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1、绿色建筑的环境和生态,第二章绿色建筑的生态策略设计,（一）绿色建筑的生态体系设计城乡生态系统中的绿色建筑绿色建筑的生态系统构成绿色建筑的生态体系设计（二）绿色建筑的生态策略设计绿色建筑的生态策略设计绿色建筑能源的生态策略设计 绿色建筑植物系统的生态策略设计 绿色建筑水系统设计的生态策略绿色建筑风环境的生态策略设计 绿色建筑光环境的生态策略设计 绿色建筑声环境的生态策略设计 绿色建筑生态交通道路系统的策略设计（三）绿色建筑的选址绿色建筑的选址原则绿色建筑选址对环境的原则,凝望,家园,（一）绿色建筑的生态体系设计城乡生态系统中的绿色建筑绿色建筑的生态系统构成绿色建筑的生态体系设计,生态学基本概念,
2、生态系统：一定时空范围内，生物成分和非生物成分（环境理化因子），通过能量流动和物质循环相互作用的一个生态学单位。1935年英国植物生态学家Tansley提出这一概念。1965年丹麦哥本国际生态学大会一致认定与前苏联生物地理学家提出的“生物地理群落”为同义语。自然界中各种环境因素与生物之间，以及各种环境因素本身之间，是相互密切联系着，互相依赖着，互相制约着的，由生物及其环境因素所构成的统一体就是生态系统。,生态学中两个重要概念,生态因子生态系统,生态因子：环境因子中对生物生存有直接或间接影响的因素。气候、土壤、地形、生物种群、人为等。生态系统：生物群落和与之相关的、描述各种理化因子连成的符合体。
3、,生态系统、城市生态系统,生态演替,地衣带来有机质细菌繁殖；草籽草地；树种大树；引来了昆虫、鸟和蜘蛛、野兽；一片树林逐渐形成，它为动物们提供了藏身之地，动物便成了这里的永久居民，危险的食肉动物也来了，它们控制了植食性动物的数量，不让这片林地消失。,城乡生态系统中的绿色建筑,城乡生态系统作为人类居于其间的生态系统，生产者是随着城市密度增长不断弱化的植物系统，人是城市中居于统治地位的消费者，而城市的基础设施为生态系统的分解者。,城乡生态系统中的绿色建筑,城乡生态系统由城市生态系统和乡村生态系统构成，并共同构成人居生态生态系统。,城市生态系统,城市生态系统与其它以自然为核心的生态系统相比具有独特的系
4、统 构成与运行模式，为绿色建筑的建设提供了特有的背景条件。城市生态系统具有以下突出特点：城市生态系统以人为核心，因而除具有人的生物属性外，还具有社会属性。城市生态系统是迅速变化的复合人工生态系统，不能自给自足，需靠外力维持。城市生态系统一定程度上破坏了自然调节机能，自我调节能力差。如城市热岛、污染、不透水地面等等，加剧了城市生态系统的脆弱性。城市自然生态系统的人工（人造）环境越来越扩大，自然生态系统的构成部分越来越萎缩，甚至趋于无，造成板结城市，直接影响城市生态安全。城市中非食物的能量流与物质流日益增长。,城市生态系统 城市生态系统是绿色建筑的外部存在，同时绿色建筑是城市生态系统中非生物部分的
5、核心构成要素之一。除绿色建筑之外，城市的非生物部分还包括地质、水文、土壤、大气、光、声等。它们对绿色建筑而言具双重属性，即与绿色建筑同时构成城市的非生物部分，又同时是绿色建筑的外部非生物部分。,生态平衡,生态系统在自然界中并不是静止不变的，而是不断运动、不断变化的。生态系统的平衡只是暂时的、相对的动态平衡。任何自然因素或人为活动都有可能破坏这种平衡，甚至发生一系列连锁反应，直到建立新的平衡。例如池塘内流入大量有机营养物质，使各种生物的新陈代谢加快；由于注入营养物质过多，池中藻类等大量繁殖，有机物质及藻类和其它水生生物大量消耗水中的氧气；鱼类因为没有足够的溶解氧而大量死亡；直到注入的营养物质分解
