现代建筑技术的发展.pptx

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1、第一节第一节 生态建筑生态建筑一、生态建筑的产生一、生态建筑的产生 生态建筑产生的背景：2020世世纪5050年代到年代到6060年代，年代，在世界在世界发达国家，大气、水、食物等被达国家，大气、水、食物等被污染，造成了各种染，造成了各种社会公害，直接威社会公害，直接威胁到人到人们的生存和健康，成的生存和健康，成为当当时人人们极度关注的重大社会极度关注的重大社会问题。这些些问题表面上看有些是人的表面上看有些是人的问题，有些是，有些是环境境问题，实质上都可上都可归结为人与人与人与人与环环境的关境的关境的关境的关系系系系问题问题。众多学科在众多学科在这一一时期期纷纷与生与生态学学结合，力合，力图用

2、用生生态学原理从各自学科的角度去解决学原理从各自学科的角度去解决环境境污染和生染和生态破坏破坏问题。因此，很多交叉学科如。因此，很多交叉学科如农业生生态学、人口生学、人口生态学、学、工工业生生态学、学、资源生源生态学等学等应运而生。运而生。第1页/共47页 20世纪60年代，意大利建筑规划师保罗索勒(PaoloSoleri)首次把生态学(Ecological)和建筑(Architecture)相结合，将Ecology与Architecture两词合并为“Arcology”，从而开创了一门新兴的边缘学科生态建筑学。从生态学的角度看，建筑的本质是人类为了自身的生存和发展所做出的对外界环境的一种适应

3、或改造。每一栋建筑都是平衡了基地、气候、社会文化、经济技术等因素而建造起来的，因此，既对环境有一定影响，又对环境有一定的适应性，只是这种影响和适应程度不同而已。建筑与生物体一样，它们有各自不同的生态位，现实现实中不可能存在万能的建筑中不可能存在万能的建筑，每一栋建筑都只能在几个特定的方面满足人们的需要。第一节第一节 生态建筑生态建筑第2页/共47页 梦幻前卫的生态岛第一节第一节 生态建筑生态建筑第3页/共47页二、生态建筑的概念1、生态学知识1869年德国生物学家赫克尔提出：生态学是研究有机体极其环境之间相互关系的科学。生态平衡：生态交流具有自动调节恢复稳定状态的能力，达到能量流动和物质流动的

4、动态平衡。第一节第一节 生态建筑生态建筑第4页/共47页2、生态建筑与生态建筑技术（1）生态建筑：将生态学原理运用到建筑设计中而产生的建筑。建筑师将建筑视为一个生态系统，通过设计组织建筑内外空间的各种因素，使物质能源在建筑生态系统内部有序地循环使用，并获得一种高效、低耗、少废、少污染且生态平衡的建筑环境。（2）生态建筑技术：以生态学方法为平台，综合运用建筑物理、材料科学、建筑设计、气候学等学科知识，在吸收现代高新技术的基础上，形成的一门建筑工程技术。第一节第一节 生态建筑生态建筑第5页/共47页三、生态建筑设计原则1、尊重自然:尊重自然，保护自然，尽量小的对原始自然环境进行变动。2、整体优先的

5、原则:局部利益服从只能个体利益，优先长远、持续性的利益。3、经济性原则:减少使用、回收、重复使用和使用可再生资源。4、乡土化原则:延续地方文化和名俗，充分利用当地材料，结合地域气候、地形地貌。5、安全性原则:防火，防灾。6、方便性原则:住区环境对居民提供便利性的服务。7、舒适性原则:舒适的生活环境。8、过程性原则:考虑适应环境不断变动的环境管理问题。第一节第一节 生态建筑生态建筑第6页/共47页四、可持续发展思想 既满足当代人的需求又不危机后代人满足其需求的发展。可持续发展的核心思想是使经济、社会、人口、资源、环境相互协调地、持续不断地发展，把发展的负面效应和代价减到最低程度，使地球的资源和环

