環(huán)境管理_建筑材料與人居環(huán)境概述

主講 阮燕武漢大學(xué)E mail jcrj2007 027 63187390 武漢大學(xué)公選課 建筑材料與人居環(huán)境 2 課程目的及內(nèi)容 本課程的宗旨 綜合地闡述建筑材料與人居環(huán)境的關(guān)系 從資源 能源 生態(tài)環(huán)境 人與自然的協(xié)調(diào)以及可持續(xù)發(fā)展等角度論述建筑材料應(yīng)具有的性能和未來發(fā)展方向 使同學(xué)們樹立環(huán)境意識 對在建筑材料領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的方式有充分的理解 3 建筑材料與人居環(huán)境 第1章人居環(huán)境概論第2章建筑材料的進(jìn)步與人類生存環(huán)境的變化第3章自然條件 風(fēng)土與建筑的特點第4章材料特性與建筑物的風(fēng)格第5章21世紀(jì)的建筑特點及新型材料第6章家居環(huán)境的評價與室內(nèi)裝飾材料第7章高層建筑與材料第8章智能建筑物與智能化材料第9章路面材料 道路鋪筑與出行環(huán)境第10章材料的進(jìn)步與橋梁的發(fā)展第11章尖端建筑技術(shù)與新型材料 4 第一章人居環(huán)境概論 一 人居環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展概念的提出二 人居環(huán)境問題的現(xiàn)狀三 人居環(huán)境的范圍四 建筑材料與人居環(huán)境的關(guān)系五 綠色建筑與建筑材料綠色化 一 人居環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展 人與自然轉(zhuǎn)變 生存與發(fā)展是人類社會最基本的主題 在人類與環(huán)境不斷地相互影響和作用中 環(huán)境問題始終是伴隨著人類的活動產(chǎn)生和發(fā)展的 不幸的是 在相當(dāng)長的時期內(nèi) 人類過分強調(diào)了作為自然主人的一面 夸大了人的主觀能動作用 往往只看到人類戰(zhàn)勝自然的 豐功偉績 忽視甚至忘卻自然界的懲罰 不堪重負(fù)的地球 7 對人類發(fā)展方式的質(zhì)疑 1962年 美國的海洋生物學(xué)家雷切爾 卡森發(fā)表 寂靜的春天 環(huán)境概念的提出 寂靜的春天 蕾切爾 卡遜RachelCarson 前言一 明天的寓言二 忍耐的義務(wù)三 死神的特效藥四 地表水和地下海五 土壤的王國六 地球的綠色斗篷七 不必要的大破壞八 再也沒有鳥兒歌唱九 死亡的河流十 自天而降的災(zāi)難十一 超過了波爾基亞家族的夢想十二 人類的代價十三 通過一扇狹小的窗戶十四 每四個中有一個十五 大自然在反抗十六 崩潰聲隆隆十七 另外的道路 9 10 人居環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展概念的提出 1968年 羅馬俱樂部 增長的極限 1970年4 22 地球日 NGO1972年6月人類環(huán)境會議 聯(lián)合國人類環(huán)境會議宣言 1973年聯(lián)合國 環(huán)境規(guī)劃署成立1976年第一次人類住區(qū)國際會議 HabitatI 聯(lián)合國人居中心 UnitedNationsCenterofHumanSettlement UNCHS 11 人居環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展概念的提出 1987年 組成了聯(lián)合國世界環(huán)境與發(fā)展委員會 WorldCommitteeofEnvironmentandDevelopment WECD 正式提出了 可持續(xù)發(fā)展 SustainableDevelopment 的概念 宗旨 既要滿足當(dāng)代人類的需求 又不對后代人的需求構(gòu)成危害 