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【摘 要】建筑是人类基本的生活、生产场所，它的规划、设计、建设及运行模式直接影响资源与能源的消耗，随着环境问题及社会问题的日益严重，人们越来越重视并从可持续发展的角度，研究绿色建筑的能源利用与设计及生态建筑材料的利用，了解其特点和适用性。
【关键词】能源利用与设计；生态建筑材料
与国外绿色建筑的发展之路相比，中国的绿色建筑具有自己的特点与特性。中国资源有限且人口众多，目前面临着资源匮乏、能源利用效率低下、土地资源浪费、沙漠化严重、森林资源破坏及生物多样性单一等诸多问题，与经济的快速增长形成深刻的矛盾。绿色建筑即是对环境问题、资源问题及社会问题切实可行而持久的解决办法，是提高生活条件、促进经济发展的的重要手段，并将成为健康社会、和谐发展的模式。
一、绿色建筑的能源利用与设计
绿色建筑的场地规划阶段就是通过设计方法达到节能的目的，包括场地规划阶段和单体建筑设计阶段。
1、规划阶段
绿色建筑的场地规划阶段即外部环境场地设计，应考虑受建筑群体及植物群体布局影响的热工环境，在小区风环境、住宅群体间的日照等方面实现良好的室外热环境，同时考虑外部地面热效应的控制，铺面材料尽可能使用草皮而少用沥青或混凝土等表面材料。同时须注意地形、地物的有效利用，减少其对地区微气候的影响。
2、单体建筑设计阶段
绿色建筑的单体设计阶段分为建筑的形体、建筑围护结构及屋顶的节能策略。
2.1建筑的布局及平面节能设计应分别考虑方位选定、建筑形状、层数规模及空间使用等因素：
（1）方位朝向：以南北向最有利，东西向最不利，应于不利方向设计适当的遮阳或防热设施，减少热量的侵入。
（2）建筑物的形状：以正方形建筑物最有利，长宽比大的建筑物，因外墙面积大，在能源使用上较不利，层数愈高，能源消耗愈大。
（3）邻栋间隔：高层建筑邻栋间隔不仅应考虑能源的节约，更应顾及日常生活保健上的基本要求。
2.2高层建筑的外墙面积大，受热情形严重，对外墙设计应特别重视，一般而言，外墙设计应选择最符合能源节约原则的方位开口，采用适当的构造、材料与外表颜色并配合周遭环境等妥善规划。
（1）开口率：开口率对高层建筑的受热影响最大，办公室建筑的开口率维持在30%，旅馆建筑为20%。
（2）构造：外墙设计应以能减少日射热量侵入，并易于散热为理想，使用隔热处理时，据研究对热负荷的减轻影响不大，且可能阻碍室内热量的逸散而增加空调负荷，应配合合理的遮阳设施及良好的通风设计以减轻外墙的手热量。
（3）遮阳：一般在温室超过23.5℃时应考虑设置遮阳，遮阳的类型及遮蔽角度应依方位、太阳高度等因素而定，并参考玻璃的遮阳系数及构造、种类等选定材料。
l 生态建筑材料的定义
1.1 生态建材的概念
所谓生态建材是指在原料采取、产品制造、使用或者再循环以及废料处理等环节中，对地球环境负荷最小并最有利于人类健康的材料，在国际上也称为“健康建材”或“环保建材”，它注重建材对人体健康、环保及安全防火性能所造成的影响。此类产品具有良好的使用性能，其资源和能源消耗少，对生态环境污染小，可再生资源利用率高，在设计、生产、使用到再生循环利用的生命周期全过程中，都与生态环境相协调。
1.2 生态建材的特点
（1）先进性。能为人类开拓更广阔的活动范围。
（2）环境协调性。能使人类的活动范围与外部环境尽可能协调。
（3）舒适性。能使人类生活更繁荣、舒适。
1.3 生态建材的种类
生态建材主要包括天然建材、循环再生建材、低环境负荷建材和环境功能性建材等。
