智能綠色建筑整體設(shè)計(jì)理論方法(一)

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“智能、綠色建筑”,類似人類有生命的建筑,也可稱為仿生建筑?!爸悄堋敝傅氖撬季S,“綠色”指的是可再生無(wú)污染或可重復(fù)使用的天然物質(zhì),把這些物質(zhì)通過高新技術(shù)的處理轉(zhuǎn)變成可持續(xù)發(fā)展的綠色建筑。這種以人為本的建筑,才能稱得上智能綠色建筑。
    “以人為本”的科學(xué)發(fā)展觀思想應(yīng)該貫穿小康社會(huì)建設(shè)的全過程,重點(diǎn)應(yīng)解決百姓居住問題。事實(shí)證明“存在的”就是合理的。在哺乳動(dòng)物中,人類發(fā)展得最快。因?yàn)槿祟愖陨淼臉?gòu)造有它的合理性,他不但具備了與其它哺乳動(dòng)物相似的軀體,更重要的是人類有智慧,他能用智慧來戰(zhàn)勝大自然。因此,研究智能、綠色建筑整體設(shè)計(jì)理論應(yīng)該從人體結(jié)構(gòu)的理論開始。
    1.智能、綠色建筑發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)
    中國(guó)幾千年的秦磚漢瓦建筑工藝應(yīng)到改革創(chuàng)新的時(shí)候了,落后的工藝與當(dāng)代新時(shí)期發(fā)展產(chǎn)生了矛盾,解決這些矛盾只能進(jìn)行一次科技創(chuàng)新—采用新結(jié)構(gòu)建筑體系—MB建筑體系,也就是智能綠色建筑技術(shù),使長(zhǎng)期存在的影響人類居住的矛盾都可迎刃而解。
    1.1發(fā)展和生存
    中國(guó)人口占世界1/3,自然資源貧乏。按全國(guó)房改及房地產(chǎn)工作座談會(huì)傳出的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。十五期間,全國(guó)城鄉(xiāng)住宅計(jì)劃竣工面積達(dá)到57億平方米,其中城鎮(zhèn)住宅竣工面積27億平方米,農(nóng)村住宅竣工面積30億平方米。十五期末,城鎮(zhèn)人均住宅建筑面積達(dá)到23m2,農(nóng)村人均建筑面積達(dá)25m2。全國(guó)要達(dá)到小康社會(huì)水平,人均還需增加10m2,即130億m2的建筑。按此計(jì)算,中國(guó)最近幾年將存在180億平方米的市場(chǎng)需求,磚混結(jié)構(gòu)比重高達(dá)80%。
    新建大規(guī)模住宅,水泥需求量約15.75億噸,耗煤3.15億噸,而全國(guó)每年產(chǎn)煤只有0.5億噸。建筑占的比重過高,必然造成煤的供量不足。需要粘土磚約58320億塊,耗用粘土折算成耕地約100萬(wàn)畝,中國(guó)人均占田0.75畝,大大低于聯(lián)合國(guó)頒布的0.8畝警戒線,土地是不可再生資源,大量耗用耕地將直接威脅到人們的生存。本屆政府加以宏觀調(diào)控,把一場(chǎng)即將爆發(fā)的基本建設(shè)高速發(fā)展對(duì)人生存造成的“威脅”消滅在萌芽狀態(tài)。中國(guó)政府早已頒布禁止和限制使用粘土磚管理暫行辦法,但執(zhí)行無(wú)力。大多數(shù)開發(fā)商情愿罰款,繼續(xù)使用粘土磚,至今還沒有一種新的建筑材料來完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)建筑材料。從新中國(guó)成立起,政府計(jì)劃改變秦磚漢瓦的傳統(tǒng)材料。1958年采用大模板,內(nèi)澆外灌,利用粉煤灰生產(chǎn)大砌塊,積極推進(jìn)工業(yè)化建房,都沒有獲得成功。