邹晓峰 ZOU Xiao-feng
（河南省建设集团有限公司，郑州 450002）
（Henan Province Construction Group Co.，Ltd.，Zhengzhou 450002，China）
摘要： 我国正处于工业化、城镇化、信息化和农业现代化快速发展的历史时期，人口、资源、环境的压力日益凸显。建设绿色生态城区、加快发展绿色建筑，不仅是转变建筑业发展方式和城乡建设模式所面临的重大问题，也直接关系着群众的生活质量和切身利益。
Abstract： China is in the historical period of the rapid development of industrialization， urbanization， informatization and agricultural modernization， the pressure of population， resources and environment has become increasingly prominent. Building green ecological city and accelerating the development of green building not only is a major problem of changing the construction industry development way and urban and rural construction mode， but also is directly related to the quality of life and the vital interests of the masses.
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关键词 ： 生态建筑；建筑节能；可持续发展
Key words： ecological architecture；building energy saving；sustainable development
中图分类号：TU201.5 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）18-0100-03
作者简介：邹晓峰（1971-），男，上海人，高级工程师，本科，研究方向为工程经济。
0 引言
在城市化急剧推进的今天，“生态建筑”作为一个概念越来越多地被引入到城市的规划、设计中去。自工业革命以后，科学技术迅速发展，促使生产力水平不断提高，人类社会空前繁荣。由于人类在发展过程中片面的看重经济效益，而牺牲了一大部分自然资源，导致部分自然资源遭受到毁灭性的破坏，生存环境逐渐恶化，人口剧增、土地沙化、自然灾害连连不断、温室效应、淡水资源日渐枯竭，人类生存和社会的可持续发展面临严峻考验。
为了实现节能降耗，规避生存危机，1992年联合国环境与发展大会提出了可持续发展理念，提倡人类发展与自然和谐共生。绿色建筑就是要利用低成本高技术的绿色建筑适用技术、材料、工艺和设备等，提高资源利用效率，合理改善建筑功能和舒适性，减小对生态环境的伤害。
1 生态建筑的基本概念
1.1 生态建筑的内涵 生态建筑不是仅有绿化的建筑。生态建筑实际上是在节水、节地、节能、节材、环保等方面，从设计到运营都执行更严格的节能指标，获得一种高效、低耗、无废、无污、生态平衡的建筑环境，使人住得更舒适健康。
1.2 生态建筑的表现形式
①建筑节能。生态建筑必须关注“低碳”效益。应该将清洁无污染的可再生能源更多的运用到建筑通风、采光、取暖等方面，以实现节能减排。
②建筑污染防止。治污观念不仅在生产、生活过程中，也在建设到营运、维护过程中。
