生態(tài)建筑技術(shù)在新農(nóng)村建設(shè)中的應(yīng)用

　　摘要：全球生態(tài)環(huán)境的惡化，生態(tài)建筑對于應(yīng)對能源危機具有重要意義。研究節(jié)能生態(tài)建筑技術(shù)的應(yīng)用，可為新農(nóng)村建設(shè)提供理論支持和現(xiàn)實依據(jù)。該文結(jié)合農(nóng)村自然資源現(xiàn)狀，從外圍護結(jié)構(gòu)、土壤降溫技術(shù)、清潔能源利用等方面進行改善，使建筑和自然環(huán)境有機結(jié)合。在綠色建筑的理論基礎(chǔ)上探討生態(tài)建筑在新農(nóng)村建設(shè)中的應(yīng)用和可行性實踐方法。充分利用農(nóng)村現(xiàn)有資源的生物氣候調(diào)節(jié)能力，實現(xiàn)建筑室內(nèi)具有適宜的氣候條件，使新農(nóng)村建設(shè)在滿足人類居住環(huán)境的同時，建筑具有舒適、節(jié)能、環(huán)保的顯著效果，達到人與自然環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

　　關(guān)鍵詞：生態(tài)建筑；新農(nóng)村建設(shè)；節(jié)能；可持續(xù)

　　人類對自然的改造正在如火如荼地進行著，卻忽視了對自然健康的關(guān)注，特別是對建筑尺度和速度的盲目追求，使建筑能耗不斷增加(我國高能耗建筑比例為99％，高能耗建筑增加的速度達27．8％)，高能耗建筑建造過程中產(chǎn)生巨大的碳排放，嚴重導致了環(huán)境的惡化和生態(tài)的失衡。世界各國建筑師都有致力于生態(tài)建筑技術(shù)的研究，如蘇格蘭的斯特村屋，慕尼黑由托馬斯設(shè)計的綠色環(huán)保住宅聯(lián)合體等。就生態(tài)建筑設(shè)計的方法主要體現(xiàn)為兩個方面，一是將建筑本體融人自然環(huán)境循環(huán)體系，使建筑成為自然環(huán)境的一部分；二是應(yīng)用高新技術(shù)手段創(chuàng)造人工自然環(huán)境，將自然引人建筑內(nèi)部。我國農(nóng)村人口比重大(第6次人口普查結(jié)果顯示：農(nóng)村人口為6．741億，占總?cè)丝诘?0．32％)，國家對農(nóng)村建設(shè)的投入更是逐年遞增，新農(nóng)村建設(shè)正在不斷地推進，生態(tài)建筑以其特有的性質(zhì)在農(nóng)村建設(shè)中的應(yīng)用更具有生機和活力，生態(tài)建筑在農(nóng)村特定的環(huán)境中可巧妙地結(jié)合自然，利用農(nóng)村中便利的自然材料將建筑的生態(tài)性更好地發(fā)揮出來uJ。新農(nóng)村建設(shè)中發(fā)展生態(tài)建筑對減少建筑能耗，應(yīng)對能源緊缺問題，處理人和自然之間的關(guān)系具有重要作用，因此在新農(nóng)村建設(shè)中找到一條適合農(nóng)村發(fā)展的生態(tài)建筑之路迫在眉睫。

