淺論可持續(xù)建筑

■韓軍濤，羅 京 ■河南省基本建設(shè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究院有限公司，河南 鄭州 450016

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我們向自然界索要資源滿足城市化的需要，再將廢物排放給自然，終于面臨著資源枯竭，同時(shí)環(huán)境污染威脅生存的難堪局面。上世紀(jì)80年代，聯(lián)合國(guó)組建了世界環(huán)境與發(fā)展委員會(huì)，提出了可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)。實(shí)行可持續(xù)發(fā)展是我國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策。建筑行業(yè)是資源、能源消耗量巨大的行業(yè)，目前我國(guó)建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展應(yīng)用與國(guó)外同行業(yè)和國(guó)內(nèi)其他行業(yè)相比還處于落后地位，大有可為。

1 可持續(xù)建筑的起源

富勒被稱為可持續(xù)建筑之父，自20世紀(jì)20年代他就非常關(guān)注將人類的發(fā)展目標(biāo)，需求與全球資源、科技結(jié)合起來(lái)。提出使用較少的物質(zhì)和能力追求最大的效益，主要?jiǎng)?chuàng)作有“4D樓”、富勒穹頂，其中富勒穹頂巧妙的利用力學(xué)原理，被稱為人類所發(fā)明的最堅(jiān)固，最輕便，最高效的圍合空間的手段。舒馬赫提出中間技術(shù)的概念，明確反對(duì)高能耗的技術(shù)，提倡利用可再生能源的適宜技術(shù)。

可持續(xù)性建筑強(qiáng)調(diào)建筑環(huán)境與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)共存，有機(jī)結(jié)合，要從土地開(kāi)發(fā)、建筑布局、建材選擇、建筑使用及維護(hù)以及建筑拆除的整個(gè)生命周期中，體現(xiàn)出對(duì)自然資源的索取少，能源消耗小，對(duì)環(huán)境影響小，再生利用率高的新特征。建筑行業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展的主要途徑有材料的循環(huán)利用，能源的節(jié)約兩方面。

2 建筑材料的循環(huán)利用

要實(shí)現(xiàn)建筑材料的循環(huán)利用，一方面要實(shí)現(xiàn)用可再生資源代替不可再生資源，另一方面要努力實(shí)現(xiàn)垃圾、建筑材料等人造材料的再次利用。

(1)混凝土再生和循環(huán)利用。目前，我國(guó)每年約生產(chǎn)水泥5億多噸，生產(chǎn)過(guò)程需消耗大量石灰石、粘土和標(biāo)準(zhǔn)煤，同時(shí)產(chǎn)生大量的粉煤灰、CO、CO2和SO2等，嚴(yán)重破壞生態(tài)平衡。每年廢棄混凝土量巨大，其中除一小部分用于填筑海岸、充當(dāng)?shù)缆泛徒ㄖ锏幕A(chǔ)墊層外，絕大多數(shù)作為垃圾填埋，不僅占用大批土地(甚至耕地)，而且還對(duì)環(huán)境造成污染。現(xiàn)代城市建設(shè)，往往要先拆除舊的建筑物，然后在原址新建。拆除產(chǎn)生的混凝土和水泥固體廢棄物生產(chǎn)生態(tài)環(huán)境建材，可再生骨料混凝土是將舊建筑物上拆除下來(lái)的廢棄混凝土塊破碎、清洗和分級(jí)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，加入水泥砂漿拌制的混凝土。再生混凝土的特性與再生骨料的加工工藝、基體混凝土的強(qiáng)度、配合比及替代率等因素密切相關(guān)。與天然骨料混凝土相比，廢棄混凝土經(jīng)過(guò)破碎、篩分、清洗后，可以充當(dāng)拌制新混凝土的骨料，可用于加工各種輕型砌塊和路面磚，還可直接用于房屋建筑及道路的墊層，或者經(jīng)篩分后作為道路的基層骨料。需要注意的是，由于廢棄混凝土在拆除及破碎過(guò)程中內(nèi)部存在微裂，導(dǎo)致再生骨料的強(qiáng)度低，只能用于配制中、低強(qiáng)度等級(jí)的混凝土。

(2)水、土的循環(huán)利用。自然資源如降水過(guò)程中排出的地下水、雨水可以收集起來(lái)，引入蓄水池中，適度凈化后可用來(lái)施工現(xiàn)場(chǎng)的防塵、清洗車輛，也可用于澆灌花園、清洗和衛(wèi)生間沖水等。土方開(kāi)挖產(chǎn)生的土視情況可用來(lái)回填或營(yíng)造綠化、景觀等，不僅節(jié)約運(yùn)輸消耗，還可減少其他材料的使用。