6、境不致遭到严重破坏，既达到发展经济的目的，又保护人类赖以生存的自然那资源和环境。第一节第一节 生态建筑生态建筑第7页/共47页五、生态建筑实践1、新加坡展览塔楼（Editt Tower）杨经文 设计中融入了许多新构思和环境处理手法，更进一步揭示了杨经文的生态设计原则。立面设计插入凹进的平台空间和向室内开敞的空中庭园。出挑的遮阳板和斜坡道通向各楼层，以实现摩天大楼竖向空间的自然过度。选择最适宜的植物重建了原有的生态系统，绿色植物沿坡道攀沿，跨越纵向空间，整个建筑底部街道到楼顶花园都披上绿装。通过植物调节气候，通过活动的遮阳板以及和主导风向平行的风墙把凉风引入空中庭院和室内空间，而使空调使用降至最

7、小程度。太阳能光电系统使用减少了对城市电网的依赖。第一节第一节 生态建筑生态建筑第8页/共47页第一节第一节 生态建筑生态建筑第9页/共47页第一节第一节 生态建筑生态建筑第10页/共47页第一节第一节 生态建筑生态建筑第11页/共47页第一节第一节 生态建筑生态建筑第12页/共47页杨经文在热带高层建筑设计中运用生物气候学所采用的理论和方法大体上有下列几个方面：1、在高层建筑的表面和中间的开敞空间中进行绿化。他认为建筑物用大量植物覆盖不仅能减少所在地区的热导效应，还能产生氧气和吸收二氧化碳几一氧化碳。2、沿高层建筑的外面设置了不同凹入深度的过渡空间。它可以是遮荫的凹空间（广场大厦、吉隆坡、1

8、986），凹阳台（包斯泰德大厦），凹入较大的绿化平台（梅拉纳商厦、雪莱俄、1992）。这种手法不仅丰富了呆板的建筑外表，并且在阴影区提供了开窗的客观可能性，阳台和大平台创造了让人们可以在高层建筑的上部走到室外，直接地接触室外环境。这可以说是在更高的程度上满足了人们的生理需求。3、在屋顶上设置固定的遮阳格片。设计中根据太阳从东到西各季节运动的轨迹，将格片做成不同的角度，以控制不同季节和时间阳光进入的多少。在屋顶上有了这样一个遮阳格片后，使得屋面空间成为很好的活动空间，如设置游泳池和绿化休息平台，同时由于层面减少暴晒，有利于节能。4、创造通风条件加强室内空气流动，降低有日晒引起的升温。对于不设中央

9、空调的建筑物来说，利用自然风能带走热气，可明显的改进居住环境和节省能耗。5、平面处理上主张把交通核心设置在建筑物的一侧或两恻。一是利用电梯的实墙遮去西晒或东晒；二是让电梯厅、楼梯间和卫生间有条件自然采光通风。特别是电梯厅可以给人们眺望窗外，意识到所处的高度，并可减少照明和省区防火所需的机械风压设备。6、外墙的处理上除了做好隔热，他还通过研究，建议采用墙面水花系统。这办法可以促进蒸发以冷却墙面。第一节第一节 生态建筑生态建筑第13页/共47页2、诺丁汉大学新校园 第一节第一节 生态建筑生态建筑第14页/共47页第一节第一节 生态建筑生态建筑低能耗的通风系统低能耗的通风系统 建筑背面楼梯顶上都有一

10、个机械通风系统，形状像似一个斗篷帽子。专门用来处理室内气流通风的。原来建筑师打算用自然通风系统，可是考证发现自然风并不能有效的建筑教学区，于是就采用了机械系统。尽管建筑在全年大多数时间内都在运行这个系统，但是通过制动控制系统在一些日子内通过打开南边的玻璃和热压效应可以得到良好的自然通风效果。第15页/共47页第一节第一节 生态建筑生态建筑第16页/共47页第一节第一节 生态建筑生态建筑第17页/共47页3、上海生态建筑示范楼 “生态建筑示范楼”是这个重大科研攻关项目的示范工程之一，也是上海市建筑科学研究院建筑环境实验办公楼，位于上海闵行区申富路568号该院的科技发展园区内，占地905平方米，建

