1、生 态 建 筑 设 计 生 态 建 筑 设 计 建筑学6591班课件主要内容 一、 概述（生态建筑的背景、概念、特征等） 二、 节能建筑设计 三、 节水建筑设计 四、 生态景观设计 五、 节材建筑设计 六、 建筑施工管理 * 生态建筑实例分析 生态建筑设计 Ecological Building Design生态建筑实例分析 2 建筑学6591班课件一 、概述 生态建筑设计 Ecological Building Design 3 建筑学6591班课件全球的能源与环境危机引发了人类对自身 生存观念与行为方式的广泛反思。 在建筑界 “生态” “绿色”和“可持续 在建筑界，“生态”、“绿色”和“可
2、持续 发展”的设计研究与实践成为对现实问题的积极 回应与努力。这不仅是一种技术与经济的转变， 也表明了一种新文化与观念的确立与更新。 生态建筑设计 Ecological Building Design 4 建筑学6591班课件目 目录 录 1. 生态建筑的背景 11人类面临的能源问题 1.1 人类面临的能源问题 1.2 人类面临的环境问题 建筑与能源及环境问题的关系 1.3 建筑与能源及环境问题的关系 2. 生态建筑的 基 本 概 念 3. 生态建筑的基本特征 4 生态建筑设计的基本原则 4. 生态建筑设计的基本原则 5. 生态建筑设计的辅助工具 生态建筑设计 Ecological Build
3、ing Design 5 建筑学6591班课件目 目 录 录 目 目 录 录 1. 生态建筑的背景 11人类面临的能源问题 1.1 人类面临的能源问题 1.2人类面临的环境问题 建筑与能源及环境问题的关系 1.3 建筑与能源及环境问题的关系 2. 生态建筑的 基 本 概 念 3. 生态建筑的基本特征 4 生态建筑设计的基本原则 4. 生态建筑设计的基本原则 5. 生态建筑设计的辅助工具 生态建筑设计 Ecological Building Design 6 建筑学6591班课件1.1 人类面临的能源问题 Challenges 挑战 Energy demand gy Future supply
4、of energy 生态建筑设计 Ecological Building Design 7 建筑学6591班课件Challenges 挑战 Energy demand 能源需求 December 2008 Monthly Update: Chinas Future in an Energy-Constrained World World Resource Institute 生态建筑设计 Ecological Building Design December 2008, Monthly Update: China s Future in an Energy Constrained World,
5、 World Resource Institute 8 建筑学6591班课件Challenges 挑战 Energy demand 能源需求 Energy Demand by Sector, 2005 生态建筑设计 Ecological Building Design December 2008, Monthly Update: Chinas Future in an Energy-Constrained World, World Resource Institute 9 建筑学6591班课件Oil ti d th ld Challenges 挑战 Oil consumption around
6、 the world Thousand barrels daily 2009 Thousand barrels daily 1965-2009 生态建筑设计 Ecological Building Design BP Energy Statistics 2010 10 建筑学6591班课件Challenges 挑战 Energy demand in China 中国能源需求 Projected Growth of Energy Demand in China by Energy Source 生态建筑设计 Ecological Building Design December 2008, Mo
7、nthly Update: Chinas Future in an Energy-Constrained World, World Resource Institute 11 建筑学6591班课件Opportunities 机遇 Future energy supply Ei ti t Energy intensity Energy efficiency Renewable energy Renewable energy 生态建筑设计 Ecological Building Design 12 建筑学6591班课件Opportunities 机遇 Future energy supply 未来
8、能源需求 BP Statistical Review of World Energy, June 2010 生态建筑设计 Ecological Building Design 13 建筑学6591班课件Opportunities 机遇 Energy Resource in China 中国能源总量 我国能源总量丰富，但人均能源可采储量远低于世界平均水平。实际上 我国能源并非地大物博，而是存在先天不足的弱势。 我国能源并非地大物博，而是存在先天不足的弱势。 能源种类 人均可开采储量 占世界平均值的百分比 石油 26 吨 （居世界第41 位） 11 1% 石油 2.6 吨 （居世界第41 位） 1
