１）我国生态建筑的理论研究

　　从总体特点来讲，我国生态建筑的理论与实践的发展还处于初级阶段。理论方面还停留在引进介绍国外发展趋势和研究成果，再结合我国国情建构自己的生态建筑理论框架，搞设计在和规划的同志所提出的理论体系极为原则和宏观，而从事建筑技术研究的同志提出的成果更为实在、具体。80年代初我国学者已开始发表这方面的论文，起始于环境保护方面，逐渐扩展到建筑界。到90年代许多高等学校建筑与城市规划专业的硕士和博士研究生都以之方面的科研课题作为研究方向完成了多篇相关的论文，在期刊上发表的论文数量迅速大幅度增加。重要大学和研究所的教授、专家研究组都相继出版有关这方面的专著，国外材料的翻译本地日益增多。1992年里约热内卢会议《我们共同的未来》发表以后，环保界、建筑界对可持续性发展问题的探险讨已成为新热点。这些探讨可扼要归纳为以下三个特点：①在世界观上强调人类与自然的统一与和谐，反对绝对的人类中心主义；②在文明的内涵上，强?quot;地球文明"和"人类文明"的统一与和谐，反对以牺牲文明为代价来实现人类语文课遥发展；③在实践上强调经济、社会发展与环境的统一，把可持续发展作为共同战略选择，摈弃不顾生态效益的思想与行为。

　　国际学术界不少科学家更进一步认为，运用生态学方法推进各学校的研究是当代科学发展的一个重要趋势。生物学（生态学为其前沿学科）正在成为新世纪主导学科之一，并在加速向各个学科扩展与渗透。

　２）我国生态建筑近期的设计实践

　　我国与国际建筑界的情况也差不多，议论的人多，直正设计建成或已经施工的例子不多。仅举4个例子作简要说明，这些例子均在杂志或报刊上发表过。

　 第一个例子："城市多功能立体生态工程"

　　这是《科技日报》上报导的，但既无图示，也无照片，可能只是概念性的设计构思。文章的标题"立体生态工程--人与自然共生、共荣的美景"。据文中介绍，这个设计荣获"国际发明最高金奖"、"对人类贡献金奖"，获奖人是赵冰。方案被称为"城市多功能立体生态工程"，是一种集人居环境、生态环境、节能新技术产品、新型建材为一体的新型建筑形式，既可能成为以居住环境为主体的多功能生态住宅楼，也可以成为增设办公、商业、医务、体育、娱乐、餐饮等功能于一身的多功能生态大厦。它装备有太阳能和风力发电装置（配有多种节能设施），可有效地应用自然能源，如空气、风、太阳能等可再生能源，尽量节省不可再生能源，并配以科学的节水、储水和中水系统，采用蓄水池循环水处理方式，把雨、雪等水资源储存使用，有效地解决城市用水紧张的难题，有利于水资源可持续发展。建筑设计中还配置可将太阳光导入楼房各层及每个房间内的太阳折射光、导光装置，如采光罩、镜片折射、阳光聚焦、光缆传输等技术和新技术和新材料。充分利用太阳光能源，使建筑物的不同层面、不同朝向都可以有自然光的充分照射。住宅楼的底层、中层或顶层分别放置有的开敞式、封闭式等多种形式的绿色生态空间，供维护生态环境的物种生长；将土地充分进行空间利用，而不只在乎地上加以利用；增加绿地使用面积，形成动植物的共生；植物通过光合作产生出的新鲜空气，对保护人的居住环境中的空气之清新是非常有利的。1992年12月，国家知识产权局授予此项目发明专利权。该工程顺应了生态工程的新潮流，得到国内稳步专家的一致好评。引工程因本人未见到设计图纸，据了解光敏电池目前造价很高，采暖和致冷的水供应何种系统、技术是否落实，是通过哪些专家评选的均不得而知，本人只将《科技日报》上发表的材料作客观介绍。 第二个实例：北京生态能源建筑示范楼（EEDB）

　　这是国内第一座生态能源建筑示范楼，以下简称EEDB（Environmental Efficient Demonstration Building），是由我国政府科技部与美国政府包括能源部等好几个部以及高等学校研究机构合作设计建造的示范工程，将建在北京。该楼概念设计的目标包括：使其冷、热负荷降到普通楼房的1/6；总用电负荷 为普通楼房的1/3；采用主动和被动式太阳能取暖相结合的方式；完全取消燃煤采暖，使用绿色建材。目前还在设计阶段，美方今夏已派专家来京商讨过一次，卡纳基·梅仑大学的哈密瓜特考夫教授与我国1993年在该校教书时很熟，他作为专家应邀来参加此次会议，所以又见面了。我邀请他业我校做了报告，大家都很高兴。这幢建筑的设计从建材、门窗、管道、照明节能光源、取暖方式、太阳能集热器、综合布线系统、设备自控系统、水的净化系统、室外内空气净化等方面，都讨论得详细而具体，所以较为落实。读者如要比较详细地了解，请再查看《太阳能》1999年第3期，这里只能非常扼要介绍。

