时间：2023-03-20 16:14:32
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论文摘要:建筑节能有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用,缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾;有利于加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展;有利于长远的保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实科学发展观。建筑设计是其中一个很重要的环节。本文从建筑节能的基础出发,对建筑节能设计方面进行了探索。
一、引言
建筑节能是整个建筑全寿命过程中每一个环节节能的总和。是指建筑在选址、规划、设计、建造和使用过程中,通过合理的规划设计,采用节能型的建筑材料、产品和设备,执行建筑节能标准,加强建筑物节能设备的运行管理,合理设计建筑围护结构的热工性能,提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和管道系统的运行效率,以及利用可再生能源,在保证建筑物使用功能和室内热环境质量的前提下,降低建筑能源消耗,合理、有效地利用能源。
如果继续执行节能水平较低的设计标准,将留下很重的能耗负担和治理困难。庞大的建筑能耗,已经成为国民经济的巨大负担。因此建筑行业全面节能势在必行。
二、建筑节能的重要性
目前世界范围内石油、煤炭、天然气三种传统能源日趋枯竭,人类将不得不转向成本较高的生物能、水利、地热、风力、太阳能、核能,而我国的能源问题更加严重。
我国能源发展主要存在四大问题:①人均能源拥有量低、储备量低;②能源结构依然以煤为主,约占75%,全国年耗煤量已超过13亿t;③能源资源分布不均,主要表现在经济发达地区能源短缺和农村商业能源供应不足,造成北煤南运、西气东送、西电东送;④能源利用效率低,能源终端利用效率仅为33%,比发达国家低10%。
随着城市建设的高速发展,我国的建筑能耗逐年大幅度上升,已达全社会能源消耗量的32%,加上每年房屋建筑材料生产能耗约13%,建筑总能耗已达全国能源总消耗量的45%。我国现有建筑面积为400多亿m2,绝大部分为高能耗建筑,且每年新建建筑近20亿m2,其中95%以上仍是高能耗建筑。如果继续执行节能水平较低的设计标准,将留下很重的能耗负担和治理困难。庞大的建筑能耗,已经成为国民经济的巨大负担。因此建筑行业全面节能势在必行。
三、建筑节能设计的重要性
建筑节能设计是全面的建筑节能中一个很重要的环节,有利于从源头上杜绝能源的浪费。
(一)整体及外部环境的节能设计
建筑整体及外部环境设计是在分析建筑周围气候环境条件的基础上,通过选址、规划、外部环境和体型朝向等设计,使建筑获得一个良好的外部微气候环境,达到节能的目的。
1合理选址
建筑选址主要是根据当地的气候、土质、水质、地形及周围环境条件等因素的综合状况来确定。建筑设计中,既要使建筑在其整个生命周期中保持适宜的微气候环境,为建筑节能创造条件,同时又要不破坏整体生态环境的平衡。
2合理的外部环境设计
在建筑位址确定之后,应研究其微气候特征。根据建筑功能的需求,应通过合理的外部环境设计来改善既有的微气候环境,创造建筑节能的有利环境,主要方法为:①在建筑周围布置树木、植被,既能有效地遮挡风沙、净化空气,还能遮阳、降噪;②创造人工自然环境,如在建筑附近设置水面,利用水来平衡环境温度、降风沙及收集雨水等。
3合理的规划和体型设计
合理的建筑规划和体型设计能有效地适应恶劣的微气候环境。它包括对建筑整体体量、建筑体型及建筑形体组合、建筑日照及朝向等方面的确定。像蒙古包的圆形平面,圆锥形屋顶能有效地适应草原的恶劣气候,起到减少建筑的散热面积、抵抗风沙的效果;对于沿海湿热地区,引入自然通风对节能非常重要,在规划布局上,可以通过建筑的向阳面和背阴面形成不同的气压,即使在无风时也能形成通风,在建筑体型设计上形成风洞,使自然风在其中回旋,得到良好的通风效果,从而达到节能的目的。日照及朝向选择的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向,夏季能利用自然通风并尽量减少太阳辐射。然而建筑的朝向、方位以及建筑总平面的设计应考虑多方面的因素,建筑受到社会历史文化、地形、城市规划、道路、环境等条件的制约,要想使建筑物的朝向同时满足夏季防热和冬季保温通常是困难的,因此,只能权衡各个因素之间的得失,找到一个平衡点,选择出适合这一地区气候环境的最佳朝向和较好朝向。超级秘书网
(二)单体的节能设计
单体的节能设计,主要是通过对建筑各部分的节能构造设计、建筑内部空间的合理分隔设计,以及一些新型建筑节能材料和设备的设计与选择等,来更好地利用既有的建筑外部气候环境条件,以达到节能和改善室内微气候环境的效果。
1建筑各部位的节能构造设计
建筑各部位的节能构造设计,主要是在满足其作为建筑的基本组成部分功能的同时,通过对各部位(屋顶、楼板、墙体、门窗等)的造型、结构、材料等方面加以进一步设计,充分利用建筑外部气候环境条件,达到节能和改善室内微气候环境的效果。
屋顶的节能设计。屋顶是建筑物与室外大气接触的一个重要部分,主要节能措施为:①采用坡屋顶;②加强屋面保温措施;③根据需要,设置保温隔热屋面(架空隔热屋面、蓄水屋面、种植屋面等)。
楼板层的节能设计。主要是利用其结构中空空间,以及对楼板吊顶造型加以设计。如将循环水管布置在其中,夏季可以利用冷水循环降低室内温度,冬季利用热水循环取暖。
建筑护墙体的节能设计。墙体的节能设计除了适应气候条件做好保温、防潮、隔热等措施以外,还应体现在能够改善微气候环境条件的特殊构造上,如寒冷地区的夹心墙体设计、被动式太阳房中各种蓄热墙体(如水墙)设计、巴格达地区为了适应当地干热气候条件在墙体中的风口设计等;而在马来西亚,杨经文设计的槟榔屿州MennaruUmno大厦外墙中,则外加了一种“捕风墙”的特殊构造设计,在建筑两侧设阳台开口,开口两侧外墙上布置两片挡风墙,使两通风墙形成喇叭状的口袋,将风捕捉到阳台内,然后通过阳台门的开口大小控制进风量,形成“空气锁”,可以有效地控制室内通风。
建筑门窗的节能设计。据统计资料,在我国既有的高耗能建筑有40%的耗能是通过门窗散失的。因此,解决好门窗节能的问题相当重要。
建筑物围护结构细部的节能设计。细部的节能设计对于建筑物的整体节能也非常重要,应从以下各部位着手:①热桥部位应采取可靠的保温与“断桥”措施;②外墙出挑构件及附墙部件,如阳台、雨罩、靠外墙阳台栏板、空调室外机搁板、附壁柱、凸窗、装饰线等均应采取隔断热桥和保温措施;③窗口外侧四周墙面,应进行保温处理;④门、窗框与墙体之间的缝隙,应采用高效保温材料填堵;⑤门、窗框四周与抹灰层之间的缝隙,宜采用保温材料和嵌缝密封膏密封,避免不同材料界面开裂,影响门、窗的热工性能;⑥采用全玻璃幕墙时,隔墙、楼板或梁与幕墙之间的间隙,应填充保温材料。
2合理的建筑空间设计
合理的空间设计是在充分满足建筑使用功能要求的前提下,对建筑空间进行合理分隔(平面分隔和竖向分隔),以改善室内保温、通风、采光等微气候条件,达到节能目的。
3选用建筑节能材料
合理选用建筑节能材料也是全面建筑节能的一个重要方面。建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能的原则。一方面,随着科技的发展,大量的新型高效材料不断被研制并应用到建筑设计中去,更好地起到节能效果。如新型保温材料、防水材料在墙体屋顶中的应用,达到了更好的保温防潮效果;新型透光隔热玻璃(如Low-E玻璃等)在门窗中的应用,起到了更好的透光隔热效果;采用可调节的铝材遮阳板,达到遮阳的目的。
【关键词】乡村绿色住宅；研究进展；概念；存在问题；发展建议
改革开放以来，我国进入城镇化快速发展时期。随着工业化及城市化，村镇的人居环境也得到了明显的提高和改善。截至2007年末，全国村镇人均住宅建筑面积达29.2m2。面对新农村建设中飞速发展的村镇建房与无限膨胀的建筑能耗及相关问题，如节地、环保、节能、节水、废物利用以及新能源的应用等，必须引起人们的高度重视。乡村住宅的可持续发展与城市住宅的可持续发展应摆在同等重要的位置，而绿色住宅必然成为乡村住宅建设和发展的主要趋势。
1.乡村绿色住宅的相关概念
1.1乡村住宅
乡村住宅，又称农村住宅或农舍。通常是指从事农业的农民以自然村为单位的住宅区和经过科学规划的乡镇住宅区，它体现了自身久远的历史演进过程、地缘地貌特征、地域风土以及住宅主人的生活和生产方式等。
1.2绿色住宅
2006年建设部颁发的《绿色建筑评价标准》对绿色建筑作出如下定义：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、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。
2.研究进展
2.1国外研究进展
国外对绿色建筑的探索和研究始于20世纪60年代，美籍意大利建筑师保罗・索勒瑞（Paolo Soleri）把生态学（ecology）和建筑学（architecture）两词合并，提出“生态建筑学”（arology）的新理念。1969年美国风景园林师麦克哈格（Ian L.McHarg）在其著作《设计结合自然》中，提出人、建筑、自然和社会应协调发展并探索了建造生态建筑的有效途径与设计方法，它标志着生态建筑理论的正式确立。
20世纪70年代德国开始进行生态建筑的研究，在建筑节能、节水、太阳能利用、生活污水处理、屋顶绿化等方面的研究和实践已使德国成为生态建筑和建筑新技术的展示地，开发的各种节能设备、技术已在建筑设计中广泛应用.