9、1.1% 天然气 1074 立方米 4.3% 煤炭 90 吨 55.4% 生态建筑设计 Ecological Building Design 14 建筑学6591班课件Opportunities 机遇 2004 年BP 世界能源统计年鉴的最新数据显示，世界石油总储量为 1.15 万亿桶，仅供生产41年 全球天然气储量为176 万亿立方米，仅供开采63年 全球煤炭埋藏量10316 亿吨，可开采231 年 核反应原料铀已探明储量 万吨 可供 年 核反应原料铀已探明储量436 万吨，可供72 年 海水中的铀可供使用1 万年 利用热核反应，海水中的锂能源可开采年限为1600 万年 利用热核反应，海水中
10、的锂能源可开采年限为1600 万年 总之 ，全世界最为依赖的能源石油与天然气 ， 在21 世纪的前半 ， 总之 ，全世界最为依赖的能源 石油与天然气 ， 在 世纪的前半 ， 就将日趋枯竭 。 科学家们预计2040 年石油消费将达到最高峰，2100 年石 油消费将减少到不足能源消费总量的5% 。而从2050 年开始，核能、生 物能、水利地热、风力、太阳能的比率大大上升，达到总能源消费的1/3 ， 热核能源将达到总能源消费的1/4 。 生态建筑设计 Ecological Building Design 15 建筑学6591班课件Future energy supply 未来能源供给 Opportu
11、nities 机遇 Future energy supply 未来能源供给 Fossil fuel reserves-to-production (R/P) ratios at end 2009 (Year) BP Statistical Review of World Energy June 2010 生态建筑设计 Ecological Building Design 16 建筑学6591班课件Opportunities 机遇 开源 Even with improved energy efficiency demand for fossil 开源 efficiency, demand for
12、 fossil fuel energy will continue to grow, unless alternative energy ( 可替代能源） sources gy ( 可替代能源） are pursued. China has set a preliminary goal to increase the share of renewable energy in total energy use to 16 percent by 2020 生态建筑设计 Ecological Building Design 17 建筑学6591班课件Energy saving/efficiency
13、（节能）is an 节流 Energy saving/efficiency （节能）is an important strategy that simultaneously addresses a variety of issues in the energy and environment area energy and environment area. 生态建筑设计 Ecological Building Design 建筑学6591班课件Energy Saving Policies in China Opportunities 机遇 Energy-Saving Policies in
14、China 阶段 时段 节能要求 1986 年起到1995 年 阶段 时段 节能要求 第一阶段 1986-1995 年 “建筑节能七五计划”： 在1980/1981 年当地通 用设计标准能耗水平的基础上节能30% 1986 年起到1995 年 用设计标准能耗水平的基础上节能30% 第二阶段 1996-2000 年 1996 民用建筑设计标准：在1980/1981 年当 地通用设计标准能耗水平的基础上节能50% 第二阶段 1996 2000 年 地通用设计标准能耗水平的基础上节能50% （其中建筑节能30% ，采暖设备节能20% ） 第三阶段 2006 2010 年 2005 公共建筑节能设计标
15、准：十一五期间, 我国新建建筑必须严格实施节能50% 的设计标准, 第三阶段 2006-2010 年 我国新建建筑必须严格实施节能50% 的设计标准, 其中北京、天津等少数大城市率先实施节能65% 的标准。 全面推广节能和绿色建筑的两个阶段性目标： 第四阶段 2010-2020 年 2010 年全国城镇建筑的总耗能实现节能50 2020 年全国城镇建筑的总耗能实现节能65 生态建筑设计 Ecological Building Design 19 建筑学6591班课件目 目录 录 1. 生态建筑的背景 1.1 人类面临的能源问题 1.2人类面临的环境问题 1.3 建筑与能源及环境问题的关系 2
16、生态建筑的 基 本 概 念 2. 生态建筑的 基 本 概 念 3. 生态建筑的基本特征 4. 生态建筑设计的基本原则 生态建筑设计 Ecological Building Design 20 建筑学6591班课件1. 2 人类面临的环境问题 Challenges 挑战 g 挑战 CO2 Emission Global warming Cli t h Climate change 生态建筑设计 Ecological Building Design 21 建筑学6591班课件Humans survive rely on our natural environment Human s survive
