建筑材料論文參考篇2

　　試談綠色建筑材料的發(fā)展概況及展望

　　一、綠色建筑的發(fā)展

　　2l世紀(jì)人類共同的主題是可持續(xù)發(fā)展,對(duì)于城市建筑來說亦必須由傳統(tǒng)高消耗型發(fā)展模式轉(zhuǎn)向高效綠色型發(fā)展模式,綠色建筑正是實(shí)施這一轉(zhuǎn)變的必由之路,是當(dāng)今世界建筑發(fā)展的必然趨勢(shì)。

　　綠色建筑是指為人類提供一個(gè)健康、舒適的工作、居住、活動(dòng)的空間,同時(shí)實(shí)現(xiàn)最高效率地利用能源、最低限度地影響環(huán)境的建筑物。它是實(shí)現(xiàn)“以人為本”、“人——建筑——自然”三者和諧統(tǒng)一的重要途徑,也是我國實(shí)施二十一世紀(jì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。

　　綠色建筑遵循可持續(xù)發(fā)展原則,體現(xiàn)綠色平衡理念,通過科學(xué)的整體設(shè)計(jì),集成綠化配置、自然通風(fēng)、自然采光、低能耗圍護(hù)結(jié)構(gòu)、太陽能利用、地?zé)崂?、中水利用、綠色建材和智能控制等高新技術(shù),充分展示人文與建筑、環(huán)境及科技的和諧統(tǒng)一。

　　綠色建筑具有選址規(guī)劃綠色合理、資源利用高效循環(huán)、綜合措施有效節(jié)能、建筑環(huán)境健康舒適、廢物排放減量無害、建筑功能靈活適宜等六大特點(diǎn),不僅可滿足人們的生理和心理需求,而且能源和資源的消耗最為經(jīng)濟(jì)合理,對(duì)綠色環(huán)境的沖擊最小。

　　20世紀(jì)60年代,美籍意大利建筑師保羅。索勒瑞(PaolaSoleri)把生態(tài)學(xué)(Eco1ogy)和建筑學(xué)(Architecture)兩詞合并為“Arology”,提出了著名的“生態(tài)建筑”(綠色建筑)的新理念。20世紀(jì)70年代,石油危機(jī)的爆發(fā),使人們清醒地意識(shí)到,以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價(jià)的高速文明發(fā)展史是難以為繼的。耗用自然資源最多的建筑產(chǎn)業(yè)必須改變發(fā)展模式,走可持續(xù)發(fā)展之路。太陽能、地?zé)帷L(fēng)能、節(jié)能圍護(hù)結(jié)構(gòu)等各種建筑節(jié)能技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,節(jié)能建筑成為建筑發(fā)展的先導(dǎo)。

　　20世紀(jì)80年代,節(jié)能建筑體系逐漸完善,并在英、法、德、加拿大等發(fā)達(dá)國家廣為應(yīng)用。同時(shí),由于建筑物密閉性提高后,室內(nèi)環(huán)境問題逐漸凸現(xiàn),不少辦公樓存在嚴(yán)重的建筑病綜合癥(SBS),影響樓內(nèi)工作人員的身心健康和工作效率。以健康為中心的建筑環(huán)境研究成為發(fā)達(dá)國家建筑研究的熱點(diǎn)。

　　1992年巴西的里約熱內(nèi)盧“聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會(huì)”的召開,使“可持續(xù)發(fā)展”這一重要思想在世界范圍達(dá)成共識(shí)。綠色建筑漸成體系,并在不少國家實(shí)踐推廣,成為世界建筑發(fā)展的方向。

　　30多年來,綠色建筑的由理念到實(shí)踐,在發(fā)達(dá)國家逐步完善,形成了較成體系的設(shè)計(jì)方法、評(píng)估方法,各種新技術(shù)、新材料層出不窮。一些發(fā)達(dá)國家還組織起來,共同探索實(shí)現(xiàn)建筑可持續(xù)發(fā)展的道路,如:加拿大的“綠色建筑挑戰(zhàn)”(GREENBUILDINGCHALLENGE)行動(dòng),采用新技術(shù)、新材料、新工藝,實(shí)行綜合優(yōu)化設(shè)計(jì),使建筑在滿足使用需要的基礎(chǔ)上所消耗的資源、能源最少。日本頒布了《住宅建設(shè)計(jì)劃法》,提出“重新組織大城市居住空間(環(huán)境)”的要求,滿足21世紀(jì)人們對(duì)居住環(huán)境的需求,適應(yīng)住房需求變化。德國在90年代開始推行適應(yīng)生態(tài)環(huán)境的住區(qū)政策,以切實(shí)貫徹可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。法國在80年代進(jìn)行了包括改善居住區(qū)環(huán)境為主要內(nèi)容的大規(guī)模住區(qū)改造工作。瑞典實(shí)施了“百萬套住宅計(jì)劃”,在住區(qū)建設(shè)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)方面取得了令人矚目的成就。

