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1、建筑与可持续发展,BUILDING & SUSTAINABLE DEVELOPMENT,可持续建筑产生的背景,BACKGROUND OF THE IMERGING OF SUSTAINABLE BUILDING,传统建筑产业的环境影响,建筑产业是典型的立足于资源和能源大量消耗的产业。这表现在: 第一,作为最终产品的建筑物,比其他任何工业产品庞大; 第二,构成建筑物的钢材、水泥等建筑材料的生产犹如一个耗能集团; 第三,建筑物在竣工后的使用期间,需要空调、照明、供热,经常需要能源维持; 第四,建筑物拆除后会产生大量的废弃物,需要能源处理。,资源消耗中建筑所占份额,建筑产生的环境负担,据统计,在所有
2、的产业部门中,建筑业的物质输入量最为巨大,已超过整个经济系统物质输入量的40 %,1侵占农田耕地 2消耗大量环境资源，例如土地资源、木材资源、金属矿产资源等 3. 建筑生命周期形成的环境问题： 水污染与水资源危机 室内空气质量 能量消耗与全球气候升温 固体废物,建筑对环境资源的影响,建筑对环境资源的影响,什么是可持续建筑,WHAT IS SUSTAINABLE BUILDING,可持续发展,Development that meets the needs of the present without compromising the ability of future generations
3、to meet their own needs. -Dr Gro Harlem Brundtland, Our common future, 1987,可持续建筑的渊源,可持续建筑的渊源可以追溯到20世纪70年代的石油危机。这次危机引发了一场大规模的节约能源、提高能源利用效率和寻求替代能源的运动。,以后不久, 接拜而来的局部严峻缺水危机刺激了有意识地开发更多的水源；,室内空气质量不佳, 致病建筑综合症, 以及地下水污染等问题,迫使我们采取措施排除室内空气中的有毒成分, 重新考虑在园林和景观维护中所使用的化学制品 这一切都把可持续建筑推至的议事日程,可持续建筑,可持续建筑(Sustainable
4、 Building) 是Charles Kibert 博士1993 年提出的,旨在说明在达到可持续发展的进程中建筑业的责任 可持续发展建筑的含义 指以可持续发展观规划的建筑 内容包括从建筑材料、建筑物、城市区域规模大小等，到与这些有关的功能性、经济性、社会文化和生态因素。,可持续建筑,可持续建筑的理念 就是追求降低环境负荷，与环境相融合，且有利于居住者健康。 其目的在于： 减少能耗、节约用水、减少污染、保护环境、保护生态、保护健康、提高生产力、有益于子孙后代。,为实现可持续建筑，必须反映出不同区域的状态和重点，以及需要根据不同区域的特点建立不同的模型去执行。,中国:绿色建筑评价标准 (GBT5
5、03782006 ),绿色建筑: 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。,可持续建筑的原则,PRINCIPLE OF SUSTAINABLE BUILDING,资源消耗最低原则,即资源保护原则 资源再利用最多原则,即资源再利用原则 使用再生资源原则,即资源再生原则 保护自然环境原则,即保护自然原则 创建健康无毒环境原则,即无毒原则 追求质量原则,即质量原则,可持续建筑的设计原则,（OECD）:可持续建筑的原则,可持续建筑的定义由世界经济合作与发展组织（OECD）给出了下列四个原则和一