17、 rely on our natural environment http:/ http:/ 3.shtml 生态建筑设计 Ecological Building Design http:/ 22 建筑学6591班课件http:/a1 att hudong com/70/33/01300000239924122188336195082 jpg Rivers http:/ 地球之血 Forest http:/ Forest 地球之肺 Wetland http:/qhsd shidi org 生态建筑设计 Ecological Building Design http:/qhsd.shidi.or
18、g 地球之肾 23 建筑学6591班课件CO2 emissions CO2排放 Challenges 挑战 CO2 emissions CO2 排放 relative geography. worlds population 生态建筑设计 Ecological Building Design worlds wealth. global CO2 emissions Source: center for biodiversity and conservation, http:/cbc.amnh.org/crisis/resconpercap.html, 2010 10 18 24 建筑学6591班
19、课件Global warming 全球变暖 Challenges 挑战 Global warming 全球变暖 生态建筑设计 Ecological Building Design * 大气中的二氧化碳浓度增加，阻止地球热量的散失，使地球发生可 感觉到的气温升高，这就是有名的 “温室效应 ” 25 建筑学6591班课件Global warming 全球变暖 Challenges 挑战 Global warming 全球变暖 http:/ 生态建筑设计 Ecological Building Design http:/ 26 建筑学6591班课件Global warming 全球变暖 Challe
20、nges 挑战 Global warming 全球变暖 On top of Kilimanjaro Mountains On top of Kilimanjaro Mountains (left: picture in 1992 ，right: picture in 2005) 。 http:/ 生态建筑设计 Ecological Building Design Polar Bear on an Iceburg http:/ warming-polar-bear.jpg 27 建筑学6591班课件全球变暖 Challenges 挑战 Global warming全球变暖 http:/ _loa
21、dfile/read/gaokaoread/f old1/1193885872 0038910 _ 0.jpg (2010 10 19) 生态建筑设计 Ecological Building Design Source: China Climate Change Infor-Net 28 建筑学6591班课件Global warming 全球变暖 Challenges 挑战 Global warming 全球变暖 Source: http:/ 2010 10 18 Source: http:/ (2010 10 18) 生态建筑设计 Ecological Building Design Sou
22、rce: http:/ (2010 10 18) 29 建筑学6591班课件Climate change 全球变暖 Challenges 挑战 Climate change 全球变暖 Source: http:/www.h2euro.org/wp-content/uploads/2009/02/floods_carsjpg.jpg (2010 10 18) Source: http:/ 10/200910260569182520.jpg (2010 10 18) 生态建筑设计 Ecological Building Design 30 建筑学6591班课件Ecological unbalanc
23、ing 生态失衡 Challenges 挑战 Ecological unbalancing 生态失衡 Global warming may cause biodiversity extinction 生态建筑设计 Ecological Building Design 31 建筑学6591班课件Challenges 挑战 Human development and ecological footprint 人类发展与生态足迹 超过生物圈人均承 超过生物圈人均承 载力，高度发展 载力，高度发展 界 线 界 线 发 达国家 界 发 达国家 界 发 发 世界人均生物圈承载力，忽略野生物种的需要 世界人
