白 健

0 引言

隨著我國經(jīng)濟快速增長，各項建設(shè)取得巨大成就的同時，我國也付出了巨大的資源和環(huán)境被破壞的代價，經(jīng)濟發(fā)展與資源環(huán)境被破壞的矛盾日趨尖銳，群眾對環(huán)境污染問題反應(yīng)強烈，能源的短缺已不容忽視，節(jié)約能源與環(huán)境保護已受到世界性的普遍關(guān)注，在我國亦不例外。目前，全世界有近30%的能源消耗在建筑物上，長此以往，將嚴重影響世界經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。因此，我們必須從可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略出發(fā)，使建筑盡可能少地消耗不可再生資源，降低對外界環(huán)境的污染及破壞，并為使用者提供健康、舒適與自然和諧的工作及生活空間。

1 生態(tài)建筑材料的使用

生態(tài)建筑材料的科學(xué)和權(quán)威的定義目前仍在研究確定階段。生態(tài)建筑材料的概念來自于生態(tài)環(huán)境材料。生態(tài)環(huán)境材料的定義也仍在研究確定之中。其主要特征:首先是節(jié)約資源和能源;其次是減少環(huán)境污染，避免溫室效應(yīng)與臭氧層的破壞;第三是容易回收和循環(huán)利用。按其含義生態(tài)建筑材料應(yīng)指在材料的生產(chǎn)、使用、廢棄和再生循環(huán)過程中以與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)，滿足最少資源和能源消耗，最小或無環(huán)境污染，最佳使用性能，最高循環(huán)再利用率要求設(shè)計生產(chǎn)的建筑材料。

目前在社會上出現(xiàn)的新型建筑材料有加氣混凝土砌塊、陶粒砌塊、小型混凝土空心砌塊、纖維石膏板、新型隔墻板等，這些新型建筑材料以煤灰、煤矸石、石粉等廢料為主要原料，具有質(zhì)輕、隔熱、隔音等特點。有些材料甚至達到了防火的功能。使用新型建筑材料，可以有效減少環(huán)境污染，節(jié)省大量的生產(chǎn)成本，增加房屋使用面積等一系列優(yōu)點，經(jīng)過近20年的研制、開發(fā)和引進國外生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，我國的建筑材料工業(yè)已經(jīng)開始走上多品種發(fā)展的道路，初步形成了以塊板為主的墻材體系，如混凝土空心砌塊、紙面石膏板、纖維水泥夾心板等，但代表墻體材料現(xiàn)代水平的各種輕板、復(fù)合板所占比重仍很小，還不到整個墻體材料總量的1%，與工業(yè)發(fā)達國家相比，相對落后40年～50年。主要表現(xiàn)在:產(chǎn)品檔次低、企業(yè)規(guī)模小、工藝裝備落后、配套能力差。

我國的建筑材料工業(yè)應(yīng)結(jié)合不同地區(qū)、不同建筑類型，以新型墻體材料為重點，瞄準有市場前景的新產(chǎn)品、新技術(shù)，在引進、消化、吸收國外先進技術(shù)裝備的基礎(chǔ)上，研究開發(fā)適合我國國情的新工藝、新技術(shù)和新裝備。將重點圍繞盡可能少用天然資源，降低能耗并大量使用廢棄物作原料;盡量采用不污染環(huán)境的生產(chǎn)技術(shù);盡量做到產(chǎn)品不僅不損害人體健康，而且應(yīng)有利于人體健康;加強多功能、社會效益好的產(chǎn)品開發(fā)。

2 可再生能源的利用

可再生能源是指原材料可以再生的能源，如水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、太陽能、生物能(沼氣)、潮汐能等，可再生能源不存在能源耗竭的可能，因此日益受到許多國家的重視，尤其是能源短缺的國家。

2010年3月25日上午10點一座完全依靠太陽作為能源，利用高科技自動調(diào)節(jié)控制而實現(xiàn)“零能耗”“恒溫”“恒濕”的“未來小屋”——Sunflower在天津大學(xué)落成。