6、殆尽，溶解氧恢复，塘内生态系统又在新的基础上建立平衡。平衡的破坏和建立是自然界发展的普遍规律。每当气候、光照、季节变化，或由于人为的因素，都可以造成旧平衡的破坏与新平衡的建立。生态系统总是在不平衡平衡不平衡的发展过程中进行着物质和能量的交换，推动着自身的变化和发展。,举世关注的全球性环境问题,温室效应与全球变暖臭氧层破坏生物多样性减少酸雨森林锐减,土地荒漠化海洋污染有害废物非法转移POPs,破坏生态平衡的因素,1、自然因素2、人为因素,破坏生态平衡的人为因素,物种改变引起生态平衡的破坏环境因素改变引起生态平衡破坏信息系统的破坏引起生态平衡失调,生态平衡失调的标志,生态平衡失调的结构标志平衡失调
7、的生态系统从结构上讲就是出现了缺损。缺损是指生态系统一个或几个组分“失去”，从而使生态平衡在结构上不完整从而失去平衡。如澳大利亚从我国引进蜣螂，以解决其因养牛业发展而在草原上堆积如山的牛粪的出路；再比如我国为治理水污染引进凤眼莲（水葫芦）。生态平衡失调的功能标志有两个方面，其一为能量流动在生态系统内的某一个营养层上受阻。其二表现为初级生产者生产力下降和能量转化效率降低。,1、相互制约与相互倚赖的互生规律 以食物链（网）形成的相互制约、相互依赖的关系，本身是建立在一定的数量基础上。生物间的相互制约作用，使生物保持数量的相对稳定，这是生态平衡的一个重要内容。例如，黄鼬和蛇是鼠类的天敌，滥捕这些天敌
8、必然导致鼠害的失控。,生态学基本规律：,房地产E网,2、物质循环转化的再生规律自然界通过植物、动物、微生物和非生物成分，一方面不断地合成新物质，一方面又随时分解为原来的简单物质，重新被植物所吸收，进行着不停顿的新陈代谢作用。但是如果人类的社会经济活动过于强化，超过了生态系统的调节限度，就会出现区域性甚至全球性的物质循环失调现象，给人类造成严重的后果。例如含有毒物的工业废气造成的酸雨，给农作物和人体的健康带来危害。,生态学基本规律：,3、物质输入输出的动态平衡规律当自然生态系统不受人类活动干扰时，生物体一方面从周围摄取物质，另一方面向环境排放物质，对于一个稳定的生态系统来说，物质的输入与输出总是
9、平衡的。对水环境而言，如果氮、磷等营养物质输入过多，环境自身吸收不了，打破了原来的输入输出平衡，就会出现水域富营养化现象。我国许多湖泊由于污水排入，已进入富营养化状态。,生态学基本规律：,4、相互适应与补偿的协同进化规律生物与环境之间，存在着作用与反作用的过程，也就是说，生物给环境以影响，反过来环境也会影响生物，最后获得生物与环境协同进化的结果。如果损害了生物与环境相互补偿与适应的关系，例如毁林开垦，围湖造田，那么自然界就会对我们和子孙后代进行报复。,生态学基本规律：,5、环境资源的有效极限规律自然界中存在的、作为生物赖以生存的各种环境资源，在质量、空间和时间等方面，都有其一定的限度，不能无限
10、制地供给。过去曾一度流行“人有多大胆，地有多高产”的提法，是完全违背自然规律的。例如，水资源短缺已经成为世界性问题。,生态学基本规律：,城市的风环境,大气循环：空气流动，风速,城市生态系统的特征,市区外生态系统生物产品,城市农产品初级加工业,生产资料加工业,饲料等进入农业食物链,生产资料深加工,最终产品,生活消费品加工业,废水废渣,产品输出国内外市场,城市人口消费,污染综合整治,废物综合利用,一、城市化对生物多样性植被单一化，多样性丧失动物减少微生物种类多、变异快、二、城市化对大气循环的影响逆温风城市热岛效应污染物、温室气体、臭氧层三、城市化对水环境的影响径流系数改变、暴雨过程线水污染、有机污
11、染、N、P、POPs、河道整治（天然河道、城市河道比较）,城市化对生态系统的影响,城区野生植物草本种类多于木本种类。例如圆明园287种野生植物中，木本有44种，仅占15%；草本243种，占85%。樱桃沟木本占23%，草本占77%。城市野生植物中杂草和伴人植物占较大比重。,城市的生物多样性特点：,如北京樱桃沟风景区杂草植物占全部野生种类的16%，其中包含一定数量的归化植物，如北京地区常见的大麻、反枝苋、牵牛、曼陀罗、辣子草、胜红蓟等。,物种丰度从市中心向郊区。例如北京市中心高密度建筑区自然植物不到10种，城区边缘的紫竹院有50多种，近郊区圆明园有287种，樱桃沟有433种，位于远郊区的金山有51