　　1發(fā)展現(xiàn)狀研究

　　生態(tài)建筑對建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出了積極回應(yīng)，生態(tài)建筑的實現(xiàn)過程中在節(jié)能減排、節(jié)約用地、可循環(huán)材料的利用等方面有顯著的體現(xiàn)。因此各國對生態(tài)建筑的發(fā)展都有不同程度的重視。西方國家對生態(tài)建筑的研究起步較早，20世紀60年代以前就在綠色建筑的基礎(chǔ)上提出了生態(tài)建筑的理念，體現(xiàn)在生態(tài)建筑相關(guān)的理論研究和實踐應(yīng)用等方面。德國對生態(tài)建筑的探索和研究有50多年的經(jīng)驗，此項研究中生態(tài)建筑的內(nèi)容涵蓋了節(jié)水節(jié)能、光伏熱、水的循環(huán)利用、保溫隔熱等新型建筑材料和建筑技術(shù)的運用。同時，制定了生態(tài)建筑相關(guān)的設(shè)計目標、原則和方法，為其他國家乃至整個世界對生態(tài)建筑的研究奠定了基礎(chǔ)。美國開展生態(tài)建筑的研究可以追溯到麻省理工學院“3號”、“4號”太陽房的設(shè)計(1948--1959年)，該太陽房的設(shè)計是美國早期生態(tài)建筑設(shè)計的代表之作。1969年賓夕法尼亞大學區(qū)域規(guī)劃系創(chuàng)始人麥克哈哈在《設(shè)計結(jié)合自然》(DesignwithNature)中提出生態(tài)建筑設(shè)計在城市建設(shè)中推廣和應(yīng)用的重要意義。“美國綠色建筑理事會”(USGBC)從1993年開始提出能源設(shè)計先導計劃(LEED)，到2009年推出了(LEED)的最新版本，用以對建筑能耗進行科學合理的評估，達到約束和控制建筑能耗，減少建筑能耗對人類生存環(huán)境的不利影響舊J。我國在生態(tài)建筑領(lǐng)域的研究比發(fā)達國家晚10～20年，20世紀80年代我國著名建筑師顧孟潮提出“未來是生態(tài)建筑時代”；1996年國家將“綠色建筑體系研究”列為國家重點資助課題；2001年《中國生態(tài)住宅技術(shù)評估手冊》出臺，該手冊對于我國發(fā)展綠色節(jié)能建筑、生態(tài)建筑、防污減排等方面具有重要意義；2009年“國際生態(tài)城市建設(shè)論壇”在我國召開，論壇中提出生態(tài)城市規(guī)劃的新方法和自然與人文相結(jié)合的生態(tài)城市建設(shè)的新途徑舊J。國家多年來重視對城市生態(tài)建設(shè)的投入，建筑師致力于城市新型建筑的研究和開發(fā)，卻忽視了我國人居環(huán)境比重較大的農(nóng)村建設(shè)，特別是國家“十一五”計劃中的新農(nóng)村建設(shè)為發(fā)展生態(tài)建筑提供了契機，農(nóng)村環(huán)境中使生態(tài)建筑的發(fā)展有了更好的發(fā)展空間。近年來建筑師逐漸把生態(tài)建筑研究的重心偏向了農(nóng)村，特別是和新農(nóng)村建設(shè)相結(jié)合，為生態(tài)建筑的實踐活動開辟了更為廣闊的空間，同時也為廣大農(nóng)村居民提供了更舒適的生活環(huán)境。

　　2新農(nóng)村建設(shè)中生態(tài)建筑應(yīng)用存在的問題

　　2．1生態(tài)建筑認識不足

　　現(xiàn)階段的新農(nóng)村建設(shè)中出現(xiàn)了一些急功近利的現(xiàn)象，為了急于改善農(nóng)村居民原有的生活環(huán)境，建設(shè)過程中缺乏對農(nóng)村建筑因地制宜的詳細設(shè)計。建設(shè)過程中對生態(tài)建筑節(jié)地、節(jié)能、循環(huán)利用等作用認識欠缺，很少將新農(nóng)村建設(shè)和當?shù)氐淖匀画h(huán)境相結(jié)合，沒有將當?shù)靥烊坏慕ㄖ牧蠎?yīng)用到建筑中，更有人認為生態(tài)建筑就是簡單的室內(nèi)外綠化MJ。建設(shè)中出現(xiàn)大量套用圖紙的現(xiàn)象，使農(nóng)村建筑大多以鋼筋混凝土出現(xiàn)，打造了很多所謂整齊劃一的小“別墅”(圖1)。不僅浪費了更多的人力、物力資源，而且使建筑在以后的使用過程中能耗增大，增加了農(nóng)村居民生活負擔，同時，也消耗了大鼉的社會能源．

　　2．2經(jīng)濟合理性矛盾

　　生態(tài)建筑時刻關(guān)注居住者的健康和舒適，對建筑材料的采用要求非常嚴格。許多原材料盡可能利用當?shù)睾线m的天然材料以節(jié)約建造成本。但是，有的建筑材料依然需要節(jié)能環(huán)保的新型材料和設(shè)備，這部分材料有的是具有更好的保溫、隔熱性能墻體，還有的是新型能源材料和設(shè)備(太陽能、風能等)，這些材料和設(shè)備的應(yīng)用增加了建筑的投資成本”J。新農(nóng)村建設(shè)中由于政府的補貼和農(nóng)民的經(jīng)濟能力有限，而且這部分投資的收益往往需要一個長期的過程，投資的價值不是立竿見影。因此，生態(tài)建筑的實際建設(shè)在新農(nóng)村建設(shè)中出現(xiàn)了力不從心的現(xiàn)象