人居環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展思想的確立 標(biāo)志著人類對待自然的態(tài)度從根本上發(fā)生了轉(zhuǎn)變 12 人居環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展概念的提出 1992年6月3日至4日 聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會 里約環(huán)境與發(fā)展宣言 21世紀(jì)議程 13 第1章引言第2章為加速發(fā)展中國家的持續(xù)發(fā)展的國際合作第3章貧困第4章消費模式第5章人口統(tǒng)計動力學(xué)和持續(xù)性第6章保護和促進(jìn)人類健康第7章促進(jìn)持續(xù)的人類居住區(qū)第8章為持續(xù)的發(fā)展制定政策第9章保護大氣 能轉(zhuǎn)移第10章土地 資源使用的統(tǒng)籌措施第11章森林的保護及合理使用第12章制止沙漠蔓延第13章保護高山生態(tài)系統(tǒng)第14章在不毀壞土地的條件下滿足農(nóng)業(yè)的需求第15章維持生物多樣性第16章生物技術(shù)無害管理 21世紀(jì)議程 14 21世紀(jì)議程 續(xù) 第17章保護海洋資源第18章保護和管理淡水資源第19章有毒化學(xué)物質(zhì)的安全使用第20章危險廢料的管理第21章尋求解決固體廢料問題的辦法第22章放射性廢物的管理第24章有關(guān)婦女的行動 持續(xù)和公正的發(fā)展第25 32章持續(xù)發(fā)展的社會伙伴第33章資金來源和機制第34章使人人享有環(huán)境無害的技術(shù)第35章持續(xù)發(fā)展的科學(xué)第36章提高環(huán)境意識第37章建立國家持續(xù)發(fā)展的能力第38章加強持續(xù)發(fā)展的機構(gòu)第39章國際法律文件和機制第40章彌合數(shù)據(jù)的差距 15 1 向所有的人提供適當(dāng)?shù)淖》?2 改善人類住區(qū)管理 3 促進(jìn)可持續(xù)土地利用規(guī)劃和管理 4 促進(jìn)綜合提供環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施 水 衛(wèi)生 排水和固體廢棄物管理 5 促進(jìn)人類住區(qū)可持續(xù)的能源和運輸系統(tǒng) 6 促進(jìn)災(zāi)害發(fā)生地區(qū)的人類住區(qū)規(guī)劃和管理 7 促進(jìn)可持續(xù)的建筑業(yè)活動 8 促進(jìn)人力資源開發(fā)和能力建設(shè)以促進(jìn)人類住區(qū)的發(fā)展 人類住區(qū)工作目標(biāo) 16 人居環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展概念的提出 1992年7月 組織政府各部門制定中國的國家級可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略 中國21世紀(jì)議程 1993年9月完成 1993年10月 國家計委 國家科委和聯(lián)合國開發(fā)計劃署 UnitedNationsDevelopmentProgram UNDP 在北京聯(lián)合召開了 中國21世紀(jì)議程 國際研討會 1994年3月25日 中國21世紀(jì)議程 在國務(wù)院第16次常務(wù)會議上獲得通過 17 中國21世紀(jì)議程 中國21世紀(jì)議程 分為四大部分 第一部分 可持續(xù)發(fā)展總體戰(zhàn)略與政策 第二部分 社會可持續(xù)發(fā)展 第三部分 經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展 第四部分 資源的合理利用與環(huán)境保護 中國 世紀(jì)議程 共 章 個方案領(lǐng)域 余萬字 第10章人類住區(qū)可持續(xù)發(fā)展設(shè)6個方案領(lǐng)域 