11、筑面积1994平方米，高17米，建筑主体为钢筋混凝土框架剪力墙，斜屋面结构，南两层，北三层。于2003年12月动工，2004年9月竣工，11月通过工程验收。总体技术目标达到综合能耗为同类建筑的1/4，再生能源利用率占建筑使用能耗的20%，室内综合环境达到舒适、健康，建筑节能率高达75%。“示范楼”集成了国内外大量的多种形式的最新生态技术产品，形成了自然通风、超低能耗、天然采光、健康空调、再生能源、绿色建材、智能控制、资源回收、生态绿化，舒适环境等十大技术特点，实现建筑一体化匹配设计的应用。第一节第一节 生态建筑生态建筑第18页/共47页第一节第一节 生态建筑生态建筑第19页/共47页4、清华大

12、学建筑设计研究院办公楼 设计楼从1997年开始进行策划，按照设计意图可归纳成缓冲层策略，利用自然能源策略，健康无害策略和整体设计策略。针对绿色化目标，设计小组在建筑设计和设备采用了多层次的设计策略，在遮阳、防晒、隔热、通风、节电、节水、利用太阳能、楼宇自动化、绿化引入室内采取大量具体措施。第一节第一节 生态建筑生态建筑第20页/共47页第一节第一节 生态建筑生态建筑总体设计介绍：总体设计介绍：设计楼建筑平面基本呈长方形，设计紧凑、完整减少了冬季建筑的热损失。长轴为东西方向，楼、电梯间与门庭、会议室等非主要工作室，布置在建筑的东西两侧，缓解了东西日照对主要工作区域的影响。工作空间划分为大开间开敞

13、式设计工作室区域与小开间办公室，其可以根据不同功能需要加以安排，使工作室的布置具有一定的灵活性。建筑南向是一个3 3层高的绿化中庭，不但能为员工提供一个生机勃勃的良好景观与休息活动空间，而且可以有效地缓解外部环境对办公空间的影响。第21页/共47页第一节第一节 生态建筑生态建筑缓冲层策略缓冲层策略缓冲层策略缓冲层策略：热缓冲中庭热缓冲中庭热缓冲中庭热缓冲中庭(边庭边庭边庭边庭)在的设计中比较明显的算是在南向的一在的设计中比较明显的算是在南向的一个体积较大的绿化中庭。虽然那只是一个位个体积较大的绿化中庭。虽然那只是一个位于建筑南部的边庭，但是其物理功能内涵较于建筑南部的边庭，但是其物理功能内涵较

14、之传统的位于建筑内心的中庭要丰富。其基之传统的位于建筑内心的中庭要丰富。其基本概念如图所示：在冬季，该中庭是一个全本概念如图所示：在冬季，该中庭是一个全封闭的大暖房。在封闭的大暖房。在“温室作用温室作用”下，成为大下，成为大开间办公环境的热缓冲层，有效地改善了办开间办公环境的热缓冲层，有效地改善了办公室热环境并节省供暖的能耗。在过渡季节，公室热环境并节省供暖的能耗。在过渡季节，它是一个开敞空间，室内和室外保持良好的它是一个开敞空间，室内和室外保持良好的空气流通，有效的改善了工作室的小气候。空气流通，有效的改善了工作室的小气候。在夏天，中庭南窗的百页遮阳板系统能有效在夏天，中庭南窗的百页遮阳板系

15、统能有效的遮蔽直射阳光，使中庭成为了一个巨大的的遮蔽直射阳光，使中庭成为了一个巨大的凉棚。中庭南侧为全玻璃外墙，上部开设了凉棚。中庭南侧为全玻璃外墙，上部开设了天窗，从而利用中庭顶部的反射装饰板，保天窗，从而利用中庭顶部的反射装饰板，保证开敞办公室的天然光利用。设计小组还认证开敞办公室的天然光利用。设计小组还认为中间的为中间的“光廊光廊”采用了一部分天空光线，采用了一部分天空光线，帮助提高设计室的天光照度。帮助提高设计室的天光照度。第22页/共47页第一节第一节 生态建筑生态建筑第23页/共47页缓冲层策略缓冲层策略：防晒墙与架空屋顶防晒墙与架空屋顶 确定采用缓冲层的概念，即在西向设计一面大尺