這套74 m2、一室一廳的小屋集合了建筑設(shè)計、建筑結(jié)構(gòu)、太陽能光熱、光電技術(shù)研究、太陽能的高效綜合利用、太陽能建筑一體化、分布式能源系統(tǒng)、微電網(wǎng)技術(shù)、樓宇智能化控制、家用電器及設(shè)備綜合節(jié)能、新型建筑材料等領(lǐng)域的最新科技成果:采用被動式建筑設(shè)計技術(shù)，并結(jié)合主動式太陽能利用技術(shù)，通過系統(tǒng)優(yōu)化整合，達到主、被動技術(shù)的有機結(jié)合、建筑環(huán)境的智能化調(diào)節(jié)與控制，以實現(xiàn)太陽能的高效利用并最大限度地節(jié)約能源。小屋采用較好的建筑材料、家用電器及設(shè)備，通過對聲、光、熱等建筑物理環(huán)境的高效智能控制創(chuàng)造了舒適、健康的室內(nèi)外環(huán)境。

小屋的設(shè)計者采用了“光伏發(fā)電技術(shù)”，通過 PV板(光伏電池板)產(chǎn)生直流電，儲存在蓄電池中備用，或通過逆變器變?yōu)榻涣麟娪糜谛∥蓦娏┙o，剩余電量則送入電網(wǎng)，從而滿足了小屋的全部供電需求;采用了天大自主研發(fā)的“輻射板技術(shù)”，將吸收太陽輻射而產(chǎn)生的熱能作為熱源為室內(nèi)供暖，同時利用太空輻射制冷技術(shù)為室內(nèi)供冷，結(jié)合水源熱泵技術(shù)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫、濕度，保證舒適的室內(nèi)環(huán)境要求，利用了真空管高溫集熱技術(shù)來提供烹調(diào)用熱。小屋通過太陽能供熱的梯級利用滿足建筑的不同用熱需求，使屋內(nèi)四季保持在恒溫24℃±1℃，濕度40%～55%左右。此外，小屋還創(chuàng)新性地采用了“小型微電網(wǎng)的監(jiān)控及能量管理技術(shù)”，構(gòu)建了小型可靠的微電網(wǎng)系統(tǒng)和能量優(yōu)化管理系統(tǒng)。通過能量控制優(yōu)化管理，最大程度地利用太陽能，在保證可靠性前提下實現(xiàn)屋內(nèi)能源的優(yōu)化自給調(diào)控，保持室內(nèi)環(huán)境的舒適。

以我國目前狀況還不適宜大規(guī)模建造此類“零能耗”建筑，但可以在環(huán)境保護區(qū)，重點城市小規(guī)模建造以作為試點，并將其中適宜我國國情的節(jié)能技術(shù)逐步推廣。建筑利用可再生能源的形式應(yīng)該有選擇，應(yīng)鼓勵低成本常規(guī)技術(shù)的節(jié)能建筑示例，其中低成本的被動手段應(yīng)作為首選。應(yīng)當(dāng)鼓勵低成本、高效的適宜技術(shù)。

我國在資源、能源、人口、經(jīng)濟發(fā)展水平、文化傳統(tǒng)等方面有自己的特點，因此，推進建筑節(jié)能，不能盲目照搬國外的方法，要立足本國實際。一方面要借鑒其他國家先進的節(jié)能技術(shù)和經(jīng)驗，另一方面也要從我國實際情況出發(fā)，探索有中國特色、適應(yīng)我國氣候和文化特點的建筑節(jié)能途徑。

3 新型結(jié)構(gòu)形式的應(yīng)用

以國外方面來說:20世紀90年代，美國的民用住宅采用鋼結(jié)構(gòu)的約為5%，目前已經(jīng)超過35%。國內(nèi)方面:現(xiàn)在我國的鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)大多應(yīng)用于高層公共建筑和商用建筑上，在住宅建筑應(yīng)用不夠廣泛。

