气体冷却原理_微气候冷却系统
1.什么是商业街?有什么特点?
2.建筑节水技术应用主要是指什么技术
3.人类发展与生态环境之间的相互关系
4.什么是热污染?
热岛效应
晴朗无风的夏日,海岛上的地面气温,高于周围海上气温,并因此形成海风环流以及海岛上空的积云对流,这是海洋热岛效应的表现。近年来,由于城市人口集中,工业发达,交通拥塞,大气污染严重,且城市中的建筑大多为石头和混凝土建成,它的热传导率和热容量都很高,加上建筑物本身对风的阻挡或减弱作用,可使城市年平均气温比郊区可高2度,甚至更多,在温度的空间分布上,城市犹如一个温暖的岛屿,从而形成城市热岛效应。热岛效应是由于人们改变城市地表而引起小气候变化的综合现象,在冬季最为明显,夜间也比白天明显,是城市气候最明显的特征之一。
气候条件是造成城市热岛效应的外部因素,而城市化才是热岛形成的内因。一般认为热岛成因有三:一是城枣郊地表面性质不同,热力性质差异较大。城区反射率小,吸收热量多,蒸发耗热少,热量传导较快,而辐射散失热量较慢,郊区恰相反;二是城区排放的人为热量比郊区大;三是城区大气污染拖物浓度大,气溶胶微粒多,在一定程度上起了保温作用。
大气污染在城市热岛效应中起着相当复杂特殊的作用。来自工业生产、交通运输以及日常生活中的大气污染物在城区浓度特别大,它像一张厚厚的毯子覆盖在城市上宛,白天它大大地削弱了太阳直接辐射,城区升温减缓,有时可在城市产生“冷岛”效应。夜间它将大大减少城区地表有效长波辐射所造成的热量损耗,起到保温作用,使城市比郊区“冷却”得慢,形成夜间热岛现象。从城市气象规划设计出发应考虑:
(1)要保护并啬城区的绿地、水体面积。因为城区的水体、绿地对减弱夏季城市热岛效应起着十分可观的作用。
(2)城市热岛强度随着城市发展而加强,因此在控制城市发展的同时,要控制城市人口密度、建筑物密度。因为人口高密度区也是建筑物高密度区和能量高消耗区,常形成气温的高值区。
(3)如北京市位于平原中部,三面环山。由于山谷风的影响,盛行南、北转换的风向。夜间多偏北风,白天多偏南风。因此,在扩建新市区或改建旧城区时,应适当拓宽南北走向的街道,以加强城市通风,减小城市热岛强度。
(4)减少人为热的释放,尽量将民用煤改为液化气、天然气并扩大供热面积也是根本对策。
热岛效应与人体健康
在“热岛效应”的影响下,城市上空的云、雾会增加,使有害气体、烟尘在市区上空累积,形成严重的大气污染。人类有许多疾病就是在“热岛效应”下引发的。
医学研究表明,环境温度与人体的生理活动密切相关。环境温度高于28度时,人们就会有不舒适感;温度再高就易导致烦躁、中暑、精神紊乱;气温高于34度,并伴有频繁的热浪冲击,还可引发一系列疾病,特别是使心脏、脑血管和呼吸系统疾病的发病率上升,死亡率明显增加。此外,高温还可加快光化学反应速率,从而提高大气中有害气体的浓度,进一步伤害人体健康。
在“热岛效应”的作用下,城市中每个地方的温度并不一样,而是呈现出一个个闭合的高温中心。在这些高温区内,空气密度小,气压低,容易产生气旋式上升气流,使得周围各种废气和化学有害气体不断对高温区进行补充。在这些有害作用下,高温区的居民极易患上消化系统或神经系统疾病,此外,支气管炎、肺气肿、哮喘、鼻窦炎、咽炎等呼吸道疾病人数也有所增多。