12、1种。抗污染的种类多。例如，污染严重的工厂附近，抗污力强的构树等往往形成优势。城市水体由于不断遭受生活污水的排入形成富营养化，导致水生藻类的种类和多度发生改变。杭州西湖靠近市区的东岸一侧，因水体污染，藻类群落由硅藻、绿藻占优势变为蓝藻占优势，优势种为水花束丝藻，其次有离环林氏藻和点形裂面藻等。另一方面，城市的大气污染，尤其是SO2等的污染，使不耐SO2污染的地衣种类消亡，例如北京市建成区已基本无地衣存在。,城市的生物多样性特点：,房地产E网,动物方面，在人类活动强烈影响下，城市中野生动物的栖息环境急剧恶化，能够生存下来的只是一些伴人种和居民区的栖居者，以及一些城郊农田荒地种类。城市动物的一般特
13、点是种类少，但同种的个体数量大，物种丰富度也从市区向郊区逐渐增大，近几十年来，城市绿地增多(据统计目前全国城市建成区绿化复盖率平均占22.1%)，也为野生动物提供了栖息环境，使有些种类有所增加。城市居民区的鸟类主要有麻雀、喜鹊、雨燕、金腰燕、家燕等。麻雀是城市中鸟类的优势种。城市公园和郊区鸟类增多。如上海市中心只能见到麻雀，冬季黄浦江上可见到少量海鸥，但在郊区的金山由于存在大面积绿地，有鸟类350种左右，占整个上海市鸟类的82.54%。,城市的生物多样性特点：,城市公园由于多样性化的生境，招引来较多的鸟类，如地处北京近郊区的圆明园有鸟类159种，占北京地区鸟类的46.4%。公园水域引来一些过境
14、的涉禽和水栖鸟类，如北京市区的积水潭、玉渊潭曾多次发现天鹅过境栖息。但是总的来看，由于城市人为活动对于水域的破坏，水鸟及依赖水域生活的鸟类迅速减少。此外，随着城市化的发展，猛禽和食虫鸟类也锐减。城市中哺乳动物种类很少。由于人类活动影响，中大型兽类早已绝迹。常见的为啮齿目和翼手目的小型动物，如蝙蝠(Vespertilio superans)、黄鼬(Mustela sibirica)、褐家鼠(Rattus norvegicus)、小家鼠(Mus nusculus)等，北京市区以小家鼠分布最广，数量最多。,城市的生物多样性特点：,褐家鼠分布相对集中，多栖居于潮湿阴沟或地下室等处。城市公园中的兽类比居
15、民区要多，愈向郊区种类明显增加，如北京香山公园兽类达18种，其次是颐和园、圆明园(12种)、位于城区的动物园野生兽类最少(4种)。清华大学校园里常见到松鼠、刺猬等小型兽类。城市中的昆虫以鳞翅目(Zepidoptera)的蝶类、蛾类的种类和数量最多。例如，北京这两类昆虫共有100多种。它们多是人工林乔灌木的害虫。此外，鞘翅目(Coleoptera)(约38种)、同翅目(Homoptera)(约22种)、半翅目(Hemiptera)(约31种)的昆虫也常见。在居民区中各种蚊蝇和蚁类最多。近年来随着冬季供暖条件的改善和人们各种交往的增多，北京市居民区、医院、学校等处蜚蠊的数量明显增加。,城市的生物多
16、样性特点：,城市化对大气循环的影响,城市化对大气循环的影响,城市化对大气循环的影响,城市化对大气循环的影响,不同下垫面对可见光的反射率,地面总反射率的分布,概念：城区气温高于郊区，类似高温孤岛。成因：城市地表反射率低，吸热和导热性高；2000.6.4，14时，紫竹院：百叶箱37.9，沥青路面61.5，5cm草地47.4水面和植被少，地表湿度低，类似荒漠；高耗能工业、汽车、取暖设备排出废热；建筑物稠密，减弱通风和散热；空气污染物含量高，阻碍地面与高空的热交换；人口密度大；温室效应加剧：煤、天然气燃烧。,城市热岛效应（urban heat island）,佛山市热岛效应比较,佛山市热岛效应比较,佛
17、山市热岛效应比较,1999年,2003年,城市化对水环境的影响,t,Q,城市暴雨径流过程线,天然暴雨径流过程线,城市化对水环境的影响,城市化对水环境的影响,城市化对水环境的影响,房地产E网,城市化对水环境的影响,施工中的昆玉河整治工程,城市化对水环境的影响,城市化对水环境的影响,一、工业污染源城市环境的污染，主要是由于工业生产排放“三废”造成的。首先，工业生产过程中所需的动力、热能、电能等，主要来自燃料的燃烧，产生大量污染物。其次，工业废水也是水体污染的主要根源。,城市中的主要污染源,部门企业名称向大气排放的污染物电力火力发电厂 烟尘、二氧化硫、氢氧化物、一氧化碳冶金钢铁厂 烟尘、二氧化碳、一
