可持续发展的城市与建筑(建筑+评价)

可持续发展的城市与建筑李桂文第三章建筑可持续发展3.1

可持续建筑的概念

“可持续建筑”这个概念是CharlesKibert博士1993年提出的。

1994年11月，第一届可持续建筑国际会议在美国举行，会议对可持续建筑作了全面探讨，指出可持续建筑的主要问题是资源、环境、设计和环境影响及它们之间的相互协调关系。

所谓可持续建筑就是对可持续发展有积极贡献的建筑，指在使用功能上既满足当代人当前的需要，又考虑能适应或不危害后代人对建筑功能的种种需要，同时在能源使用上既考虑当前利益与经济关系又考虑后代利益与经济关系，能使资源得到尽可能高效利用的建筑。对于可持续建筑，世界经济合作与发展组织(OECD)给出了四个原则和一个评定因素：四个原则分别是资源的应用效率原则、能源的使用效率原则、污染的防止原则(室内空气质量、CO2的排放量)、环境的和谐原则，评定因素是对以上四个原则的内容进行研究评定，以评定结果来判断建筑是否为可持续建筑。3.2

可持续建筑观

可持续建筑观是一种全面的建筑观，它有别于一般的建筑流派思想，它强调的不纯粹是形象、风格，更主要的是强调设计思想和具体的技术。实际上，可持续建筑观已动摇仅仅以人为最高服务对象的传统建筑宗旨，转而全面思考人类在地球生物圈中地位的动摇(人类自身定位的变化)给建筑带来的影响。把建筑不再视为人类任意的可强加于地球的东西，而是从更高层次综合考虑建筑所造成的更大范围的影响，是可持续建筑观的基本出发点。两种模式比较可持续建筑原则贯穿可持续建筑全过程3.3可持续发展建筑的三维模型

因此，可以用空间圆锥网来反映城市建筑生态转型的复杂系统结构关系。即以每个网点表示的子系统都在某种程度上具有层次性和相互关联作用。

可持续发展是社会、经济、环境资源复合系统的共同运作，以可持续发展的观点来考察建筑，也表现为一种多系统的复合关系，以数学来表达这种关系为S＝f(a，b，c)。即作为复合系统的建筑，其可持续发展是取决于社会文化(a)、经济(b)、环境资源(c)3个子系统状态的复合函数。1)可持续发展建筑的能量维度2)可持续发展建筑的时间维度3)可持续发展建筑的空间维度3.3.1可持续发展建筑模型的构成1)可持续发展建筑模型是一种动态的结构2)可持续发展建筑模型的整体特性3.3.2可持续发展建筑模型的特征建成环境系统中物质与能量流动的特征示意图3.4可持续建筑的指导原则3.4.1资源能效原则住宅能量流向示意图建筑施工过程中的能量消耗示意图生命周期内高层商业建筑的能耗分配3.4.1.1能量流动与资源消耗1）作为开放系统的建筑，对于能流的控制并不是一定要以降低生活水准和建筑舒适度为代价，通过设计和改进技术手段完全可以使单位能量发挥最大的效益，从而使建筑能量的输入得到控制，使能流的输出有效降低，即从减少能量散失达到节能的效果，使输入和输出得以平衡，最终减轻建筑对生态环境带来的压力。福斯特采用高技术手段达到建筑高能效的目的2）另一方面，不仅仅是对狭义的能量合理支配与有效控制。开放的建筑系统更重要的特征在于从整体环境着眼，在城市环境和建筑内部空间环境中发挥物质与能源作用。在这方面的着眼点主要不在于建筑的硬件(维护结构、暖通空调等)，而在于总体方案。例如，从提高建筑使用效率角度，罗杰斯的上海陆家嘴城市设计以集中式交通为出发点，将陆家嘴切割成若干能量区，保证最大限度地利用本地区产生的热能和电能．并使各区域的活动和消耗相对平衡3.4.1.2物质循环与再生对于大量消耗自然资源的建筑物，如果尽可能地将建筑材料和设施的设计、使用作为循环模式来处理，通过再利用、再生和再循环等方式，就会大大减少对不可替代资源的消耗。