严重的城市热岛效应不但影响了人们正常的生活和工作,还成为人们生活质量进一步提高和城市进一步发展的制约因素。因此,研究削减城市热岛效应的技术方法,取各种措施缓解热岛效应的影响,对于提高人们的生活质量,维持城市可持续发展具有重要的意义。
热岛效应
BIOX.CN 2005-9-5 16:42:35 来源:生命经纬
人类活动对气候的影响,最为明显的地方莫过于城市。近年来,由于城市人口集中、工业发达,以及各种机动车辆及大楼空调设备所排出的热气,而且都市中大多是钢筋水泥等构造物,它的热传导率和热容量都很高,加上建筑物本身对风具有阻挡或减弱作用,使得温度往往比邻近地区高,造成使都市微气候改变的所谓「热岛效应」(heat islands)。
这种效应可使城郊温差高达摄氏 5 ~ 6 度,它会造成空气混浊、能见度变差、多烟尘的天气,甚至工业区下风处会降有害的酸雨,久之对健康构成危害。营造都市林,经由种植林木及植物,能调节气候,重建都市栖地和增加生物歧异度,而个人和工业所排放的二氧化碳,可经由造林行为得到抵减。
都市林在减少大气中二氧化碳方面的贡献以及碳吸存能力,和森林的林木一样,视林木的生长和枯死情形而异,也依树种组成、林龄结构、森林的健全情形等而异。生长率和生命周期(life span)反应二氧化碳的吸存能力,虽然生长快速的树种(即速生树种)较生长较慢的林木,在初期可吸存较多的二氧化碳,但由于速生树种的生命周期较短,反而在其整个生命周期内吸存的二氧化碳量较少。
以生长快速但生命周期较短的杂交杨和生长较慢但生命周期较长的糖枫为例,杂交杨在生命周期间的 30 年,可吸存约 2,460 公斤的二氧化碳,而糖枫在生命周期间的 60 年,却可吸存约 3,225 公斤的二氧化碳。
城市热岛效应
地球在接收太阳系短波辐射的同时也不断向外发射长波辐射,大气中一些气体具有吸收
长波辐射,使其重新返回到地面的特性,因而使地球外逸辐射减少,气温升高,这种现象称
为温室效应。二氧化碳、水汽、甲烷、一氧化碳、臭氧等气体吸收和放出长波辐射的能力特
别强因而被称为温室气体。矿物燃料的大量使用、现代工业的发展、森林砍伐等人类活动是
造成这些气体浓度增加的主要原因。就全球而言,二氧化碳浓度正在以每年1.5%的速率增长。
近年来全球气温普遍偏暖,且气温有持续逐年升高的趋势。1998年为1860年以来最暖的一年,
全球地面平均温度大约比1961--1990年的30平均值偏高0.58℃。至此,全球气温已经连续
20年高于正常值,其中最暖的10年全部发生在1983年以来,而其中七年又发生在1990年以来。
近年来的气候变暖,不仅受自然因素的影响,而且人类活动对气候的影响也日益明显。
热岛效应与疾病
来源: 日期:2005-06-27 09:33:21
住在城市中的居民都会感到,夏季越来越热,让人无法忍受,事实确是如此。据气象观测,近年来我国各大城市温度都有不同程度的升高。除具有“火炉”之称的南京、武汉、重庆外,近年来长沙、合肥、济南、福州、郑州等城市温度每年都在上升,有的已经成了名副其实的“火炉”。造成这种结果的主要原因是城市“热岛效应”。
城市“热岛效应”是指城市比周围地区气温高,尤其是夏天,市区与郊区的温度相差几度,乡村的温度又比郊区的温度低些。我们将近地层气温描述在一张图上,可以清晰地看到城市是一个高温区,温度以城市为中心向郊区递减。如果将高温区用红色描述,低温区用蓝色描述,城市就象汪洋大海中孤岛,气象学上把这种现象称之为城市“热岛效应”。
这种“热岛效应”是如何形成的呢?