（1）天然建材主要有：天然矿物、木材、土材、竹材、苎麻、剑麻等。
（2）循环再生建材具有下列特征：可多次重复循环使用；废弃物可作为再生资源，即材料本身可循环再生。
（3）低环境负荷建材的主要特征是：在其寿命周期的整个过程中具有低的环境负荷值。简言之，这类建材对环境的负面影响相对最小。
（4）环境功能性建材的主要特征是：在使用过程中具有净化治理、修复环境的功能；在其使用过程中不形成二次污染；其本身易于回收或再生。
2 可用作建设工程的生态建筑材料
2.1 木质生态建筑材料
木质生态建筑材料来源于自然，可以再生；木材的香味可以使人降低血压，减轻压力；木材可防腐蚀、防霉、调节湿度。用木材建造住宅，在施工中可以减少大量二氧化碳的排放，对大气具有很好的环保作用。木结构建筑具有加工成本低、建造速度快、能耗低、环境效益好、有利于可持续发展等优点。
2.1.1 水泥刨花板
水泥刨花板是一种以水泥和木材刨花为主要原料，加入少量化学添加剂和水，经搅拌、铺装、加压成型和养护等工序制成的新型建筑人造板材。它兼有木材和水泥的优点。
水泥刨花板的性能特点如下：
（1）力学强度。
水泥刨花制品塑性很高，只是在受到相当大的挤压力后才开始损坏。它具有质量轻（与钢筋混凝土预制板、砖相比）、隔热、性能高等优点。
（2）防火性能。
水泥刨花板具有很高的防火性能。对水泥刨花板在各种温度下的试验结果表明，利用60 mm厚的水泥刨花板粗面绝缘板制作的预制墙板的外面，在400 ℃下烧20 分钟，仅出现深度达10 mm的烧痕，但无损坏现象。而墙板另一面的最高温度仅为5O℃。这种板经火烧后立即浇水，板形不变形。
（3）防生物腐蚀性能。
水泥刨花板的抗生物腐蚀性能与混凝土相同，试验表明，在其上进行霉菌培养历时1年，制品结构未发生任何异变和损坏。
2.1.2 杉木结构集成材
人类在利用木材的初期仅仅是采伐天然森林，致使森林面积大幅度减少，大径级天然森林资源日渐短缺，而人工速生小径木为主的低质林木可以弥补大径材、优质材总量的不足。集成材或称作多层胶合木、层积材，可作为建筑构件，用来制作各种造型的承载梁、柱、架等。发展人工林杉木集成材，可以提高小径木的利用价值，弥补了大径材、优质材数量的不足。
2.2 竹质生态建筑材料
我国的竹类资源十分丰富，素有“竹子王国”的美誉。目前，竹子作为生态建筑材料的巨大价值越来越受到重视。竹结构建筑是指用竹材人造板作为结构主材的结构体系，其优点有：
（1）可持续性。社会、经济和环境的可持续性是当前发展领域中日益重要的问题。相对于其他的建筑材料如木材、砖石、混凝土和钢材等，竹材最容易再生产，一般3～5年可成林，只要管理适当，种植与砍伐形成良性循环，则有利于提高空气质量、美化生活环境、保持生态平衡。
（2）污染少。用竹材作为建筑材料，其整个生产和使用过程中消耗的能源最少，对环境产生的污染最少，是很好的绿色材料。
（3）性能优越。与木材相比，竹材人造板具有强度高、韧性好、刚度大、变形小、尺寸稳定、性能优良等特点。
（4）安全性。竹结构质量轻，产生的地震作用小。
（5）经济。成本低廉，经久耐用，占用空间少。
结语
无论是绿色建筑中的能源利用与设计，还是生态建材的利用，都是以绿色建筑科学为方法，作用于人居生态建设，最终提高人的生存环境、生存条件及生存质量。我国地大物博，资源丰富，拥有大量可利用的生态资源，当下建设工程应该适应可持续发展的需要，充分利用生态建材。在选用生态建材时，应针对地域、气候条件、建筑形式的不同来选用适宜的建筑材料，体现建筑与环境的协调性。