鋼結(jié)構(gòu)體系具有自重輕、安裝容易、施工周期短、抗震性能好、投資回收快、環(huán)境污染少等綜合優(yōu)勢，與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，更具有在“高、大、輕”三個方面發(fā)展的獨特優(yōu)勢。最近在我國建筑工程領(lǐng)域中已經(jīng)出現(xiàn)了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，長期以來混凝土和砌體結(jié)構(gòu)一統(tǒng)天下的局面正在發(fā)生變化，鋼結(jié)構(gòu)以其自身的優(yōu)越性引起業(yè)內(nèi)關(guān)注，已經(jīng)在工程中得到合理的、迅速的應(yīng)用。

輕鋼結(jié)構(gòu)是近十年來發(fā)展最快的領(lǐng)域，在美國采用輕鋼結(jié)構(gòu)占非住宅建筑投資的50%以上。這種結(jié)構(gòu)工業(yè)化、商品化程度高，施工快，綜合效益高，市場需求量很大，已引起結(jié)構(gòu)設(shè)計人員認識。輕鋼住宅的研究開發(fā)已在各地試點，是輕鋼發(fā)展的一個重要方向，目前已經(jīng)有多種的低層、多層和高層的設(shè)計方案和實例。因其可做到大跨度、大空間，分隔使用靈活，而且施工速度快、抗震有利的特點，必將對我國傳統(tǒng)的住宅結(jié)構(gòu)模式產(chǎn)生較大沖擊。

4 設(shè)計思路方面的節(jié)能

福岡市是僅次于東京、大阪和名古屋，居日本第4位的商業(yè)城市，多多良川、御笠川、那珂川、井川、室見川、瑞梅寺川等多條河流穿流其中，大部分河流的兩側(cè)并不是用石塊砌成的直立河岸而是采用卵石堆成的較緩的坡度，據(jù)說是為了河岸的生物可以自由的飲水并完成需要在水中完成的生態(tài)過程，這也是對生態(tài)環(huán)境的一種保護，在這里卵石也成為了一種生態(tài)建材，有的時候?qū)τ诃h(huán)境的保護并不僅僅是新技術(shù)新材料的應(yīng)用，而是轉(zhuǎn)換一種思路。

被蟲子蛀過的松木在我國一般只能作為廢品處理，加拿大國家體育中心溜冰場卻用它來做頂棚的裝飾而且有著不錯的裝飾效果，在我國建筑中雨水一般通過雨水管直接流入下水管道，在國外很多建筑中卻將雨水收集進行簡單的處理之后用于衛(wèi)生間的沖洗、綠化帶的澆灌等用途。建筑頂部安裝隨風(fēng)轉(zhuǎn)動的五彩風(fēng)帽，不需要消耗能源，即可形成室內(nèi)外空氣循環(huán)。通風(fēng)系統(tǒng)所產(chǎn)生的風(fēng)力雖然微小，但用風(fēng)力發(fā)電機將其轉(zhuǎn)化為電力后卻可以用于衛(wèi)生間的照明。

完整的節(jié)能設(shè)計不僅僅是設(shè)計思路本身，它需要選材、制造、運輸、使用多個環(huán)節(jié)的相輔相成，在社會經(jīng)濟生活以及生產(chǎn)方式的節(jié)能鏈條尚未完善的時候，我們可以依靠可以掌控的行為來實踐節(jié)能。

5 結(jié)語

只有將建筑、節(jié)能、環(huán)保有機的結(jié)合起來才能更好的實現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，使人們生活在一個健康和諧的環(huán)境中，作為一名建筑工作者應(yīng)該從自身做起，全力倡導(dǎo)并推動節(jié)能、環(huán)保的新型建筑在我國的普及，以期達到建設(shè)理想的宜居環(huán)境，促進社會進步的目的。

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