　　二、課題研究的背景

　　綠色建筑和奧運(yùn)結(jié)合的時(shí)間不長,但可持續(xù)發(fā)展思想與奧林匹克精神依然迅速地實(shí)現(xiàn)了和諧與統(tǒng)一。1996年美國亞特蘭大奧運(yùn)會(huì)中已開始嘗試使用一些可再生性能源和高效交通措施;2000年澳大利亞悉尼奧運(yùn)會(huì)中,綠色建筑的思想開始在奧運(yùn)場(chǎng)館及其配套設(shè)施的建設(shè)中有所體現(xiàn)。悉尼奧運(yùn)會(huì)被認(rèn)為是目前科技含量最高的一屆夏季奧運(yùn)會(huì),而最能展現(xiàn)悉尼奧運(yùn)會(huì)高科技含量的便是在世界范圍內(nèi)受到了廣泛的關(guān)注和贊譽(yù)的綠色奧運(yùn)村。這一項(xiàng)目的成功設(shè)計(jì)、施工與建設(shè),現(xiàn)有綠色建筑技術(shù)評(píng)價(jià)體系(如澳大利亞的綠色建筑評(píng)估體系NABERS)亦功不可沒,它是保證建造過程各環(huán)節(jié)充分體現(xiàn)可持續(xù)生態(tài)概念的重要措施。該項(xiàng)目的成功,不僅有利地推進(jìn)了綠色建筑設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)理念的成熟與發(fā)展,而且為澳大利亞在世界范圍內(nèi)贏得了榮譽(yù)和尊重。

　　北京2008年奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)提出了綠色奧運(yùn)、科技奧運(yùn)和人文奧運(yùn)的口號(hào),如何使奧運(yùn)建筑與園區(qū)建設(shè)能夠真正實(shí)現(xiàn)“綠色化”的內(nèi)涵,建成可持續(xù)發(fā)展的建筑與園區(qū),是能否真正實(shí)現(xiàn)北京2008年“綠色奧運(yùn)”的關(guān)鍵。在此背景下,“綠色奧運(yùn)建筑評(píng)估體系研究”課題于2002年10月立項(xiàng),為科技部“科技奧運(yùn)十大專項(xiàng)”之一,課題匯集了清華大學(xué)、中國建筑科學(xué)研究院、北京市建筑設(shè)計(jì)研究院、中國建筑材料科學(xué)研究院、北京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院、北京工業(yè)大學(xué)、全國工商聯(lián)住宅產(chǎn)業(yè)商會(huì)、北京市可持續(xù)發(fā)展科技促進(jìn)中心、北京市城建技術(shù)開發(fā)中心等9家單位近40名專家共同開展工作,歷時(shí)14個(gè)月。

　　“綠色奧運(yùn)建筑評(píng)估體系”研究就是力圖通過建立嚴(yán)格的、可操作的建設(shè)全過程監(jiān)督管理機(jī)制,落實(shí)到招標(biāo)、設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試及運(yùn)行管理的每個(gè)環(huán)節(jié),來實(shí)現(xiàn)奧運(yùn)建筑的綠色化。其具體研究內(nèi)容為:根據(jù)綠色建筑的概念和奧運(yùn)建筑的具體要求,制定奧運(yùn)建筑與園區(qū)建設(shè)的“綠色化”標(biāo)準(zhǔn),研究開發(fā)針對(duì)這一標(biāo)準(zhǔn)的、科學(xué)的、可操作的評(píng)價(jià)方法;研究能支持這一評(píng)估體系正常運(yùn)行,可在奧運(yùn)建筑從招標(biāo)到運(yùn)行管理的全過程中有效發(fā)揮作用的機(jī)制與政策,從而確保奧運(yùn)建筑與園區(qū)建設(shè)的“綠色化”能得到高水平實(shí)現(xiàn),從“綠色”與可持續(xù)發(fā)展上達(dá)到國際先進(jìn)水平。