6、个评定要素。,美国(1993): 可持续建筑设计指导原则,其主要内容有: 1) 重视对设计地段的地方性、地域性的理解,延续地方场所的文化脉络; 2) 增强适用技术的公众意识,结合建筑功能要求,采用简单合适的技术;,其主要内容有: 3) 树立建筑材料蕴藏能量和循环使用的意识,在最大范围内使用可再生的地方性建筑材料,避免使用高蕴能量、破坏环境、产生废物以及带有放射性的建筑材料、构件;,美国(1993): 可持续建筑设计指导原则,其主要内容有: 4) 针对当地的气候条件,采用被动式能源策略,尽量应用可再生能源; 5) 完善建筑空间使用的灵活性,以便减少建筑体量,将建设所需的资源降至最少; 6) 减少
7、建造过程中对环境的损害,避免破坏环境、资源浪费以及建材浪费。,美国(1993): 可持续建筑设计指导原则,评价指标体系包括以下六大指标： 1）节地与室外环境； 2）节能与能源利用； 3）节水与水资源利用； 4）节材与材料资源利用; 5）室内环境质量； 6）运营管理（住宅建筑）、全生命周期综合性能（公共建筑）。,中国:绿色建筑评价标准 (GBT503782006 ),表3.2.4-1 划分绿色建筑等级的项数要求（住宅建筑）,注：根据住宅建筑所在地区、气候与建筑类型等特点，符合条件的一般项数可能会减少，表中对一般项数的要求可按比例调整。,中国:绿色建筑评价标准 (GBT503782006 ),中国
8、:绿色建筑评价标准 (GBT503782006 ),表3.2.4-2 划分绿色建筑等级的项数要求（公共建筑）,注：根据建筑所在地区、气候与建筑类型等特点，符合条件的项数可能会减少，表中对一般项数和优选项数的要求可按比例调整。,中国:绿色建筑评价标准 (GBT503782006 ),可持续建筑的设计,DESIGN OF SUSTAINABLE BUILDING,健康建筑的设计,健康建筑的设计,健康建筑的设计,绿色建筑的设计方法：,绿色建筑的设计方法：,绿色建筑的设计方法：,可持续建筑中的环境对策,ENVIRONMENTAL MEASURES IN SUSTAINABLE BUILDING,能源效
9、益,采用新型建筑墙体材料 新型节能建筑材料 利用废弃物作为建筑材料 提高建筑设备的能源效益 高效设备的选用 智能化管理系统 节能型用水照明设备 自然采光自然通风的设计 采用新能源: 风能、太阳能,室内空气质量,节能建筑,节能建筑,节能建筑,0能耗建筑,水资源保护,园林设计 喷灌系统 水景观设计 污水处理系统 中水回用 节水型设备的采用,项目:OBERLIN学院 (美国俄亥俄 洲)环境科学中心,*环境科学中心的基本建筑设计标准: 不排放污水 能产生比实际需要量更多的能源 不采用下列性质的材料: 致癌的、诱导有机体突变的物质、导致内分泌失调的物质 促进采用环境技术的能力,采用可持续增长或生产的产品
10、和原料 在进行园林工程设计，注重对生物多样性的保护 推动对评价建筑物生命周期完全成本的分析技术;推广建筑的生态学能力和对空间使用的注重 在设计和运行上真正满足教学法的要求 满足严格的完全成本核算的要求.,教学中心的基本状况:,1面积: 14,000平方英尺 2主要构成: 建筑主体： 1)主要功能区: 教室、环境科学系、娱乐中心、 2)二层的中庭通道（提供正式或非正会议或集会的场地） 3)950平方英尺的室内污水处理系统-“生命机器”（主要由一系列过滤池构成）,室外布置： 1)池塘：用于收集净化水，供建筑物循环使用 2)园林设计：恢复小型湿地和树林；花园和果园,用水和废水循环: 生物机器污水净化
11、设备 1)原理:模拟自然湿地 2)(过滤池)净化机理: 利用设计良好的水生生态系统(水生植物水藻蜗牛鱼类微生物)进行净化.-去除水中的细菌 3)污水循环使用: 将过滤池内处理的净化水,通过外置池塘将水返回建筑内盥洗室, 循环使用,室内空气质量,室内装修材料的选择 有害气体影响 自然通风设计 换气量和频率 环境质量的监测系统,绿色建筑技术手册设计:设计建造运行 , 第117页,建材对人体健康的影响,TSP（总悬浮微粒）： 指颗粒直径小于100微米（um），其中小于10um的危害大 甲醛： 来源：建筑人造板或黏合剂中挥发出来 用做室内装饰的胶合板、细木工板、中密度纤维板和刨花板等人造板材； 如贴壁