A 城市化與人類住區(qū)管理B 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與完善人類住區(qū)功能C 改善人類住區(qū)環(huán)境D 向所有的人提供適當(dāng)住房E 促進(jìn)建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展F 建筑節(jié)能和提高住區(qū)能源利用效率 19 中國人類住區(qū)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo) 中國 世紀(jì)議程 提出的中國人類住區(qū)發(fā)展的目標(biāo)是 建設(shè)規(guī)劃布局合理 配套設(shè)施齊全 有利工作 方便生活 住區(qū)環(huán)境清潔 優(yōu)美 安靜 居住條件舒適的人類住區(qū) 20 人居環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展概念的提出 1996年6月 在土耳其的伊斯坦布爾又召開了第二次人類住區(qū)國際會議 人居二 的目標(biāo)是探討兩個具有同等全球性重要意義的主題 人人享有適當(dāng)住房 和 城市化進(jìn)程中人類住區(qū)的可持續(xù)發(fā)展 對于可持續(xù)發(fā)展 人是關(guān)切的中心 包括要使人人享有適當(dāng)住房和建立可持續(xù)的人類住區(qū) 務(wù)使人類有權(quán)享受與大自然和諧的健康而充實的生活 人居二 重申近年來各有關(guān)世界會議的成果 并歸結(jié)這些經(jīng)驗 形成人類住區(qū)議程 人居議程 第一章序言第二章目標(biāo)和原則第三章承諾第1節(jié)人人享有適當(dāng)住房第2節(jié)可持續(xù)的人類住區(qū)第3節(jié)增強能力和參與第4節(jié)男女平等第5節(jié)為住房和人類住區(qū)籌集資金第6節(jié)國際合作第7節(jié)評價進(jìn)展第四章全球行動計劃 實施戰(zhàn)略第1節(jié)導(dǎo)言第2節(jié)人人享有適當(dāng)住房第3節(jié)城市化進(jìn)程中人類住區(qū)的可持續(xù)發(fā)展第4節(jié)能力建設(shè)和機構(gòu)發(fā)展第5節(jié)國際合作和協(xié)調(diào)第6節(jié) 人居議程 的落實和后續(xù)行動 22 九五規(guī)劃2010年環(huán)保目標(biāo) 基本改變生態(tài)環(huán)境惡化的狀況 城鄉(xiāng)環(huán)境質(zhì)量有比較明顯的改善 建成一批經(jīng)濟快速發(fā)展 環(huán)境清潔優(yōu)美 生態(tài)良性循環(huán)的城市和地區(qū) 2002年12月9日 人居環(huán)境委員會正式成立 業(yè)務(wù)主管部門為國家建設(shè)部 2003年11月1日 舉辦了 首屆中國人居環(huán)境高峰論壇暨全國會員大會 面向全國發(fā)出了 中國人居環(huán)境與新城鎮(zhèn)發(fā)展推進(jìn)工程倡議書 2003年12月6日 中國人居環(huán)境與新城鎮(zhèn)發(fā)展推進(jìn)工程 首家金牌建設(shè)試點項目亮相 2004年1月29日 人居環(huán)境委員會關(guān)于 城鄉(xiāng)規(guī)模住區(qū)人居環(huán)境評估指標(biāo)體系 申報建設(shè)部軟科學(xué)研究項目和研究開發(fā)項目 2004年3月9日 人居環(huán)境委員會召開第二次專家研討會就 中國人居環(huán)境與新城鎮(zhèn)發(fā)展推進(jìn)工程技術(shù)綱要 進(jìn)行進(jìn)一步修訂 25 人居環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展概念的提出 