　　三、評(píng)估體系內(nèi)容簡介

　　1.全程監(jiān)控、階段評(píng)估

　　針對(duì)園區(qū)規(guī)劃、業(yè)主招標(biāo)、建筑設(shè)計(jì)至施工、驗(yàn)收和運(yùn)行管理的全過程,在各個(gè)建設(shè)階段通過科學(xué)的評(píng)估體系、評(píng)估手段及與之相適應(yīng)的管理機(jī)制及質(zhì)量保證體系,以確保奧運(yùn)園區(qū)建設(shè)達(dá)到綠色和可持續(xù)發(fā)展的預(yù)期目標(biāo)。按照全過程監(jiān)控、分階段評(píng)估的指導(dǎo)思想,評(píng)估過程由4個(gè)部分組成:

　　第一部分:規(guī)劃階段

　　第二部分:設(shè)計(jì)階段

　　第三部分:施工階段

　　第四部分:驗(yàn)收與運(yùn)行管理階段

　　針對(duì)上述不同建設(shè)階段的特點(diǎn)和要求,分別從環(huán)境、能源、水資源、材料與資源、室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量等方面進(jìn)行評(píng)估。只有在前一階段達(dá)到綠色建筑的基本要求,才能繼續(xù)進(jìn)行下一階段的設(shè)計(jì)、施工工作。當(dāng)按照這一體系在建設(shè)過程的各個(gè)階段都達(dá)到綠色要求時(shí),這個(gè)項(xiàng)目就可以認(rèn)為達(dá)到綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)。

　　2.QL評(píng)分方法

　　綠色建筑追求最小的能源、資源與環(huán)境代價(jià),而獲取健康舒適高效的建筑環(huán)境。這二者有時(shí)是彼此矛盾的。為清晰地對(duì)這二者的實(shí)際狀況給出科學(xué)描述,本評(píng)估體系采用了Quality(質(zhì)量)和Load(環(huán)境負(fù)荷)這兩個(gè)指標(biāo)。這種雙指標(biāo)方式與目前發(fā)達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)(如美國LEED)相比,解決了上述矛盾,更準(zhǔn)確地刻劃了被評(píng)估對(duì)象的綠色性。在具體評(píng)分時(shí)把評(píng)估條例分為Q和l兩類:Q(Quality)指建筑環(huán)境質(zhì)量和為使用者提供服務(wù)的水平;L(Load)指能源、資源和環(huán)境負(fù)荷的付出。二者綜合起來即可對(duì)建筑物的“綠色”程度進(jìn)行全面評(píng)價(jià)。

　　在考察建筑物的L(Load)品質(zhì)時(shí),沒有直接采用L而是轉(zhuǎn)化為LR(LoadReduction,建筑物環(huán)境負(fù)荷的減少)來評(píng)價(jià),也就是說“建筑的環(huán)境負(fù)荷降低得越多,得分越高”,易于操作。然后,便可利用統(tǒng)一的5級(jí)評(píng)分制(此時(shí)L=5-LR)及與之配合的權(quán)重表,分別對(duì)不同類型的建筑的Q和LR進(jìn)行評(píng)價(jià)。

　　根據(jù)評(píng)估項(xiàng)目在不同階段的重要性,分別制定了相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)。參評(píng)建筑實(shí)際的Q/LR得分=∑(5分制得分×權(quán)重系數(shù))。對(duì)于包含多類型建筑的園區(qū),需由建筑各類型建筑的面積比乘以其相應(yīng)的Q、LR得分情況,才為整個(gè)園區(qū)的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。

　　參評(píng)建筑的Q/L評(píng)估結(jié)果可通過如圖2所示的兩維圖表進(jìn)行科學(xué)的描繪。

　　其中:

　　A區(qū):很少的資源能源和環(huán)境付出和優(yōu)秀的建筑服務(wù)品質(zhì),為最佳綠色建筑。

　　B區(qū)、C區(qū):尚屬于綠色建筑,但或資源與環(huán)境消耗太大,或建筑品質(zhì)略低。

　　D區(qū):高資源、能源消耗,但建筑品質(zhì)不高。

　　E區(qū):很多的資源能源和環(huán)境付出卻獲得低劣的建筑品質(zhì),一定要避免的建筑。

　　除了提供一張二維Q幾圖表之外,評(píng)估軟件還能根據(jù)用戶提供的建筑信息,生成一系列直觀圖表,向用戶生動(dòng)地展示參評(píng)建筑在不同層次的條目評(píng)估過程中體現(xiàn)出來的性能優(yōu)劣。

　　四、主要?jiǎng)?chuàng)新

　　本課題主要?jiǎng)?chuàng)新如下:

　　1.從“綠色建筑”理念出發(fā),針對(duì)我國具體情況,系統(tǒng)地提出我國綠色建筑的主要內(nèi)容和重點(diǎn),這不僅符合國際先進(jìn)理念,還有突出創(chuàng)新。例如,強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目論證的必要性,強(qiáng)調(diào)總量、規(guī)模和容積率控制;強(qiáng)調(diào)建筑的全生命周期分析,注重建材的可再生、可回用性:提出多種能源結(jié)構(gòu)和使用方式下的評(píng)價(jià)方法,注重能源品位,提出能源的優(yōu)化利用和梯級(jí)利用,注重降低能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的能耗,提倡熱回收;綜合考慮并評(píng)價(jià)建筑的直接污染和間接污染;重視水資源的綜合高效利用與保護(hù),強(qiáng)調(diào)分質(zhì)供水與梯級(jí)利用、明確節(jié)水率與回用率的合理范圍、強(qiáng)度用水安全性;對(duì)施工過程進(jìn)行專門評(píng)價(jià),提倡綠色施工和綠色管理;重視驗(yàn)收和運(yùn)行管理,強(qiáng)調(diào)考核管理體制與激勵(lì)機(jī)制、考核實(shí)際運(yùn)行效果和實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上提出全面實(shí)施“綠色建筑”的體系和框架。

　　2.得到一批綠色建筑定量化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,包括:通過對(duì)近20個(gè)實(shí)際項(xiàng)目的調(diào)研和測(cè)算,提出了建材全生命周期評(píng)價(jià)的4個(gè)定量指標(biāo),即資源消耗、能源消耗、環(huán)境影響、本地化;建立了科學(xué)、客觀和全面的建筑能耗定量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,提出用建筑物耗熱量、耗冷量指標(biāo)評(píng)價(jià)居住建筑節(jié)能狀況:提出與參考建筑比較的方法評(píng)價(jià)辦公建筑節(jié)能:直接對(duì)體育場(chǎng)館的圍擴(kuò)結(jié)構(gòu)部分的熱工性能和做法評(píng)價(jià)節(jié)能效果;提出基于能質(zhì)系數(shù)的ECC指標(biāo)評(píng)價(jià)不同供熱空調(diào)系統(tǒng)及方式:提出TDC指標(biāo)評(píng)價(jià)風(fēng)機(jī)水泵等輸配系統(tǒng)能耗;提出熱回收能效比CEP指標(biāo)評(píng)價(jià)新風(fēng)熱回收;提出照明能耗系數(shù)并結(jié)合燈具、照度、控制等全方位評(píng)價(jià)人工照明;采用了單位建筑面積污染物排放總量指標(biāo)體系(C02、可吸入顆粒物、N0x、S0x等)和建筑排熱評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,評(píng)價(jià)大氣(直接或間接)污染及溫室效應(yīng);

　　3.提出全過程控制的觀點(diǎn)與相應(yīng)的評(píng)估方法和實(shí)施指南。根據(jù)我國建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施過程的特點(diǎn),把評(píng)估體系分成四個(gè)階段:規(guī)劃階段、設(shè)計(jì)階段、施工階段、驗(yàn)收與運(yùn)行管理階段。根據(jù)每個(gè)階段的特點(diǎn)制定了相應(yīng)的評(píng)估體系。通過對(duì)各個(gè)階段的控制,保證最終綠色建筑的實(shí)施。這完全不同于國外(如美國的LEED體系)僅限于對(duì)最終項(xiàng)目的綠色評(píng)估。

　　4.提出用Q(Quality)—L(Load)雙指標(biāo)體系及權(quán)重體系對(duì)我國的綠色建筑進(jìn)行評(píng)價(jià)。揭示了建筑建設(shè)過程在獲取健康舒適的居住空間和占用能源資源、影響環(huán)境之間的矛盾,指出綠色建筑的核心是追求此矛盾的協(xié)調(diào)。

　　5.開發(fā)了一批與評(píng)估體系匹配的、可進(jìn)行定量模擬計(jì)算、優(yōu)化指導(dǎo)設(shè)計(jì)的軟件。

　　五、評(píng)估案例—某綜合體育訓(xùn)練館(設(shè)計(jì)階段)

　　1.基本情況說明

　　某綜合體育訓(xùn)練館,位于北京市某體育訓(xùn)練局東院東南角。訓(xùn)練局院的北面、南面、西面為城市道路,東面為城市規(guī)劃路。建設(shè)場(chǎng)址南向面對(duì)人工湖,東側(cè)貼臨某居住小區(qū),北面與網(wǎng)球館及體操訓(xùn)練房相鄰,西側(cè)是一小學(xué)。

