生态建筑关键技术研究

【摘要】生态建筑又被称作绿色建筑、可持续建筑，一种高效、低耗、无废、无污、生态平衡的建筑环境，是解决当前生存居住环境不断恶化的有效手段。生态建筑涉及的面很广，是多学科、多工种的交叉，是一门综合性的系统工程，其中涉及到生态建材、太阳能、自然通风、结构设计、水循环等多项生态建筑的关键技术。

关键词：生态建筑；环保；节能

目前，国内外对生态建筑的研究更倾向于将自然引入建筑、运用高科技知识、促进建筑生态化、人工环境自然化这一方向。本文主要在这个趋势下针对生态建筑中最核心的环保技术、节能技术等关键技术进行讨论研究。

环保技术

环保是生态建筑的重要特征之一，环保技术在生态建筑中除了包括环保材料的使用以外，还包括了对室内声环境、光环境等一系列的环保改造。

环保建筑材料是生态建筑建设过程中一个非常重要的因素，生态建筑必须使用符合自然生态效应和社会效应的绿色材料，必须遵循减量化（Reduce），再利用（Reuse）和再循环（Recycle）的3R原则。即尽量使用低能耗材料、避免使用有毒材料、尽量使用可循环使用材料等。生态建材主要有节能型、利废环保性、安全舒适性、保健型、特殊环境型。

目前，针对当前生态建筑的发展及现实的应用情况，生态建材的开发与应用成为生态建筑环保技术的一大热点，主要包括生态混凝土、木材陶瓷、生态玻璃、生态涂料等等。环境友好型生态混凝土是指与地球生态环境友好的混凝土，这种混凝土的生态化途径主要有三种：一、降低制造时对环境的影响；二、降低制造时对环境的影响；三、利用混凝土本身特性降低其对环境的影响。木材陶瓷是一种采用木材（或其他木质材料）在热固性树脂中浸渍后，真空碳化而成的新型多孔质碳素材料，其中的木质材料在烧结后生成软质无定形碳，树脂生成硬质玻璃碳。它并不是真正意义上的陶瓷产品，但它的许多特性与多孔功能陶瓷相似。木材陶瓷的断裂韧性很低，与冰相似。木材陶瓷的摩擦因数几乎不受材料的种类、粗糙度、润滑剂和滑动速度的影响。另外，生态涂料也是生态建材的主要技术之一，这种生态功能涂料主要有空气净化功能涂料、抗菌涂料、隔热涂料、防辐射涂料、远红外保健涂料等。

除了环保型建材之外，智能建筑材料的概念的提出也是生态建筑材料的发展方向。智能建筑材料是指利用仿生学原理制造、可以自动调整自身性能参数以适应环境变化的复合材料或材料的复合。通过仿生学能够让材料的湿度调节功能大大增强，使得包括混凝土、水泥等以前被认为属于非环保建材的材料成为新的智能材料。除了调节湿度之外，智能材料还能起到降低电磁辐射、抑菌灭菌、吸附有毒气体、调节室温等作用。

室内环境质量是生态建筑环保技术的一个重要体现，主要包括室内空气质量、热舒适度、光环境、室内生环境等方面的内容。在环保材料的配合下，保证良好的通风，借助植物和水体的合理配置更新室内空气、改善气候；结合视觉和听觉的设计，给人带来自然态的精神感受。例如隔声技术在环保材料的配合下，通过对门、窗的密闭性，墙体构造，楼板隔声叠层的综合考虑，达到改善声音环境。

节能技术

随着环境问题的加剧和人类对可持续发展的认识，建筑节能是近年来建筑业发展的一个趋势，而建筑节能的研究也转向了提高能源利用效率和对建筑环境综合效益的研究。生态建筑中的节能技术已经成为生态建筑的特征之一，并且贯穿了生态建筑的设计建设全过程，从生态建筑的选址到结构设计，从采光、通风、取暖、水循环利用到能源可再生利用，都提现了生态、绿色、节能的特点。

选址中的节能技术，生态建筑建设的基地应选择在向阳、避风的平地和山坡上，这是建筑节能、提高采暖效率的先决条件。同时建筑选址应尽量远离交通主干道，避免噪声污染。如果建在噪声声源处，应有绿化隔声带等保护措施。

更加节能的结构设计，节能建筑的形态要求体型系数小，冬季日辐射得热多，同时对避寒风有利。具体选择节能体型时受多种因素制约，包括当地冬季气温、日照辐射量与照度、建筑朝向和局部风环境状况等等，因此体型设计需权衡建筑得热和失热的具体情况，优化组合各影响因素才能确定。

自然通风可以有效改善室内热舒适度、提高室内空气品质，并且是一项比较成熟而低成本的技术，并能够对空调温度系统进行有效的替代，做到真正的节能减排，是生态建筑实现节能、生态、环保等目标的重要手段。自然通风技术从动力来源上可以分为两种，一种是完全自然通风技术，另一种是机械辅助自然通风技术。生态建筑完全自然通风技术在原理上分为利用风压通风、利用热压通风及利用风压和热压结合的通风技术。生态建筑中机械辅助自然通风技术是利用温差造成的热压和机械动力结合而形成的室内外空气对流。与完全自然通风技术相比，虽然建筑内局部作为辅助动力的机械装置要消耗一定的能源，但通过这种机械装置可以使自然风在室内达到更好的效果，而这一部分消耗的能源也可以通过生态建筑的其他部分来获取，如太阳能、风能等。

生态空调是生态建筑节能技术的关键技术之一，从目前当代生态建筑的节能技术发展来看，主要包括了两种空调技术，一种是太阳能空调系统，一种是地热空调系统。根据各地区不同的自然条件需要，这两种技术有不同的应用。太阳能是一种取之不尽、用之不竭的洁净能源，用太阳能替代常规能源对于建筑节能和环保都具有十分重要的意义。生态建筑中，太阳能技术的发展趋势是融入到建筑中去，与生态建筑成为一体，即利用太阳能这种最丰富、最便捷、无污染的能源来进行采暖制冷以及供应热水，以满足人们生活的需要，同时达到减少和不用矿物燃料的目的。实现太阳能空调有两条途径：一是、太阳能光电转换，利用电力制冷；二是、太阳能光热转换，以热能制冷。国际上太阳能空调的应用主要是后一种方法。利用光热转换技术的太阳能空调一般通过太阳能集热器与除湿装置、热泵、吸收式或吸附式制冷机组相结合来实现。

根据国外研究表明：在地下5米以下的土壤温度基本不会发生改变，因此，土壤本身可以进行采暖空调，即考虑用地下通风管道来进入室内的空气进行加热和冷却，以实现温度的自然空调。另外，由于地下的土壤这一特性，使得这样的环境拥有储能的功能。地下空间可以用来季节性储能，目前国内外发展较为成熟的地源热泵技术就是基于这样的原理，在生态建筑的地步设置一个大水池，并装满热容量较大的物质，如卵石等，当夏季日照较强的时候，将富余的热能储存于地下以备冬季采暖，而冬季则可以储存较冷的能量在夏季用作空调。

水资源的循环再生是生态建筑循环系统功能的体现。生态建筑中水循环是建立分质、分级的给排水系统，即饮、用分开，建立包括将杂排水和雨水等非饮用水处理后进行重复利用的中水系统、雨水收集系统等在内的水环境系统。

总结：生态建筑需要根据当地的自然生态环境，运用生态学、建筑技术科学的基本原理和现代科学技术手段等，其中环保和节能是最核心，也是目前发展前景最好，最能够普及的生态建筑技术。

参考文献：

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