(3)臨時(shí)房屋的重復(fù)利用。在工期較短的建設(shè)施工過(guò)程中，生活區(qū)、辦公區(qū)用房盡量采用可組裝活動(dòng)房屋，這類房屋的優(yōu)點(diǎn)是建造簡(jiǎn)單，可方便快捷的組裝和拆卸，便于運(yùn)輸、移動(dòng)方便且可多次周轉(zhuǎn)使用?；顒?dòng)房已大量應(yīng)用于國(guó)內(nèi)工地臨時(shí)建筑，但是，大部分活動(dòng)房的隔熱、隔聲效果較差，還需改進(jìn)。

3 建筑節(jié)能

建筑使用階段時(shí)間遠(yuǎn)超施工階段，使用階段的節(jié)能顯得尤為重要。

(1)外形設(shè)計(jì)。高效的節(jié)能離不開(kāi)合理的設(shè)計(jì)。優(yōu)化建筑外形，用最小的建筑外表面積包容最大的建筑空間即減輕墻外表面積的影響，可有效降低熱量的吸收或散失，據(jù)相關(guān)研究建筑形體系數(shù)每增加一個(gè)點(diǎn)，建筑能耗會(huì)增加5%左右，在保障人的舒適性的同時(shí)，控制建筑的形體系數(shù)是節(jié)能設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。此外合理平面布置，如將電梯、樓梯、管道井、機(jī)房等布置在建筑物的南側(cè)或西側(cè)，可以有效阻擋日射，大大降低夏季的制冷能耗。

(2)保溫材料。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能是建筑節(jié)能的關(guān)鍵。采用高性能保溫材料能顯著提高節(jié)能效果。目前我國(guó)墻體節(jié)能保溫材料包括有機(jī)類、無(wú)機(jī)類、復(fù)合材料類，平屋頂保溫材料應(yīng)用較多的主要是加氣砼和膨脹珍珠棉，保溫隔熱性能一般。

(3)外窗保溫。建筑中應(yīng)優(yōu)先采用多層窗或采用中空玻璃，利用空氣夾層熱阻較小的原理，降低玻璃的傳熱系數(shù)。選擇氣密性好，導(dǎo)熱系數(shù)小的塑料窗框代替常用的金屬窗框，或采取熱斷橋，可有效減少熱傳播和冷風(fēng)浸入?，F(xiàn)在市場(chǎng)上有各種功能玻璃，采用吸熱玻璃、鍍膜反射玻璃、夾層變玻璃等技術(shù)，能有效阻止通過(guò)玻璃的太陽(yáng)過(guò)強(qiáng)輻射和室內(nèi)熱輻射，從而減小能耗。

(4)供暖方式。有條件的地區(qū)可采用集中供暖，熱源供給主體是熱力公司或小區(qū)鍋爐房，供暖效率比分戶供暖高。各地應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂?、能源條件和建筑情況，發(fā)展采用適宜的節(jié)能采暖方式，如輻射采暖，主要依靠供熱部件與結(jié)構(gòu)內(nèi)表面間的輻射換熱為各房間供熱(冷)，熱舒適增加，減少房間上部溫度升高增加的無(wú)效熱損失，因此可節(jié)省采暖能耗。

(5)清潔可再生能源利用。新型住宅應(yīng)大力開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能和生物能等綠色能源，實(shí)現(xiàn)一定程度上的能源自給自足，保護(hù)未來(lái)的生態(tài)和環(huán)境，為將來(lái)的發(fā)展提供優(yōu)良的基礎(chǔ)。太陽(yáng)能是自然界中的最充分、最便捷的可供利用的綠色能源，在設(shè)計(jì)時(shí)可在地面、屋頂安裝一些裝置直接利用太陽(yáng)能，如太陽(yáng)能熱水器在我國(guó)已經(jīng)普遍使用，也可在外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的空氣層中填以高效熱反射材料，達(dá)到保溫隔熱的目的。而在陽(yáng)光充足的寒冷地區(qū)，則可將外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成蓄熱材料，可通過(guò)窗戶集熱板系統(tǒng)、空氣集熱板系統(tǒng)、透明熱阻材料組合墻等來(lái)實(shí)現(xiàn)。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)大部分建筑在建設(shè)和使用階段存在能耗大、效率低、保溫性能差的特點(diǎn)，在上世紀(jì)的建筑中出于對(duì)節(jié)能方面的忽視，這一特征尤為明顯，多數(shù)建筑都沒(méi)有相應(yīng)的措施。建筑節(jié)能不應(yīng)只針對(duì)新建建筑，應(yīng)對(duì)原有建筑進(jìn)行節(jié)能改造，提高能源使用效率，并改善居住舒適度，也能取得良好效果。

［1］肖建莊．再生混凝土［M］．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008．

［2］許賢敏．再生混凝土骨料的性能［J］．山東建材，1999．