城市工业的高度集中,工厂排放的煤灰、粉尘、CO2、工业锅炉产生的热量、废气、汽车尾气以及居民消耗的能源气体覆盖在城市上空,它们善于吸收长波辐射,增加温度。随着现代工业城市规模扩大,高楼相连,马路纵横,池塘被填平,植被被破坏,调节温度的作用不复存在,而水泥建筑、马路热容量小,吸热能力强。在夏季烈日照射下,马路上的温度要比土地上的温度高18度,水泥屋顶温度比草地上的温度高20度。由于白天大量吸热,夜晚持续散发热量,造成市区温度降不下来。加上现代城市人口密集,家庭中大量使用电冰箱、微波炉、空调等家电,对高温天气起着推波助澜的作用。
人类有许多疾病就是在“热岛效应”作用下引发的。在城市“热岛效应”作用下,城市中每个地方的温度又并不是一样的,而是呈现出一个个闭合的高温中心。在高温区内,空气密度小,气压低,产生气旋式上升气流。由于大气是连续不断的,周围的各种废气、化学有害气体不断地对高温区进行补充。在这些有害作用下,高温区居民易患消化系统疾病,表现为食欲减退,消化不良;胃肠道和溃疡性疾病增多,复发率高。神经系统损害严重,表现为失眠、烦躁不安、心神不定,记忆力下降;患忧郁症和精神委靡症。呼吸道疾病、支气管炎、肺气肿、哮喘、鼻窦炎、咽炎人数也有所增多。由于大气污染物会刺激皮肤,导致皮炎,甚至引起皮肤癌。通过观测还发现,在高温严重的夏季,在汞、铬含量高的城市里的居民,肾脏易受到伤害。当铬进入眼睛时,可以引起结膜炎,甚至导致失明;汞可损害人类的肾脏,并伴有腹痛、呕吐及中毒。
既然这样,我们应该如何防止“热岛效应”呢?
国内外专家都在积极进行这方面的研究和探索,目前已有多种方法可以减少“热岛效应”。例如可以用改变城市建筑物表面涂上白色或换上浅颜色的材料,以减少吸收太阳辐射。在路边、花园和屋顶种花栽树,可使城市温度下降。加强城市规划,选择合理的城市结构模式,树立城市生态学观念,统筹安排工厂区、居民区。尤其是热岛区要加强绿化,通过植物吸收热量来改善城市小气候。将城区分散的热源集中控制,提高工业热源和能源的利用率,减少热量散失和释放,也是一项很重要的措施。
城市“热岛效应”并不是无法可制,比如上海和英国伦敦近几年“热岛效应”就有所改观。
什么是商业街?有什么特点?
分布式能源的利用技术。分布式能源系统是一种成熟的能源综合利用技术,它以靠近用户、梯级利用、一次能源利用效率高、环境友好、能源供应安全可靠等特点,受到各国、企业、开发商、运营商的关注。分布式能源系统有多种形式,独立的大中型建筑使用的冷热电三联供(简称CCHP)就是其中一种十分重要的方式。
本工程燃气冷热电三联供系统即是以天然气为一次能源,产生热、电、冷的联产联供系统,它以城市天然气为燃料,利用小型燃气轮机、燃气内燃机等设备将天然气燃烧后获得的高温烟气首先用于发电,然后利用余热在冬季供暖;在夏季通过驱动吸收式制冷机供冷;同时利用排气热量提供生活热水。能源利用率从一般的40%左右可以大大提高到80%左右,大量节省了一次能源。
变风量空气调节技术。变风量空调系统是利用改变进入空调区域的送风量来满足负荷变化的一种空调系统,与定风量系统相比最大的优点在于节能。①减少空调风机运行能耗,空调风机的电力消耗全年平均可降低50%以上。利用室外新风作为冷源,降低制冷系统的运行能耗。③能量动态转移。充分考虑了瞬时负荷及内外区的热平衡。
系统总送风量为各时段中所有区域要求风量之和的最大值,而不是所有区域要求风量最大值之和。前者通常只占后者的70%~90%,显著减少系统的总送风量。目前变风量空调系统主要有单风管变风量系统和双风管变风量系统两种。变风量末端有变风量箱和变风量风口两种类型。