16、度的防晒墙，这面由混凝土制成的防晒墙完全与建筑脱开，在夏季与过渡季节，可以完全遮挡西晒的直射阳光。同时防晒墙与建筑主体之间的空隙(4.5m宽)还有利于室内空气的流通(拔风作用)并可保证主体建筑室内的均匀天光照明。在冬季，防晒墙能有效的遮挡西北风，在阳光照度大的天气甚至还能积蓄热量而成为一个蓄热体，在建筑西侧形成一个热保护层，从而有效缓解外部气温对建筑内部的影响。该建筑缓冲层概念的另一个重要体现是架空“天棚”的设计第一节第一节 生态建筑生态建筑第24页/共47页第一节第一节 生态建筑生态建筑缓冲层策略缓冲层策略：遮阳板系统遮阳板系统第25页/共47页利用自然能源策略利用自然能源策略太阳能的利用太

17、阳能的利用:使用一部分太阳能光电使用一部分太阳能光电板为设计楼的报告厅的照明板为设计楼的报告厅的照明与电器系统提供电能与电器系统提供电能。深井水利用：设计小组认为大地所蕴含的热量和温度是一个恒定、安全的可替代能源从而是很值得利用的。而目前在对大地能量的应用中，深井水回灌技术是一种比较成熟的方案。第一节第一节 生态建筑生态建筑第26页/共47页自然通风自然通风自然通风自然通风:设计的基本思路是利用大开间设计的基本思路是利用大开间办公室与北侧办公室之间的吹拔空间顶部办公室与北侧办公室之间的吹拔空间顶部空气的加热所长生的烟囱效应，在热压和空气的加热所长生的烟囱效应，在热压和风压的共同作用下，利用自然

18、通风提供一风压的共同作用下，利用自然通风提供一个健康舒适的内部工作环境，并且达到建个健康舒适的内部工作环境，并且达到建筑节能与改善室内空气品质筑节能与改善室内空气品质。绿化引入室内绿化引入室内 将植被绿化系统引入办公建筑时，不仅仅出于节能的考虑，更是在追求一种努力与自然保持接近的生活。第一节第一节 生态建筑生态建筑第27页/共47页第二节第二节第二节第二节 绿色建筑绿色建筑绿色建筑绿色建筑一、绿色建筑的概念 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。（摘自绿色建筑评价标准GB

19、50378）所谓“绿色建筑”的“绿色”，并不是指一般意义的立体绿化、屋顶花园，而是代表一种概念或象征，指建筑对环境无害，能充分利用环境自然资源，并且在不破坏环境基本生态平衡条件下建造的一种建筑，又可称为可持续发展建筑、生态建筑、回归大自然建筑、节能环保建筑等。第28页/共47页二、绿色建筑的特征1、尽可能节约对自然环境的占用，如对木材资源、水资源、土地资源的节约等。2、尽可能充分利用各种自然资源，如风能、太阳能等。3、尽可能减少对自然生态平衡的影响，坚持人、建筑与环境的共生。第二节第二节 绿色建筑绿色建筑第29页/共47页三、绿色建筑的理念节约能源：充分利用太阳能，采用节能的建筑围护结构以及采

20、暖和空调，减少采暖和空调的使用。根据自然通风的原理设置风冷系统，使建筑能够有效地利用夏季的主导风向。建筑采用适应当地气候条件的平面形式及总体布局。节约资源：在建筑设计、建造和建筑材料的选择中，均考虑资源的合理使用和处置。要减少资源的使用，力求使资源可再生利用。节约水资源，包括绿化的节约用水。回归自然：绿色建筑外部要强调与周边环境相融合，和谐一致、动静互补，做到保护自然生态环境。舒适和健康的生活环境：建筑内部不使用对人体有害的建筑材料和装修材料。室内空气清新，温、湿度适当，使居住者感觉良好，身心健康。第二节第二节 绿色建筑绿色建筑第30页/共47页绿色建筑的建造特点 对建筑的地理条件有明确的要求