12、布、壁纸、化纤地毯、泡沫塑料、油漆和涂料等 用人造板制造的家具,建材对人体健康的影响,VOC（挥发性有机物） VOC是指沸点范围在50100到240260之间的化合物。VOC在施工中大量挥发，使用中缓慢释放 来源： 建筑涂料、墙面装饰材料和胶合剂 重金属铅 来源： 颜料、油漆和涂料的主要成分 氡气 是土壤及岩石中的铀、镭、钍等放射性元素的衰变产物 来源： 砖、混凝土、花岗岩 噪光： 来源：大面积的玻璃幕墙和白色瓷砖装饰外墙面,建材对人体健康的影响-甲醛,甲醛： 特征：甲醛是一种无色易溶的刺激性气体，可经呼吸道吸收，是室内污染的最大污染物。 危害： 长期接触低剂量甲醛可以引起慢性呼吸道疾病、女性
13、月经紊乱、妊娠综合症，引起新生儿体质降低、染色体异常 甲醛还有致畸、致癌作用。据流行病学调查，长期接触甲醛的人，可引起鼻腔、口腔、鼻咽、咽喉、皮肤和消化道的癌症。,甲醛 寿命：在一般正常装修的情况下 室内装修5个月后，甲醒的浓度可低于0.1mg/m； 装修7个月后可降至0.08mgm3以下。 日本的研究表明，室内甲醛的释放期一般为3至15年。,建材对人体健康的影响-甲醛,VOC（挥发性有机物） 危害 当居室中的VOC超过一定浓度时，在短时间内人们会感到头痛、恶心、呕吐、四肢乏力。 如不及时离开现场，会感到以上症状加剧，严重时会抽搐、昏迷，导致记忆力减退。 VOC伤害人的肝脏、肾脏、大脑和神经系
14、统甚至会导致人体血液出问题，患上白血病等其他严重的疾病。,建材对人体健康的影响-VOC,主要包括： 卤化物溶剂、芳香烃化合物（苯（C6H6）、甲苯、二甲苯、苯乙烯 ） 苯 危害：苯对造血系统造成危害，可致贫血、感染、皮下出血等。 长期低浓度暴露会伤害听力，导致头痛、头错、乏力、苍白、视力减退及平均功能失调问题。 皮肤反复接触导致红肿、干燥、起水疱，对人体有至癌作用，能发展为白血病，还影响生殖系统如出现月经不调等。 在长期严重暴露后还会有遗传影响。,建材对人体健康的影响-VOC,建材对人体健康的影响-VOC,甲苯 危害： 甲苯在反复暴露情况下如用鼻吸进会使大脑和肾受到永久损害。如母亲在怀孕期间受
15、到严重暴露，毒性可能会影响婴儿而产生缺陷。 皮肤接触二甲苯会产生干燥、皲裂和红肿。神经系统会受到损害。还会使肾和肝受到暂时性损伤 苯乙烯 危害： 皮肤反复接触苯乙烯可导致刺激性皮炎及中枢和周围神经功能障碍。,来源： 苯和甲苯常用作漆料的溶剂，还常用于建筑、装饰材料及人造板家具的溶剂、添加剂和粘合剂 苯乙烯主要用于制造一些绝缘材料及漆料的溶剂。 所有的液体清洁剂中都含有甲苯。 木着色剂、塑料管中也含有甲苯和二甲苯 寿命：3-6个月,建材对人体健康的影响-VOC,重金属铅 危害： 铅通过呼吸道进入人体的沉积率大约在40%左右，当它侵入人体后，约有90%95%会形成难溶性物质沉积于骨骼中。铅对于人体
16、内的大多数系统均有危害，特别是损伤骨髓造血系统、神经系统和肾脏。 血液铅含量达到较高水平时（大约80ug/dl）可以引起痉挛、昏迷甚至死亡。,建材对人体健康的影响铅,重金属铅 危害： 低含量的铅可以对中枢神经系统、肾脏和血细胞均有损害作用。 幼红细胞和血红蛋白过少性贫血是慢性低水平铅接触的主要临床表现。 慢性铅中毒还可引起高血压和肾脏损伤。,建材对人体健康的影响铅,室内空气中的铅来源 内墙涂料的助剂、水性涂料须加入一定量的防腐剂和防霉剂 含有汞、铜、铅、锡、砷等金属有机化合物的防腐防霉剂，具有较强的杀菌力，虽然其含量比较少，但其中有许多是半挥发性物质，其毒性不亚于发挥性有机物，有的毒性可能更大
