摘要：我国城市建设和更新中，一直使用的都是推倒重来的方式，造成资源浪费，加重资源和环境负荷。随着可持续理念的发展，降低能源和资源消耗，保护环境成为当前的研究重点。本文首先分析了材料资源的可持续设计，然后探讨了材料资源可持续观念下的建筑设计策略。
关键词：建筑材料；可持续发展；设计策略
随着城市化建设进程的加快，建筑材料消耗量呈现逐年上涨的趋势，数据调查显示，建材生产每年消耗50亿吨资源，同时还排放大量粉尘和有害气体，给自然环境带来严重影响。这种情况下，可持续发展理念问世，其在建筑设计中的应用，能保护环境，减少能源消耗，现从以下几点进行探讨。
1、材料资源可持续设计概述
在建筑的生命周期中，材料资源的可持续设计可以说是一个比较宽泛的范畴，不但包括建筑材料选择的持续性，还包括旧建筑再利用、建筑布局节约型的建设方式及资源、能源的节约型设计。从建筑系统上来看，多包括功能体系、物质体系两部分，其中，功能体系所涉及的外部环境、建筑空间需要经历设计、建设、使用、再设计等过程，但是再设计是进入另一层次的循环，从整体上呈现上升趋势。从本质上看，再循环并不是单纯的保存或重建，而是生命周期的循环和延续[1]。
2、材料资源可持续观念下的建筑设计策略
2.1旧建筑材料的直接利用
旧建筑拆除期间多会产生大量残骸和材料，分析得知，将近80%左右的建筑材料是废砖、废混凝土，这些材料完全是可以循环使用的。从工艺角度来看，旧建筑材料的再次使用包括再生利用、直接再利用，其中，后者多指在保持其原型的情况下，通过简单处理直接用于建筑中；前者相对而言耗能大，需要经过专业、复杂的加工才能再利用，本文使用的就是直接再利用的方式。
木材是一种传统的材料，生长多受环境影响，大量砍伐会破坏生态环境，故而再利用木材是人们的关注重点。日本建筑师Kum a在对艺术博物馆进行设计时，就巧妙的将原建筑木材用于其中，满足着保护和修复建筑的要求。和木材相比，混凝土材料的再利用相对缓慢，西方国家将废弃的混凝土碾成砾石铺筑公路，虽然能重复使用混凝土材料，但是却消耗着大量燃料。德国有一种元素回收的技术，并通过多年的研究和发展证实了该技术的美学、安全、生态价值。
另外，砖瓦也是常用的建筑材料，废弃率占据建筑垃圾的加大比例，而且面广量大。随着市场经济的发展，城市化建设进程的加快，废弃砖石大量存在于我国某些地区，加重环境污染[2]。要想回收利用这些砖石，除要有效解决粘土砖问题外，还要节约天然的砂石资源，从而减少能源和资源的消耗。近年来，我国在废弃砖石的重复利用上取得显著成效，实现着经济效益、环境效益的双赢目标。比如行杭州园林绿化公司在对园林进行设计时，结合碎瓦、砖石等特征将其用于园路的铺筑中，满足园林道路的铺设要求，减少工程造价。
2.2低能耗材料的采用
所谓的材料耗能量多指材料提取、加工、运输时需要的不可再生能源，一般情况下，耗能低、循环利用率高的产品是可持续设计的首选，从资源保护方面来看，低能耗材料的选择是可持续设计的重要组成，以石膏板材料为主，和其他材料相比，石膏板所形成的干式墙耗能量相对较少，和传统的新型材料相比，石膏板在人力资源、木材、环境保护、防震等方面产生的作用都是非常显著的，是国际上公认的节能材料。
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从长远上看，地方性材料的选用能减少能源消耗。将石膏板作为例子，生产期间各部分耗能量占比为：加工原材料的80%，原材料的2%，原材料运输的14%，产品销售的4%。由此可见，天然提取石膏的能耗量低，从某种程度上体现着节约资源的优势。近年来，发展中国家出于对自身效益、现代化的渴望，多抛弃建筑技术和材料，取而代之的是价值高的进口材料，有时是不具备节能特征的材料，最终建成耗资大、维护难度高的建筑[3]。相比而言，孟加拉国的乡村学校以简单的建造方式，彰显着地方特色。该建筑主要用当地的竹子、砖、稻草等地方性材料，并提炼出当地的独特技术，将湿润的稻草和砂土混合，再用水牛进行踩踏建造墙体，这座近乎于传统的建筑，更加体现了可持续设计理念。