24、均生物圈承载力，忽略野生物种的需要 生态建筑设计 Ecological Building Design 来源：世界自然基金会, 2006 年 / Source: World Wildlife Fund, WWF, 2006 建筑学6591班课件Global warming 全球变暖 Challenges 挑战 Global warming 全球变暖 Global warming and climate change is the key challenge of our time UNEP climate change presentation, 2009 生态建筑设计 Ecological
25、Building Design 33 建筑学6591班课件Hl f t f t h l d ? How many years are left for the world? 我们还有多少时间？ 生态建筑设计 Ecological Building Design 34 建筑学6591班课件目 目录 录 1. 生态建筑的背景 1.1 人类面临的能源问题 1.2人类面临的环境问题 1.3 建筑与能源及环境问题的关系 2 生态建筑的 基 本 概 念 2. 生态建筑的 基 本 概 念 3. 生态建筑的基本特征 4. 生态建筑设计的基本原则 5 生态建筑设计的辅助工具 生态建筑设计 Ecological
26、Building Design 35 5. 生态建筑设计的辅助工具 建筑学6591班课件1.3 建筑与能源及环境问题的关系 - 人类从自然界所获得的 50%以上 的物质原料用来建造各类建筑及其 附属设备 附属设备 - 这些建筑在建造和使用过程中又消耗了全球能量的50%左右 - 与建筑有关的空气污染 光污染 电磁污染等占环境总体污染的34% - 与建筑有关的空气污染、光污染、电磁污染等占环境总体污染的34% - 建筑垃圾占人类活动产生垃圾总量的40% 生态建筑设计 Ecological Building Design 36 建筑学6591班课件12%of water 40%of wood 30-
27、50%of energy 50%of steel energy 40%of wastes 30%of pollutions and CO2 emission 中国正处于工业化、城镇化加 速发展时期。中国现有建筑总面积430 多亿平方米， 每年建成建筑面积16-19 亿平方米，预计到2020年还将新增建筑面积约300 亿平方米。 在我国发展绿色生态建筑 是 项意义重大而十分迫切的任务 生态建筑设计 Ecological Building Design 37 在我国发展绿色生态建筑 ，是一 项意义重大而十分迫切的任务 。 建筑学6591班课件中国建筑能耗 - 建筑能耗占国家总能耗的30% 左右 已
28、有建筑9 以上属于高能耗建筑 中国建筑能耗 - 已有建筑95 以上属于高能耗建筑 - 新建筑90 以上属高能耗建筑 - 单位建筑面积采暖能耗约为发达国家的3 倍 热舒适度却远不如人 围护结构传热系数与发达国家相比 围护结构传热系数与发达国家相比 - 外墙为3.5-4.5 倍 - 外窗为2-3 倍 屋面为3 6 倍 - 屋面为3-6 倍 - 门窗的空气渗透为3-6 倍 我国每万元的GDP能源消耗指标是0.71 吨 ， 比发达国家多3-11 倍 。 我国每万元的GDP能源消耗指标是0.71 吨 ， 比发达国家多3 11 倍 。 我国GDP的增长是靠大量消耗能源实现的 生态建筑设计 Ecologic
29、al Building Design 38 建筑学6591班课件目 目录 录 1. 生态建筑的背景 1.1 人类面临的能源问题 1.2人类面临的环境问题 1.3 建筑与能源及环境问题的关系 2 生态建筑的 基 本 概 念 2. 生态建筑的 基 本 概 念 3. 生态建筑的基本特征 4. 生态建筑设计的基本原则 5. 生态建筑设计的辅助工具 生态建筑设计 Ecological Building Design 39 5. 生态建筑设计的辅助工具 建筑学6591班课件2. 生态建筑的基本概念 2.1 概念内涵 自然 人类 绿色建筑 生态建筑 可持续建筑 绿色建筑 生态建筑 生态建筑设计 Ecolog
30、ical Building Design 可持续建筑 40 建筑学6591班课件2.2 概念扩展 自然环境 人文环境 经济环境 2.2 概念扩展 - 节约资源 - 社会和谐 经济环境 - 经济秩序 - 减少污染 - 生态平衡 - 文化多样 - 经济发展 - 经济援助 绿色建筑 生态建筑 绿色城市 生态城市 生态建筑 可持续建筑 生态城市 可持续城市 生态建筑设计 Ecological Building Design 41 建筑学6591班课件23 概念表达 Ecological Building 2.3 概念表达 gg Environmental Friendly Building Envir
31、onmental Sensitive Building Environmental Sensitive Building High Performance Building Healthy Building Capacity Building Sustainable Building Green Building Sustainable Building No globally unified definition of sustainable building 生态建筑设计 Ecological Building Design 42 建筑学6591班课件2.4 概念层面 Sustainabl