20世纪80年代中期，英国建筑师戴维・皮尔森（David Pearson）在其著作《自然住宅手册》（The Nature House Book）中明确了盖娅住区的3个设计原则：一是为星球和谐而设计；二是为精神和平而设计；三是为身体健康而设计。
1990年美国建筑师协会（AIA）以及美国环保署开展了一项“ERG计划”，考察建筑产品在其用于建筑之前和之后对环境的影响，它涉及从材料的制造、安装、使用，到它们在建筑被更新或废弃后的再利用，以及循环再生或抛弃这一全过程的评价。1991年，布兰达・威尔和罗伯特・威尔（Brenda a nd Robert Vale）合著的《绿色建筑学：为可持续发展而设计》中提出绿色建筑应具有6项原则，即：节约能源、设计结合气候、能源材料的循环利用、尊重用户、尊重基地环境、整体设计观。1993年，由美国国家公园出版社出版的《可持续设计指导原则》（Guiding Principles of Sustainable Design）一书提出了可持续建筑设计的目标和原则。1995年，美籍荷兰建筑师西姆・冯・德・莱恩（Sim Van der Ryn）和S・考袄（Stuart Cowan）合写了《生态设计》（Ecological Design）一书被誉为建筑学、景观学、城市学、技术学方面的一次革命性尝试，提出了5种设计原则和方法：设计成果来自然环境；生态开支应为评价标准；设计结合自然；公众参与设计；为自然增辉。
2.2国内研究进展
20世纪80年代顾孟潮就提出了“未来的世界是生态建筑学的时代”的观点，1994年5月，中国政府颁布了《中国21世纪议程――中国21世纪人口、环境与发展白皮书》，从我国的具体国情出发提出人口、经济、社会、资源与环境协调，可持续发展的总体战略。
2001年，建设部通过《绿色生态住宅小区建设要点与技术导则》首次明确提出了绿色生态小区的概念、内涵及技术导则；2001年开始实行《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》；2001年我国第1部生态住宅评估标准《中国生态住宅技术评估手册》出台，以可持续发展战略为指导，以节约资源、防污染、保护生态为主题，创造健康、舒适的居住环境，推进住宅产业的可持续发展。近年来我国专家就黄土高原生态居住区模式进行了深入的研究，完成了我国生态建筑又一突破性成果。另外，北方严寒地带节能研究，以及生态城市的规划、西北地区传统窑洞的改造、生态厕所、太阳房、掩土建筑、夏热冬冷地区的建筑节能等都显示了我国在生态建筑理论及实践上的不懈努力。
除此之外，2005年天津大学曲静的硕士学位论文《小城镇绿色住宅研究及示范工程设计》中列举了调研所得大量数据并对其进行了分析，总结了全国不同热工分区典型小城镇住宅建设存在的共性问题，还详细介绍了依据这些成果进行的该课题的示范工程设计（选址在贵阳市花溪区石板镇镇山村），并对我国绿色住宅的发展前景进行了展望。
3.存在的问题
虽然经济发展一定程度上带动了乡村住宅建设，但是城乡差距还是在不断加大。乡村绿色住宅发展受到种种问题的限制。
3.1缺乏正确的认识和理解
一是炒作概念。绿色住宅被作为一种房地产开发商的营销策略，借此概念炒作提升房子的层次和品味；二是绿色住宅不是当务之急，现阶段无法实现，需要很大的资金投入和技术支持；三是将绿色住宅等同于住宅加上绿化，片面地认为住宅周围绿化率高的就是绿色环保的；四是将绿色住宅等同于健康、无污染住宅；五是绿色住宅增加了造价和管理费用，代表着时尚和前卫，是一种高档的奢侈品，根本不适合在经济实力相对较差的农村建造。
3.2缺乏系统研究和设计
由于我国绿色住宅的系统研究不平衡，大多局限在比较发达的城市，缺乏对农村居住环境的系统研究。而且大部分研究都是从本专业角度出发，缺乏各专业间的合作和交流。而在具体设计过程中没有进行整体考虑，设计师更多的是在建筑设计过程基本完成后才去考虑绿化、围护结构节能和新材料的应用。单一地追求建筑节能或是绿化率的提高，并不意味着整体可持续性的提升。
3.3缺乏广泛实践
目前我国有关绿色住宅的研究大多都停留在绿色住宅设计的理论阶段，设计原则、理念以及策略方面，还有涉及了一些国外先进绿色建筑的经验介绍，缺乏实际工程实践模式，计算机模拟，环境效果的测试分析，针对乡村地区的工程实践研究则很少。
参考文献
[1]薛健，陆作兴.世界住宅[M].北京：中国建筑工业出版社，2003.
【关键词】农村住宅；低碳建筑；结构保温板建筑
【Abstract】Developing low carbon building is one of important ways to realize the target of carbon dioxide emission reduction in China in 2020. By discussing structural characteristics ， application value and the condition of the development in foreign countries of the new material of energy conservation――structural insulated panels，this paper analyzes the current situation and the energy consumption of the rural house in our country，then it points out the structural insulated panels’ prospect for the development and the promotion strategy in rural house of our country .At last， the paper puts forward the related problem which we must solve in future.