　（１）建材：原则上选用绿色建材，结构采用高性能混凝土框架结构，外墙采用外保温，一般内墙选择石膏板，可调湿、隔热、保温，且能重复使用，不污染环境，但石膏板不耐水，所以厕所、厨房用硅藻土或泡沫玻璃砖等耐水材料。外墙外保温可有用水泥泡沫聚苯珍珠岩混凝土、岩棉板等粘贴，其保温效果比现在寺体要提高10倍左右，甚至更高，外面再用涂料。楼析通栏用高强轻质陶粒板或空心板。屋面则用抗裂、隔热保温混凝土等，并覆盖三元乙丙防水材料。

　（２）门窗：现在建筑能量的40~50%是通过门窗散失的。此工程采用塑钢或钢质复合保温窗，玻璃宜用LOW-E中空玻璃，透光率可达80%，又能把90%以上长波与红外线反射回室内，保温性能比传统窗提高5~8倍。

　（３）管道：供水管用复合水管，便道下铺设无砂大孔透水混凝土管道，便道铺设透水混凝土地砖，收集雨水供其它生活用水使用。

　（４）照明：我国发达地区建筑能耗平均约点总能耗20~30%，其中照明占建筑能耗的30%左右，空调占40%左右，是商业建筑日常运行成本中最大的一部分。

　　①利用自然光源：日光照明采用光设备将日光直接导入室内。目前设备的光学传输效率为20~50%，比太阳能电池发电照明的效率高10~20倍。整个日光照射装置只要设计合理，不需采用昂贵的材料，成本比太阳能电池低得多。白天除直接用窗户照明外，用自制导光和和阳光反射装置实现将太阳光引到室内直接照明。导光管目前国内市场尚未有销售，设计者拟自制内表面镀有全反射的导光管，供室外内照明。

　 　②高郊节能光源：此建筑中用紧凑型荧光灯或卤钨灯替代人副产品普通白炽灯。在门厅走廊对显色性要求不高的场所，使用FDSBE67紧凑型荧光灯每瓦产生的光通量是普通白炽灯的3~4倍以上，而寿命可达10000小时，是白炽灯的10倍。在显色性要求不高的室内侧用带石英玻壳的卤钨灯。对量大面积的会议室、办公室和会客室则选用36WT8直管荧光灯，比40WT12荧光灯在耗电相同的情况下，光输出提高10%，寿命高达24000小时。

　 　③灯具选择：第一要制眩光；第二增加30度~60度区的光通分布，改善被照面的可见度；第三采用高效率消光格栅，扩大配光，提高光输出效率；第四采用高可靠性的镇流器，选用ESX3622HK型电子整流器，与36W×2灯和相匹配，可节电20%。

　　（５）温度调节方案：此建筑的温控采用被动与主动相结合方式，房间的冷、热负荷设计为普通房间的1/5~1/6，即为30W/m2。办公室以被动温度控制为主，科技报告厅则以主动控制为主。

　 　① 房间在冬季4个月的设计平均温度为16度，夏季为21度，采用中科院工程热物理 所太阳能实验室最新专利"太阳能热水器－电动热泵复合供暖、制冷、热水机组"，该技术传统的主动式供暖技术造价的1/3~1/4，并可使电热泵，供热电耗降低1/3。

　 　②科技报告厅采用以主动式为主的温度调节方案，仍采用上述机组，被动工技术仅提供冬季4个月平均温度为11度及夏季4个月平均温度为28度的温度条件。

　 　③有1到2间办公室采用地板下面铺盘管的供暖方式，进水温度为40~50度，适合于太阳能热水高效直接供暖。

　 　④在建筑物的部分南立面和屋顶，种植绿化。

　 　（６）太阳能集热器：使用的是中科院工程热物理研究所太阳能实验室研制的"双端开口金属真空太阳能集热管（TMV）"组成，这种集热管已在前面介绍过，这里就不再重复。

　　（７）光伏发电系统：目前我国太阳能电池组件的价格料贵，故在此建筑中不可能大面积应用。采用光伏供电照明的房间有：科技报告厅、会客厅、夜景及一间办公室，共约1KW，光盘电池组件面积达20m2。