③建筑资源再利用。体现在生态材料的出现和利用。
2 生态建筑常用设计方法
①充分利用自然条件，如气候条件、水文地质条件；
②尽量多采用自然通风、自然采光的设计；
③注重对太阳能、风能等可再生能源的利用，以降低建筑能耗；
④重视对建筑材料等资源的循环使用；
⑤尽可能多的使用本地材料；
⑥加强建筑外围护结构的保温隔热性能；
⑦采用热回收设计；
⑧使用高性能玻璃设计采光和遮阳系统。
3 我国绿色生态建筑的现状
目前，绿色地产最大发展的阻碍在于：其建造成本较高，且市场认可度不高。但要指出，这并不是行业发展的制约因素，而是成长中的“烦恼”。目前成本较高主要原因仍是行业处于发展初期，需求较小，未形成规模经济。有专家认为，发展绿色地产最大的困难仍然是成本问题，根据我们统计，以相同的地段计算，采用绿色建筑的项目售价较周边普通项目价格要高20%~30%，所以这些项目只能走高端路线。但与此同时，消费者对于绿色地产的认同度不高，愿意为其支付溢价的意愿很低，这意味着绿色地产所带来的成本上涨难免对企业利润造成侵蚀。根据中国建筑科学研究院的数据，目前普通建筑的建安成本在3000元/m2，要达到住建部绿色建筑标准三星级的要求，建筑成本1平方米大约增加350元，如果要达到更高标准，建筑成本还将进一步提升。
4 绿色生态建筑的前景展望
4.1 发展前景之一：民众可以感知的绿色建筑。现阶段，我国绿色建筑的发展已经到了一个瓶颈期，下步工作的关键是大众化和普及化，让人民群众知道什么是绿色建筑，以及绿色建筑会带来什么好处等等。普及绿色建筑有很多创新的办法：
一是开发推广让人民群众能够认知、熟悉、监测、评价绿色建筑的手机软件，不仅普及绿色建筑知识，而且也可藉此来激发住宅需求者和拥有者的行为节能。
二是要把宣传推广的着重点放在绿色建筑给人民群众会带来的实际利益方面上，比如节能减排的经济性。经过测算，绿色建筑的新增成本，3~7年内就能够收回，按照建筑寿命50年计算，居住者和拥有者平均可以享有45年的净得利期。更重要的是，绿色建筑会给居住者带来善待环境、健康舒适等心理生理价值认可。
三是绿色建筑在设计中注重性能的可视性。随着IT技术的发展，可以将绿色建筑设计可视化和可比化。试想，未来每天一打开手机，一起床或者一出门就在社区一个小电子屏幕上看到我家绿色建筑的节能、节水、雨水利用、空气质量是处在同类建筑的第几位，有哪些改进余地。研究表明，仅仅是由于节能、节水的可视性，就可以将节约程度提升15%以上。
四是绿色建筑的物业管理将成为一个新兴的庞大产业。这个新兴产业着重于建筑的可再生能源利用、雨水收集、中水回用、垃圾分类回用等方面。
4.2 发展前景之二：互联网与绿色建筑相融合的“互联网+绿色建筑” 一是设计互联网化。目前，我国引进或自主研发的建筑节能软件数量庞杂，但缺少将其整合的云计算平台软件。今后不仅要注重利用云平台进行整合，同时要在建筑新部件、绿色建材、新型材料、新工艺、管理营运新模式等方面大量应用数据化和网络化新技术。
二是新部品、新部件、绿色建材、新型材料、新工艺互联网化。通过互联网，设计师们可以方便地找到各种各样符合当地气候条件或国家标准的新材料、新工艺和新技术，当前新型建筑材料已经到了一个革命性的发展新阶段。几乎每天都有多种新型建筑材料涌现出来，许多新型的建筑材料不仅安全性、防腐性、隔热性非常优异，还能够吸附有害的气体，甚至够释放出有益于人们身体健康的气体。这些新材料通过互联网可以迅速地在建筑中得到应用。仅新型玻璃一项就处于革命的前端，不仅种类繁多，而且性能优异，能实现高强度、隔热、保温、自动调节光线、冬季与夏季性能反差等等，甚至有些玻璃还可以产能、储能。
三是标识管理互联网化。中国城科会将在本届大会之后的两个月之内推出绿色建筑标识申请咨询监测评估的网络系统，而且提供免费软件，实现标识申请评估管理咨询监管网上一体化和便捷化，能进一步降低绿色建筑咨询评估成本。