1982年起改革開放前夕,又興起大力推廣輕質(zhì)新型建筑材料高潮。全國(guó)成立新型建筑材料總公司。大量引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)設(shè)備和理念,由于新材料的價(jià)格高于傳統(tǒng)材料,又遭到全軍覆沒。從此,中國(guó)新材料的推廣應(yīng)用一直處在徘徊之中。發(fā)展還是生存,這對(duì)矛盾已成為中國(guó)建筑業(yè)的困惑。目前正處于十字街頭。何去何從?人們采用可再生資源代替和節(jié)約不可再生資源,進(jìn)行住宅設(shè)計(jì),發(fā)展智能綠色建筑已勢(shì)在必行。
    要改善中國(guó)的城市建設(shè),必須采用新的建筑體系和新的建筑材料以及新的技術(shù)來完成。國(guó)務(wù)院辦公廳早在1999年就轉(zhuǎn)發(fā)給各省、自治區(qū)、直轄市人民政府國(guó)務(wù)院各部委直屬機(jī)構(gòu)72號(hào)文件《關(guān)于推進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化提高住宅質(zhì)量若干意見的通知》,但執(zhí)行的如何呢?目前只停留在口頭上,沒有落實(shí)到具體實(shí)踐上,這是能否解決中國(guó)城市矛盾的關(guān)鍵思想問題。目前在改,但改得很慢,受到整個(gè)中國(guó)經(jīng)濟(jì)體制改革的限制,只能慢慢地等待,到時(shí)機(jī)成熟,這是阻礙中國(guó)推進(jìn)智能綠色建筑速度的結(jié)癥;一旦解決了,中國(guó)的城市發(fā)展一定矚目于世界。
    1.2建筑市場(chǎng)需求與建筑體系
    人們生活的提高表現(xiàn)在想要有一個(gè)適合于自己生活的環(huán)境。中國(guó)人是把一輩子勞動(dòng)的成果累積在居室中,這也是家庭投資的固定資產(chǎn),千方百計(jì)地精心設(shè)計(jì)和策劃成自己的一個(gè)溫馨家園。因此設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的平面布局總是不能滿足每個(gè)用戶的要求。可以說,中國(guó)買房實(shí)際上是買一個(gè)居室空間都要進(jìn)行二次設(shè)計(jì)和裝飾?;炷两ㄖ峁┙o百姓的是一個(gè)受梁柱限制、墻體實(shí)心、不能自由走線的、受阻礙的小空間居室,不能滿足個(gè)性化設(shè)計(jì)的要求。新建住宅竣工后重新變成了一個(gè)建設(shè)工地,到處敲洞、砸墻,甚至把結(jié)構(gòu)剪力墻也打掉,嚴(yán)重威脅了建筑物的安全,事實(shí)上已逼著建設(shè)科技人員加快研究一種新的智能綠色建筑體系適應(yīng)中國(guó)市場(chǎng)需求的時(shí)候了。因此,智能、綠色建筑已到達(dá)進(jìn)入市場(chǎng)的前夕了。
    1.3能源與現(xiàn)代生活
    地球上的石油、煤等能源都是有限的,而我國(guó)的能源也是緊缺的。隨著社會(huì)現(xiàn)代化、電氣化,實(shí)際生活用在城市居民消耗的能源份額已占很大比例。在過去,每個(gè)家庭耗電只有5~10度,一般僅用于照明,家庭選用3A的電流表已足夠了;而目前每個(gè)家庭至少要用15~30A,用電量增了10倍,用電量急劇上升的主要因素是建筑物的門窗保溫性能和墻體材料導(dǎo)熱性能差。傳統(tǒng)建筑達(dá)不到保溫、絕熱的要求。墻體和門窗擋不住能量的流失,造成大量浪費(fèi)能源。