17、，其挥发速度慢，对居室有长期慢性的作用，对人体也有较大的毒害。 室外污染源：被污染的土壤，携污染物的灰尘带入室内,建材对人体健康的影响铅,氡气 氡是由放射性元素镭衰变产生的自然界唯一的天然放射性惰性气体，它没有颜色，也没有任何气味。氡在空气中的氡原子的衰变产物被称为氡子体，为金属粒子 危害 对健康的危害主要有两个方面，即体内辐射和体外辐射。,建材对人体健康的影响-氡气,体内辐射主要来自于放射性辐射在空气中的衰变，从而形成的一种放射性物质氡及其子体 氡是自然界唯一的天然放射性气体，氡在作用于人体的同时会很快衰变成人体能吸收的核素，进入人体的呼吸系统造成辐射损伤，诱发肺癌。 体外辐射 主要是指天然
18、石材中的辐射体直接照射人体后产生一种生物效果，会对人体内的造血器官、神经系统、生殖系统和消化系统造成损伤,建材对人体健康的影响-氡气,常温下氡及子体在空气中能形成放射性气溶胶而污染空气，由于它无色无味，很容易被人们忽视，但它却容易被呼吸系统截留，并在局部区域不断累积。长期吸入高浓度氡最终可诱发肺癌。 氡对人体的辐射伤害占人体一生中所受到的全部辐射伤害的55%以上，其诱发肺癌的潜伏期大多都在15年以上，世界上有1/5的肺癌患者与氡有关。,建材对人体健康的影响-氡气,建筑材料（墙体和维护结构）,“烟囱”效应-大空间自然通风,“烟囱”效应-大空间自然通风,固体废弃物,建筑垃圾的“3R” 旧建筑的拆卸
19、与重新使用 建筑垃圾和淤泥的管理 建筑运行期间的废物管理,国外绿色建筑设计示例分析：,项目：美国纽约时代广场4号 （ FOUR TIMES SQUARE ） 投资：5亿美圆 建筑规模：48层，160万平方英尺 所处地段：纽约市 曼哈顿商业区 中心地段,绿色设计要点：,1.采光/照明 照明选用：LED信号系统、居住感应探头（探测室内是否有人，调节光度）、光纤 建筑外墙：玻璃幕墙，选用大面积透光性能好的玻璃（遮阴系数=03）,项目:能源资源中心,美国南加洲煤气公司,*项目概况: 1.面积: 44,572平方英尺, 2.主体设计 : 在拆掉原有建筑(建于1957年)的1/3面积后,增加12,572平
20、方英尺的两层楼 3.主要功能区: 办公室、展览厅 12间不同主题的会议室(空气质量、燃烧、气候控制、大型设备、新型居住建筑、饮食设备 、自然采光以及燃气汽车),*绿色建筑策略,能源策略: 美国EPA(环境保护局)的建筑能源之星: 比加洲规定的节能建筑规范的要求，节能45% 建筑围护结构(隔热材料、屋面涂层和低遮阴系数玻璃):增加R值（热阻值）,减少供热和空调的需求,资源保护,原建筑的2/3进行循环使用: 62%的拆卸材料用于新建筑 的建造用(拆卸和分拣材料 550吨,320吨回用) 项目所使用的材料,有80%为再生、回收、包含再生成分或可更新资源的材料.(例如:人行道、地面、墙体覆盖物、楼梯、
21、天花、建筑结构等) 水资源保护的举措:使用节水泵的同时,种植沙漠性植物和滴灌园林设计,照明需求:通过采用自然光(使用天窗、半透明玻璃幕墙)以及高效照明设备(T-8集成荧光灯泡、监测和感应系统),降低对电灯照明的需求(减少40%) HVAC系统:采用直接/间接蒸发制冷系统、干燥机组、吸收式制冷/供热机组、组合机组等 数值监测和逻辑系统: 持续调整设备,以满足最大能耗需求,室内空气质素 无毒的粘合剂、涂料、装饰材料等 采用CO2感应探头: 调整引入新风量,优化室内空气质量 跟进维护和监测,优化空气质量,成本-效益分析,再生建筑项目成本计算,比采用传统技术的用类建筑成本低 考虑再生建筑在设备拆除、分拣与运输、采用特殊的环境敏感材料和工艺等的花费,累计到建筑成本中后,仍然有较大的成本效益。,