现阶段，国内建筑师多重视对能耗低材料的使用，并基于保护环境、减少能源消耗目的开展了系列研究。通常来讲，以往的房子按照当下的术语，多属于可持续的生态建筑。当地居民多使用芦苇、木头、麦秸、砖块等材料建筑，具有材料获取简便、建造成本地、可循环使用的优势。
2.3新型可循环材料的应用
可持续理念除要求建筑使用性能良好外，还要从材料制造、使用、再利用等过程中保持协调，减少能源消耗。报告显示，早于20世纪60年代，制造商就开始用可循环的纸进行建筑，比如日本建筑师设计的纸屋就是用卡纸板设计的承重墙，建造速度快、经济性[4]。在以往的建筑设计中，出于对建筑结构的考虑，多数材料及构件废弃后将变成无法处理的残留物，而且拆卸、循环使用也比较困难。相比之下，钢结构具有受力均匀、轻质、能耗小、可持续发展、绿色环保等特征，因此多将其用于中低层住宅的建造中，比如2005年巴塞罗那所建筑的可拆卸式的钢制小住宅，浴室、楼板、墙体等均使用可循环的建筑材料。伴随着钢产量的增加，我国开始对钢结构住宅进行建造，最终于1994年在上海建成高8层的钢结构住宅。与此同时，别墅式的钢结构住宅建造技术越来越成熟，并在我国广泛应用。
另一方面，由于预制建筑是一种在可控环境下的建造模式，具有经济性、速度快、不受场地限制等优势，因此在对材料资源进行保护时，预制板材的使用能减少材料浪费和废弃物的产生，满足可持续发展要求。
2.4面向拆解的设计
所谓的面向拆解设计，是一种以回收构件、材料为目的，满足材料闭合循环的设计策略。要求在设计期间兼顾建造、材料拆解的便利性，而不是对当前建筑的推倒、重建，从而完好保留尚有价值的材料和构件。从工程拆除的现状上看，拆解过程中可选用局部拆解、整体拆解等手段，和拆毁方式相比，拆解需要消耗大量时间和人力，要求按照由构件到主体、由上到下的顺序拆解。面向拆解设计循环利用废旧材料的同时，还保留着建筑的固化能力[5]。总而言之，面向拆解设计多依据材料的使用寿命分层建筑要素，通过合理设计使不同寿命的部分彻底分离，实现最终的拆解目标。
3、小结
综上所述，建筑业是一个高污染、高投入的行业，环境的破坏、能源的消耗始终贯穿整个生命周期。在建筑设计中，遵循可持续发展理念，综合分析建筑材料的低耗能、可循环性因素，并结合实际对建筑材料进行选择，提高材料再利用率，降低能耗对生态环境的影响，促进建筑业发展。
参考文献：
[1]贾志磊，宗伟.试论建筑材料资源的可循环利用[J].城市建设理论研究（电子版），2015，36(20):1443-1443.
[2]范秀明，姜艳.浅谈绿色住宅建筑中节材与材料资源利用的设计技术[J].城市建设理论研究，2014，20(11).
[3]陈雄，周仲伟，朱云，等.全寿命周期评价下建筑材料资源的可持续设计策略[J].华中建筑，2014，28(12):42-46.
[4]留 罡.绿色建筑理念在建筑设计中的应用[J].住宅与房地产，2017，15(6):99-99.
[5]蔡荣.浅谈绿色建筑设计的可持续发展理念[J].中国房地产业，2015，30(11):74-74.
论文作者:谢嘉欣
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第19期
论文发表时间:2018/11/14
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