热回收利用技术。大楼在运营过程中,酒店、办公等会产生大量的热空气,特别是上海中心大厦有24个直接对外营业的大空间的空中花园,在夏季会集聚温度较高的热空气,因此,热回收利用技术就是将这部分的热空气进行回收,用热泵型热水加热器,为酒店提供生产生活热水。上海中心大厦设计成空气——水热泵系统,用带ECM电机的风机盘管机组。
地源热泵技术。这是一种利用地下浅层地热供热制冷的环保型空调系统。在冬季可把土壤中的热量“取”出来供给室内用于暖,在夏季把室内的热量“取”出来释放到土壤中去。它的特点是环保,没有燃烧过程,无污染排放;毋需使用冷却塔,不向外排热;不抽取地下水,不破坏地下水。地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%.地源热泵的污染物排放与空气源热泵相比减少40%以上,与电供暖相比减少70%以上。
建立建筑和城市环境的友好关系,提高土地利用率,营造以人为本、健康高效的高质量微气候环境,室内环境达标率为100%。
结合独特的气候环境与建筑本体特征,最大程度地优化建筑节能设计,充分利用可再生能源,合理实现能源梯级利用,提高建筑能源利用效率,综合节能率大于60%。
通过减少再生使用量、减少排放量等设计优化,有效利用建筑雨污水,提高水利用率,实现非传统水源利用率中办公商场不低于40%、宾馆不低于25%。
本着因地制宜、本土材料使用最大化和绿色建材最优化的思路,提高3R建材利用率,可再循环材料利用率超过10%。
加强工程施工的科学管理和技术创新,最大限度地减少浪费,减少施工对环境的负面影响,实现绿色施工。
设置能源和环境信息综合监管平台,提高运营管理和物业管理智能化的水平,最终实现建筑节能减排目标。
建筑节水技术应用主要是指什么技术
商业街区是城市空间中最活跃的因子之一,后疫情时代下,商业街已经成为人们一个选择频率极高的去处,其项目具有的复合功能可满足不同消费群体的消费需求。传统的商业街对消费者的吸引力越来越少,街区也走向了场景化、体验式、互动性、创意型的消费场所转型。
一条街能带火一座城,成功的商业街项目总是能够“燃爆点”,快速聚集庞大人流,带来的人流效应是其他形式难以比拟。前有这有山、和平菓局的持续走红,后有文和友、不夜城的火热打卡。虽然这些现象级的项目在江湖上的地位很少能被撼动,但是“后浪”们却也来势汹汹,用特有的一套“吸客密码”,在市场上占有一席之地。在这里,我们为大家总结了国内优秀的商业街案例~来看看,这些“后浪”是如何发力的?
01
公园式商业街
后疫情时代下,人们愈发青睐于绿色、健康的生活方式。重庆光环购物中心、上海前滩太古里、成都源野等项目的火热证明了“公园式商业”在消费者心目中的确占有一席之地。而相比于“将公园搬进购物中心”的概念,公园式商业街的概念则是在公园里进行商业体验。
在国外,公园式商业街发展得比较成熟,2017年底,位于曼谷Mega Bangna大型美食街内庭Mega Food Walk正式完工。据了解,整个步行街的微气候是由景观设计和创新工程综合控制的,集成的冷却系统为空间提供了额外的优势。通过控制湿度和温度,可以让植物在一个理想的环境下生长。
设计师手中的“森林”用亚热带到热带气候的植物为环境调色板,包括精致的蕨类植物和苔藓,独特的商业景观氛围,使周围的餐厅与绿色自然融为一体。
同样是位于曼谷的Central Festival Eastville,用“商业+街区”的建筑形态,它将室内和室外完美结合,让购物中心“长”出了热带雨林。
内部装饰用了大面积的木饰、绿植、动物雕塑等,并以自然为主题定制了一系列专属软装,让植物与座椅、花钵、立柱等完美结合。
人类发展与生态环境之间的相互关系