参考文献：
[1]沈建中，能源规划，北京，能源出版社，1985
[2]林海燕，绿色建筑与建筑节能，绿色建筑技术文集，2005
【关键词】能源利用与设计；生态建筑材料
与国外绿色建筑的发展之路相比，中国的绿色建筑具有自己的特点与特性。中国资源有限且人口众多，目前面临着资源匮乏、能源利用效率低下、土地资源浪费、沙漠化严重、森林资源破坏及生物多样性单一等诸多问题，与经济的快速增长形成深刻的矛盾。绿色建筑即是对环境问题、资源问题及社会问题切实可行而持久的解决办法，是提高生活条件、促进经济发展的的重要手段，并将成为健康社会、和谐发展的模式。
一、绿色建筑的能源利用与设计
绿色建筑的场地规划阶段就是通过设计方法达到节能的目的，包括场地规划阶段和单体建筑设计阶段。
1、规划阶段
绿色建筑的场地规划阶段即外部环境场地设计，应考虑受建筑群体及植物群体布局影响的热工环境，在小区风环境、住宅群体间的日照等方面实现良好的室外热环境，同时考虑外部地面热效应的控制，铺面材料尽可能使用草皮而少用沥青或混凝土等表面材料。同时须注意地形、地物的有效利用，减少其对地区微气候的影响。
2、单体建筑设计阶段
绿色建筑的单体设计阶段分为建筑的形体、建筑围护结构及屋顶的节能策略。
2.1建筑的布局及平面节能设计应分别考虑方位选定、建筑形状、层数规模及空间使用等因素：
（1）方位朝向：以南北向最有利，东西向最不利，应于不利方向设计适当的遮阳或防热设施，减少热量的侵入。
（2）建筑物的形状：以正方形建筑物最有利，长宽比大的建筑物，因外墙面积大，在能源使用上较不利，层数愈高，能源消耗愈大。
（3）邻栋间隔：高层建筑邻栋间隔不仅应考虑能源的节约，更应顾及日常生活保健上的基本要求。
2.2高层建筑的外墙面积大，受热情形严重，对外墙设计应特别重视，一般而言，外墙设计应选择最符合能源节约原则的方位开口，采用适当的构造、材料与外表颜色并配合周遭环境等妥善规划。
（1）开口率：开口率对高层建筑的受热影响最大，办公室建筑的开口率维持在30%，旅馆建筑为20%。
（2）构造：外墙设计应以能减少日射热量侵入，并易于散热为理想，使用隔热处理时，据研究对热负荷的减轻影响不大，且可能阻碍室内热量的逸散而增加空调负荷，应配合合理的遮阳设施及良好的通风设计以减轻外墙的手热量。
（3）遮阳：一般在温室超过23.5℃时应考虑设置遮阳，遮阳的类型及遮蔽角度应依方位、太阳高度等因素而定，并参考玻璃的遮阳系数及构造、种类等选定材料。
l 生态建筑材料的定义
1.1 生态建材的概念
所谓生态建材是指在原料采取、产品制造、使用或者再循环以及废料处理等环节中，对地球环境负荷最小并最有利于人类健康的材料，在国际上也称为“健康建材”或“环保建材”，它注重建材对人体健康、环保及安全防火性能所造成的影响。此类产品具有良好的使用性能，其资源和能源消耗少，对生态环境污染小，可再生资源利用率高，在设计、生产、使用到再生循环利用的生命周期全过程中，都与生态环境相协调。
1.2 生态建材的特点
（1）先进性。能为人类开拓更广阔的活动范围。
（2）环境协调性。能使人类的活动范围与外部环境尽可能协调。
（3）舒适性。能使人类生活更繁荣、舒适。
1.3 生态建材的种类
生态建材主要包括天然建材、循环再生建材、低环境负荷建材和环境功能性建材等。
（1）天然建材主要有：天然矿物、木材、土材、竹材、苎麻、剑麻等。
（2）循环再生建材具有下列特征：可多次重复循环使用；废弃物可作为再生资源，即材料本身可循环再生。
