浅论可持续建筑

2015-08-15韩军涛河南省基本建设科学实验研究院有限公司河南郑州450016

江西建材 2015年23期

■韩军涛，罗京 ■河南省基本建设科学实验研究院有限公司，河南郑州 450016

随着经济的发展，我们向自然界索要资源满足城市化的需要，再将废物排放给自然，终于面临着资源枯竭，同时环境污染威胁生存的难堪局面。上世纪80年代，联合国组建了世界环境与发展委员会，提出了可持续发展的观点。实行可持续发展是我国的一项基本国策。建筑行业是资源、能源消耗量巨大的行业，目前我国建筑业的可持续发展应用与国外同行业和国内其他行业相比还处于落后地位，大有可为。

1 可持续建筑的起源

富勒被称为可持续建筑之父，自20世纪20年代他就非常关注将人类的发展目标，需求与全球资源、科技结合起来。提出使用较少的物质和能力追求最大的效益，主要创作有“4D楼”、富勒穹顶，其中富勒穹顶巧妙的利用力学原理，被称为人类所发明的最坚固，最轻便，最高效的围合空间的手段。舒马赫提出中间技术的概念，明确反对高能耗的技术，提倡利用可再生能源的适宜技术。

可持续性建筑强调建筑环境与自然环境的协调共存，有机结合，要从土地开发、建筑布局、建材选择、建筑使用及维护以及建筑拆除的整个生命周期中，体现出对自然资源的索取少，能源消耗小，对环境影响小，再生利用率高的新特征。建筑行业的可持续性发展的主要途径有材料的循环利用，能源的节约两方面。

2 建筑材料的循环利用

要实现建筑材料的循环利用，一方面要实现用可再生资源代替不可再生资源，另一方面要努力实现垃圾、建筑材料等人造材料的再次利用。

(1)混凝土再生和循环利用。目前，我国每年约生产水泥5亿多吨，生产过程需消耗大量石灰石、粘土和标准煤，同时产生大量的粉煤灰、CO、CO2和SO2等，严重破坏生态平衡。每年废弃混凝土量巨大，其中除一小部分用于填筑海岸、充当道路和建筑物的基础垫层外，绝大多数作为垃圾填埋，不仅占用大批土地(甚至耕地)，而且还对环境造成污染。现代城市建设，往往要先拆除旧的建筑物，然后在原址新建。拆除产生的混凝土和水泥固体废弃物生产生态环境建材，可再生骨料混凝土是将旧建筑物上拆除下来的废弃混凝土块破碎、清洗和分级后，按一定比例相互配合后形成再生骨料，部分或全部代替天然骨料，加入水泥砂浆拌制的混凝土。再生混凝土的特性与再生骨料的加工工艺、基体混凝土的强度、配合比及替代率等因素密切相关。与天然骨料混凝土相比，废弃混凝土经过破碎、筛分、清洗后，可以充当拌制新混凝土的骨料，可用于加工各种轻型砌块和路面砖，还可直接用于房屋建筑及道路的垫层，或者经筛分后作为道路的基层骨料。需要注意的是，由于废弃混凝土在拆除及破碎过程中内部存在微裂，导致再生骨料的强度低，只能用于配制中、低强度等级的混凝土。

(2)水、土的循环利用。自然资源如降水过程中排出的地下水、雨水可以收集起来，引入蓄水池中，适度净化后可用来施工现场的防尘、清洗车辆，也可用于浇灌花园、清洗和卫生间冲水等。土方开挖产生的土视情况可用来回填或营造绿化、景观等，不仅节约运输消耗，还可减少其他材料的使用。

(3)临时房屋的重复利用。在工期较短的建设施工过程中，生活区、办公区用房尽量采用可组装活动房屋，这类房屋的优点是建造简单，可方便快捷的组装和拆卸，便于运输、移动方便且可多次周转使用。活动房已大量应用于国内工地临时建筑，但是，大部分活动房的隔热、隔声效果较差，还需改进。

3 建筑节能

建筑使用阶段时间远超施工阶段，使用阶段的节能显得尤为重要。

(1)外形设计。高效的节能离不开合理的设计。优化建筑外形，用最小的建筑外表面积包容最大的建筑空间即减轻墙外表面积的影响，可有效降低热量的吸收或散失，据相关研究建筑形体系数每增加一个点，建筑能耗会增加5%左右，在保障人的舒适性的同时，控制建筑的形体系数是节能设计的要点。此外合理平面布置，如将电梯、楼梯、管道井、机房等布置在建筑物的南侧或西侧，可以有效阻挡日射，大大降低夏季的制冷能耗。

(2)保温材料。围护结构的保温性能是建筑节能的关键。采用高性能保温材料能显著提高节能效果。目前我国墙体节能保温材料包括有机类、无机类、复合材料类，平屋顶保温材料应用较多的主要是加气砼和膨胀珍珠棉，保温隔热性能一般。

(3)外窗保温。建筑中应优先采用多层窗或采用中空玻璃，利用空气夹层热阻较小的原理，降低玻璃的传热系数。选择气密性好，导热系数小的塑料窗框代替常用的金属窗框，或采取热断桥，可有效减少热传播和冷风浸入。现在市场上有各种功能玻璃，采用吸热玻璃、镀膜反射玻璃、夹层变玻璃等技术，能有效阻止通过玻璃的太阳过强辐射和室内热辐射，从而减小能耗。

(4)供暖方式。有条件的地区可采用集中供暖，热源供给主体是热力公司或小区锅炉房，供暖效率比分户供暖高。各地应根据当地气候、能源条件和建筑情况，发展采用适宜的节能采暖方式，如辐射采暖，主要依靠供热部件与结构内表面间的辐射换热为各房间供热(冷)，热舒适增加，减少房间上部温度升高增加的无效热损失，因此可节省采暖能耗。

(5)清洁可再生能源利用。新型住宅应大力开发利用太阳能、风能、水能和生物能等绿色能源，实现一定程度上的能源自给自足，保护未来的生态和环境，为将来的发展提供优良的基础。太阳能是自然界中的最充分、最便捷的可供利用的绿色能源，在设计时可在地面、屋顶安装一些装置直接利用太阳能，如太阳能热水器在我国已经普遍使用，也可在外围护结构的空气层中填以高效热反射材料，达到保温隔热的目的。而在阳光充足的寒冷地区，则可将外围护结构设计成蓄热材料，可通过窗户集热板系统、空气集热板系统、透明热阻材料组合墙等来实现。