人居環(huán)境的真正含義人類聚居聚居的意義人類住區(qū) HumanSettlement 人類生存 從事生產(chǎn) 進(jìn)行各種社會活動所在的環(huán)境 26 什么是人居環(huán)境 人類住區(qū)不僅僅是指住房 一個城市 小鎮(zhèn)或鄉(xiāng)村的體形 它所指的是人類活動的全過程 包括居住 工作 教育 衛(wèi)生 文化 娛樂等 以及為維護這些活動而進(jìn)行的實體結(jié)構(gòu)的有機結(jié)合 27 人居環(huán)境理論還需要發(fā)展 人居環(huán)境是一個廣闊的理念 人居環(huán)境評價體系的建立需要一個過程 整體研究是人居環(huán)境科學(xué)的根本原則 重視人居環(huán)境的人文內(nèi)容 吳良鏞院士提出的時代任務(wù) 究天人之際通古今之變評中外之得失成一家之言 28 二 人居環(huán)境 問題的現(xiàn)狀 世界環(huán)境中國的狀況 29 世界人口數(shù)據(jù) 1999年60億 1999年10月12日 被聯(lián)合國定為 世界60億人口日 2006年65億 據(jù)美國人口普查局的最新預(yù)測 全球人口至2006年2月25日突破65億 2025年80億 據(jù)有關(guān)權(quán)威機構(gòu)預(yù)測 2025年將增加到80億 2050年93億 2050年將達(dá)到93億 根據(jù)測算 地球最多只能養(yǎng)活100億至150億居民 表世界城市人口占人口總數(shù)的增長 32 世界人口狀況 城市化問題 到2008年 全世界生活在城市中的人口將首次超過世界人口總數(shù)的一半 達(dá)到33億 到2030年 生活在城市中的人口數(shù)量將達(dá)到50億 到2050年 這一數(shù)字達(dá)到64億 未來城市人口增長將主要出現(xiàn)在發(fā)展中國家 33 2003年全球人口報告 2007年世界城市人口將首次過半 半數(shù)發(fā)展中國家人口增長過快 40 以上的發(fā)達(dá)國家人口增長過慢 的發(fā)達(dá)國家面臨人口老齡化問題 34 世界環(huán)境 資源 能源消耗不斷增長自然環(huán)境及生態(tài)平衡面臨著危機全世界尚有近一半的人口居住條件不好 35 能源危機 能源消耗的形式主要有原煤 汽油 柴油 石油 電 化石燃料主要包括 煤 石油 天然氣 根據(jù)世界能源理事會 WorldEnergyCouncil 1995年的數(shù)據(jù) 全球石油 天然氣 煤探明的儲量分別為 2 4E 14 1 3E 14 3 0E 15 kg 按照目前消耗速度 它們分別還能夠維持使用75 66 666年 為了便于計算 一般將全部能源折合為標(biāo)準(zhǔn)煤來進(jìn)行評價 2000年世界汽車產(chǎn)量排行 地球資源利用情況 1998年 世界自然基金會發(fā)表了一份題為 活的地球指數(shù) 的報告 報告指出 從1970 1995年的25年間 地球損失了三分之一以上的資源 淡水生態(tài)系統(tǒng)指數(shù)25年中下降了50 特別是在1990 1995年的5年中 下降幅度最大 每年接近6 海洋生態(tài)系統(tǒng)萬年中下降了30 世界森林覆蓋面積25年下降了10 38 環(huán)境和生態(tài)平衡破壞 產(chǎn)業(yè)革命以來 世界范圍內(nèi)環(huán)境和生態(tài)平衡遭受破壞大體上經(jīng)歷了三個階段 第一階段 18世紀(jì)末 20世紀(jì)初 構(gòu)成較大不良影響的最初階段 第二階段 20世紀(jì)前半期 燃煤污染 有機毒物污染 第三階段 20世紀(jì)后半期 世界公害泛濫期 除了大氣和水環(huán)境嚴(yán)重污染外 噪聲 振動 垃圾 惡臭 地面沉降等其它公害也紛紛出現(xiàn) 39 中國的狀況 人口眾多 資源短缺環(huán)境污染嚴(yán)重城市化速度 住區(qū)配套設(shè)施建設(shè)速度城市人口住房不足 40 人類面臨的空前的生態(tài)危機 空氣 現(xiàn)在全世界約有11億人口生活在空氣污染嚴(yán)重的城市 