4.5、传统材料及清洁能源的利用

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　　【题目】河南地区城中村升级中生态技术的应用研究（←点击返回查看其余6篇）
　　【1.1-1.3】城中村改造国内外研究现状分析
　　【1.4-1.7】生态城中村建设研究的目和研究内容
　　【2.1】“城中村”的形成与发展
　　【2.2】生态适宜技术理论研究
　　【2.3-2.4】城中村改建中生态适宜技术运用的特点及意义
　　【3.1-3.3】“城中村”改造现状与思路
　　【3.4】生态适宜技术在豫北地区传统村落中沉淀
　　【3.5】生态技术在“城中村”改造中应用的契机
　　【4.1-4.2】住区规划中气候的“用”与“防”
　　【4.3】“开放态度”的建筑单体设计
　　【4.4】因地因时的“应变”设计
　　【4.5-4.6】传统材料及清洁能源的利用
　　【参考文献】生态适宜技术在城中村改良中的运用结论与参考文献

　　4.5.1、传统材料的特色表达

　　4.5.1.1、生土

　　生土材料工艺简单、可塑性强、形式多样、可就地取材并且可以重复使用，是一种无污染的建材资源。随着现代建筑材料的发展，生土材料不再被大量的应用，但这些材料特性还是可以在“城中村”改造中以特殊方式进行表达。

　　生土材料在“城中村”改造中的应用主要从三个方面来考虑。第一，种植土，在“城中村”改造中新社区的公共绿地、宅间绿地以及屋顶种植花草树木，并与小区周边的绿地连接，形成比较完整的生态系统，为土壤表面的生物群落提供栖息地，也为雨水向下渗透提供可能。第二，用于墙体材料，夯土墙可以更换，废弃的墙体可做肥料、可自然降解，是符合可持续发展的环保材料，“城中村”改造中住区内主要应用于一些小型附属建筑的墙体，并结合现代技术增加夯土墙体的稳定性、保温隔热性能以及防潮性能。第三，利用土壤热容量大、蓄热能力强的特点。效仿窑洞这一传统建造技艺，建造“城中村”改造中新社区中一些公共活动空间（图 4-27），为新建住区内公共活动空间提供冬暖夏凉的室内环境，也提供了很多有趣味的室外活动空间。另外效仿豫北地区红薯窖的做法，在新建住宅楼附近制作蔬菜窖，用于给蔬菜保鲜也减少电能消耗。

图 4-27 生土材料的应用示意

　　4.5.1.2、石材

　　石材是优良的传统建筑材料，至今仍是人类宝贵的建筑材料。 豫北地区境内的太行山脉，提供了丰富的石材资源，以及豫北地区成熟的石材加工工艺，使得石材在豫北地区的应用有着得天独厚的条件。如图 4-28，太行山大峡谷中高家台村某酒店的石材墙面设计，就是将当地石材屋面的拼接形式应用于墙体的设计中，是很好的传统建筑材料应用实例。

　　石材在“城中村”改造后新建住宅楼中的应用，可用于墙体材料、装饰材料以及建筑小品等。作为墙体材料可用于新建住宅楼的底层，对墙体有很好的保护作用，且其粗糙的表面可与其它质感材料形成强烈对比，加强住宅楼的三段式构图形式。石材是蓄热性能较好的建筑材料，用于墙体材料时，可将白天吸收阳光热量在夜晚辐射到室内，减少冬季夜间供暖压力。作为装饰材料可以制作为各种样式的面砖，形式多样、尺寸自如、色彩丰富，是非常理想的表现表面质感的材质，也可拉近使用者与自然环境间的距离。

图 4-28 高家台村某酒店石材表达方式

　　4.5.1.3、木材

　　木材是豫北地区传统民居中应用非常广泛的建筑材料，易于加工，构造灵活，具有广泛的适宜性。由于现代建筑对结构的要求以及木材资源的匮乏，木质结构在现代住宅中不再大量使用。根据豫北地区的特定条件，“城中村”改造中可适当应用一部分木材，由于木材的导热系数小，用于室内装修带来亲近自然、冬暖夏凉的舒适感；木材制作的室内隔断方便安装与拆卸，这为未来家居空间变化提供了方便；木材制作的室外凉亭等建筑小品，易于加工、可回收利用对环境影响小。