如果采用智能、綠色建筑,可節(jié)約能源70%以上,需要解決這對(duì)矛盾非改變傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)形式不可。其次采用節(jié)能燈、節(jié)能的水加熱器等有效的先進(jìn)技術(shù),節(jié)約能源已成為開源節(jié)流中的關(guān)鍵工作。政府提出節(jié)能的有效措施和目標(biāo),傳統(tǒng)建筑技術(shù)已到了非改不可的地步。目前還沒有一個(gè)成熟的能普遍適用民用住宅的新建筑體系來取代傳統(tǒng)建筑體系。積極推廣智能、綠色建筑已具備了成功的條件。
    1.4土地資源與住宅需求
    中國(guó)的土地資源有限,要解決吃飯問題,又要解決人口增長(zhǎng)的住宅問題。國(guó)家已十分重視保護(hù)耕地,嚴(yán)禁毀地建房,不能拿生存去換住房的政策,怎么解決這一矛盾呢?有效的辦法是拆村建鎮(zhèn)、拆鎮(zhèn)建市,把人口相對(duì)集中起來,把耕地和工廠集中起來,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。舊城改造必須提高建筑層數(shù),要嚴(yán)格控制低層和多層住宅的建設(shè),大力發(fā)展小高層和高層住宅,才能做到不增加土地用量的條件下改善居民的居住條件和提高居住質(zhì)量,這是一條必經(jīng)之路。
    我們不能只顧眼前利益,智能綠色建筑的發(fā)展已經(jīng)是刻不容緩了!這也是理想和最新的動(dòng)態(tài),是中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì),是中國(guó)解決居民居住問題的方式。
    2.設(shè)計(jì)方法和理論
    就單體的建筑來講,必須把智能和綠色建筑整體設(shè)計(jì)統(tǒng)一起來,建筑物的構(gòu)造類似于人體的構(gòu)造,人體結(jié)構(gòu)的構(gòu)造是哺乳動(dòng)物中最合理的一種。因此,按人體結(jié)構(gòu)理論的設(shè)計(jì),智能、綠色建筑是一種可行的方案。
    2.1設(shè)計(jì)與基礎(chǔ)材料
    中國(guó)人早已習(xí)慣用砂、石、水泥、磚、玻璃,采用手工作業(yè)的辦法建造居室。事實(shí)證明:無(wú)機(jī)材料的使用壽命長(zhǎng),幾千年的秦磚漢瓦保留到現(xiàn)在,經(jīng)久耐用,但人民忽視了采用這些材料,從材質(zhì)上來看是耐用材料,從性能上看已達(dá)不到現(xiàn)代人生活質(zhì)量的要求了。磚能承重,但建不高,抗震差,粘土磚壽命長(zhǎng),但吸水量大,造成室內(nèi)潮濕,不利于人體健康;實(shí)心的墻體不能布置各種管線,不利于智能化實(shí)施。設(shè)備的安裝就像人體的構(gòu)造,必須要有腹腔、胸腔的存在,可以容納心、肺、肝等內(nèi)臟;肌肉里面有動(dòng)脈血管和靜脈血管,血液循環(huán)才使人健康成長(zhǎng)。人體都有一張皮,能防水、防細(xì)菌,磚墻沒有防水功能。因此室內(nèi)潮濕,人體有脂肪層、肌肉層,能夠防寒、保溫。過去的磚混結(jié)構(gòu)房子不保溫,只有儲(chǔ)能,造成冬冷夏熱,室內(nèi)溫度類似于人體,發(fā)燒和低熱都不能正常工作。人正常體溫要保持在36.5~37℃。因此現(xiàn)代居室的設(shè)計(jì)必須是恒溫的。人具備那么多適應(yīng)自然環(huán)境和生活生存的功能,基本上都是有機(jī)材料的組成,所以現(xiàn)代建筑材料的選擇不應(yīng)局限于無(wú)機(jī)材料,可以發(fā)展有機(jī)和無(wú)機(jī)的復(fù)合材料。這符合社會(huì)科學(xué)發(fā)展。