32、e City Sustainable Community http:/www.b2bconcept.es/europan-9- sustainable-city-and-new-public-spaces Sustainable Building http:/www.hydrogen.asn.au/sustainable- communities-australia.htm communities australia.htm 生态建筑设计 Ecological Building Design http:/.au/Sustainable%2 0building.html 43 建筑学6591班课
33、件生态建筑只有当代才有吗？ 世界各地传统民居一般都反映了和适应了当地的自然环境特征， 它们就是典型的生态建筑。 生态建筑设计 Ecological Building Design 44 建筑学6591班课件Vernacular architecture Vernacular architecture Vernacular architecture refers to methods of construction which use local resources and traditions to address esou ces a d ad o s o add ess local nee
34、ds and conditions. http:/en.wikipedia.org/wiki/Vernacular_architecture Vernacular buildings are usually most environmentally sustainable buildings 生态建筑设计 Ecological Building Design 45 建筑学6591班课件Buildings fit to climate environment Hot and Humid Climate Early Malay house http:/www.hbp.usm.my/conserva
35、tion/malayvernacular.htm yy http:/www hbp usm my/conservation/Measured%20Drawings/malaysun jpg 生态建筑设计 Ecological Building Design 46 http:/www.hbp.usm.my/conservation/Measured%20Drawings/malaysun.jpg 建筑学6591班课件Hot and Humid Climate House of Dai South China Fiji House House of Dai, South China 生态建筑设计
36、Ecological Building Design 47 建筑学6591班课件Hot and Dry Climate 摩洛哥民居适应了当地干旱和日 照强烈的环境气候特征 伊朗沙漠周边小城市中的换气塔群，换 气塔竖立在建筑中间或四周 促进空气 气塔竖立在建筑中间或四周 ，促进空气 的流通。 生态建筑设计 Ecological Building Design 48 建筑学6591班课件Cold Climate 马 厩 马 储藏室 卧室 N S 起居室 工作室 储藏室 卧室 起居室 vernacular architecture from an European mountain area 生态建
37、筑设计 Ecological Building Design 49 http:/www.uauim.ro/evenimente_anunturi/arhitecturiada/designing_an_ecological_building 建筑学6591班课件Cold Climate http:/anthro palomar edu/subsistence/sub 2 htm http:/www.alaska-in- http:/anthro.palomar.edu/subsistence/sub_2.htm Eskimo Ice House 生态建筑设计 Ecological Buildi
38、ng Design 50 建筑学6591班课件Building fit to the geographic environment Yaodong in north China 生态建筑设计 Ecological Building Design 51 建筑学6591班课件生态建筑设计 Ecological Building Design 52 Source: architecture school, Xian University of Architecture and Technology, China 建筑学6591班课件生态建筑设计 Ecological Building Design
39、53 建筑学6591班课件生态建筑设计 Ecological Building Design 54 建筑学6591班课件Earth house 生态建筑设计 Ecological Building Design 55 http:/www.erdhaus.ch/main.php?fla=&lang=en&cont=earthhouse_projects 建筑学6591班课件生态建筑设计 Ecological Building Design 56 http:/www.erdhaus.ch/main.php?fla=&lang=en&cont=earthhouse_projects 建筑学6591班