【Key words】rural house；low carbon building； building of structureal insulated panels
引 言
社会主义新农村建设作为我国在新时期的发展目标，涵盖了农民生产、生活的各个方面。农村住房建设无疑成为社会主义新农村建设中的重要内容[1]。近10年来，每年新建的农村住宅为6亿～7亿m2，占全国新建住宅总量的一半以上。农村居民采暖能源消耗量占到其建筑总能源消耗的52%左右，成为能源消费的主要负担，因此应将探求农村住宅的节能技术放在节能战略的重要位置[2]。
1、我国实施农村建筑低碳化的必要性
1.1 是实现建筑节能目标的需要
2009年12月的哥本哈根联合国气候大会使“低碳经济”成为世界发展的主流，在会上，我国向世界承诺，到2020年中国在2005年碳排放总量的基础上再下降40%～50%。而2010年我国农村居住面积约为250亿m2，占全国居住总面积的78.1%，农村建筑能耗占了全国建筑总能耗的37%（本文未注明出处的数据均来自历年中国统计年鉴）。随着我国新农村建设的不断深入，农村的住宅建设将会不断扩大，因此重视农村的住房建设，利用政策、经济、科技等途径，推动农村建筑向低碳建筑转型，对减少温室气体排放量，实现我国减排目标，推动低碳经济发展起到重要作用。
1.2 是解决农村建筑存在问题的需要
近年来，农村居民房屋翻新和新建以每年5%～12%的速度快速进行着，主要出现了以下问题：
1.2.1 资源浪费严重
住房建设需要消耗大量的建筑材料，如：水泥、钢筋、木材、砖瓦、沙石及其他装饰材料等。在技术不够发达的农村，为了满足住房的安全功能，许多人一味地增加结构的承载力，以提高其安全度。农村住宅85%以上是砖混结构，房屋保温性能差，且分散供暖，利用率低、热能损失大、能源浪费及环境污染严重，详见表1。
表1 单位墙体材料在生产阶段的环境影响情况[3-5]
1.2.2 不安全因素多，耐久性差
据部分凋查，农村住房未经正规、有资质人员进行结构设计的占97%以上，未经有资质的施工队施工的占99%以上。所建房屋很难满足使用功能、安全可靠性等质量要求，施工人员人员凭社会责任感自我约束来进行住房建筑，其质量及耐久性等各方面的要求很难得到保证。
1.2.3 人们“低碳”意识薄弱，经济条件限制
在思想认识上有很多人还不能够正确和充分的理解低碳建筑的概念及其宗旨，其次是经济条件所限，还不能够去真正地考虑低碳。对于绝大多数普通农民来说，“低碳”离他们的距离似乎还很远，并不富裕的农村老百姓只能把钱放在解决眼前迫切需要解决的问题上。
1.3 是发挥农村住宅低碳节能建筑作用的需要
由于我国农村人口多，建筑量大，所以推广节能技术的作用和效果更加明显。正如北京建委科技教育处处长刘小军所说：采用新型节能技术修建的房子虽然一次性投入大，但房子的保温、节能、抗震等性能好，再加上寿命长，一般50年左右才需翻新一次，节能和翻新节省的钱，很快就能让农民收回成本，并长久享受节能带来的好处[6]。因此，推广节能建筑可以降低房屋的运行成本，可以让农民直接得到实惠。
关 键 词:生态建筑研究现状存在问题对策
中图分类号： TU2 文献标识码： A
一、我国生态建筑设计的研究现状
在20世纪80年代顾孟潮就提出了“未来的世界是生态建筑学时代”的观点，1994年5月，国家颁布了《中国21世纪议程--中国21世纪人口、环境与发展》，从我国的具体国情出发提出人口、经济、社会、资源与环境协调、可持续发展的总体战略。1972年斯德哥尔摩联合国人类环境会议以后，我国环境保护运动日益扩大和深入，以追求人与自然和谐共处为目标的绿色革命蓬勃展开。1996年3月，中国国家环保局推出两大举措:一是实行污染物排放总量控制;二是实施“中国跨世纪绿色工程计划”，在九五期间重点治理淮河、海河、辽河等的污染。1996年国家自然科学基金委员会正式将“绿色建筑体系研究列为九五重点资助课题”，2000年我国又颁布了《建筑节能技术政策》。2001年建设部通过雄录色生态住宅小区建设要点与技术，明确提出了绿色生态小区的概念、内涵；开始实行《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》；我国第一部生态住宅评估标准《中国生态住宅技术评估手删》出台，目前又出台《中华人民共和国节约能源法》，以节约资源、防污染、保护生态为主题，创造健康、舒适的居住环境，推进住宅产业的可持续发展。特别在我国的第十二.五宏伟规划中，已不是什么“绿色工程计划 ”，大部分地区已经结合实际实现了生态建筑设计，从而形成了生态绿色建筑。从本质上讲，生态建筑设计是一种由生态伦理观、生态美学观共同驾驭的城市建筑发展观。现已是在实践中生态建筑设计的新思路。
二、目前生态建筑发展存在的问题
1、缺乏对生态建筑的正确理解
生态建筑的概念国内外学术界有许多不同的解释，但核心的内容是根据当地的自然环境，运用建筑学、生态学的基本原理，合理安排组织建筑与其他相关因素的关系，使建筑物与其周围环境成为一个有机的结合体，同时具有良好的室内气候条件和建筑物的自我调节能力，并具有节地、节水、节能、减少污染、延长建筑寿命、改善生态环境等优点。但是有人认为只要将建筑物周围加一些绿化就是生态建筑，在建筑物内部点缀一些植物就是生态建筑，建筑物单纯的节能就是生态建筑，还有人认为建筑的平面将来有重新划分的可能就是生态建筑等等。但这些观点只停留在生态建筑的表面，对生态建筑的理解是不全面的。
2、缺乏对农村生态建筑的系统研究
我国作为发展中国家生态建筑的系统研究不平衡，其中城乡的差别较大。目前各个学科研究的重点大多局限在比较发达的城市，缺乏对农村居住环境的系统研究，特别是东北地区。大部分的研究都从本学科(生态学、环境学、城市规划学、建筑学、农业建筑学、能源学)的专业角度出发，虽然研究的内容较为丰富，但是各个学科之间没有很好的结合起来进行深入的研究，特别是如何在特定地区将人居环境与植物环境工程结合起来是急待解决的课题。
3、缺乏生态建筑的广泛实践
目前，我国建筑界发表了许多关于生态建筑的论文，这些论文对于宣传可持续发展的思想、推动生态建筑的发展起到了一定的积极作用，但绝大多数的论文都停留在关于生态建筑设计的理论框架、设计原则及生态学理论对建筑学的指导、国外先进生态建筑的经验介绍，缺乏实际工程实践模式、计算机模拟、环境效果的测试分析等等。
三、生态建筑设计的发展思路与对策
1、贯彻以人为本的人文原则
国际建筑师联合会第十四次会议宣言指出:“经济规划、城市规划、城市设计和建筑设计应当是探索并满足人的各种需求”。满足人类生存和发展的需求，不仅是建筑发展的最终目标，而且是人类社会进步的根本动力。在未来建筑设计中，要充分认识和确定人的主体地位和人与自然的双向互动关系，强调把关心人、尊重人的宗旨具体体现在城市空间的创造中，以适应不同阶层、不同年龄、不同职业的市民的多样化需求。
2、善于因地制宜，尊重环境属性
根据生态学的进化论，生态建筑设计包含着资源的经济利用问题，其中首要的是土地的利用问题。今后城市的发展，势必在有限的土地资源内展开，为了节省有限的土地，必须建立高效的空间体系，如在地面上建立亲和大自然、充满人情味的低层高密度建筑;利用生态技术向地上空间要效益;充分开展城市地下空间的综合利用研究等，使城市地面、地下、空中连接为有机协调的立体网络。生态建筑设计强调与环境具有最佳关系，对环境破坏最小并充分发挥环境效益。与环境互选共生、共同增长是生态建筑设计的重要原因之一。例如“天下第一庄”--台儿庄古城，就是生态建筑的选择做到了充分利用原有的地形、地貌，与周围的环境特点以及当地的地理与气候特征相适应，从而达到了“因地制宜”目的。
3、增强使用者与自然环境的结合和协调。