在具体的建筑设计实践中可采取的主要措施是使用可回收再利用的材料，建筑构建的标准化和通用化，尽可能减少不可循环资源的使用。建筑生命周期中的能量流动及物质循环模式根据可持续发展建筑模型，建筑在时间维度上需要考虑物质与能量的流动与转换。作为一个开放系统，建筑一旦建成投入运营，将与其环境不断地相互作用，直到整个物质生命过程结束。可持续发展的建筑要求用一个整体和全面的方法管理建筑元素的能量和物质资源。因此，有必要从概念上将每一个建成系统视为具有自身全生命周期模式的设计系统，以贯穿全部物质生命周期的设计系统与环境的生态关联来考虑问题，虽然在实践中难以完全实现，但总的原则是必须以此为目标。这将需要检测建成环境生命周期中使用过的物质和能量流动，它们从资源到现场的可能路径，以及生命周期中可能变化的系统。3.4.2动态发展原则城市是一个以人工环境为主的生态系统．从城市空间的角度来看，建筑与环境共生应当包括两方面的内容：一方面是与自然环境的共生，单个建筑的存在必须有助于保持和完善城市的自然生态环境；另一方面是与城市人文环境的共生，建筑以不破坏城市人文环境的延续为存在的前提。3.4.3.1与自然环境的共生在以人工环境为主体的城市中，建筑与气候、地形、自然水体等要素结合，在利用自然达到节能和环境舒适的同时，更应当对自然环境进行积极的保护，以达到可持续发展的生态目标。3.4.3.2与人文环境的共生广义而言，人文环境指人类社会历史实践中所创造的物质与精神财富的总和。因此城市建筑对人文环境的关注包括关注人和注重文化两层含义。3.4.3环境共生原则可持续建筑目标体系框架3.5可持续建筑的目标体系3.6可持续性建筑的层次和类型层次/类型占用土地资源情况能耗污染技术程度费用智能化程度目前常见建筑类型进化的原生生态建筑

多

少较多低

低现代民居亚生态建筑

少较多较少适宜较高

高高层写字楼乡土型生态建筑

较多较少

少适宜较高较高多层住宅别墅公共建筑城市型生态建筑

较少

少

少高高

高实验性建筑实验型生态建筑

较多较少

少较高较低

较低

工厂改造站场改造3.7可持续建筑设计理念3.5.1树立科学的城市发展观3.5.2遵循系统论原理3.5.3遵循生态位理论和生态适宜性原理3.5.4树立整体的生态建筑观3.5.5生态优先与生态安全3.5.6因地制宜与被动优先3.5.7学科交叉与多方共建3.5.8树立生态文化价值观3.8可持续建筑设计要素

可持续建筑在设计中，必须对其各个构成要素(能源、资源、废弃物、建筑材料、灾害、文脉、室内环境、技术措施等)确定相应的原则和设计目标，同时这些构成要素又是人们具体操作的对象。主要体现在下面几个方面:3.8.1尊重自然环境

对自然环境的尊重及关心，是可持续建筑设计最基本的要求，是一种环境共生意识的体现●对节省能源的考虑:如何尽可能降低能耗提高效率成为可持续建筑的重要课题●对可再生能源的利用:在设计中应尽量考虑再生能源，如自然通风、太阳能利用、天然能源的利用、自然的采光、利用雨水及表面积水、利用土壤/地下水提供的地热资源等

●

对建筑物场地的充分考虑：它包括建筑物的朝向、定位布局，对地形地势的利用、场地气候条件和影响，对植被的考虑等

●开发空间:节省土地资源，有利于生态平衡、不破坏植被，不侵占农田，有利于美化环境，净化空气，改善小气候。●尽可能使用无污染、易降解，可再利用的环境材料。●尽可能利用当地技术、材料、以降低建造成本。

3.8.2尊重人为主体：可持续建筑在注重环保的同时应给使用者以足够的关心。●尽可能利用自然的方法创造宜人的温度、湿度环境，在尽量减少能耗的同时保证甚至提高舒适性。●创造良好的声环境氛围，给使用者提供一个安静、和谐、宜人的居住、工作环境●建立立体的多层绿化系统，净化小环境，改善小气候●创造开敞的空间环境，使用者能更加方便地接近自然●良好的照明系统，合理的房间布局、宜人的环境●

创造良好的通风对流环境、建立自然空气循环系统

使用者因素服务系统设计建筑设计3.9可持续建筑系统的设计过程金字塔原则3.8可持续建筑的设计重点3.8.1重点部位——在综合平衡室内设计目标和室外环境要求中，分割内外空间的建筑外围护结构(外墙、外窗、屋顶等)无疑成为问题的关键。3.8.2重点目标——

由于人类发展与环境的主要矛盾是能源短缺和环境污染，因此高效利用洁净能源和减少环境污染必然成为设计的重点。3.8.3重点方式——以设计(被动)方式为主，机械(主动)方式为辅，是目前实现高效利用洁净能源同时减少污染和浪费的重点。3.8.2重点内容——太阳能等洁净能源在采暖、制冷、通风、采光等4个方面的应用是目前此类建筑设计的重点内容。■:直接相关；□：间接相关；▲：有一定影响；○：无必然关联可持续建筑技术组合■:直接相关；□：间接相关；▲：有一定影响；○：无必然关联3.10常用设计方法3.10.1从“线性设计”到“整体设计”的方法。3.10.2从“普适设计”到“地方设计”。3.10.3从“灰色设计”到“绿色设计”的方法。3.11可持续建筑的基本原则与一般技术措施

