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该书涵盖了在建筑设计中从材料到机电系统的各方面思考，是可持续建筑领域最全面的专业论著之一，不仅对建筑设计实践者，而且对大专院校相关专业的师生都具有很强的指导意义。

该书全面阐述了可持续建筑设计中的各种策略和方法。作者超越了当前建筑领域局限于建筑节能的狭窄范畴，将可持续建筑拓展至社会凝聚力、个人健康、可再生能源利用、水和垃圾循环利用系统、永续栽培、节能以及场地利用等多个领域。

作者阐述了各种历史证明有效的方法和技术，回答了在可持续建筑设计中最重要的问题：如何设计和建造健康建筑，如何设计和建造资源节约的建筑，如何“闭合”水、垃圾和能源的循环圈，如何充分利用场地条件。

2 作者简介

[ 瑞 ] 瓦里斯·博卡德斯，生态建筑师，瑞典EkokulturKonsulter建筑事务所创立人，被瑞典皇家工学院（KTH）及多所大学聘为客座教师，开设生态建筑学课程。

[ 瑞 ] 玛利亚·布洛克，生态建筑师，瑞典布洛克建筑事务所创立人。专长于可持续社区和绿色住宅设计。

[ 瑞 ] 罗纳德·维纳斯坦，教授，工业生态学专家。2002年在瑞典皇家工学院（KTH）创立工业生态系，2013年作为中国“千人计划”引进学者，任山东大学热科学与工程研究中心主任。研究领域聚焦于城市中物质和能源的可持续利用。

张彤，教授，江苏省设计大师，东南大学建筑学院副院长，中国绿色建筑与节能委员会委员、绿色建筑理论与实践学组副组长。主要研究方向包括可持续性城镇设计与绿色建筑设计的理论与方法、全球化进程中建筑环境的场所性与地域性等。