18、氧化碳、氧化铁、粉尘、锰尘炼沙厂 烟尘、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢、酚、苯、菜、烃类有色 烟尘（含有各种全局如铅、锌、铜、二氧化硫、干蒸气化工石油化工 二氧化碳、硫化氢、氰化物、氮氧化物、氯化物、炊类氮肥厂 烟尘、氮氧化物、一氧化碳、氨、硫酸气溶胶磷酸厂 烟尘、氟化氢、硫酸气溶胶硫酸厂 二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、权、硫酸气溶胶氯碱厂 氯气、氯化氢化学纤维厂 烟尘、硫化氢、二硫化碳、甲醇、丙酮农药厂 甲烷、砷、醇、氯、农药冰晶石厂 氟化氢合成橡胶厂 苯乙烯、乙烯、异丁烯、成二烯、丙烯、二氯乙酸、乙硫烷、氯化钾,城市中的主要污染源,二、交通运输污染源现代化交通运输工具如汽车、飞机、船舶等，也是
19、造成环境污染的一类污染源。造成与染的原因，主要有以下三个方面：汽油、柴油等燃料的燃烧。城市中汽车开动时的尾气已普遍引起了注意。运载时有毒、有害物质的泄漏，或是清洗车体、船体的扬尘及污水。运行中发出的噪声。,城市生态系统中的各种污染源,城市环境保护,城市生态系统中的各种污染源,三、农业污染源农业环境虽然由于受到城市工业“三废”的影响，而受到污染。但农业生产上不适当地使用化学农药、化学肥料，以及农业废弃物等，也造成对农业环境的污染和破坏，同时还峋成对城市的危害和影响。农药的污染过多施用化肥造成的污染农业废弃物的污染农田释放有害气体（甲烷等）,城市生态系统中的各种污染源,四、生活污染源生活污染源主要
20、是城市化造成的。由于城市人口增多，城市规模扩大，人口越来越密集，排放出来的污染物和生活污水越来越多，病菌的扩故和传播也更容易，从而造成对城市居民安全的严重威胁。生活用燃料（煤）所造成的污染生活污水所造成的污染生活垃圾生活噪声污染,城市生态系统中的各种污染源,不断增长的工业废水和生活污水是引起水环境污染的主要原因。1999年，全国工业和城市生活废水排放总量为401亿吨，比1998年增加6亿吨。其中生活污水排放量204亿吨，比上年增加10亿吨；生活污水排放总量首次超过工业废水排放量。废水中化学需氧量（COD）排放总量1389万吨，其中工业废水中COD排放量692万吨，生活废水中COD排放量697万
21、吨。生活污水大部分未经任何处理就排入了水体，是造成水污染的主要原因。,城市生态系统中的各种污染源,一、加强城市环境保护基础设施建设污水处理厂垃圾处理处置场二、加强城市工业污染防止工作三、实施清洁生产，走可持续发展道路,城市环境问题与环境保护解决城市环境问题的途径,促进城市的可持续发展,重视城市规划,控制城市人口完善城市基础设施,确保城市人流,物流,信息流的畅通提倡可持续的消费方式,注意节水,节电切实保护饮用水源,确保安全供水切实保护大气环境和水环境,妥善处置城市垃圾建设清洁,舒适,安全的人居环境,乡村生态系统 乡村生态系统是以自然为核心、人生存于其间的生态系统，体现了人与自然共存的特点。绿色建
22、筑是乡村生态系统非生物部分，与城市建筑相比，它存在于自然中，与自然有着极为密切的联系。乡村生态系统的构成 可分为乡村自然生态系统和乡村人居生态系统。乡村自然生态系统是村庄周边人类活动较少介入的自然生态系统。乡村人居生态系统包括与村庄周边人类从事生产活动，如农业、林业、畜牧业的自然空间，及村庄社会、经济生态系统。二者同样分别由生物部分与非生物部分组成。乡村人居生态系统的非生物部分包括能源、水、光、大气、土壤、建筑物、公共设施及环境污染物等；生物部分包括人、与人的生产生活相关的农田、林地、草场等及人工饲养的动物。乡村生态系统的特点 以自然生态系统与农田生态系统为主，以人居生态系统存在的系统融于乡村主导性生态系统循环之中为特性。,