（3）低环境负荷建材的主要特征是：在其寿命周期的整个过程中具有低的环境负荷值。简言之，这类建材对环境的负面影响相对最小。
（4）环境功能性建材的主要特征是：在使用过程中具有净化治理、修复环境的功能；在其使用过程中不形成二次污染；其本身易于回收或再生。
2 可用作建设工程的生态建筑材料
2.1 木质生态建筑材料
木质生态建筑材料来源于自然，可以再生；木材的香味可以使人降低血压，减轻压力；木材可防腐蚀、防霉、调节湿度。用木材建造住宅，在施工中可以减少大量二氧化碳的排放，对大气具有很好的环保作用。木结构建筑具有加工成本低、建造速度快、能耗低、环境效益好、有利于可持续发展等优点。
2.1.1 水泥刨花板
水泥刨花板是一种以水泥和木材刨花为主要原料，加入少量化学添加剂和水，经搅拌、铺装、加压成型和养护等工序制成的新型建筑人造板材。它兼有木材和水泥的优点。
水泥刨花板的性能特点如下：
（1）力学强度。
水泥刨花制品塑性很高，只是在受到相当大的挤压力后才开始损坏。它具有质量轻（与钢筋混凝土预制板、砖相比）、隔热、性能高等优点。
（2）防火性能。
水泥刨花板具有很高的防火性能。对水泥刨花板在各种温度下的试验结果表明，利用60 mm厚的水泥刨花板粗面绝缘板制作的预制墙板的外面，在400 ℃下烧20 分钟，仅出现深度达10 mm的烧痕，但无损坏现象。而墙板另一面的最高温度仅为5O℃。这种板经火烧后立即浇水，板形不变形。
（3）防生物腐蚀性能。
水泥刨花板的抗生物腐蚀性能与混凝土相同，试验表明，在其上进行霉菌培养历时1年，制品结构未发生任何异变和损坏。
2.1.2 杉木结构集成材
人类在利用木材的初期仅仅是采伐天然森林，致使森林面积大幅度减少，大径级天然森林资源日渐短缺，而人工速生小径木为主的低质林木可以弥补大径材、优质材总量的不足。集成材或称作多层胶合木、层积材，可作为建筑构件，用来制作各种造型的承载梁、柱、架等。发展人工林杉木集成材，可以提高小径木的利用价值，弥补了大径材、优质材数量的不足。
2.2 竹质生态建筑材料
我国的竹类资源十分丰富，素有“竹子王国”的美誉。目前，竹子作为生态建筑材料的巨大价值越来越受到重视。竹结构建筑是指用竹材人造板作为结构主材的结构体系，其优点有：
（1）可持续性。社会、经济和环境的可持续性是当前发展领域中日益重要的问题。相对于其他的建筑材料如木材、砖石、混凝土和钢材等，竹材最容易再生产，一般3～5年可成林，只要管理适当，种植与砍伐形成良性循环，则有利于提高空气质量、美化生活环境、保持生态平衡。
（2）污染少。用竹材作为建筑材料，其整个生产和使用过程中消耗的能源最少，对环境产生的污染最少，是很好的绿色材料。
（3）性能优越。与木材相比，竹材人造板具有强度高、韧性好、刚度大、变形小、尺寸稳定、性能优良等特点。
（4）安全性。竹结构质量轻，产生的地震作用小。
（5）经济。成本低廉，经久耐用，占用空间少。
结语
无论是绿色建筑中的能源利用与设计，还是生态建材的利用，都是以绿色建筑科学为方法，作用于人居生态建设，最终提高人的生存环境、生存条件及生存质量。我国地大物博，资源丰富，拥有大量可利用的生态资源，当下建设工程应该适应可持续发展的需要，充分利用生态建材。在选用生态建材时，应针对地域、气候条件、建筑形式的不同来选用适宜的建筑材料，体现建筑与环境的协调性。
参考文献：
[1]沈建中，能源规划，北京，能源出版社，1985
[2]林海燕，绿色建筑与建筑节能，绿色建筑技术文集，2005