顾震弘，东南大学建筑学院教师，瑞典皇家工学院（KTH）博士，东南大学建筑设计研究院绿色建筑创研中心副主任。专注于研究可持续城市和绿色建筑设计。

3 图书目录

序一

序二

前言

0 我们的地球

0.1 环境问题

0.2 生态学

0.3 环境友好型技术

0.4 可持续发展

0.5 生活方式

1 健康建筑

1.0 引子

1.1 材料与建造方式△1.1.1 材料的选择/1.1.2 选择材料的标准/1.1.3 关于材料的知识/1.1.4 材料的评价/1.1.5 构造方式

1.2 设备系统△1.2.1 室内物理环境/1.2.2 通风系统/1.2.3 电气系统/1.2.4 管道系统/1.2.5 采暖系统

1.3 建造△1.3.1 以正确的方式开始建造/1.3.2 潮湿/1.3.3 氡/1.3.4 声音与噪音/1.3.5 易于清洁

1.4 项目实施△1.4.1 环境管理/1.4.2 规划/1.4.3 经济性/1.4.4 施工场地/1.4.5 循环使用建筑材料

2 资源节约

2.0 引子

2.1 采暖和制冷△2.1.1 高效供暖/2.1.2 保温/2.1.3 窗/2.1.4 热回收/2.1.5 建筑学

2.2 高效用电△2.2.1 电的使用/2.2.2 家用电器/2.2.3 照明/2.2.4 电气设备/2.2.5 减少对电的依赖

2.3 洁净水△2.3.1 水的使用/2.3.2 节水技术/2.3.3 热水/2.3.4 供水/2.3.5 水的净化

2.4 垃圾△2.4.1 生活垃圾/2.4.2 垃圾分类/2.4.3 堆肥/2.4.4 循环利用/2.4.5 生态设计

3 生态循环

3.0 引子

3.1 可再生热能△3.1.1 生物燃料、太阳能和储热箱/3.1.2 生物能/3.1.3 太阳热能/3.1.4 热泵/3.1.5 建筑制冷

3.2 可再生电能△3.2.1 可持续发电/3.2.2 生物燃料热电联产/3.2.3 水力发电/3.2.4 风力和波浪能发电/3.2.5 太阳能光伏发电

3.3 污水△3.3.1 生态循环中的污水/3.3.2 从源头分离污水/3.3.3 人工净化技术/3.3.4 自然净化方法/3.3.5 养分循环利用

3.4 植被与种植△3.4.1 朴门永续设计/3.4.2 植被结构/3.4.3 建筑立体绿化/3.4.4 园林/3.4.5 生态农业和林业

4 场所

4.0 引子

4.1 自然环境△4.1.1 当地环境/4.1.2 地质与地形/4.1.3 水文/4.1.4 动植物群落/4.1.5 适应气候

4.2 社会组织△4.2.1 可持续城市/4.2.2 交通/4.2.3 整体城市/4.2.4 城市与乡村/4.2.5 文化价值

4.3 既有建筑△4.3.1 使用阶段/4.3.2 运营与管理/4.3.3 节约能源/4.3.4 排除污染/4.3.5 改造

4.4 人△4.4.1 人的需要/4.4.2 舒适性/4.4.3 公共性/4.4.4 参与性/4.4.5 审美

参考文献

小贴士索引

后记

4 相关文摘

前言

1. 背景。如果我们要归纳当今主流世界建筑行业发展的动力，可以用一个词来总结——城市化。尽管发展中国家60%—70% 的人口仍然居住在农村，全世界一半以上的人口居住在城市。被工作岗位、高工资和更好的生活条件所诱惑，农村人口持续不断地迁移到城市，这给当地和全球都带来了更大的环境压力。造成环境压力不断增长的原因之一是因为我们仍然按照传统的线性思维方式消耗着资源并随之产生垃圾。全球范围内的资源和产品进行着长距离的运输，这进一步增加了环境压力，同时也使人们感到情况是如此的复杂以至于我们无能为力。通过增加民众对这些问题的了解可以提高增加环境保护意识，并创造出更多产生新思想和产业解决现有问题的机会。

建设城市的方式也会影响人们的社会生活。大多数城市遭受着噪音和空气污染，这损害着民众的健康。数以万亿的金钱被用于由于空气污染而产生的健康治疗以及气管炎和哮喘等呼吸道疾病造成的死亡。我们对所使用的含有有毒化学物质的建筑材 料的长期副作用一无所知。城市经常被分为富人区和穷人区，商业的增长和游客人数的增加给富裕阶层带来了更多的收入，而贫穷阶层只能从中分到一点好处。我们今天已经在全世界范围都看到太多由于贫富差异造成的城市内的紧张和动荡。毋庸置疑，我们开发城市的方式必须更有历史责任感和长远目标，我们规划城市的方式也会影响到我们利用能源和资源的方式以及生活和消费的模式。

2. 问题。问题的核心是我们利用资源的方式就好像它们永远取之不尽用之不竭而且生态系统可以承受无穷无尽的污染和垃圾，而生物仍然能保持生存。一个讨论最多的问题是关于对诸如石油、天然气、煤炭等化石燃料的依赖以及由此产生的温室气体排放造成的环境压力。这不仅是个环境问题，还涉及民众健康、世界安全、经济公平等可持续发展议题。 随着资源逐渐被消耗以及政治的动荡，我们很快就 要经历化石燃料的短缺，这将迅速而强烈地影响全球经济。提高燃料价格会造成只有富人能够负担私家小汽车。今天可以将大多数城市看作是内燃机，一旦没有了化石燃料就会停止运转，进而对社会造成严重后果。这一风险会严重损害世界经济，届时 燃料分配的影响力会更加强烈。

城市对资源的消耗也会影响到当地、区域和全球生态系统的物种多样性，这主要是因为建筑、工 业和农业的发展需要不停地开发新的土地，在世界范围内重要的生态系统由于森林被砍伐而遭到破坏，同时全球变暖也影响着从地面到海洋的物种栖息地。 物种多样性的丧失造成全球生态系统更加脆弱而缺乏弹性。唯一的办法是改变城市的消费模式，在本地和区域范围内建立物质和能量的循环系统。这需要价值观和生活模式的改变，这只能通过提高民众的环境意识进而改变生活态度。

3. 城市的问题。今天我们城市的许多问题都是与我们生产产品和消耗资源的方式有关，各个工业 部门都是建立在廉价的化石燃料基础上。我们曾经认为可以无限制地从自然界开采资源并把它们变成废弃物后排放到空气、水和土壤中。问题在不同的领域暴露出来，这一后果是因为我们缺乏可整合各领域持续要求的城市规划方法，无论是从经济、环 境还是社会维度上来看。如果我们仔细分析暴露的问题，我们发现会涉及以下这些领域：能源、交通、建筑、食品、水、垃圾。