兴建海厦作栋高达632m摩楼绿色建筑面进行探索体现文关怀、强化节资高效、保障智能便捷原则通综合节能新能源利用、节水雨污水收利用、节约用材绿色建筑材料利用、控制室内空气污染并提高室内环境质量等实现建筑全命周期高效绿色运行海厦绿色建筑标准美LEED认证体系目标力争第座双认证绿色超高层建筑
(1)技术原则
1)建立建筑城市环境友关系提高土利用率营造本、健康高效高质量微气候环境室内环境达标率100%
2)结合独特气候环境与建筑本体特征程度优化建筑节能设计充利用再能源合理实现能源梯级利用提高建筑能源利用效率综合节能率于60%
3)通减少再使用量、减少排放量等设计优化效利用建筑雨污水提高水利用率实现非传统水源利用率办公商场低于40%、宾馆低于25%
4)本着制宜、本土材料使用化绿色建材优化思路提高3R建材利用率再循环材料利用率超10%
5)加强工程施工科管理技术创新限度减少浪费减少施工环境负面影响实现绿色施工
6)设置能源环境信息综合监管平台提高运营管理物业管理智能化水平终实现建筑节能减排目标
(2)技术措施
海厦实施绿色建筑所用技术措施主要:
1)布式能源利用技术布式能源系统种熟能源综合利用技术靠近用户、梯级利用、能源利用效率高、环境友、能源供应安全靠等特点受各、企业、发商、运营商关注布式能源系统种形式独立型建筑使用冷热电三联供(简称CCHP)其种十重要式本工程燃气冷热电三联供系统即气能源产热、电、冷联产联供系统城市气燃料利用型燃气轮机、燃气内燃机等设备气燃烧获高温烟气首先用于发电利用余热冬季供暖;夏季通驱吸收式制冷机供冷;同利用排气热量提供热水能源利用率般40%左右提高80%左右量节省能源
2)变风量空气调节技术变风量空调系统利用改变进入空调区域送风量满足负荷变化种空调系统与定风量系统相比优点于节能①减少空调风机运行能耗空调风机电力消耗全平均降低50%②利用室外新风作冷源降低制冷系统运行能耗③能量态转移充考虑瞬负荷及内外区热平衡系统总送风量各段所区域要求风量值所区域要求风量值前者通占者70%~90%显著减少系统总送风量目前变风量空调系统主要单风管变风量系统双风管变风量系统两种变风量末端变风量箱变风量风口两种类型
3)热收利用技术楼运营程酒店、办公等产量热空气特别海厦24直接外营业空间空花园夏季集聚温度较高热空气热收利用技术部热空气进行收用热泵型热水加热器酒店提热水海厦设计空气——水热泵系统用带ECM电机风机盘管机组
4)源热泵技术种利用浅层热供热制冷环保型空调系统冬季土壤热量取供给室内用于暖夏季室内热量取释放土壤特点环保没燃烧程污染排放;毋需使用冷却塔向外排热;抽取水破坏水源热泵比传统空调系统运行效率要高40%.源热泵污染物排放与空气源热泵相比减少40%与电供暖相比减少70%
5)涡轮式风力发电技术风力发电具优越性:风力发电种干净自能源;二风电技术趋熟种安全靠能源;三风力发电经济性益提高其发电本已接近煤电低于油电与核电;四风力发电建设工期短单台机组安装仅需几周风车按旋转轴向划两种主要型式:水平轴式转垂直轴式转二者相比垂直轴式转转轴与风向垂直设计较简单必随风向改变转调整向轮页旋转依赖作用于顺风逆风页片部阻力差海厦用垂直轴转涡轮发电机
6)雨水收集处理用技术雨水种自通收集系统收雨水用于花木灌溉、厕所冲洗、建筑物内部清洗、设备冷却等减少使用自水雨水收集利用技术包括收集、贮存、净化、利用等四环节其收集程弃流与贮存前截污都降低水处理设施运行负荷较影响我研究设置必要弃流截污设施提高利用效率
7)绿色施工技术绿色施工指工程建设保证质量、安全等基本要求前提通科管理技术进步限度节约与减少环境负面影响施工具体言实现四节环保即通效施工管理强化环境保护、节材与材料利用、节水与水利用、节能与能源利用、节与施工用保护
什么是热污染?
