑间距应当保持室内达到一定的日照量，可以节省取暖和照明的费用。在节能设计时，通常采用新型的墙体材料，改善门窗的保温效果，设置屋顶隔热保温层等，达到节约能源的目的。积极开发可再生的新能源，如太阳能、风能、水能等。建筑材料应尽可能利用可降解、可再生能源，减少建筑垃圾。通过智能化的设计可以使建筑根据湿度、温度、风力的情况自动调节空调量，达到高标准、低能耗、自动化控制。
　　（1）绿色建筑体系中建筑单体的设计方法。建筑的体型系数即建筑物表面积与体积比，直面建筑的热耗大于曲面建筑的热耗，在相同体积时集中布局要比分散的布局模式的建筑热耗大，具体设计时减少建筑外墙面积、减少体型凹凸变化、控制层高，采用规则平面形式。外墙设计要满足自然通风、自然采光的要求，减少对电器设备的依赖，设计时采用明厅、明卧、明卫、明厨的设计，外墙设计要努力提高室内环境的热稳定。采用良好的外墙材料，利用更好的隔热砖代替粘土砖，节省土地资源。它与传统的粘土砖相比，不仅具有色彩丰富、体积小、重量轻、保温、隔热、隔音等多项优良性能，而且它可以自然降解，不会造成污染环境，属于绿色材料；采用选择性镀膜窗户，其导热系数在1.5W/m•K～2.2 W/m•K之间，而普通单、双层窗户则为5.5W/m•K；加强门窗的气密性，减少热交换；使用各种轻便可调节的遮阳设备抵卸夏季太阳的直接辐射，同时冬季能够调节便于采光。
　　（2）绿色建筑整体环境的设计。整体环境的设计，不是针对某一个建筑单体的设计而是在一定区域范围内，结合地理条件、气候条件、文化习俗、政治经济等诸多因素，进行综合分析、整体设计。在建设的同时综合考虑自然环境、社会环境、资源、人文等相关背景。一方面，改变不合理的布局模式和区域划分。使资源和空间结构能够合理的配置；另一方面，让建筑地区的历史文化得以继承、自然地理特征得以沿袭。如由建筑师Finikakis和polyzos设计的希腊雅典的迦斯―克拉梅考斯城市更新规划，该项目用地靠近雅典卫城及市中心，已成为城市的衰退区，建筑师从整体环境的设计入手，结合当地有历史文化价值的建筑及空间构架，通过利用可再生能源控制环境污染和建立绿化带等手段，复兴了这条古老的街道。随着人们经济收入的提高和交通发展，人们对住房的选择时，对位置和价格的选择不再是最主要的考虑因素，而是越来越偏爱环境的优美舒适。因为由于环境的破坏越发使人们感受到环境对一个人身心发展的影响。优美的环境给人带来的幸福指数和健康指数远远大于其他因素。绿化可以创造自然空间、净化空气，陶冶情操。由于植物的蒸腾作用使周围的空气变得凉爽舒适，又由于植物的光和作用，提高了周围空间的含氧量，给人清新、轻松的感觉。因此，小区周围环境的绿化，应扩大草坪面积尽量减少硬质铺地，尽可能多种植高大乔木，乔木的绿化效果要比同面积的草坪高很多。目前，多数住宅小区常采用水泥砖铺地，这对小区环境很不利，应尽量采用具有渗透性的生态铺地。例如格状铺地砖，方格中可以种草等。引入“土地空间化”的概念，包括屋顶绿化、阳台绿化和墙面绿化。屋顶绿化是在建筑屋顶上采用蓄水覆土种植，屋面上种植花草和一些低矮灌木，形成一个“空中花园”。阳台绿化是在居民家的阳台上种植一些花草。墙面绿化主要是在强烈阳光直射面爬满绿色藤状植物，避免阳光直射墙面，降低外墙面温度，保证室内温度的稳定性。如重庆的“天奇花园”的墙面绿化，在西墙面上设计由柱子和圈梁组成的构架，并设置种植槽和集中喷灌系统。夏季爬山虎覆盖墙面形成一道绿墙，绿墙和墙面之间形成大约300mm宽的间层，这间层形成了良好的通风竖井，增强了墙面的散热性能，而且绿墙还能避免阳光对墙面的直射。绿色建筑对于节约能耗、改善环境、提高空间的使用率发挥着巨大的作用。新世纪是绿色生态的年代，绿色建筑的兴起是社会发展和人类生活水平提高的客观要求，是可持续发展的要求，是符合科学发展观的创举。
　　四、绿色施工管理【5】
　　绿色施工管理主要包括组织管理、规划管理、实施管理、评价管理和人员安全与健康管理五个方面。
　　1、组织管理
　　建立绿色施工管理体系,并制定相应的管理制度与目标。 项目经理为绿色施工第一责任人,负责绿色施工的组织实施及目标实现,并指定绿色施工管理人员和监督人员。
　　2、规划管理
　　编制绿色施工方案。 该方案应在施工组织设计中独立成章,并按有关规定进行审批。 绿色施工方案应包括以下内容:
　　（1）环境保护措施,制定环境管理计划及应急救援预案,采取有效措施,降低环境负荷,保护地下设施和文物等资源；