建筑物作为联系使用者与自然环境的桥梁，应尽可能将自然的元素引入使用者身边，这也是生态原则的一个重要体现。人是在自然界活动中的基础上，必须与环境建立起一种新的结合和协调关系。从建筑设计到建筑建造、使用、报废的全过程中，生态建筑对环境的破坏影响最小。与以往建筑设计相同，生态建筑应致力于为人类提供品质最佳的空间和环境，即使建筑本身对环境污染很小，极为节能，但如果人们的各项活动无法在建筑空间中顺利展开，其空间的存在与人的功能需求格格不入，这样的建筑无疑是失败的。生态建筑的功能应更趋合理，空间更加宜人，更有助于使用者与自然环境间的交流。
4、增加“绿色”面积，保护生态平衡
生态建筑外部与自然相呼应，内部空间的设计也应绿色化，即通过精心的室内设计，将室外的绿色引入室内环境。绿色植物可以制造氧气，吸收各种有害气体、虑尘、调节湿度、温度、减少噪音等。生态建筑的兴起为绿化环境开辟了广阔天地。通过建筑设计，可以使室内空间室外化，运用绿化、水面等划分空间，这些设计手法在建筑创作上最为常见。如建筑物内的共享大厅、内庭院，在其上部加一个可调节的开启式屋顶，根据时间季节的变化，由计算机或人工控制，达到室内温湿度的调节，又可使室内外空间连成一体，从而推动生态建筑的发展和小康社会的全面建设。
结束语
生态化的思想是人类的取向和必然选择，城市和建筑设计的生态化是历史发展的必然趋势。一方面它契合了“可持续发展”的全球共识;另一面它为城市设计和建筑设计发展开辟了一条新途径。生态建筑理论的发展将导致建筑科学技术内容的极大丰富与建筑艺术创造的相应发展，推动整个建筑学不断向前发展。
参考文献：
1．1与自然环境和谐统一生态建筑一直关注的主题就是如何更好地解决建筑领域中人类所面临的环境与生态问题。如何使人类的建造活动更好地与周围的环境和谐统一起来，减少对区域环境的破坏，是生态建筑几十年来不断发展的方向。21世纪，社会、经济、自然协同发展成为各行各业共同致力达到的目标，人、社会、建筑、自然和谐共生与协同发展成为生态建筑学致力的目标，生态建筑的发展过程就是不断追求与自然环境和谐统一的过程。1．2舒适、美观生态建筑的本质特征之一就是要“以人为本”，其首先须满足人类自身生存和可持续发展的需要，其次要以人的健康、舒适为主要前提。生态建筑通过合理使用各种生态技术手段提高了室外环境的和谐度、室内环境的舒适度，使室内的空气质量、温度、湿度及声舒适度均提高了一个水平。由于生态技术包含了生态学的理念，它便具备了无害性、高效性及舒适性等生态特性，因而也产生了非凡的技术美、功能美以及环境美等美学特征。
2我国生态建筑的发展
2．1传统民居中的生态因子我国国土幅员辽阔，东西及南北地区气候差异很大，为了能更好的在当地的环境条件下生存下去，多年来各地的人们凭借自己的经验和智慧建造了形式结构多样的建筑。如北方的窑洞、福建的土楼、云贵川的吊脚楼和中原地区的天井民居等都是当地居民结合本地环境特点建造出来的特色原生态建筑，这些传统建筑均蕴含着丰富的生态因子。仅以窑洞为例，其生态因子至少包含以下几个方面，首先，其选址充分考虑人与自然和谐共生的理念，体现了中国古代”天人合一”的哲学思想；其次，施工非常方便，只需简单的工具由少量的人工即可开挖完成，经济成本低；再次，其建造选材非常环保，这种生土材料可以重复和循环使用，对环境造成的影响非常小；最后，窑洞在使用过程中具有很好节能性，在北方冬夏温差极大的情况下，具备冬暖夏凉的效果。2．2现代生态建筑的典型实践我国生态建筑实践从20世纪90年代开始，先后在北京、上海、广州、深圳、杭州、西安等城市广泛开展了大量的研究和实践，经过二十几年的探索，虽然与国外生态建筑的发展仍然存在差距，但是也积累了一些有益经验。其中，比较典型的有北京北潞春小区、上海生态建筑示范楼、广州汇景新城生态小区等。建成于1999年的北京北潞春小区因在能源节约、水处理及垃圾处理等方面的环保设计使其在建成后连续几年获得了国家生态住宅金牌奖。位于上海莘庄工业区的上海生态建筑示范楼是2003年上海市科委重大科技攻关项目的示范工程，项目实现了建筑理念创新、技术集成创新和研发模式创新，成为我国生态建筑技术产品后续研发实验平台和国内外合作交流平台。位于广州市天河区的广州汇景新城，充分利用其自然资源和人文资源，以整体生态理念创造宜人的人居环境，成为其重要的规划设计原则。正是这种生态设计理念，使小区自2000年建设以来获得了与生态相关的多个荣誉称号或奖项，其在小区规划设计、能源与环境、室内环境质量、小区水环境、材料与资源利用等方面均蕴藏和体现了生态建筑的因子。2．3相关规范与评估体系自生态建筑的概念被正式提出以来，生态建筑在世界各国都有了不同程度的发展，相继建立了一系列的评估评价体系或出台了相关的标准规范等。我国1994年审议通过了《中国21世纪议程》，该议程中专列一章对人类住区的可持续发展进行了详细规定，包括改善人类住区环境、促进建筑业可持续发展、建筑节能和提高住区能源利用效率等。2001年，作为我国生态建筑航标灯的《中国生态住宅技术评估手册》，并在3年里连续进行了三次完善、升级，分别从评估体系、评分标准和典型案列三个方面增强人们对生态建筑感性方面的认识，使生态住宅被越来越多的人熟知和认可。随后，又先后了《绿色建筑评价标准》、《中华人民共和国可再生能源法》、《民用建筑节能条列》、《“十二五”建筑节能专项规划》等多部与生态建筑相关的条例。虽然这一系列议程和条例的出台在一定程度上大大促进了我国生态建筑健康、规范的发展，但与英国、美国、日本、德国等生态建筑起步较早的国家相比较而言，都还有待进一步明确、细化和完善，有待加强可操作性。
3存在的主要问题
3．1生态建筑的概念认知不足虽然关于生态建筑、可持续发展建筑和绿色建筑的论文众多，但目前仍存在大量对这些概念缺乏全面认识的现象，这也限制了生态建筑快速健康的发展。当然，生态建筑本身是一新生事物，对这一概念国内外学术界亦存在着一些不同的表述，但其最核心的内容就是要尽量减少因建筑物的建造和日常运行而造成的对地球、对大自然的伤害。因此，生态建筑至少应涉及节地、节能、节约资源和原材料、减少废弃物、无毒、重复使用和循环使用等基本内容。当然要在一幢建筑物内完整、全面地达到上述目标是困难的，但至少应该向这些方面努力，这样才称得上生态建筑，否则只能成为一种赶时髦的招牌。冉茂宇在《现代汉语词典》关于生态建筑的解释基础上进行了进一步的完善，指出生态建筑是根据当地自然、社会和人文环境，借鉴生态学的原理和方法，同时结合建筑学及其相关学科的理论、技术和手段，规划、设计、建造、使用和管理的建筑，它与周围环境成为有机的整体，能够实现自然、建筑、人和社会的和谐统一，符合人类与自然环境共同持续发展的要求。3．2生态建筑的理论研究和实践不同步从20世纪90年代初，我国就开始了生态建筑的理论研究工作，相关著作和研究论文也陆续发表，这些对宣传可持续发展的生态思想及推进我国生态建筑项目的发展都起到了积极作用。但是，国内的生态实践项目虽开展了有些年，却主要还是集中在一些大城市或者依托一些重要事项进行建造，而且大多也仅作为示范项目，没有进行推广和普及，而在一些中等城市、小城市或者是农村除了一些传统民居外，很少看到现代生态建筑的影子。3．3生态建筑技术应用缺乏系统性采用高新技术建造的生态项目较多，生态建筑的实践也主要关注节能和技术集成方面，主要是一些新型材料和新技术的结合使用，缺乏与环境的统筹考虑，缺乏系统性的实践。关于生态建设的理论研究工作也以高技术和传统技术居多，缺乏适用技术方面的理论研究，这也是在实践过程中无法大面积开展生态建筑的原因之一。3．4生态建筑的制度和政策不够完善目前，我国并没有关于规范生态建筑的专门的法律和规范，已有的相关规定虽然在生态建筑发展的过程中都起到了一定的规范作用，但是因为都是针对某个具体领域进行的，而且这些法律规定除少数是专门针对建筑业规定外，其他都是在各领域的法律法规里进行的单列规定，不方便建筑专业人员进行参考。
4制约因素分析
【关键词】绿色建筑；特点；生态环境；改进措施
中图分类号：B845.65 文献标识码： A