　　該建筑風(fēng)格追求現(xiàn)代化、地域化、本土化的契合,整體造型突出體育建筑的氣勢(shì),以大面積的金屬百葉和純凈的實(shí)體墻面形成鮮明的對(duì)比,同時(shí)充分利用陽光,以減少后期運(yùn)營成本。建筑面積為10968m2,建筑層數(shù)2層,建筑高度23.9m,主要結(jié)構(gòu)類型為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。建筑首層為舉重訓(xùn)練館,二層為籃球訓(xùn)練館,一層夾層和二層夾層為辦公室等其他功能房間。建筑設(shè)計(jì)充分考慮無障礙要求。

　　該建筑北側(cè)面臨訓(xùn)練局體操館一側(cè)設(shè)有硬質(zhì)鋪面的廣場(chǎng),并與建設(shè)用地東側(cè)城市道路相通:西側(cè)設(shè)置有4米寬車道,其與建設(shè)用地南側(cè)城市道路相通,同時(shí)在建設(shè)用地西北角與訓(xùn)練局院內(nèi)原有南北向主路相連。所有人流及車流將由此進(jìn)入綜合訓(xùn)練館。綜合訓(xùn)練館北側(cè)設(shè)有主入口。東側(cè)及西側(cè)各設(shè)有一處次入口。南側(cè)設(shè)有三處輔助疏散口。

　　該建筑采用外墻外保溫做法達(dá)到墻體節(jié)能要求。鋼筋混凝土屋面保溫采用30mm厚擠塑板保溫材料。外窗窗框?yàn)殇X合金斷橋體系,玻璃采用6mm9mm6mm中空低輻射玻璃。

　　該建筑物中舉重和籃球訓(xùn)練館均采用過渡季可送全新風(fēng)的雙風(fēng)機(jī)定風(fēng)量全空氣空調(diào)系統(tǒng),其它功能小房間采用風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)系統(tǒng)?？照{(diào)系統(tǒng)等采用直接數(shù)字式(DDC)監(jiān)控方式,并納入樓宇自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng),利于節(jié)能。

　　該建筑外玻璃均采用雙層中空玻璃隔絕外部噪聲干擾。通風(fēng)管道送排風(fēng)機(jī)進(jìn)、出口設(shè)消聲器,滿足室內(nèi)外環(huán)境對(duì)噪聲的要求。

　　該建筑正常照明光源主要采用三基色節(jié)能熒光燈,金屬鹵化物燈,所有高效節(jié)能氣體放電光源均須配備低諧波高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器。

　　該建筑的生活給水由建筑物西側(cè)院內(nèi)給水管線引至室內(nèi),接至各配水點(diǎn)。生活熱水采用地?zé)崴?由大院集中地?zé)崴┧芫W(wǎng)供給,直接接入館內(nèi)用于淋浴熱水。本工程雨污水分設(shè)系統(tǒng),污水不含污染物,糞便污水經(jīng)化糞池排入市政管道。屋面雨水經(jīng)雨水斗匯集后排入院內(nèi)雨水管道,室外雨水經(jīng)雨水口收集后接入室外雨水管道。所有衛(wèi)生器具配件均采用節(jié)水型。運(yùn)動(dòng)員浴室采用紅外線感應(yīng)沖洗小便器、紅外線感應(yīng)龍頭洗臉盆及淋浴器?？偣┧晒苌暇O(shè)置水表,便于計(jì)量用水量。

　　2.總結(jié)

　　本綜合體育訓(xùn)練館主要為運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練之用,采用了一定的節(jié)能、節(jié)水措施,但并無特別突出之處,各評(píng)估點(diǎn)得分均在3分左右,表現(xiàn)平平;其綜合評(píng)估結(jié)果在QL二維圖中處于C區(qū)。

　　六、展望

　　后續(xù)的推廣工作包括:

　　1.繼續(xù)擴(kuò)大建筑項(xiàng)目試評(píng)估工作。通過與北京市相關(guān)部門配合,準(zhǔn)備今后以綠色奧運(yùn)建筑評(píng)估體系為基礎(chǔ),對(duì)北京市一批在建項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)估,并從中總結(jié)經(jīng)驗(yàn),不斷完善評(píng)估體系。

　　2.推廣綠色建筑設(shè)計(jì)相關(guān)的輔助軟件工具。

　　3.拓寬研究,并結(jié)合全國各地實(shí)際情況,把綠色建筑評(píng)估體系從區(qū)域性研究向全國推廣,以規(guī)范綠色建筑的發(fā)展。