　　（2）节材措施,在保证工程安全与质量的前提下,制定节材措施。 如进行施工方案的节材优化,建筑垃圾减量化,尽量利用可循环材料等；
　　（3）节水措施,根据工程所在地的水资源状况,制定节水措施；
　　（4）节能措施,进行施工节能策划,确定目标,制定节能措施；
　　（5）节地与施工用地保护措施,制定临时用地指标、施工总平面布置规划及临时用地节地措施等。
　　3、实施管理
　　（1）绿色施工应对整个施工过程实施动态管理,加强对施工策划、施工准备、材料采购、 现场施工、工程验收等的管理和监督；
　　（2）应结合工程项目的特点,有针对性地对绿色施工作相应的宣传,通过宣传营造绿色施工的氛围；
　　（3）定期对职工进行绿色施工知识培训,增强职工绿色施工意识。
　　4、评价管理
　　（1）对照导则的指标体系,结合工程特点,对绿色施工的效果及采用的新技术、新设备、 新材料与新工艺,进行自评估；
　　（2）成立专家评估小组,对绿色施工方案、实施过程至项目竣工,进行综合评估。
　　5、人员安全与健康管理
　　（1）制订施工防尘、防毒、防辐射等职业危害的措施,保障施工人员长期职业健康；
　　（2）合理布置施工场地,保护生活及办公区不受施工活动的有害影响。 施工现场建立卫生急救、保健防疫制度,在安全事故和疾病疫情出现时提供及时救助；
　　（3）提供卫生、健康的工作与生活环境,加强对施工人员的住宿、膳食、饮用水等生活与环境卫生管理,改善施工人员的生活条件。
　　五、绿色施工还应注重环境保护方面的研究
　　1、施工扬尘的控制
　　（1）运送土方、 垃圾、 设备及建筑材料等,不污损场外道路。 运输容易散落、飞扬、流漏的物料的车辆,必须采取措施封闭严密,保证车辆清洁。 施工现场出口应设置洗车槽。
　　（2）土方作业阶段,采取洒水、 覆盖等措施,达到作业区目测扬尘高度小于1.5m,不扩散到场区外。

　　（3）结构施工、安装装饰装修阶段,作业区目测扬尘高度小于0.5m。 对易产生扬尘的堆放材料应采取覆盖措施；对粉末状材料应封闭存放；场区内可能引起扬尘的材料及建筑垃圾搬运应有降尘措施,如覆盖、 洒水等；浇筑混凝土前清理灰尘和垃圾时尽量使用吸尘器,避免使用吹风器等易产生扬尘的设备；机械剔凿作业时可用局部遮挡、掩盖、水淋等防护措施；高层或多层建筑清理垃圾应搭设封闭性临时专用道或采用容器吊运。
　　（4）施工现场非作业区达到目测无扬尘的要求。对现场易飞扬物质采取有效措施,如洒水、地面硬化、围档、密网覆盖、封闭等,防止扬尘产生。
　　（5）构筑物机械拆除前,做好扬尘控制计划。可采取清理积尘、拆除体洒水、设置隔档等措施。
　　（6）构筑物爆破拆除前,做好扬尘控制计划。可采用清理积尘、淋湿地面、预湿墙体、屋面敷水袋、楼面蓄水、建筑外设高压喷雾状水系统、搭设防尘排栅和直升机投水弹等综合降尘。选择风力小的天气进行爆破作业。
　　（7）在场界四周隔档高度位置测得的大气总悬浮颗粒物(TSP)月平均浓度与城市背景值的差值不大于0.08mg／m3。
　　2、噪声与振动的控制
　　（1）现场噪音排放不得超过国家标准 《建筑施工场界噪声限值》(GBl2523-90)的规定。
　　（2）在施工场界对噪音进行实时监测与控制。监测方法执行国家标准《建筑施工场界噪声测量方法》(GBl2524-90)。
　　（3）使用低噪音、低振动的机具,采取隔音与隔振措施,避免或减少施工噪音和振动。
　　3、光污染控制
　　（1）尽量避免或减少施工过程中的光污染。夜间室外照明灯加设灯罩,透光方向集中在施工范围。
　　（2）电焊作业采取遮挡措施,避免电焊弧光外泄。
　　4、水污染控制
　　（1）施工现场污水排放应达到国家标准《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的要求。
　　（2）在施工现场应针对不同的污水,设置相应的处理设施,如沉淀池、隔油池、化粪池等。
　　（3）污水排放应委托有资质的单位进行废水水质检测,提供相应的污水检测报告。
　　（4）保护地下水环境。采用隔水性能好的边坡支护技术。在缺水地区或地下水位持续下降的地区,基坑降水尽可能少地抽取地下水；当基坑开挖抽水量大于50万m3时,应进行地下水回灌,并避免地下水被污染。
　　（5）对于化学品等有毒材料、油料的储存地,应有严格的隔水层设计,做好渗漏液收集和处理。
　　5、土壤保护
　　（1）保护地表环境,防止土壤侵蚀、流失。因施工造成的裸土,及时覆盖砂石或种植速生草种,以减少土壤侵蚀;因施工造成容易发生地表径流土壤流失的情况,应采取设置地表排水系统、稳定斜坡、植被覆盖等措施,减少土壤流失。