　 　（８）综合布线与楼宇自控制系统：此方案采用美国AT&T的SYSTIMAX LAN线缆系统，可以综合语音、数据及采暖、空调自控等布线系统，能与现存的语音、数据系统一起工作。当前现代化大夏空调系统是耗大户，也是节能最有潜力的设备，中央空调系统占整个大楼能耗的50%以上，而大楼上楼宇自控制系统后可节能25%，节省人力约30%，楼宇设备自控制系统主要对太阳能－电动热泵复理型中央空调系统、通风、照明、给排水、废水处理及变配电等这行监控，达到环保，节能目的。

　（９）水、气处理和净化

　　① 水净化和处理

　　采用日有臭氧消毒器，对办公用水进行消毒处理。采用污水分类方法，将清洁用后产生的污水用来冲厕位，不够部分由自来水补充。

　 　② 室内空气处理 　造成室内空气污染的原因主要有四种：人体呼吸、体味、吸烟；室内馐材料和化学用品释放出来的气体；微生物、病菌、感冒；大气污染。在此主要采取了如下几项空气净化措施：

　　将室内调新风增加到总风量的15%。

　　白天采用日光照明，利用紫外线对室内空气消毒；

　　在南面加装同TMV组成的风道，夏季利用热虹吸原理来驱动室内自然通风；

　　使设计的建筑物形状有利通风。

　　第三个实例：北京北潞春绿色生态居住小区

　　这座绿色生态居住小区是北京金田建筑设计有限公司规划设计，是住宅设计规划专家高级建筑师黄汇同志的新作，已经建成。环境优美宜人，为北京市按照"可持续性展战略原则"设计建成的第一座生态小区，可喜可贺。黄汇同志在《建筑师》上写了一篇文章，题目为《事在人为　路在脚步下--绿色生态环境创作迈出了第一步》，介绍了这个小区的设计构思和所采用的生态技术，留下了很深的印象。售价为2800元/m2的经济适用房能够设计成这样的水平，实属不容易，处处可见设计人的匠心，值得称颂。

　　进入小区的第一个印象是绿地面积都铺上了草皮，可爱可亲，路边则用强化草皮不怕踩踏，绿地面积不只为了观赏而引人休闲、聊天，能打牌下棋，供儿童游乐，供老人锻炼身体。居民通过使用绿地，绿地建立起感情，自然十分珍惜，能够出力照顾。

　　第二，利用小区的地形比外面马路低，从而设计了多功能的架空步行道。虽然花了些钱，但节省了大量填土费用，又使家家户户的汽车不必停在露天，而且年龄小的孩子在步行道上嬉戏游玩比较安全。此做法使小区增添了建筑特色，避免了一般化的手法，我是支持这一做法的。

　　第三，每家户采暖做饭在天然气尚未进入时都用经混气处理的液化气。每户安装了一个壁挂式燃气炉，体积很不，挂在后阳台的侧墙上，实行饮水、采暖及供应热水一体化，户户可自选温度。这种做法有利于采暖体制改革，不吃大锅饭，才能真正收到节能的实产，否则光增加外墙的保温性能，节约下来的能源全被居民开窗放掉了，起不到真正节能的效果。这样做同时还省去了集中锅炉房的设施，省掉了总图上暖气管网网的建设投资，这符合今后采暖的改革方向，每家每户的暖气热水管道从楼板里走，可减少许多不必要的装修费用。

　　第四，采用中水系统，有利于节水。我国人均水资源占有量仅为全世界人均占有量的1/4。按1997年人口统计，人均水资源为2220立方米，预计到2030年人口增长为16亿时，人均水资源将降到1760立方米。按国际承认的标准，我国未来水资源形势严峻。因此，必须贯彻"节流优先、治河为本、多渠道开源"的城市水资源可持续利用战备。北潞春小区的水处理，最后决定处理为中水，因为这个小区住户的汽车可能比较多，洗耳恭听车用水与浇灌草地绿化可以用中水，虽然成本较高，但比用自来水低得多。小区采用清华大学环境系和北京节水办公室合作研制出以内循环三相生物流化床为主体的工艺，在用地及处理质量方面有明显优点，科技投入使节水愿望变成现实。小区每天760吨生活污水全部经中水站处理而成为可再次利用的中水，实现污水资源化目标。