绿色建筑作为现代社会生态城市、节约型城市、循环经济城市建设的重要影响存在要件,影响城市生态系统安全与功能稳定的组织结构,参与城市生态服务能力的效率变化,对提高生态人居系统健康质量起着重要作用。城市生态系统的高效存在与服务功能的稳定性是发展绿色建筑的核心基础,也是绿色建筑设计与建造技术应用的前提条件。
一、绿色建筑设计理念
绿色建筑作为新型的生态价值观，逐渐成为当今社会发展的重要原则，绿色建筑设计理念主要包括：节约能源、资源、回归自然等内容。节约能源，是在充分利用太阳能设备，使用节能采暖、空调或者建筑围护结构的同时，减少空调、采暖，在风冷系统利用中，根据自然通风相关原理结构，在正确运用当地气候总体布局以平面形式的同时，让建筑物充分利用夏季主导风向。
在建筑物材料、建造、建筑设计选择中，根据资源利用特点，在正确使用资源的同时，尽量节省资源。为了保障建筑物生机、活力，在建筑物外部和周边环境相融合的过程中，发挥动静结合、和谐一致的特点，逐渐保护生态自然环境。在绿色建筑物中，健康舒适的生活环境主要指：在建筑物施工设计中，尽量不采用对人体有害的装修材料、建筑材料，在建筑物内部湿度恰当、空气清新的过程中，让居民身心健康，感觉良好。
在绿色建筑建造过程中，建造特点主要表现在：在明确要求建筑物地理环境条件中，避免土壤中出现大量有害、有毒物质，在地下水资源纯净，地温适宜的过程中，地磁始终满足建筑物构造要求。在构造材料选购中，建筑物通常采用天然木材、竹材、树皮等相关材料，在严格检验处理的过程中，进一步保障建筑材料安全性。另外，绿色建筑还必须根据地理环境要求，配备对应的热水、采暖、发电或者风力发电设备，从而保障天然资源充分利用。
二、绿色建筑的特点
绿色建筑是指在建筑全生命周期中实现高效率地利用资源能源、土地、水资源、材料、太阳能等洁净可再生能源，最低限度地影响环境的建筑物。绿色建筑是指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、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。它具有以下特点：
1、绿色建筑全寿命周期性
绿色建筑的实现要求我们建造最低限度地影响环境的建筑物、最大限度地节约资源。这些要求使我们必须从规划、设计、施工、使用等方面综合考虑。在建筑规划、选址时就要考虑减少资源的消耗、与周围环境的和谐相处和对周围环境的保护；在施工过程中通过科学有效的管理和技术革新，最大限度地节约资源并减少对环境负面影响；在规划、设计和施工中要考虑建筑物的使用，将建造成本与使用成本和维修成本综合考虑。体现出绿色建筑的全寿命周期性。
2、绿色建筑的环保性
绿色建筑要求尽可能节约资源、保护环境、循环利用、降低污染。在设计和建造绿色建筑时，使用清洁的、可再生能源（太阳能、风能、水能、地热等）和简单应用高科技手段的、无污染的施工
技术，避免对自然环境的干扰。
3、绿色建筑的经济性
通过合理的设计和施工组织可以减少能源消耗、降低重复劳动、充分利用自然资源、降低全寿命周期成本，体现出绿色建筑的经济性。
4、绿色建筑的综合性
在绿色建筑的设计和施工中应从场地质量、环境影响、能源消耗、水资源消耗、材料与资源、室内环境质量等多方面着手，力求与周围环境的和谐，尽量少的破坏和恢复原有自然状态，充分利用可再生能源、节约材料消耗。这就需要加强新材料的研发、新技术的应用、绿色施工方案的评估、高效的施工管理等综合能力的提高。
三、我国绿色建筑目前存在的问题
1、缺乏对绿色建筑的正确理解
国内外学术界对绿色建筑的概念有许多不同的解释,但核心的内容是根据当地的自然环境,运用建筑学、生态学的基本原理,合理安排组织建筑与其他相关因素的关系,使建筑物与其周围环境成为一个有机的结合体,同时具有良好的室内气候条件和建筑物的自我调节能力,并具有节地、节水、节能、减少污染、延长建筑寿命、改善生态环境等优点。但是有人认为只要将建筑物周围加一些绿化就是绿色建筑,在建筑物内部点缀一些植物就是绿色建筑,建筑物单纯的节能就是绿色建筑;还有人认为建筑的平面将来有重新划分的可能就是生态建筑等等。这些观点只停留在绿色建筑的表面,对绿色建筑的理解是不全面的。
2、缺乏对农村绿色建筑的系统研究
我国作为发展中国家对绿色建筑的系统研究不平衡,其中城乡差别较大。目前各个学科研究的重点大多局限在比较发达的城市,缺乏对农村居住环境的系统研究。大部分的研究都从本学科(生态学、环境学、城市规划学、建筑学、农业建筑学、能源等)的专业角度出发,虽然研究的内容较为丰富,但是各个学科之间没有很好的结合起来进行深入的研究,特别是如何在特定地区将人居环境与植物环境工程结合起来是亟待解决的课题。
3、缺乏绿色建筑的广泛实践
目前,我国建筑界发表了许多关于绿色建筑、生态建筑的论文,这些论文对于宣传可持续发展的思想、推动绿色建筑、生态建筑的发展起到了一定的积极作用,但绝大多数的论文都停留在关于建筑设计的理论框架、设计原则及生态学理论对建筑学的指导,国外先进绿色、生态建筑的经验介绍,缺乏实际工程实践模式、计算机模拟、环境效果的测试分析。关于农村绿色建筑的深入理论研究较少,工程实践则更少。针对目前存在的问题,我们应采取以下主要措施:建立健全发展节能与绿色建筑的政策法规体系;完善节能与绿色建筑的技术标准支撑体系;建立有效的发展节能与绿色建筑的行政监管体系;加强国际交流与合作;加强发展节能与绿色建筑的培训宣传工作。
四、促进绿色建筑设计的改进措施
为了从根本上增强绿色建筑设计效益，必须将绿色建筑体系硬件、软件设施有机的联系起来，从建筑师实践经验以及可持续发展理论出发，保障绿色设计以及建筑创作技术。
1、绿色建筑节地节能设计
为了确保土地利用效益，从建筑角度来看，节能用地作为当前建房活动节省用地面积，让绿化面积不损失、少损失的重要手段，必须提高用地效率。例如：建设高层、多层建筑，减小建筑密度，增强建筑容积率，充分利用地下空间环境，提高城市容量；在城市居住区中，对后续发展保留发展余地，增强住宅用地集约面积，在完善绿化面积的过程中，不断推进住宅区生态环境建设；在乡村、城镇建设中，根据坡地、零散地特点，在因地制宜的过程中，保护自然生态环境，保障地方材料充分利用，让建筑在自然环境中相互融合，增强绿化面积使用效益。
另外，由于寒冷气团频繁侵袭，在和世界维度相比，我国寒冷的天气相对较长，供暖日相对较多；为了保障建筑温度，必须提高供暖设施，在优化冬季室温的同时，节省供暖能源。目前，我国建筑节约能源技术根据内容不同可以分成护墙、采暖、空调通风等，北方冬季一般通过集中供暖的方式，进行供暖。
2、绿色建筑设计节能环保材料以及高新技术应用
绿色建筑作为相互作用、协调的智能系统，建筑结构、外层材料是能源交换的主要界面，在自然能源转换、收集的过程中，必须有效防止能源流失；在具备气候调节能力的同时，保障气候环境始终处于稳定状态。在建筑材料选择中，结合材料性能，保障材料始终没有毒性物质释放。
室内环保材料主要指建筑物主体结构完工后，对建筑物内部墙面、地面、顶棚进行的装饰、美化处理所需要的建筑材料，在达到装饰的目的的同时，不断满足材料功能。室内建筑材料一般分为：地面、墙体、装饰线、紧固件、顶部、胶粘剂以及连接剂等类型。让装饰材料在绿色建筑中充分展现适用、经济、美观的作用，避免不环保材料释放的苯、甲醛以及苯系物对居民身体造成的不良影响。在建筑装修风格中，装修材料是室内环境的主要危害；因此，在装修时，必须选用符合环保指标以及国家标准的装修材料，充分展现绿色建筑设计的优势。
五、结束语
绿色建筑作为建筑行业发展的重要载体，是节约能源、减少建造工序以及使用能耗的重要方式，对增强使用舒适性，解决能源危机具有重要作用；因此，在实际工作中，必须努力贯彻设计理念，掌握设计要点，从根本上保障环境以及经济效益。
参考文献
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[3]刘健，王瑞。关于推动绿色建筑设计的思考[J].城市建设理论研究（电子版），2012（30）.