四是施工互联网化。类似于日本丰田公司发明的敏捷生产系统(Just in time)，未来的建绿色建筑施工就像建造汽车那样实现产业化，整个过程由互联网进行严格监管，各部件、部品生产商与物流系统、施工现场、监理等“无缝”联结，使整个系统达到零库存、低污染、高质量和低成本，这是绿色建筑施工必然要发展的方向。
五是运营互联网化。首先要引进物联网的概念，即只要安装了相应的传感器，通过个人的智能手机就可方便地实现建筑的节能、节水或家电的遥控。
4.3 发展前景之三：建造更加生态友好、更人性化的绿色建筑。诺贝尔奖得主Richard Smalley逝世前曾列出了人类未来50年所面临的十大挑战问题。按照重要程度进行排序，首先是能源，第二是水，第三是食品，第四是环境，第五是贫穷，第六是恐怖主义，第七是战争，第八是疾病，第九是教育，最后是民主与人口。如果把绿色建筑做到更加人性化和更加环保，创造出Aquaponics循环模式，就可以全部或者部分地解决上述问题。
总之在未来发展进程中，首先要把绿色建筑设计互联网化，由用户与设计师合作来精心设计自己的家园。然后通过众多软件(例如BIM)，实现对绿色建筑的设计、施工、调试、运行全过程的监督和用户参与。这还远不够，未来我们需要更多的像BIM这样的系统，更全面、更精细化、也更加开源的软件，而且这些软件的普及应用可以实现不同气候区、不同条件下的绿色建筑自适应调节。总之，不久将来每个用户都通过手机终端就可以显示所处环境的空气质量和遥控住宅的性能。而且不久将来国家绿建中心可利用该系统加物联网、大数据等技术手段定期为用户提供分析、诊断、反馈、改进等服务信息，这在物联网时代已不是梦想，而且成本可以做到很低。
5 生态建筑的设计案例
结合我国绿色生态建筑的现状和前景展望，笔者将在下文中以上海生态建筑示范楼为例，具体介绍如何将生态建筑设计方法应用到实践项目当中：
上海生态建筑示范楼是上海市科委“生态建筑关键技术研究及系统集成”重大科研攻关项目其中的一个研究成果。由上海市建筑科学研究院会同上海建筑相关领域12个交叉学科团队共同承建。上海建科院莘庄科技发展园区是生态示范楼的所在地。这座占地1900m2的生态楼从2003年11月正式开工建设，历经十个月建成。该生态楼北三层，南两层，基本是北高南低的长方形楼梯，平面布局十分紧凑。而且，从北向南倾斜的中庭使三层楼形成了一个共享空间。中庭屋顶设计为开闭式玻璃天窗，开窗角度可大可小。生态建筑集成技术展厅位于一层东边的大厅，该展厅同时也作为生态建筑关键技术及产品研发的实验场地。办公区采用大小开间开敞式设计，分布于其他两个楼层。至于大型技术设备则全部安置在屋顶的架空层。
5.1 节能围护结构 基于生态示范楼设计要求、能耗指标及节能效果以模拟分析的方式对楼梯的能耗量进行测试，多设计几套能耗小的建筑围护方案，通过对比甄选出最经济、最合理可行的技术方案，即“多种复合墙体保温体系+双玻中空LOW—E窗+多种遮阳技术”。
外墙：东面复合外墙构造体系中采用混凝土空，ti，JJx砌块或伊通砂加气砌块做主墙体，用90混凝土空心小砌块做外挂墙，中空层用保温材料充填，使墙体既隔热又保温，同时能延长墙体使用年限，提高建筑热稳定性和改善建筑热舒适性。制作这种符合外墙无需粘土材料，因而不存在黏土墙所带有的裂缝、渗水、热桥等缺陷。
屋面：冷屋面由特殊的砖和反射材料制成，具有很高的太阳反射能力以及散热能力，可以使得建筑更加的凉爽，从而减低能耗，给居住者带来舒适的居住体验。从城市层面来讲，冷屋面帮助减轻城市的热岛效应，减少温室气体的排放量。2015绿色建筑的发展，将会更加关注冷屋面技术的应用。