21、，土壤中不存在有毒、有害物质，地温适宜，地下水纯净，地磁适中。绿色建筑应尽量采用天然材料。建筑中采用的木材、树皮、竹材、石块、石灰、油漆等，要经过检验处理，确保对人体无害。绿色建筑还要根据地理条件，设置太阳能采暖、热水、发电及风力发电装置，以充分利用环境提供的天然可再生能源第二节第二节 绿色建筑绿色建筑第31页/共47页第二节第二节 绿色建筑绿色建筑绿色建筑评价标准（GB/T50378-2006）1 总则；2 术语3 基本规定 3.1 基本要求；3.2 评价与等级划分4 住宅建筑 4.1 节地与室外环境；4.2 节能与能源利用；4.3 节水与水资源利 用；4.4 节材与材料资源利用；4.5 室

22、内环境质量；4.6 运营管理5 公共建筑 5.1 节地与室外环境；5.2 节能与能源利用；5.3 节水与水资源利 用；5.4 节材与材料资源利用；5.5 室内环境质量；5.6 运营管理本规范用词说明、条文说明第32页/共47页一、智能建筑的概念 智能建筑是指综合利用计算机、信息通信等方面最先进的技术，使建筑物内的电力、空调、照明、防灾、防盗、运输设备等，实现建筑物综合管理自动化、远程通信和办公自动化的有效运作，并使这三种功能结合起来的建筑。智能建筑应包括下列功能和相应的系统：1.具有高度的信息通信处理功能，可获得由数字式电话交换机提供的先进的通信服务。2.信息通信不仅在建筑内部，而且可与外部通

23、信系统连网。3.所具有的信息通信处理功能，应适应技术进步的要求，满足社会发展的需要。第三节第三节 智能建筑智能建筑第33页/共47页4.由局部网络支持的高水平办公自动化系统。5.将电力、空调、防灾、防盗、运输设备等构成综合系统，同时实现集中控制，因此，一方面要实现以建筑物最佳控制为中心的过程自动化，另一方面还要通过管理系统实现设备管理自动化。6.智能系统在建筑物中的安装与管理具有良好的适应性。第三节第三节 智能建筑智能建筑第34页/共47页二、智能建筑的特征 具有管理自动化、办公自动化和信息通信系统。三、智能建筑的功能 向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境。1.自动化功能自动运行控制

24、：空调设备、照明设备、电力设备、备用电 源等最佳运行。安全性：火灾、地震等检测和报警系统，避难疏散诱导系统，以及防排烟系统防盗系统、人住管理系统等。检测与计量：对电力、供水、供热等设施的检测、计量和计费等。运输设施的高效运行能力第三节第三节 智能建筑智能建筑第35页/共47页2.远程通信功能外部通信处理大楼内的信息处理终端设施3.办公自动化功能中央处理室工作站第三节第三节 智能建筑智能建筑第36页/共47页第三节第三节 智能建筑智能建筑4.支持系统确保对办公自动化设备、通信设备的供电，应使供电系统有足够的容量。保证电源质量、线路可靠，并设置备用电源。确保机器相互之间的信息传递线路畅通无阻。信息

25、传递线路要与信息量相符。确保办公环境舒适。确保安全。防灾、防盗、防震等要为将来的发展留有余地。四、我国智能建筑的发展第37页/共47页一、建筑节能的概念 建筑节能是指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、有效地利用能源的活动。具体就是，在规划、设计、建造和使用过程中，执行建筑节能标准，通过采用新型墙体材料，加强建筑物用能设备的运行管理，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、给排水和通道系统的运行效率，以及利用可再生能源。第四节第四节 建筑节能建筑节能第38页/共47页建筑节能的主要内容：1.建筑规划与设计符合节能要求（建筑群体和单体的布局、