关键词：热环境；农村地区；调节策略；被动式
1 农村民居现状及存在的问题
随着经济的发展和人民生活水平的提高，随之提高的也有农村居民对生活质量及生存环境的要求，但是其中能耗问题是不可忽略的。根据资料显示，目前，我国农村住宅面积占全国建筑总面积的46.7%，能耗约占建筑总能耗的24.8%。热舒适差，资源能源浪费等问题普遍存在在缺乏节能环保意识的农村地区。
首先，大部分农村民居的建设缺乏科学规划和技术指导。由于农村民居停留在传统的粗放型建造模式上，没有经过合理规划，建筑的建造习惯一直沿用传统的方式，没有技术含量，导致占地面积大且零散分布，浪费了大量土地资源。
最后，在缺乏节能环保意识，受经济条件制约的农村对可再生能源的应用处于初级的阶段，可再生资源没有得到充分的利用。此外，农村存在大拆大建现象，进一步增加了资源能源的浪费。
2 农村民居建筑发展趋势
近年，人们比较集中研究民居建筑热环境技术设计检测上，集中在不同地域条件下如何实现传统民居的绿色可持续发展的问题上。本文重点是民居建筑热环境如何进行“被动式”设计。
为了营造室内热环境不同区域内的民居建筑各有独特的设计手法。运用“被动式”建筑设计方式，选择本地适宜的建筑材料，合理的组织空间布局，充分运用当地气候资源能源，建造出适合当地气候特色的民居。
在绿色环保节能方面，被动式调节方式比主动式调节方式有着的明显环境优势，但被动调节方式存在室温波动较大、调节的准确程度无法精确等缺点。针对这些问题，通过被动技术加以改造和完善，室内舒适度是可以满足居民需求的。本文重点研究民居建筑热环境如何进行“被动式”设计的问题。
3 民居建筑热环境调节手段
3.1 自然通风与建筑气密性
风压通风：比如穿堂风就是运用风压作用的自然通风手段。房间的迎洞口进风、背风洞口排风产生自然通风，强度主要与室外风速、通风口的朝向等因素有关。
热压通风：很多传统民居都运用天井来增强通风。由房间的下部洞口进风、上部洞口排风形成的自然通风，强度主要与室内外温差、室内余热量、上下通风口高差有关。
冬季，减少室内热量流向室外是建筑热环境调节的主要方法，而冷风渗透和门窗开启通风造成房间温度降低，热量损耗。因此，在北方寒冷地区为了减少能耗损失主要通过增加维护结构的气密性，降低自然通风量等手段。
在民居建筑成长过程中，对应不同地域的气候特征，形成的通风手段也各具特色。南方，民居院落的围护结构普遍通透，门窗宽大，如干栏式民居、雅安民居、丽江民居和江浙民居等，夏季开启门窗，利用穿堂风进行室内外热量传递，热量从室内向室外流动。北方寒冷地区的传统民居院落多封闭四周围合，门窗面积小，增加房间的密闭性，如藏族碉房和甘肃、青海、新疆等地的土坯房，冬季运用增加门窗的气密性减少室内热量的散失。
干栏式民居以竹、木为支撑结构，建成下层架空的阁楼，建筑四周通透，各个方向都可以形成自然通风。
雅安民居和丽江民居利用热压形成的自然通风原理，房门高大，上设通风椋，顶部建有通风阁楼。
江浙、皖南传统民居多依水而建，不封闭，开窗面积多并设有阁楼，同样运用热压作用将水面上的冷空气引入室内，增加空气流动使室内温度降低。
北京、山西、陕西关中等地的四合院民居院落封闭，是由建筑四面围合而成，院落内部形成稳定的气流，并且内外维护结构的开窗面积及尺寸不同，减少了风压作用，降低室内能耗的损失。
藏族碉房院落的护结构多为石墙，减少冷风入侵；房间低矮平整，降低受风面积，外墙很少开窗或开窗面积小，或减少冷风入侵导致室内温度降低。甘肃、青海和新疆等地的土坯房与藏族碉房相似，围护结构由土坯建成，有些外窗为双层窗。
3.2 建筑遮阳与太阳能利用
阳光通过窗户直接进入室内造成室内温度过高。所以，遮阳是防热最直接而有效的办法。民居建筑常见的遮阳措施如下表。
冬季，北方室外温度低，由于热传递作用导致室内热量流失从而造成房间温度下降，所以北方地区民居尽可能充分利用太阳能源。利用措施：通过调整建筑的朝向，增加接受太阳辐射的围护结构面积；在阳面外墙上设置面积较大的外窗，阴面不设外窗或减小窗户面积；为减少对太阳辐射的遮挡尽可能地调整屋檐的出挑尺度等。
南方民居建筑的屋檐一般都挑出比较长，减少太阳辐射造成的室内温度过高。当屋檐出挑长度增加到一定尺度形成缓冲过渡空间，遮阳效果更加明显，室内热环境受到外部环境的影响明显减少。
某地域的传统外窗上设置支撑式遮阳板和平开式遮阳外扇，夏天正午撑起遮阳板，形成水平遮阳；当平开式外扇打开时起到垂直遮阳的作用。冬季夜间，为了提高房间的保温性能，降低热量散失，此时遮阳板和遮阳外扇关闭形成双层外窗。
居民在院内种植花草树木。夏季植物枝叶既可以对太阳辐射形成遮挡，又可以运用自身的蒸腾作用在院内形成了小型的微气候环境。在北方冬季，植物叶子落下只剩枝杈减少对太阳辐射的遮挡，有利于建筑接受太阳辐射。
南方地区的传统民居中，为了降低传入室内的热量，通风屋顶多为阁楼形式，通风屋顶的顶面吸收太阳辐射热，通风间层通过自然通风形成的气流带走顶面吸收传递下来的热量，大大降低了传入室内的热量。
南方地区的院落尺度较小，建筑物高度相对较高，所以形成具有地域特色的空间?――天井，由于天井尺度小，所以建筑护结构因为四周建筑的相互遮挡受到太阳直射作用很小，既形成了缓冲空间又减少了太阳辐射。
3.3 维护结构的保温隔热
南方地区，为了改善传统民居建筑的室内环境舒适度，就要降低太阳辐射热的吸收，所以需要提高围护结构的表面换热系数。北方地区，室内温度比室外高，热量由室内向室外流失，所以通过增加外表面的太阳辐射吸热系数控制围护结构热量由内向外散失。
增大围护结构的传热热阻能有效地降低室内外的传热量，增加围护结构的蓄热性能，可以保持室内的热环境相对的稳定，降低其受室外环境波动的影响。
南方民居建筑为有利于围护结构散热，可增加坡屋顶的表面换热面积，前提是不增大太阳辐射接受面积。干热地区和寒冷地区都普遍采用厚重的具有良好蓄热能力或者导热性能差的材料作为护结构，室内热环境不会受到室外环境变化而产生较大的影响。
3.4 被动蒸发降温
在炎热地区，水蒸发吸收周围的热量，因此，液态水气化可以降低周围空气的温度。在南方多雨、多水的地区，传统民居建筑运用被动蒸发作用调节建筑热环境。因此，在南方许多民居依水而建，或在住宅旁、院落内人工创造水体。在炎热季节，水体蒸发需要热量，所以周围空气温度降低，建筑周围的环境温度也随之降低，所以室内环境温度得到了有效的调节，温度不会过高。
4 寒冷地区农村热环境调节手段
4.1 冬季保温策略
减少护结构的表面积；采用的围护结构材料需保温性能良好；建筑朝向多坐北朝南，增大接受太阳辐射的面积；在朝阳面的外墙上设置大面积的外窗，背阳面不设外窗或减小窗户面积，增加窗户之间的距离；提高建筑护结构气密性。
4.2 夏季隔热策略
建筑周围多种植绿化，并且需要有高有低，达到降温的目的；运用建筑外檐出挑的方式遮阳或者加建阳光间；护结构的建筑材料要隔热性能良好；注意建筑朝向与主导风向的关系。
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作者简介：朱赛鸿（1962―），男，河北承德人，博士，教授，研究方向：绿色建筑设计与技术，太阳能建筑与低能耗建筑等。
关键词：城市热岛效应，城市热环境，成因，控制
一、城市热岛效应
“城市热岛效应”也称“大气热污染现象”，是指城市市区气温高于郊区气温，高温城区处于低温郊区的包围之中，在用等温线表示的气温分布图上，形成内高外低的岛屿形式，故称为“城市热岛效应”。
城市热岛效应使城市年平均气温比郊区高出1 ℃以上，夏季城市局部地区的气温有时甚至比郊区高出6 ℃以上。在全球高速城市化的背景下，城市热岛已经成为影响城市环境的要素之一，对城市公共健康、空气质量、能源消耗等方面构成了严重威胁。
二、城市热岛效应成因分析
城市热岛效应的形成与许多因素有关，城市化是形成热岛现象的主要原因。
1、下垫面的变化