门窗：我国普通建筑的门窗能耗非常高，保温隔热性能远不及发达国家的建筑水平。上海生态示范楼首创断热铝合金双玻中空LOW—E窗做外门窗，用具有自清洁功能的三玻安全LOW—E玻璃做天窗。此外，为了提高外窗的隔热保温功能，还特别使用充氩气中空LOW-E玻璃和阳光控制膜设计南向局部外窗。整体门窗设计可以减少47．8％的能耗。（表1、图3）
5.2 遮阳技术 密封窗和智能玻璃新型材料作为传统材料的升级，可以更好地解决自然环境的问题，更节能，更环保。绿色建筑使用的密封窗，通过在表面覆盖金属氧化物，在夏季阻挡太阳直射光线，在冬季保持室内温度，大大地降低了空调成本。现在已经被商业广泛应用的智能玻璃，又被称为电致变色玻璃，使用一点点的电，可以指控离子来控制玻璃反射光线的数量。在太阳热高峰时间变色，晚上则变回透明。白天室内纯自然采光区域面积高达80％、临界照度100Lx，这样既满足正常工作的需要，还减少了30％的能耗，经济又舒适。
5.3 斜屋顶架空遮阳 在日照强烈的高温天气，设有太阳能板的斜屋顶架空层能对外界的强光进行有效缓冲，同时可以促进空气对流，有效降低屋顶温度。
5.4 生态中庭与绿化 在一些项目中，只要对建筑的设计方案稍作调整，就可以很好地利用天然光，实现空气对流，节省能源，使居住者受益。通过菲律宾的城市及商业区的建筑和公寓的设计不难发现，DMCI房屋的Lumiventt技术已经成为了绿色建筑一大走势。lumen意指自然光，ventus指风，这种技术提倡在建筑两侧每五层设计一个三层高的花园中庭，按照气体流动的基本原则，将其设计成一个透气的建筑。
上海生态示范楼同样有屋顶花园的设计，除此以外还设计了一个超大面积的景观水池。这样一来，屋顶花园、室外绿化、景观水池，三者巧妙地构成了生物气候缓冲带，不仅能减小噪音、净化室内外空气环境，还能防晒和保护屋顶，对调节建筑微环境进行有效调节。
5.5 雨洪管理 雨洪管理主要通过景观系统进行管理，植物在雨洪管理系统中发挥了重要的作用。无论是生长在容器里，还是长条形的地带里(主要指绿化带)，或者是绿色的屋顶上的植物，都可以帮助吸收雨水并在流经植物或者土壤渗透的过程中得到净化。除此之外，植物还具有净化空气，提高空气质量的作用。
5.6 对能源与资源的利用 上海生态示范楼比较重视对太阳能等可再生资源的利用。楼体斜屋面设有可转化与利用太阳光热能源的太阳能真空管集热器（150m2）和多晶硅太阳能光电板（5m2）。
另外，中水回用与绿色建材示范楼污水源为生态示范楼全部建筑污水、幕墙检测中心实验用冲淋水及雨水。雨污水ICAST回用处理系统的处理水量为20m3/d，该系统主要装置包括调节池、ICAST反应池、二沉池、中间池、过滤柱及消毒池，回用系统由管道、水泵及喷嘴等组成。建筑雨污水经调节池处理后进入ICAST池生化处理并由过滤消毒后的出水可用于生态建筑楼顶平台浇灌绿化、景观水池用水、清洁道路等。示范楼建筑主体为钢筋混凝土结构，工程材料中3R材料使用率达N80％，装饰装修材料也全部采用环保低毒产品及防霉、抗菌、吸声等环保功能材料。
6 结论
通过上海市生态建筑的设计案例的分析可以看出，在当前人口剧增、土地严重沙化、自然灾害频发、温室效应、淡水资源的日渐枯竭等人类生存危机急剧恶化的情况下，发展绿色建筑确实有助于节约能源资源、降低生态消耗，改善生态环境，而且建筑结构也能够满足大众需求，很好地兼顾了社会效益和经济效益。未来的绿色建筑要拥抱互联网，把最新的虚拟空间技术与精心设计的建筑实体空间紧密地结合起来。同时，绿色建筑要走出设计室，重视大众创新。这样就能够全面实现节能、节水、节材，降低温室气体排放，并全面地提升绿色建筑的质量。由于在这个过程中增加了民众参与、互动和可视化因素，也就使得绿色建筑更加生态和人性化。
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