21世纪是人类充满希望的新时代,自12年6月5日联合国斯德哥尔摩召开了第一次人类环境会议,会议发表了著名的“人类环境宣言”并且提出了“只有一个地球”的口号后,在这种世界性谋求“生存和发展”的口号声中保护、改善和优化环境问题已逐渐成为人类在21世纪的首要命题。保护人类的生活环境、顺应和保护自然生态、创造适宜人类生存与行为发展的物质环境、生物环境和社会环境,已成为当今世界具有迫切性的问题。人类对生态和环境的研究,既是生态学(包括社会生态学、城市生态学等)与建筑环境科学交叉渗透的产物,又是自然科学的多学科和社会科学如美学、历史学、心理学等多学科更大规模结合的产物。
一、我国目前的现状与发展生态环境学意义
我国目前仍处于第二产业发展阶段,城市人口比重约30%,低于发达国家的70%—80%的水平,但人口密集于少数大城市的趋势更为严重。城市仍是经济发展的必然结果,近来我国城市化进程很快,已经产生了环境问题和生态平衡的失调,目前某此城市出现交通拥挤、人口过多、经济紧张、就业困难、环境污染、水土和能源的紧缺,绿化不足,气候异常等等。某些城市和建筑环境已严重失调。特别是小城市的建设中普遍缺乏生态观念,如占用粮田、山区不利用坡地、水网地区填河、滥用材料和技术,景观单一贫乏……等等。肓目的开发与建设发展下去,势必加剧环境质量的衰退和生态平衡的破坏。
积极研究和发展生态学建筑环境学,不但能逐步完善城市环境,特别是对正在崛起和未被开发的小城镇或乡村建筑更具有重要意义,积极地有地发展小城镇,建立卫星城等,注重生态环境建设,完善中小型生态聚落环境的发展亦有深刻的历史意义。当前第四产业革命是以电子工业、遗传工程等新兴工业为基础,它的发展主要取决于知识和信息,其特征是人类聚落环境及企业趋向于多样化、个人化和小型化,这必将促进“大城市的解体”,使大量的中小城镇、卫星城和小村镇跃居重要地位。无论现在还是长远,研究和发展生态环境学,吸取发达国家的历史教训,针对我国国情,在建筑环境发展中,合理利用保护环境,协调人与自然生态的关系,完善生态环境,使子孙后代的生活环境更适宜人类的生存与行为发展。
二、生态平衡与生态化生存环境
(一)生态平衡与生态建筑环境
生态系统是由生物及栖息地(环境)组成的复杂系统,它的内部结构与秩序必须依靠与外界的能量、物质交换才能维持。生态系统内部的元素和子系统的相互关系,生态系统与外界的能量流、物质流与信息流必须建立一定的秩序,相互之间在数量、位置、先后等方面有一定的限度,在这个限度内具备一定的稳定性,就是生态环境。
1、能量流、物质流是生态建筑环境设计的主要问题
每一生态系统都有自己的结构及相应的能量流和物质循环方式和途径,但能量流量和物质环境的规律却是一切生态系统存在与发展的基本规律。自然生态系统的能量来自太阳辐射能,通过光合作用进入生态系统,最终以“废能”形式散发出去达到热的动态平衡。在人工生态系统中,增加了非食物能量,也是人和其它动物在能量流的获取储存与利用方面的根本区别。人类不仅要吃,还有衣、食、住、行以及其它社会活动,都需要能量,非食物能量占有较大部分。能源技术变革是社会发展的重要标志,也是人工生态环境变化与发展的根本动力。人类大量开发自然,不可更新的如煤和石油等石化燃料,也给人类生存与行为发展的前景蒙上了阴影。能源问题是生态建筑环境设计涉及的重要问题。
生态系统的物质运动是以物质循环和能量流动的形式实现的。对生态系统影响最大的营养循环、水循环、CO2和O2循环。生态系统的物质流的组合与循环路径,很大程度上取决于生物栖息环境的物理化学因素(非生物因素)如温度、光、土壤特性、水等等。每种动植物都必须适应它所生活的地区的非生物因素,但人则具有创造适应和顺应自然生态条件。保护合理利用水、土等自然,对完善生态平衡环境,提高物质环境的完整性,保护生态平衡,有重要意义。物质循环路径的完整是生态系统保持长期稳定的一个重要条件。自然生态系统是建立在物质再循环基础上的,而人工生态系统的物质流则不同,大量人工合成物质的产生加速了许多物质的运动并使循环变得不完全,甚至“无循环”。人工环境的建设对水、土地、生物、矿产等过度不合理开发和使用,加剧了物质循环路径的不完善,同时在建设和使用过程中有毒物质还污染了环境,危害人和其它动植物。从生态学的角度看,这种倾向会酿成灾难性的后果,随着大量人工制品取代天然制品,大量废物污染环境,因此,建筑材料的选择和使用是生态建筑环境设计的重要问题。对于建筑环境这一特定的人工生态系统,要在生态学原理的指导下,解决好能源问题、土地使用、建筑材料以及具体设计、规划手法等问题。