城市微气候的形成与城市人工构筑的下垫面有着密切的关系。由于城市与郊外的下垫面不同,形成各自的热环境和热平衡(图1、图2)。
图1 郊外的热平衡图2 城市内的热平衡
城市地表无机化，越来越多的地表被建筑物、混凝土和柏油所覆盖，绿地和水面的减少使蒸发作用减弱，大气得不到冷却；同时，这些人工构筑物热容量小,在相同太阳辐射条件下,比自然绿地、水面等升温快。
2、人工热源的影响
城市中大量的人为热排放也是产生热岛的重要原因。工厂生产、交通运输以及居民生活都需要燃烧各种燃料,每天都在负外排放大量的热量。
3、城市中的大气污染
城市中的机动车,工业生产以及居民生活所产生的氮氧化物、二氧化碳和粉尘待排放物,这些物质会吸收城市中人工构筑物的热辐射,产生温室效应,从而引起大气进一步温升。在城市热岛现象的影响下,城区气温比周围郊区的农村高,城市地区的热空气上升,并在高空向四周扩散,周围郊区的较冷空气流入城区,这样就形成城市特有的热岛环流。城郊工厂排出的污染物可随热岛环流由低空吹向城区,使城市污染物浓度升高,进一步增强了城市的热岛效应。
4、城市建筑物密度和负荷
高密度的建筑物增加了太阳辐射的直接吸收和太阳辐射反弹吸收, 城市中高层建筑物林立，影响风的自然流动，也是导致城市热岛效应的原因之一。
5、城市能耗
城市大量的能耗增加了表面大气的温度,也使热岛效应增强。特别是夏季高温天气下的建筑空调负荷大大增强了热岛效应，反过来，城市热岛效应又增加了空调能耗，形成恶性循环。
此外,城市建成率、几何形状、城市规模和城市地理位置也与热岛效应存在明显的相关关系。
三、城市热岛效应的控制
绿地和水面是有效缓解城市热岛效应，调节和改善城市微气候环境的最有效因素。环保专家认为,“热岛效应”80 %的因素归咎于绿地和湿地的减少，城市热量的排放因素只占20 % ，所以城市热岛效应的控制重点是绿地和湿地的建设。
1、大力推广城市立体绿化
植物对太阳辐射的吸收率高，透过率低；植物可通过蒸腾作用带走大量热量，提高空气湿度；特别是树木通过遮挡阳光可以大量减少辐射热。植物对太阳辐射的反射率一般为10 %～20 % ，对红外线的反射率高达70 %以上。研究表明,当一个区域的绿化覆盖率达到30%,热岛强度明显减弱;绿化覆盖率大于50%,热岛缓解现象极其明显。植物因为进行光合作用，可以产生良好的环境效益，这对缓解全球温室效应，补救臭氧层空洞都会起到非常重要的作用。
在城市绿化中应进行合理的乔灌草搭配,尤其是乡土树种的种植。应舍弃一味种植草坪和名贵树木的不合理做法。论文参考网。由于城市用地紧张，城市绿化中除了进行水平方向森林规划外，应向立体绿化方向发展。城市有大量的水泥或混凝土屋顶、墙体、立交和边坡，这些裸露表面为立体绿化提供了可能。发展立体绿化是缓解城市热岛效应的重要方法。
建筑物的屋面是建筑与大气接触的重要界面。而城市中屋面的面积占去了整个城市面积的50 % 左右。增加屋顶绿地覆盖面积,不仅可以降低空调能耗, 而且还能调节室外气温.具有减缓城市热岛效应的作用，生态效益显著。
2、保护自然湿地，努力构建人工湿地
水体热容量大，水分蒸发多，增温降温缓和，城市内水面的存在，可在一定程度上缓解城市热岛现象。城市化导致大量的城市农田、水塘、湖泊、内河、沼泽等湿地减少或消失，不透水混凝土建筑、道路和广场，使大量的降水直接通过排水网流失。湿地的减少或消失，天然降水的白白流失，致使城市失去了通过蒸发带走城市热量，降低热岛效应的机会以及水通过促进林木生长，间接降低热岛效应的可能性。要在大力保护原有湿地的基础上（包括城郊湿地的保护），在城市进行人工湿地的构建，这是降低热岛效应的有效方法。此外，积极改善不透水下垫面层，利用透水性材料（透水砖等），有资料表明透水性水泥混凝土路面可降低路面温度约5℃，所以，城区中透水性铺装与城市水体蒸发及绿化体系的蒸腾作用一样,对改善城市市区热环境及形成局地风都有明显作用。
3、构建合理的城市规划结构
注重城市建设的合理布局，在城市规划方面实施可持续发展战略。
城市热岛效应与城市规模有一定的相关性。有学者认为城市扩展是城市热岛效应形成的主要原因。人口高密度区同时也是建筑物高密度区和能量高消耗区，不可避免地形成高气温区。据研究, 10万人口的城市热岛效应可达0.32℃，100万人口的城市热岛效应可达0.91℃。因此，必须对城市规模进行规划，将城市的人口数量控制在一定范围之内。同时，要控制市区人口密度和建筑密度和高度，选择通气流畅的地形进行城市建设，因地制宜，对城市的各个功能区进行合理布局，加大空气流动空间，尽量使主干道与夏季盛行风的方向一致。
4、降低设备能耗，合理规划城市能源
通过改进能源消耗设备构件，更新能源使用方法，提高能源使用效率，减少能源损耗。将城区分散的、低效率的小热源控制起来，大力推广集中供热，以提高能源利用率；尽可能考虑集中空调方式, 以减少建筑物HVAC 系统向空气的排热。可以通过改进建筑空调技术、积极探索和推广新能源利于技术（如地源热泵技术）、大力开展建筑节能，还应制定相应的政策法规，推动节能措施的落实。
在经济合理、技术可行的情况下，可以适当利用绿色能源，如风能、太阳能、生物能、地热等。不仅节约能源，将一部分太阳能转换为其他形式能源，减少了辐射能中直接转换为热能的能量，即减少了太阳辐射对城市热岛现象的影响。
5、发展“生态隔热”建筑表皮
建筑节能技术通常使用白色或浅色处理建筑表面的“反射隔热”、增大建筑围护结构的热阻的“热阻隔热”、采用人工材料构造的遮阳设施遮挡太阳辐射的“遮阳隔热”等，都是将太阳辐射热直接转移到室外,在满足建筑室内热舒适与建筑节能的同时,却带来了城市热岛强度的增加。所以，目前我们应弱化热岛控制中推行反射饰面材料等常规手段，采用绿色植被、水体介质等具有生态要素的复合体,将其置于建筑表面构成生态建筑表皮,将吸收的太阳辐射热经过物理、生化反应之后，通过蒸腾作用以水分蒸发方式散热。这样，就可以降低建筑表皮对周围环境的太阳辐射反射和热量转移，从根本上改善了建筑外部的热环境，减弱了城市的热岛效应。
6、规范城市交通系统
提倡公共交通，控制私人小汽车数量，逐步用清洁液化气取代石油作为城市公交车和出租车的主燃料。目前，国外已研制出以电力作为机动车动力的新技术，这将对城市热岛及城市气候环境产生积极的影响。同时，对城市大量交通进行有层次的划分，对车辆进行分流，促进城市大量集聚的热量、温室气体以及悬浮颗粒物分散，减少尘罩作用，降低热岛效应。
四、研究现状与建议
1．热岛效应的研究现状
多年来，众多学者对城市热岛现象做了大量的研究工作。国内外不少学者根据观测资料分析指出了城市温度场及城市热岛强度的影响因素，并提出了城市热岛强度与某些因子的相关模式。论文参考网。不少学者对城市能量平衡中的一些物理过程进行了广泛的探讨，取得一些有益的成果。近几年来我国研究人员从城市的人口密度、绿地数量和分布、建成区面积、人为热、大气污染、地形等方面研究了城市热岛的范围、强度与这些因素之间的关系，也针对城市热场分布与土地利用、覆被之间关系进行了研究。
常规的城市热岛研究以监测为主，根据监测结果分析影响城市温度场及城市热岛强度的因素。常规监测方法采用线路观测和定点观测相结合，由于观测不可能同步进行，观测点位的密度不高，这种方法不能全面、同步地反映地面热辐射状况。而卫星热红外遥感技术能有效、全面地探测到下垫面的温度特征，周期性、动态地监测城市热环境变化趋势，是研究城市热岛效应的有效手段。常用的热红外遥感技术有气象卫星NOAA AVHRR、陆地卫星(Landsat)TM等。相比气象卫星NOAA AVHRR 地面分辨率(1 km ×1 km)，陆地卫星(Landsat) TM6 具有120 m ×120 m 的地面分辨率，对于要求精确分析的区域，TM6 是较好的选择。此外，日本九州大学城市与建筑环境实验室开发的城市热岛模拟软件――AU SSSM TOOL , 可对典型区域的热环境进行模拟，对城市的合理规划提供参考。论文参考网。