40、课件目 目录 录 1. 生态建筑的背景 11人类面临的能源问题 1.1 人类面临的能源问题 1.2人类面临的环境问题 1.3 建筑与能源及环境问题的关系 2. 生态建筑的 基 本 概 念 3. 生态建筑的基本特征 4 生态建筑设计的基本原则 4. 生态建筑设计的基本原则 5. 生态建筑设计的辅助工具 生态建筑设计 Ecological Building Design 57 建筑学6591班课件3 生态建筑的基本特征 “生态建筑”可以有许多种不同的定义，但一般来讲它们应该 3 生态建筑的基本特征 具有以下基本特征： 1、与 自然环境友好、亲和 - 高效节能 无污染 无破坏 http:/ - 高效
41、节能、无污染、无破坏 2 与使用者 友好 亲和 2 、 与使用者 友好、 亲和 - 健康、愉快、舒适、高效 生态建筑设计 Ecological Building Design 58 建筑学6591班课件Widely applied SB assessment systems 生态建筑评价体系 BREEAM /EcoHomes Widely applied SB assessment systems 生态建筑评价体系 BREEAM /EcoHomes LEED GB Tool GB Tool 生态建筑设计 Ecological Building Design 59 建筑学6591班课件SB as
42、sessment tools in China 中国生态建筑评价体系 Green Building Assessment Systems in China 生态住区建设要点和技术导则 2001 健康住宅建设技术要点 2001 健康住宅建设技术要点 2001 中国生态住宅技术评估手册 2001 绿色奥运建筑评估体系 2003 Evaluation Standard for Green Building (ESGB) g( ) 绿色建筑评价标准（GB 50378-2006 ） 绿色建筑评价技术细则( 试行)2007 绿色建筑评价标识管理办法( 试行)2007 环境标志产品技术要求生态住宅( 住区)
43、 2007 生态建筑设计 Ecological Building Design 60 建筑学6591班课件Typical process of SB assessment 生态建筑评价的典型过程 Typical process of SB assessment 生态建筑评价的典型过程 Input Project description Evaluation Calculating Output Ranking Project description Design data Simulation results g Weighting Evaluating Ranking Labeling 生态
44、建筑设计 Ecological Building Design 61 建筑学6591班课件生态建筑的评价指标 1 Natural Environment Natural resource consumption 自然资源消耗 Energy resource consumption Water resource consumption Water resource consumption Land resource consumption Environmental damage & load 环境需求和负担 Ai ll i Air pollution Water pollution Solid
45、 waste pollution 2 Human Environment Indoor environmental quality 室内环境质量 Thermal environmental quality Air environmental quality Site environmental quality 室外环境质量 Safety of site Ecological value of site 生态建筑设计 Ecological Building Design 62 建筑学6591班课件生态建筑的设计因素 Professional Skills 专业技能 Personal Style
46、Personal Style 个人风格 生态建筑设计 Ecological Building Design 63 建筑学6591班课件目 目录 录 1. 生态建筑的背景 11人类面临的能源问题 1.1 人类面临的能源问题 1.2人类面临的环境问题 1.3 建筑与能源及环境问题的关系 2. 生态建筑的 基 本 概 念 3. 生态建筑的基本特征 4 生态建筑设计的基本原则 4. 生态建筑设计的基本原则 5. 生态建筑设计的辅助工具 生态建筑设计 Ecological Building Design 64 建筑学6591班课件充分利用场地条件 4. 生态建筑设计的基本原则 充分利用场地条件 Take advantage of site conditions 在与气候相适应的设计中 ，人们重新发现了建筑与其场地之间强有力的关系 。 在与气候相适应的设计中 人们重新发现了建筑与其场地之间强有力的关系 与忽视其周围环境，完全依靠机械设备的传统建筑相比，那些与当地地形、气候、 植物和水资源相呼应的建筑往往更舒适并且更高效。 很好地利用场地现有的各种免费自然资源，同时减少使用稀缺而昂贵的设备， 是减少建筑造价同时让使用者与其自然环境有所联系的两个最好的方法。 生态建