在全球20個空氣污染最為嚴(yán)重的城市中 我國的北京和上海榜上有名 水 半個世紀(jì)以來 隨著人口的增長和農(nóng)業(yè)的發(fā)展 全世界的用水量增長了4倍 與此同時 由于工業(yè) 農(nóng)業(yè) 城市用水的污染 水資源日益短缺 預(yù)計50年后 世界人口中的13 20 將面臨嚴(yán)重水荒 土地 過度放牧 過度墾殖 過度施用化肥和農(nóng)藥 已經(jīng)使許多地區(qū)的沃土貧瘠化 全球已有900萬公頃土地寸草不生 12億公頃綠地遭到中等程度的破壞 由于人口的急劇增長 環(huán)境污染以及不合理的開發(fā)建設(shè) 造成某些區(qū)域性生態(tài)系統(tǒng)急劇退化 自然災(zāi)害頻繁發(fā)生 地大物博 的中國我國陸地面積960萬平方千米 居世界第三 9585萬公頃耕地和22434萬公頃可利用草原 均居世界第四 森林面積11525萬公頃 居世界第六 已探明各種資源的潛在價值居世界第三 水能 太陽能 煤炭資源分別居世界第一 第二 第三 42 資源短缺 但是 如果被眾多的人口一除 只能得到一個 地少物缺 的結(jié)論 中國的人均耕地面積不到世界平均水平的三分之一 位居世界第60多位 在全世界26個人口超過5000萬的國家中 居倒數(shù)第三位 中國的人均森林和草原面積 只有世界平均水平的13 和32 3 其中森林覆蓋率13 92 居世界第120位 人均水資源和人均礦產(chǎn)資源均位居世界第80位 其中人均水資源僅是世界人均水資源的四分之一 表中國耕地面積 人均耕地面積的變化情況表 我國城鎮(zhèn)人口占人口總數(shù)比例的變化 45 住房不足 表我國人均居住變化面積的逐年變化 46 環(huán)境污染嚴(yán)重 1 水域污染 2 大氣污染 3 垃圾圍城現(xiàn)象普遍 4 城市噪音污染日趨嚴(yán)重 水污染W(wǎng)aterpollution 污水進(jìn)入農(nóng)灌渠Wastewaterdischargedintoirrigationcanal 城市污水直接排入河流Urbanwastewaterdischargedintoriver 湖水富營養(yǎng)化Eutrophicationofwaterquality 工業(yè)污水排放Dischargedindustrialwastewater 大氣污染 煙塵 粉塵污染Smokeandpowderdustpollution 小煉油Small scaleoilrefinery 市區(qū)垃圾焚燒Incineratinggarbageintheurban 土法煉焦Cokingbyindigerousmethods 白色污染W(wǎng)hitepollution 城市垃圾Urbangarbage 生活垃圾Domesticgarbage 工業(yè)廢渣Industrialwasteresidue 固體廢物污染Solidwastepollution 噪聲污染Noisepollution 建筑施工噪聲Constructionnoises 人口嘈雜Populationnoises 交通噪聲Trafficnoises 社會生活噪聲Communitynoises 51 三 人居環(huán)境的范圍 生活環(huán)境工作環(huán)境社會公共環(huán)境地球環(huán)境 人居環(huán)境的范圍 生活環(huán)境的層次 54 工作環(huán)境 辦公面積物理環(huán)境條件溫度 濕度 空氣清新程度 噪聲 光線等辦公設(shè)備通訊 打字 計算 復(fù)印等附屬設(shè)備休息室 吸煙室 健身房等道路 室外交通綠化 室外環(huán)境美化 安全性 使用功能 健康性 55 社會公共環(huán)境 指人們除家庭生活和工作之外所在的環(huán)境 生活服務(wù)設(shè)施文化娛樂設(shè)施公共交通設(shè)施 取決于社會經(jīng)濟發(fā)達(dá)程度和人們的綜合素質(zhì) 56 地球環(huán)境 陽光 空氣 水 土地 礦藏 河流 海洋 森林 草原 綠地等 