2．几点建议
首先，热岛效应的研究应从基础资料的调研、收集入手，实地监测城市不同地区热流方向及大小，对建筑气候小区进行划分。其次，在城市不同地区、不同建筑条件下，尤其是热岛现象显著地区建立监测站，进行测量，获得城市重点地区热岛现象的变化模式。这些实地监测数据对当地城市和建筑气候小区的数学模型的建立和修订是非常重要的。最后，根据实测数值，可以建立当地建筑和城市环境的能量平衡模型，包括建立模拟当地的城市气候小区、城市下垫面层、人工排热与热岛效应之间的有机联系模型。
五、结语
21世纪环境和能源问题影响着城市形态和人们的社会生活，热岛效应对城市热环境的影响亟待解决。通过对热岛效应的研究，把握城市热效应分布与城市发展的关系，对促进城市规划和生态环境建设，推进城市可持续发展，提高人居环境质量具有重要的意义。
参考文献
[1] 都市环境学教材编辑委员会(日).城市环境学.林荫超,译.北京:机械工业出版社,2005
[2] 刘加平.城市环境物理.西安交通大学出版社，1993
[3] 杨士弘.城市生态环境学.北京：科学出版社，2002
[4] 解修平,周 杰,张海龙,等.基于Landsat TM 的西安市城市热岛效应研究河北师范大学学报/ 自然科学版.2007,31(3)
[5] 彭少麟,周凯,叶有华,等.城市热岛效应研究进展[J].生态环境, 2005, 14(4):
关键词：生土；建筑材料；有色金属；节能；环保
随着建筑行业的不断壮大，可持续发展和低碳经济成为建筑材料领域的主题，生土建筑材料是未经焙烧，仅简单加工的原状土质材料[1]，生土建筑材料是一种绿色材料，具有低能耗、低排放、低污染的特点[2]。
1生土建筑材料的生态性能
实用性强：利用生土建筑材料进行建筑构造时，可以根据不同的地形条件进行调整，例如：针对平坦的地形建设地上、地下建筑，针对斜坡地形开挖窑洞等。技术简单：依靠生土建筑材料进行建筑施工时，对技术的要求很低，但是生土建筑材料所建造的建筑可以依山而建，也可以就地开挖洞穴和地坑，还可以用土坯和夯筑的建造方式。节能环保：拆除生土建筑后，可以将生土建筑材料作为肥料进行回收，同时，生土建筑材料还能作为一种新型的燃料。降低成本：生土建筑材料所建造的建筑，其建筑造价仅为地面砖房的五分之一。热工性能好：生土建筑材料的导热系数小，并具有优良的热惰性，这两个性能决定了生土材料具有较好的隔热性。在炎热的夏季，生土建筑材料可以吸收热量，在寒冷的冬季，生土建筑外周也能有较好的保温效果。隔音防火：生土建筑材料优良的热工性能可以减轻外界气候对室内环境的影响，例如生土建筑材料可以隔音，同时还具有较强的防火性能。
2生土建筑材料多功能化的研究现状
2.1稳定型生土建筑材料
稳定型生土建筑材料是通过在生土材料中添加各种添加剂，以达到增加生土材料力学性和耐久性的目的。目前对于稳定型生土建筑材料的研究成果较多，根据添加剂的种类，可以分为传统胶凝材料、工业废料、天然纤维材料三大类。在利用传统胶凝材料作为添加剂方面：国外学者C．Jayasinghe等[3]通过掺入不少于6.0%的水泥改性当地红壤性土，结果表明可以显著的提高生土建筑材料的力学性能，尤其是抗压强度。国内学者尚建丽[4]采用水泥改性生土材料，试验证明改性后生土建筑材料的力学、耐候性和抗震性能都有大幅度提高。在利用工业废料作为添加剂方面：目前对于利用工业废料改良生土建筑材料的研究备受关注，如国外学者NurhayatDegirmenci[5]利用废料磷石膏和天然石膏改性生土砖，改性后生土砖的抗折强度、耐水性能以及干收缩性能都大幅提高。国内学者王琴[6]采用电厂废料脱硫石膏、粉煤灰、熟石灰等改性生土建筑材料，所研制的压制土坯砖抗压强度提高2～4倍，耐水性和耐候性能提升，体积收缩降低。在利用天然纤维材料作为添加剂方面：国外学者Acheza等[7]利用海藻、甜菜根和番茄根部的纤维开发的天然聚合剂对生土材料进行改性，可以显著提高生土建筑材料的强度和耐水性。国内学者[8]别利用麦秸、稻草和狗尾草作为加筋材料改性土坯，改性土坯抗压强度、抗剪强度和抗折强度等力学性能得到提高。
2.2温湿度响应型生土建筑材料
温湿度响应型生土建筑材料是通过在生土材料中添加与适宜建筑温湿度的相变材料和无机多孔材料，利用相变材料的吸放热性能和无机多孔材料的吸放湿性能，实现调整、控制室内环境温度和相对湿度，减小生土建筑墙体厚度，缓解房间潮湿，从而达到改善生土建筑室内舒适度，降低生土建筑能耗的目的。目前对于温湿度响应型生土建筑材料的研究正处于起步阶段，研究成果较少。在温度响应型生土建筑材料方面，国外研究机构Concordia大学建筑研究中心用49%的丁基硬脂酸盐和48%的丁基棕榈酸盐的混合物作相变材料，采用掺混法与灰泥砂浆混合，然后再按工艺要求制备出相变墙板[9]。在湿度响应型生土建筑材料方面，国内学者闫增峰通过对生土建筑材料物性参数测试，获得生土建筑材围护结构的等温平衡吸性能，揭示生土建筑材围护结构对室内湿环境的动态调节机制。建筑材料历经原始阶段，砖、石应用阶段和钢材、水泥应用阶段。砖、石应用阶段需要进行烧制以秦砖汉瓦为标志，其含一定数量的孔隙具有一定的吸放湿功能，但是覆盖的表面材料限制了功能的发挥。钢材、水泥应用阶段以钢筋混凝土为标志，其冰冷的表面使人们失去了可呼吸的生活空间。所以改性生土建筑材料，研究具有节能性能的温湿度响应型生土建筑材料不但是人们生活需要，也是建筑材料向生态性发展的必然要求。
2.3空气净化型生土建筑材料
空气净化型生土建筑材料是通过在生土材料中添加光催化材料（如TiO2），利用光催化材料自身具有的“低温深度氧化能力”净化生土建筑室内空气污染物，实现功能材料与生土材料相结合，提高建筑材料的热导率，增加建筑系统的热物性，去除室内空气污染物，从而达到改善室内空气品质，降低生土建筑能耗的目的。目前对于空气净化型生土建筑材料的研究尚未起步，主要是由于过去生土建筑材料多用于经济较为落后地区的农村住宅，其室内装饰装修极为简单不存在室内环境污染问题。近年来，在党的富民政策的指导下，我国农民生活水平日益得到改善，城市居民的住宅装饰装修热潮也逐步波及到了农村，“把房屋装饰一新过大年”成为农民消费的新时尚。但是，由于大多数农民文化水平偏低，建材消费经验缺乏，室内环境污染防护意识不强，发生在城市里的建筑、装饰装修和家具污染问题已经在农村蔓延，给刚刚富裕的农民造成了经济的损失和身心的伤害。近年来，国内外学者在降低建筑能耗和改善室内空气品质方面分别取得了一系列进展，并且提出了一系列改善措施，但是也出现了矛盾，具体表现为建筑节能设计往往以恶化室内空气品质为代价，导致建筑相关疾病和病态建筑综合症；而在提高室内空气品质的同时，往往造成室内能源的损失，所以迫切寻求具有节能、环保功能的建筑内表面材料。
3结语
基于对生土建筑材料的生态性能进行了综述，提出了生土建筑材料多功能化研究思路和方向。结果表明，随着建筑材料和农村住宅装饰装修热潮的发展，对于生土建筑材料多功能化不仅仅局限于提高生土建筑材料强度和耐久性能，而且拓展到降低生土建筑建筑能耗和改善生土建筑室内空气品质，使生土建筑/金属材料具有节能、环保性能，实现生土建筑材料的功能化、生态化和无害化发展。
作者:陈伟 单位:中冶宝钢技术服务有限公司
参考文献:
[1]王军,吕东军.走向生土建筑的未来[J].西安建筑科技大学学报:自然科学版,2001,33（2）:147-151.
[2]刘俊霞,张磊,杨久俊.生土材料国内外研究进展[J].材料导报,2012,26（12）:14-17.
[4]尚建丽,刘加平,赵西平.低能耗夯实粗粒土建筑特性的试验研究[J].西安建筑科技大学学报:自然科学版,2003,35(4):325-328．
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