2、中国传统哲学思想与传统民居的价值再开发
中国古代的宇宙观就是以“天人合一”的哲学思想为代表。风水学又称阴阳学,起于八卦,源出易经,其原理广博,不外时间与空间,时间是主观条件,空间是客观条件。阴阳代表自然界万物的概括。我国劳动人民在长期的生活实践中,充分顺应和利用地理条件、自然和地方材料等,并融合了习俗、爱好和审美、改造环境,建设自己的家园,形成了各具特色的自然村落和传统民居。如江南水乡,干旱地区的平顶土屋,黄土高原的窑洞及地下村庄,西南的干阑建筑等。其中有许多方面充分展示了这一朴素思想的深刻内涵,给我们提供了很多如何保护生态环境的启示,有很深的生态学价值,值得进一步发掘、研究和借鉴。
(二)能源与生态建筑环境
1、能源问题与建筑耗能
能源问题实质上是人类过度依赖、消耗不可更新的有限的能源——石油、天然气和煤等所面临的能源危机和由此而产生的环境问题。地下矿产有限,而且短期内不能再生。本世纪初世界能源需求量约50年增加一倍,其后15至20年再增加一倍,现在倍增的时间还在加速,意味着人类活动有使地球上能量交换失去平衡的危险。不仅面临“能源危机”,也对生态环境平衡产生了破坏。建筑环境这一特定的人工生态系统其能量流的组成十分复杂,不外乎生产、交通运输和建筑耗能三种主要形式。其中建筑耗能主要由建筑生产用能、施工用能和日常用能三部分组成,日常用能占绝大部分。建筑耗能在国民生活和生产活动的总能耗量中占有相当的比例,建筑耗能的不断增长是人类能源危机的重要因素之一,也是大气污染的主要来源。城市是巨大的能源消耗点,释发大量的热能及有毒有害气体和颗粒物。同时城市化也改变了环境的物理形态结构,块石、水泥、沥青、玻璃和金属人工表面,把太阳辐射能反射到近地面层空气中。密集的建筑群使地面的粗糙度增大,市内风速减低,使城市的气温高于周围环境。当城市上空有逆温层时,使城市上空的污染形成一个幕罩,甚至建筑群和小建筑都可产生夜间热岛。寻求相应的对策成为生态建筑学的迫切任务。
2、发展途径
大力发展和利用新的能源技术,利用太阳光、风力、水力、地热等可更新能源和核能等。太阳能的利用有着无限广阔的前景,不仅可用来发电,还可用于加热和冷却,太阳能建筑的产生是对普通建筑的一种改进,有良好的能源、环境和社会效益。被动式太阳能建筑是利用建筑物理方面的研究成果达到节能的目的。诸多寻求建筑节能的途径中,巧妙地顺应自然环境条件,利用有利的自然和材料,合理的规划设计,创造良好的生态建筑环境,就要在建筑师手中解决能源问题。
3、在规划师和建筑师手中解决能源问题
通过规划和设计的方法节约能源,创造适宜的建筑气候环境,要考虑地区气候特点,如太阳辐射、温度、湿度、风、降水等的形成及变化规律。建筑要利用其有利因素,防止和改造其不利因素,同时因地制宜地利用当地的自然就地取材。围护材料的选择影响室内微气候和建筑节能。合理利用植物绿化系统的调节作用对改善建筑环境也很重要。建筑反映气候特点,对繁荣建筑文化,创造地方性、民族性等方面亦有意义。我国许多地方的传统居民和自然村落布局的原则和方法有深刻的生态建筑价值。
(三)土地与生态建筑环境
1、可更新与建筑的土地使用
可更新指通过天然作用和人工经营能为人类反复利用的各种自然,主要是土地、水、节能、生物等,其中土地占有重要地位。土地是人类生活和生产的场所,是地质、地貌、气候、植被、土壤、水文和人类活动各种因素相互合作下组成的综合的自然经济系统。可更新能源并不是用不完的,更新明显地受自然生态过程的限制。土地是人类需要和活动的核心,城市建设改变了土地表面的组成和性质,影响到城市气候环境和大气的物质状况,对土壤、水和生态都有影响。在扩大人工环境与维持水的量与质之间存在着严重的矛盾。城市化也严重地破坏了生物,改变了生物环境的组成和结构。土地是十分有限的,在建筑环境的开发、建设和改变中,合理利用调整土地使用方式,扩大绿地面积,保护土壤和水,是生态建筑环境的形成与发展的根本保证。