可持续建筑应遵循一定的基本原则:节约化、生态化、人性化、无害化、集约化。这些原则服务于可持续建筑的最终目标。

原则细则

技术措施节约化节约能源节约建筑制造能源(即蕴能量)、节约建筑施工能源、节约运行和维护能源、节约拆除建筑的能源、节约交通能源、节约食物生产能源、节约各类运输能源等、改进建筑的热工性能，能利用自然通风与采光，利用各种清洁能源和可再生能源(太阳能、风能、水能、地热能、生物能等),采用高效照明，减少利用机械设备改进建筑热工性能的手段，选择低蕴能量的建材，使用旧的建材，利用地方材料，多层次利用能源。

节约其他资源节水具体措施:收集利用雨水和井水，采用中水技术，采用各类节水设备，选择制造时耗水少的建材。节材具体措施:利用旧材料，使用可循环材料，使用再生材料，减少无可持续来源材料的使用量，使用耐久材料等。节地重复利用和循环利用重复利用指对旧建筑进行更新、改造后再利用，对某此建筑材料、结构配件和设备进行重复利用。循环利用需要消耗一定的能量。尽量选择再生材料，选用可循环使用的材料，在对建筑的废弃物进行处理也要注重循环的可能性。原则细则

技术措施生态化建设自循环或半自循环生态系统

将种植花草、蔬菜、养鱼、养家畜结合，屋顶设太阳能收集器，收集粪便做沼气供燃烧，收集雨水，废水处理后再回用，用垃圾处理机处理垃圾以肥田等。在非城市地区提供大小适宜的庭院，供作户种植粮食以达到完全自给自足。

建筑与自然地形、环境的结合

使用古人惯用的一些手法。对土壤成分、结构分析入手，并对坡度、地下水、土壤侵蚀、场地动物植物资源、光能资源、风能资源等进行研究，以适当的建筑形式和设备措施达到顺应小气候、改进微环境。通过结合地形，选用地方材料。

原则细则

技术措施人性化尊重人

为人提供更高质量的声、光、热、湿度环境和景观环境。加强自然通风，使用热回收通风系统，关注人自我控制周围环境的能力。为建筑的使用者提供更好的景观环境。在室内不使用有毒材料、会挥发毒性的材料，只使用对人体无害的绿色建材。在设计中更着重安全性。

注重文化内涵

挖掘地方性的传统建筑艺术形象，革新地方性、气候特点浓厚的建筑技术加以利用，利用地方性材料表达地方色彩，吸引当地居民参与设计、建设，使社区充满活力。

提倡新的生活方式

就是提倡新的人性原则。反对物质至上主义，提倡节俭、循环，提倡人与自然的共存。它包括:尽量减少小汽车出行量，增加公共交通、步行、自行车的出行量，减少对土地的占有节约各类资源‑等。

原则细则

技术措施无害化对地球的无害化

节约能源，选择蕴能量少的材料，选择地方材料，节约建筑运行的能源，选择旧材料等。减少运输的距离和量，使用洁清洁能源。不使用或少使用制造时排放CO2、SO2、H2S、CFCs、N2O及其它有毒物质的材料，选择产生工业废物少的材料。在施工时减少能源‑、水等的利用，减少建筑垃圾。设计和使用循环系统。减少热带森林木材的用量。提倡新的生活方式，减少温室气体、CFCs等的排放。

对人无害化

在室内不使用有毒材料、会挥发毒性的材料，只使用对人体无害的绿色建材。在设计中更着重安全性。

对生态环境的无害化

关注场地，精心处理设计中、施工时对场地的可能性影响，对场地中的植被、动物、水系等进行深入的安排，设置植被和可渗透性铺地，尽量不大挖大填，设计地下、半地下的覆土建筑等。在施工过程中少用大型机械。保护当地特有的物种和生态系统。减少废物排放和空气污染。

原则细则

技术措施集约化全寿命原则

生命周期成本预算对各类建筑元素的原始价格、运行消耗进行测算

开放设计

改变过去以建筑师为主的设计队伍组织，将建筑师改为协调者，同结构工程师、设备专家、计算专家、某些方面的物理学家、力学家、业主、使用者共同推进设计。

智能化通过各类建筑电力、空调、给排水、卫生、消防、安保、交通等设备的智能管理，形成节能、无废、安全的人工生态环境。

基本出发点第四章城市与建筑可持续发展评价4.1可持续发展评价的内容

环境影响评估：生态影响评估：社会学、经济学评估：文化环境评估：视觉环境评估：（1）生态影响评估方法：①生态图法②生态肌理分析法（因子和因子的作用）③类比法④列表清单法（关联度影响度以表格体现）⑤质量指标法⑥景观生态学法—空间格局分析，中、大尺度生态环境分析⑦系统分析法—整个系统的功能和结构，生态目标⑧生产力评价法—从生态生物生产角度，评价生物生产量、物种数量、绿色植物生产力⑨生物多样性定量评价—多样化、均匀度、优胜度（2）可持续建筑的评价4.2评价制度