　　（2）沉淀池、隔油池、化粪池等不发生堵塞、渗漏、溢出等现象。及时清掏各类池内沉淀物,并委托有资质的单位清运。
　　（3）对于有毒有害废弃物如电池、墨盒、油漆、涂料等应回收后交有资质的单位处理,不能作为建筑垃圾外运,避免污染土壤和地下水。
　　（4）施工后应恢复施工活动破坏的植被(一般指临时占地内)。与当地园林、环保部门或当地植物研究机构进行合作,在先前开发地区种植当地或其他合适的植物,以恢复剩余空地地貌或科学绿化,补救施工活动中人为破坏植被和地貌土壤侵蚀。
　　6、建筑垃圾控制
　　（1）制定建筑垃圾减量化计划,如住宅建筑,每万平方米的建筑垃圾不宜超过400吨。
　　（2）加强建筑垃圾的回收再利用,力争建筑垃圾的再利用和回收率达到30％,建筑物拆除产生的废弃物的再利用和回收率大于40％。对于碎石类、土石方类建筑垃圾,可采用地基填埋、铺路等方式提高再利用率,力争再利用率大于50％。
　　（3）施工现场生活区设置封闭式垃圾容器,施工场地生活垃圾实行袋装化,及时清运。对建筑垃圾进行分类,并收集到现场封闭式垃圾站,集中运出。
　　7、地下设施、文物和资源保护
　　（1）施工前应调查清楚地下各种设施,做好保护计划,保证施工场地周边的各类管道、 管线、建筑物、构筑物的安全运行。
　　（2）施工过程中一旦发现文物,立即停止施工,保护现场并通报文物部门并协助做好工作。
　　（3）避让、保护施工场区及周边的古树名木。
　　（4）逐步开展统计分析施工项目的CO2排放量,以及各种不同植被和树种的CO2固定量的工作。
　　六、有效推动绿色建筑发展的对策与建议【6】
　　绿色建筑指的是在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源(节能、节地、节水、节材)，保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用、高效的使用空间，并且与自然和谐共生的建筑。鼓励节能建筑是建筑业发展的大趋势，从国外激励政策的经验来看，现阶段需从以下几方面采取措施推动绿色建筑发展：
　　1、建立完善低碳型绿色建筑评估体系
　　我国近年来出台了一些标准和技术细则，但是仍存在部分项目为评级、评星而建的现象。在建设绿色建筑的过程中，不惜代价堆砌高技术，忽视建筑的成本和功能，违背了推行绿色建筑的初衷，究其原因在于评估体系不完善，忽视了对运营过程的综合评估。在评估体系的标准制定上，应坚持强制与指导、理论与实际相结合的原则。在国家层面上，规定绿色建筑应该达到的总体要求，提高相关节能技术标准，降低最高能耗标准。在执行层面上，结合当地的气候、资源、经济以及社会文化特点，由地方管理部门因地制宜地制定评价标准，中央管理部门对其进行论证和评估。
　　2、发挥好技术和产品的作用，在各个环节的把好关
　　绿色建筑是一个贯穿规划、设计、施工、使用全过程的系统化工程，体现在立项、设计、招标、施工、验收、使用阶段全过程的系统管理。从建筑全寿命周期出发，以绿色技术的不断创新，推动建筑业走向集约化发展的道路。
　　3、从公共建筑入手启动绿色建筑市场
　　初期可通过加强国家机关办公建筑和大型公共建筑建设强制执行低碳型绿色建筑标准启动市场需求，强化社会节能减排意识。具体来看，地方政府在前期可积极与有实力的房地产企业合作，将政府在政策推动优势和房地产企业在资金、技术、人才等方面的优势相结合，试点推出一系列受市场认可的绿色建筑产品，并逐步带动其他的房企参与进来。
　　
　　参考文献：
　　[1]王鑫淼,任国利,王晓红. 浅谈绿色节能建筑. 科技资讯, 2010, 10：90.
　　[2]谢浩. 生态建筑技术的合理性分析. 绿色建筑. 2009,12:27-30.
　　[3]田焕英,李延红,王翠芳. 浅谈绿色建材与建筑节能. 山西建筑, 2010, 36（24）：250.
　　[4]孙大智. 绿色建筑体系中的节能问题. 环境科学,
　　[5]闫乃华. 绿色理念建筑施工技术研究. 建筑科学, 2010 , 15：31-33.
　　[6]王海波. 促进节能减排在建筑中应用的对策与建议. 科技信息, 2010, 17:374.
　　
　　作者简介：
　　陈守松，江苏连云港人，男，硕士，高工，主要从事施工技术研究
　　舒阳，江苏连云港人，男，博士，研究员级高工，主要从事岩土工程和建筑材料研究

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