2、拓展空间的途径
未来可向外层空间和其它星球扩展,向海洋索取空间,但重要的途径是土地的综合利用。即以地下空间,以低层的形式沿地表现向四周蔓延发展的多层、高层建筑向地表上空发展来扩展地表建筑空间。
3、开发地下空间、发展覆土建筑
地下空间和覆土建筑由于对土内空间的利用,充分发挥了土壤的物理性能,可有效地防御了或减弱不利的气候因素,室内微气候稳定,产生负离子条件好、耐久等优点。地下空间和覆土建筑是突破常规的新概念,不但是恰当地利用本地、建筑材料的范例,也是对所在环境的极好调节,解决现代社会城市化所面临的各种环境问题和能源问题,使人与自然协调发展等方面都具有巨大的潜在价值。地下空间和覆土建筑的优点和长处举不胜举,最适于恶劣气候地区。随着社会发展,技术的进步和人类认识水平的提高,地下空间与覆土建筑的开发和建设将得到迅速发展,其环境也更加适合于人类的生存与行为发展。
噪声污染、水污染、大气污染,已经引起了人们的高度重视。然而人们却对生活中另外一种普遍的污染——热污染熟视无睹。随着生活水平的提高,空调已经普及到了千家万户,而“热污染”现象也越来越严重,甚至到了让一些居民无法忍受的地步。如今已经有专家呼吁,应该将“热污染”也纳入到环保法规的范围之内,使热污染的治理也有法可依。
随着城市规模的不断扩大,建筑物和人口的密度也随之增大,而不透水地面的覆盖率也逐渐加大,随之而来的就是植被减少,消耗于蒸发的热量也有所减少,城市中心区局部小气候与郊区之间有明显的差异,严重的影响了人们的适合居住温度。而造成这一切的罪魁祸首——热污染,不仅是全球气候变暖的主要原因,对人体的健康所产生的众多危害更是不可估计。人体机理的正常免疫功能会因此而全面降低,蚊子、苍蝇等也会迅速的滋生繁衍和传播,导致许多传染疾病的扩大流行和反复流行。
所谓的热污染,其实就是指现代工业生产和生活中排放的废热对大气和水体等环境所造成的污染。例如一些火力发电厂、核电站和钢铁厂的冷却系统所排出的热水,以及石油、化工、造纸等工厂排出的废水中都会产生大量的废热。而这些废热排入水体中就会引起水温升高。
而水生物就是受热污染最严重的受害者,水温在升高的同时,水中是溶解氧会不断减少,使水体处于一种缺氧的状态,导致水生生物的代谢率不断增高,需要比原来更多的氧气,于是一些水生生物会因为热效力的作用而发育受阻或者死亡,环境和生态的平衡也会受到一定的影响。而且河水的水温上升还为一些致病的微生物提供良好的温床,它们在此环境下不断的滋生、泛滥,最终引起一些流行性疾病,严重危害人类的健康。有科学家就曾证实,曾经在澳大利亚流行的一种脑膜炎,就是因为发电厂排出的热水使河水温度增高,导致致病微生物在温水中大量的滋生,严重的污染了水源才引起的流行性脑膜炎。
从热力学角度来说,人类使用的全部能量最终都会转化为热能传入大气,逸向太空。导致地面反射太阳热能的反射率增高,吸收太阳辐射热减少,沿地面空气的热减少,于是上升的气流就会有所减弱,并阻碍云雨的形成,这也就是局部地区干旱,严重影响农作物生长的重要原因。最近的一个世纪,由于地球大气中的二氧化碳不断增加,全球气候大面积的转暖,冰川的积雪也随之融化,使海水的水位不断上升,一些原本并不是十分炎热的城市,也变得极热,而那些热带城市的温度已经高到人们难以想象的地步。根据一些专家们的预测,按照现在能源消耗的速度来计算的话,全球温度几乎每10年就会升高0.1℃~0.26℃,也就是说一个世纪以后,全球的平均温度会比现在高1.0℃~2.6℃,而南北两极温度也会迅速的上升3℃~7℃,全球的气候都会严重的被影响。
之所以会出现热污染现象,能源未能被合理、有效地充分利用是最主要的原因。而且随着现代工业的发展和人口的不断增长,环境热污染也会日趋严重。目前,热污染并没有引起人们足够的重视,所以并没用规定热污染程度的一个具体量值。所以尽快的制订出行之有效的控制环境热污染的办法,及时防治热污染可能带来的危害。
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