構(gòu)成了人類生存的環(huán)境 人類的行為極大地改善了其在地球上的生存環(huán)境 但是 同時也帶來了破壞生態(tài)環(huán)境的一面 地球環(huán)境 地球環(huán)境三要素 干凈的空氣肥沃且沒有被污染的土壤清潔的淡水 59 困擾著地球的七大環(huán)境因素 1 由二氧化硫等溫室氣體過度排放而導(dǎo)致的全球多樣性和遺傳多樣性減少 珍稀動植物瀕臨滅絕 2 酸雨快速蔓延 3 全球森林面積銳減 4 濫墾濫伐導(dǎo)致土地荒漠化加劇 5 大氣污染日趨嚴(yán)重 空氣中的有害排放物有增無減 6 城市污水未經(jīng)處理就排放 使得江河湖泊污濁不堪 7 由城市垃圾造成的固體廢物污染令人觸目驚心等 60 環(huán)境綜合癥 全球氣候變暖聯(lián)合國副秘書長兼聯(lián)合環(huán)境署執(zhí)行主任特普費爾先生說 人類絕不能只看到眼前的毛皮小利而忽視了自身的長遠(yuǎn)利益 當(dāng)?shù)厍颦h(huán)境遭到全面破壞以后 人類是不可能靠 吃錢 來活著的 四 建筑材料和人居環(huán)境的關(guān)系 62 建筑材料和人居環(huán)境的關(guān)系 材料建造了人類的物質(zhì)文明 建筑材料的進(jìn)步改善了人類的生存環(huán)境 建筑材料的性能影響環(huán)境質(zhì)量 材料的大量生產(chǎn)加快了資源 能源的消耗并污染環(huán)境 1 材料建造了人類的物質(zhì)文明 故宮太和殿 萬里長城 長城 萬里長城 古羅馬的建筑 大角斗場 67 68 世界高塔一覽 新東京塔 在建 613 5米廣州新電視塔 在建 610米 2008年完工 印尼雅加達(dá)電視塔 在建 高560米加拿大多倫多塔高553米莫斯科Ostankino塔高540米上海東方明珠廣播電視塔高468米吉隆坡電視塔高421米 方案1 桅桿型塔 高1000米 設(shè)計中的廣州新電視塔 廣州新電視塔 610米高 2008年建成 在建中的廣州新電視塔 新東京塔 打造世界上最高的建筑 計劃在2011年前完工 預(yù)計塔高613 5米 73 世界第一高塔 多倫多市電視塔 東方明珠 吉隆坡電視塔 龜山電視塔 讓整個城市光芒四射太陽能高塔 西伯利亞的設(shè)計師Foster和他的助手完成了這個令人吃驚的設(shè)計 這座高塔布滿太陽能電池 白天積聚電力 到了晚上則可以利用這些電力發(fā)出燦爛如下圖的 切割鉆石 般的光芒 實在令人吃驚 臺北101大樓 馬來西亞佩重納斯大廈452m 阿聯(lián)酋迪拜大樓 鳥巢 效果圖 希臘 世界最長大橋 therion antirionbridge 杭州灣跨海大橋 87 晨曦中的大橋雄姿來源 浙江日報作者 黃擎 日本的青函海底隧道 英法海峽隧道 2 建筑材料的進(jìn)步改善了人類的生存環(huán)境 92 95 隨風(fēng)起舞的大樓新型純綠色動態(tài)建筑 動態(tài)建筑理念下的旋轉(zhuǎn)摩天大樓在每層樓板之間裝置風(fēng)力渦輪 渦輪產(chǎn)生的電能供給樓層的自由旋轉(zhuǎn) 剩余的電能將存儲在每戶住宅的太陽能電池中 美國科羅拉多大峽谷懸空透明玻璃觀景廊橋 99 建筑材料的進(jìn)步改善了人類的生存環(huán)境 天然材料 傳統(tǒng)材料 石材 木材 土 草 磚瓦 石灰 石膏等鋼鐵 水泥 混凝土塑料 鋁合金 不銹鋼等防水材料保溫材料裝修材料路面材料 100 3 建筑材料的性能影響環(huán)境質(zhì)量 墻體材料門窗材料路面材料 返回目錄 103 但是 4 材料的大量生產(chǎn)加快了資源 能源的消耗并污染環(huán)境資源 礦產(chǎn) 土地 森林能源 煤環(huán)境污染 廢氣 廢渣 廢水 生態(tài)環(huán)境破壞 建筑對環(huán)境的影響 105 建筑帶來的環(huán)境問題 全球氣候變暖建筑工程需要耗費大量的水泥 鋼 玻璃等等材料 這些材料的生產(chǎn)均會產(chǎn)生大量的溫室氣體 主要有CO2 建筑使用需要耗費大量的能源 生產(chǎn)這些能源也將產(chǎn)生大量的溫室氣體 酸化環(huán)境酸化與