26、建筑体形系数、建筑朝向、间距以及外部空间环境等）；2.建筑围护结构的热工性能（保温隔热）符合节能标准；3.提高用能设备（采暖、制冷、照明、通风、给排水和通道系统）的运行效率；4.利用可再生能源（太阳能、风能、地热能、生物质能等）第四节第四节 建筑节能建筑节能第39页/共47页二、我国建筑节能工作 建设行业“十五”规划中将建筑节能列为重要内容。目前居住建筑节能在严寒寒冷地区已全面展开，夏热冬冷地区进展较大，夏热冬暖地区已经开始启动。公共建筑节能标准于2005年7月1日颁布，全国处于起步阶段。我国建筑节能分二阶段实施。第四节第四节 建筑节能建筑节能第40页/共47页第四节第四节 建筑节能建筑节能

27、2010年全国新建建筑全部严格执行节能50%的设计标准,其中各特大城市和部分大城市率先实施节能65%的标准。从2010年起到2020年，进一步提高建筑节能标准，平均节能率要达到65%，东部地区要达到更高的标准。一些建筑的节能率要达到75%标准。如果能完成上述目标，2020年，我国建筑能耗可减少3.35亿吨标准煤，这相当于2002年整个英国能耗的总量，这是个非常可观的数字，对人类社会的可持续发展也是一个巨大的贡献。第一阶段 第二阶段第二阶段第41页/共47页三、建筑节能的范围和重点 建筑能耗包括建造能耗和使用能耗两个方面。由于建筑使用能耗比建造能耗大得多（占整个建筑能耗的8090），发达国家把建

28、筑节能的范围限于建筑使用能耗。我国建筑节能的范围按照国际上通行的方法，指建筑使用能耗。但由于新建建筑规模很大，也应同时重视节约建造能耗。第四节第四节 建筑节能建筑节能第42页/共47页 建筑节能在具体的实施中一般包括如下几个环节：（1）建筑规划设计中的节能。（2）建筑构造，主要是围护结构上采取措施。（3）在建筑的使用中节能。我国目前的建筑节能工作主要围绕提高建筑物围护结构的保温隔热性能和提高供热制冷系统效率两个重点展开。第四节第四节 建筑节能建筑节能第43页/共47页四、建筑节能的实施途径1.从源头上采取措施提高能源利用效率 加强建筑审批，不该建的不建，不该批的不批。2.加强建筑设计与构造的节

29、能措施选择建筑表面积小的住宅外形。表面积越小则建筑热损失越小。合适的窗面积及方位。为了充分利用太阳辐射热和有利于夏季的通风，把南侧窗设计大些，北侧窗设计小些。调整日照。在南面窗户上做遮阳板或种植树木挡住日照、可减缓夏季的酷热。平面规划。在建筑周围植树，挡寒、挡风挡尘等。防止缝隙进风。防止门窗缝隙的冷风渗透，加以密封。使用绝热材料。对地板、墙、顶棚以及屋顶进行绝热，以减少维护结构周围的传热系数，从而有效地减少住宅的供暖、共热的负荷量。第四节第四节 建筑节能建筑节能第44页/共47页3.采用新能源 采用地热、风能、生物能、海洋能、太阳能等可再生资源，减少资源的消耗。4.采用节能产品民用建筑节能管理规定第八条鼓励发展下列建筑节能技术和产品：（一）新型节能墙体和屋面的保温、隔热技术与材料；（二）节能门窗的保温隔热和密闭技术；（三）集中供热和热、电、冷联产联供技术；（四）供热采暖系统温度调控和分户热量计量技术与装置；（五）太阳能、地热等可再生能源应用技术及设备；（六）建筑照明节能技术与产品；（七）空调制冷节能技术与产品；（八）其他技术成熟、效果显著的节能技术和节能管理技术。第四节第四节 建筑节能建筑节能第45页/共47页第46页/共47页感谢您的观看！第47页/共47页