　　4.5.2、可再生能源的应用

　　在可再生能源应用方面，从豫北地区已建成“城中村”改造实践的走访调研中发现，对太阳能的利用已经很普遍，无论是太阳能热水系统还是太阳能发电系统都拥有了比较成熟的技术条件。综合考虑豫北地区的风力条件及风能开发投资，不鼓励在“城中村”改造中对风能的开发利用。综合思考在豫北地区“城中村”改造中可再生能源的应用，主要考虑对浅层地热能的开发以及对雨水资源的收集和利用。

　　4.5.2.1、浅层地热能

　　浅层地热能一般是指地表以下 200 米范围内，地质体中具有开发利用价值的热能。浅层地热能分布广、储量大、可再生具有良好的环境效益，对地热能源的开发利用不受地域范围限制，不受季节及昼夜变化的影响，具有稳定、连续、高效的特点。

　　目前对浅层地热能的开发主要利用地源热泵技术，这种技术同样适用于豫北地区“城中村”改造中。原因主要体现在三个方面：技术条件方面，豫北地区平原地带浅层地下水资源丰富，水温适中，并且有建立有效的抽水、回灌系统的条件；综合效益方面，“城中村”改造后的住区模式，为集中设置地源热泵提供可能，住区中大片公共活动场地也为地源热泵埋管提供便利，利于发挥地源热泵的综合效益；政策方面，河南省目前大力提倡对浅层地热能的开发利用，可为地源热泵在“城中村”改造中的应用提供政策支持。

　　地源热泵作原理是实现低品位热能向高品位热能的转移，利用浅层地表与建筑室内的温差并辅以机械设备，在冬季从浅层地表吸取热量传递到住宅室内，夏季则通过将住宅室内聚集的热量，转移至温度相对较低的地表浅层来达到降温的目的。目前地源热泵系统主要有土壤源热泵系统和地下水源热泵系统两类。

　　地源热泵技术的应用有三面显着特点：效率高，比传统空调系统效率高 40％到60％；对环境污染小，工作期间几乎不向外界释放废弃物是比较理想的“绿色空调”；综合效益高，地源热泵系统虽然前期投资相对较高，但后期维护费用很低、使用寿命很长且可一机多用，可供暖、可制冷还可为小区供应热水。地源热泵技术在豫北地区“城中村”改造中的应用，将有助于改造中新社区与环境和谐相处。

　　4.5.2.2、雨水的回收和利用

　　在水资源日益紧缺的今天，对雨水资源的回收和利用需在现代住区设计中认真考虑。在豫北地区“城中村”改造中对雨水的回收与利用有以下三方面的考虑：第一，效仿传统村落“水口公园”的做法，通过合理地竖向设计使雨水流入污水发酵池或净化池，利用植物、动物、微生物进行净化处理，处理净化后的水可以用浇灌绿化、改善小气候等用途。第二，将小区绿地设计为雨水收集池，将地面铺装改为透水性材料，比如人行道用透水路面，停车场用透水性植草砖等，为地表雨水的下渗提供通道。第三，屋顶绿化用于收集雨水，通过植物根系净化过滤储存到雨水桶再利用。也可以结合可开启的天窗如图 4-29，通过精心的构造设计将顶层收集雨水送进建筑内，用于浇灌绿植等，达到对雨水资源地回收利用。

图 4-29 雨水收集方式

　　4.6、本章小结

　　本章从生态系统、住区规划、建筑单体、建筑构件及材料与资源利用方面，提出了生态适宜技术在豫北地区“城中村”改造中的应用策略。

　　在生态系统等级优化方面，鼓励在进行改造活动之前，首先对场地进行生态等级评估与分类，然后有针对性地提出不同生态系统等级场地的建设建议。

　　并从原场地生态系统、设计系统以及周边生态系统三个方面入手，提出生态系统等级优化的策略。

　　住区规划方面，从场地规划、道路设置、建筑群体布局及植被应用四个方面提出针对场地气候“用”与“防”的策略，来达到在建筑活动中对环境中有利因素的利用及不利因素的规避。

　　在建筑单体营建方面，通过“迁徙”、自然通风及气候缓冲层三方面策略的提出，使建筑单体保持“开放态度”与周围环境相处，通过建立建筑与环境间的有效联系，减少建筑单体运营过程中的能源消耗。

　　通过“应变核”、“生长空间”及多样的建筑构件设计策略，提高建筑单体因地因时的“应变”能力，使建筑单体可以拥有自身的调节能力，来响应外界环境的变化。在建筑材料与可再生资源利用方面：提出豫北地区传统民居中生态建筑材料在豫北地区“城只村”改造中特色表达的策略；并针对豫北地区的具体条件，提出相对适宜的可再生能源利用策略。