　　3生態(tài)建筑技術(shù)在新農(nóng)村建設(shè)中的應(yīng)用

　　3．1建筑圍護結(jié)構(gòu)生態(tài)節(jié)能設(shè)計

　　3．1．1夾芯保溫隔墻技術(shù)夾芯保溫隔墻是一種環(huán)保、節(jié)能型符合墻體設(shè)計，可有效地利用墻體的物理性能達到保溫、隔熱、隔聲等效果。墻體由內(nèi)至外分為：內(nèi)葉墻、保溫層、空氣層、外葉墻，內(nèi)外墻體間隔距離50—70mm，外墻和保溫層有間隔25～50mm的空氣層。傳統(tǒng)保溫層多以聚苯板、巖棉板等為主，這種保溫材料保溫性能穩(wěn)定、施工方便，但是成本較高。新農(nóng)村建設(shè)中農(nóng)村特有的環(huán)境中蘊藏著大量天然材料(木材、稻草、秸稈等)，將稻草、木渣、秸稈等材料和黏土攪拌凝固之后可以形成絕緣性能好的保溫層，將這種保溫層應(yīng)用于符合墻體中可使夏季室內(nèi)外溫差達到5—6。C，節(jié)能50％一60％。這種處理方法不僅節(jié)省了建設(shè)成本，還節(jié)約了傳統(tǒng)保溫層生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的能耗(圖2)。同時，可將日照時間長的西面墻體外立面用防腐性好的木質(zhì)材料替代當下應(yīng)用廣泛的瓷磚貼面，既可以起到良好的隔熱保溫作用，又起到一定的裝飾作用，保留了農(nóng)村建筑的鄉(xiāng)土氣息。

　　3．1．2門窗節(jié)能設(shè)計門窗在建筑外圍護結(jié)構(gòu)中不僅承擔通風、采光的作用，還應(yīng)當具有良好的保溫隔熱性能。普通住宅窗戶面積只有建筑外圍護總面積的25％左右，但其熱損耗可達50％，建筑設(shè)計中采用節(jié)能效果好的門窗材料可使建筑節(jié)能40％。窗戶的節(jié)能效果主要取決于玻璃和窗框材料，由于玻璃比例大，選擇熱傳導系數(shù)低的玻璃對節(jié)能效果更加有利，常用的玻璃種類和熱傳導系數(shù)見表1；在提高玻璃性能的同時也應(yīng)當和節(jié)能性能好的窗框相結(jié)合，從而提高窗戶整體的隔熱保溫性能，常見的窗框材料及其熱傳導系數(shù)見表2。從窗框的材料熱傳導系數(shù)可以看出，木材雖然具有良好的隔熱、保溫作用，但是由于其材質(zhì)特征容易變形且防火性能差，生產(chǎn)過程需要消耗大量的木材，不利于生態(tài)環(huán)境。因此，農(nóng)村建筑中應(yīng)當選擇保溫隔熱性能相對較好且價格經(jīng)濟的塑鋼型材和中空玻璃為宜‘9|。

　　3．2土壤降溫技術(shù)

　　炎熱的夏季降溫是必不可少的，傳統(tǒng)的降溫方式是用風扇工作帶動空氣流通或者空調(diào)制冷達到室內(nèi)降溫的目的。一般空調(diào)降溫速度快、效果明顯，但是能耗過大。新農(nóng)村建設(shè)中在農(nóng)村環(huán)境中可以采用方便環(huán)保的土壤降溫形式達到調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度的目的。地表層以下6m的土壤溫度一年四季保持在當?shù)氐钠骄鶜鉁?，特別是夏季地下土壤溫度和地面溫差大，更容易進行熱量的交換，降溫效果明顯(見圖3)。

　　4結(jié)語

　　生態(tài)建筑的設(shè)計和實現(xiàn)是一個多學科交叉又需其相互協(xié)調(diào)配合的系統(tǒng)工程，它重視人類在改造人居環(huán)境過程中和自然的互動，讓人類知道利用自然的同時更應(yīng)該尊重自然，這種互動必須建立在相互平衡的基礎(chǔ)上。該類建筑實踐中應(yīng)巧妙地結(jié)合自然、利用好現(xiàn)有資源、本著節(jié)約、節(jié)能、環(huán)保的原則打造出適合人居且可持續(xù)的生態(tài)建筑。生態(tài)建筑的出現(xiàn)和發(fā)展是人類文明進步的體現(xiàn)，人們在改造自然的過程中認識到了對能源的過度消耗和浪費。其發(fā)展也預(yù)示著建筑行業(yè)會向更健康的方向發(fā)展，當然生態(tài)建筑作為一門相對年輕的學科，發(fā)展的道路還很長，且在發(fā)展過程中會存在諸多不可預(yù)見的問題。因此，我們在此方面的研究還有待進一步的提高，應(yīng)力爭尋找一條更適合新農(nóng)村建設(shè)中生態(tài)建筑發(fā)展的途徑與方法。

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