　 　第五，有关垃圾焚化。在中水站旁边，建了一座垃圾焚化炉，选择的是北京发景公司研制的再燃式多用焚烧炉，采用焚烧效率最高的悬浮燃烧技术。据说工艺比较先进。但因目前住户迁入的不多，垃圾量较少，参观时讲解员说只试过一次，并提到此燃烧炉温度可在800度到1100度。温度高不会产生二恶英，这是一种一级致癌物，据笔者了解的技术信息，国家环保局的同志曾多次出国访问了解此问题，德方专家称燃烧温度在450度以下或者125度以上的时才不会产生二恶英。德国对焚烧炉排出的废气经活性炭处理后方能排入在大气，因此总投资费用的4/5是用在治理废气上。我国没有制定有关二恶英排放标准，而国外的标准很高，我们肯定达不到，也不能作为依据，所以这问题一时还说不清。 　 第四个实例：清华大学设计中心楼（伍威权楼） 　这座设计楼是由清华大学建筑设计研究院胡绍学教授主持设计的，目的是为设计院提供一个健康、高效的工作场所，同时创造一个拥有健康环境的"绿色化"办公建筑。为了实现这个目标，设计中主要考虑了以下几方面的生态策略。

　（１） 对内外环境的调节

　　①在西向设计一个大尺度的独立的混凝土防晒墙壁，有效地防止西晒。此建筑的主入口设在西向，因此如何解决西晒成为了对环境调节的一个重要方面。设计者曾经考虑采用加拿来大伟视（Vision Wall）公司生产的三层夹膜LOW-E玻璃作为建筑全部外墙和幕墙，它的热阻为普通双层真空玻璃的8倍，但由于其价格也昂贵了近10倍并且维护不方便而放弃。后选择在建筑主体前4.5米宽处设一防晒墙，在夏天可遮阳并形成拔风效果，在冬季可遮挡西北风并蓄热而成为一个热保护层。

　 　②设计遮阳板系统。由于可自动调节的遮阳装置不易维护，并且造价十分昂贵，因此在此设计中采用了非机械的固定遮阳板。

　 　③在建筑南部设计一个体积较大的绿化中庭（实际上处于建筑的南侧）。在冬季，它是一个全封闭的在暖房，可以有效地改善办公室热环境并节省供暖的能耗；在过渡季节，它是一个开敞空间，形成良好的空气流通，改善工作室的小气候；在夏季，借助南窗的百叶遮阳板来遮蔽直射阳光，使其成为一个巨大的凉棚。

　　（２）对自然能源的利用

　 　① 太阳能的利用。这里采用的是太阳能光电板发电技术，拟选用日本Kyocera公司的 普通型太阳能光电板，架设在建筑屋顶上。这种光电板每发电3.6千瓦就需40~50万人民币。设计者打算在学术报告厅中采用，投入100~200万元，虽然只换取不到10千瓦发电量，但达到了对生态新技术进行开创性具体实践的目的。

　 　② 自然通风的利用。这是针对以往办公楼设计往往采用全封闭的外围护系，使建筑内 部环境的舒适度完全依赖空调系统，在样风机耗能在整个办公建筑能耗中占了很大的比重。如果在建筑设计中能够尽量利用自然通风，不但可以节省大量的空调能耗，还能够塑造一个更加健康的工作环境。在此设计中，设计小组通过计算机模拟，对方案进行充分的研究与调整，最终得出结论：设计楼的各层办公室在过渡季节完全可以领先自然通风来维持室内的舒适条件。

　　③ 深井水的利用。目前在对大地能量的运用中，深井水的回灌技术是一种比较成熟的 方案。它的基本概念是利用地下水温般保持在7~10度的特性，通过深掘水井（80~100m），将水抽到地面，经过热泵的交换后将冷却水再回灌至地下。这种做法与常规电制冷空调相比，可节能15%，而造价基本相当。但由于80m左右的地下水标高正好是清华校内饮用水的水层标高，最终设计者放弃了这一方案。

　（３） 体节能方案

　　① 绿色明明。此设计希望通过设计与选择照明灯具，来避免以往办公建筑中的照度不 适、电浪费严重和计算机屏幕眩光等问题，主要采取了如下的基本策略：分级设计，提供背景照明与工作照明两种方式；分区集控，对背景照明灯具进行分区的开关控制；场景设置，提供几种常见的场景明明控制面板；工作照明个人调节；选用节能灯具。

　 　② 暖通方案的绿色化探索。采用水--水热泵机组，使冬季的采暖热负荷减少20%； 在全空气系统和新风系统中设置转轮除湿机，解决空调系统的细菌污染。

　　③楼宇自动控制系统。其内容包括消防泵自动巡检、配电柜容量可现场调节、联合等电位处理、照明与空调系统的可调节、红外线保安监控系统等，设备选型采用欧洲标准。