只单一因子或若干因子考虑，可能带来其他因子的不可持续性，要根据长期广泛的研究制定相对科学的制度、技术评价、经济方法等一个完整的有权威性的体系4.2.1环评的作用：

判断哪些要保护、整改，预测影响和破坏，选择哪些利用、改造、避免4.2.2环评的方法：

①社会经济影响评价②文化影响评价③视觉影响评价④生态城市综合评价⑤建筑环境评价4.3可持续建筑环境评估体系

从20世纪80年代开始，随着可持续建筑的发展趋势越来越广泛，许多建筑环境评价系统吸引了越来越多的人的关注。建筑环境评估体系是根据室内的、当地的以及全球的环境标准，对建筑进行一个全面的性能评估，通过这一评估体系能够在建筑与建筑之间进行直接的性能比较。

英国建筑研究所(BRE)于1990年颁布的环境评估法(BREEAM)对建立评价建筑环境质量的综合方法产生了国际影响。之后，大量的建筑环境评估体系不断涌现并得到发展，如日本的CASBEE，美国的LEED．澳大利亚的NABERS，印度的TGBRS，中国的绿色奥运评估体系GBCAS等。4.3.1美国LEED评估体系（1）概述

美国绿色建筑协会(USGBC，USGreenBuildingCouncil)在1995年提出了LEED绿色建筑评估体系(LEED，Leadership，inEnergy&EnvironmentDesign)，并在2000年3月更新发布了它的2．0版本。这是美国绿色建筑协会为满足美国建筑市场对绿色建筑评定的要求，以能源和环境设计为先导，基于当前可靠成熟的技术以及可接受的能源和环境原则，从整个建筑生命周期角度出发，提高建筑环境和经济特性而制定的一套基于自愿原则的权威的绿色建筑评定标准，为绿色环保且可持续的建筑设计提供指导。LEED是一个自我评价的系统，用于新建和既有的商业建筑、工业建筑和高层住宅建筑，具体包含了若干个得分点，项目根据各具体方面达到的要求，评出相应的得分，根据所得所有积分的累加来区别绿色建筑的级别。通过LEED评估的建筑项目可分为LEED2．0认证合格、银奖认证、金奖认证、白金认证由低到高4个等级。这一评估体系较为综合，操作程序较为简单。

美国绿色建筑评估体系它从建筑场地选择、节水、能源与环境、材料和资源、室内环境质量、创新设计与过程等六个方面对建筑进行评分，来确定绿色建筑的等级。其评价内容和所占权重比例见下页表（2）评价项目表1：美国绿色建筑评估体系评估项目及权重

序号性能评估项目分数权重比例（%）

项目所包含的内容1可持续建筑场地选择1420选址、城市再发展、交通、雨水管理、景观与减小热岛效应、减小光污染

2节水57节水景观、废水处理、减少用水3能源与环境1725最优能源性能、可再生能源、建筑交工验收、破坏臭氧层、检测和认证、绿色电力4材料和资源1319建筑的再利用、施工垃圾处理、资源再利用、再利用材料内容、当地材料、快速再生材料、被鉴定的木材5室内环境质量1522CO2监测、增加通风的有效性、室内空气品质管理计划、低发射材料、室内化学和污染源控制、系统的控制能力、热舒适、天然照明与景观6创新设计和过程57创新设计、专业性设计合计60100

由此可见，按各个项目的重要性来分，依次是：能源与环境，室内环境质量，可持续建筑场地选择，材料和资源。前四项已占到总体权重86%,当然，节水也是关系到资源的利用问题，创新设计和过程是其它五项实施的保证。通过对以上六个方面的各项内容的评比，每一项经量化打分，最后给出对绿色建筑的综合评价。评价分级如下:当积分在26～32时，评价为通过；当积分在33～38时，评价为银级；当积分在39～51时，评价为金级；当积分在51分以上时，评价为铂金级。4.3.2日本CasBee评估体系(1)概述

日本的可持续建筑评价是通过casBee建筑物综合环境评价方法进行的。它以各种用途、各种规模的建筑物为评价对象，从“环境效率”定义出发进行评价。环境效率=(建筑物的服务价值)/(建筑物的环境负荷)，试图评价建筑物采取措施降低对外界的环境负荷，在环境性能限定条件下提高建筑质量的效果。(2)评价内容和项目

建