（1）能源。能源蕴藏在类似石油、天然气和煤等化石燃料中，它们代表了我们所知的最易利用的浓缩的化学能。有预测认为，未来对化石燃料的需求并不会因为可再生能源的开发而减少。现代工业文明严重依赖于这些高质量的化石燃料，而像风能、 太阳能这些能源形式相比较起来则太不稳定且能量密度过低了。那些试图继续维持现有的产业模式而只是将化石燃料改为可再生能源的想法只是部分传统能源公司的如意算盘。对化石燃料的依赖已经深入我们社会的方方面面，不仅是交通和取暖。食品工业非常依赖高产作物，而它们又有赖于消耗大量能源生产的化肥和农药。社会的新陈代谢也是由化石燃料所驱动的。现在是时候开始考虑如何将我们的城市过渡成更富有弹性的状态。解决的方案包括更智能的建筑设计，以及将分散于各地的小型能源生成装置和集中的大型能源供应系统整合为一个智能网络以提供电力和采暖空调所需。

（2）交通。城市交通依然严重依赖汽车来运输人和货物，这造成污染、安全、土地浪费以及对化 石燃料的依赖等诸多问题。我们今天更多时候是把希望寄托在发展新能源汽车上，但这是徒劳的。仅仅是目前现有的汽车，不考虑未来更多的新增量，就不可能将所有传统能源汽车更换为新能源汽车。没有足够的土地同时生产粮食和生物燃料，取而代之的是我们将会看到世界范围内由于发达国家在发展中国家购买土地生产生物燃料以满足其国内的汽车燃油需要而造成的矛盾日益突出。最近电动汽车又被认为是新的希望，但是电并不是一种能源而只是一种能量的载体，它的环境影响取决于如何产生，目前我们的电力仍然主要来自水电、核电和火电站。通常来说，各种发动机技术的效率都不高，至多达到 30% 左右，大部分能量都变成热量浪费了，而没有加以利用。显然城市的交通规划应该换个方向，即减少汽车的使 用，重要的原则包括：① 对可持续的解决方案关注多过对交通承载能力的关注（路建得越多只会带来更多的汽车；② 可持续交通系统的综合性规划，同时考虑包括土地利用、区位和交通方式的相互关联；③ 鼓励民众充分利用当地资源的规划，实现从单纯技术性解决方案到改变民众日常生活的跨越；④ 依次优先考虑步行、自行车和公共交通的城市规划。

（3）建筑。建筑是另一个重要的能源消耗领域，采暖和制冷会消耗大量能源。近来建筑领域对于能源和材料问题的关注突飞猛进，这意味着更多更节能和基于低碳低?的采暖制冷系统受到关注。其他关于可持续建筑的重要内容包括：① 改变民众的 行为以节约能源的使用；② 摒弃不断提高人均建筑面积的开发倾向；③ 利用当地的、可持续的和低毒的建筑材料；④ 坚持被动采暖和制冷的设计原则；⑤ 尽量利用本地可再生能源系统。

（4）食品。食品在城市中具有重要的地位。今天食品经常是从遥远的地方运送过来，这对环境具有很大的负面影响。本地食品市场有了很大发展，认证系统在此起到了至关重要的作用，这样消费者就可以选择不是从远方运来或含有某些未知有毒物 质的食品。只有透明和生产商的责任意识，才能为消费者提供一个公平的选择机会。城市农场已经成长为一种更可持续的食品生产方式，但是土地的限制和基础设施的充分利用都限制了它的发展。城市和乡村的结合部可以考虑被用来生产本地食品，一个正在增长的趋势是永续耕作。永续耕作建于更可持续利用的土地，这是基于生态和生物原则，采用自然界现有的模式收获最多的食物同时产生最少的垃圾。永续耕作的目标是建立稳定的食品生产系统，将土地和居民整合成为更加循环的社会。

（5）水。水资源的短缺是许多城市面临的严重问题。这部分是因为过度开采，部分是因为污染。发展中国家的大部分人需要将水煮沸消毒或者购买瓶装水。自来水管的铺设通常会优先考虑高级住宅区，穷人仍然需要比富人付出更多用于购买水。解决这一问题应该同时考虑技术手段和改变人的行为两个方面。越来越多的污染来自于生活污水。如果要实现水资源的可持续利用，工业污水、生活污水和雨水应当被分流以采用不同的处理方式。

（6）垃圾。城市不停增长的消费产生的越来越多的垃圾造成了日益严重的问题。传统上垃圾采用填埋的方式，但是垃圾既是材料又是能量资源，我们应该从产品的全寿命循环角度来思考这一问题。 怎样才能最大限度地在产品的生命周期内利用资 源？中国的城市已经开始进入垃圾管理的下一个阶段——通过垃圾焚烧回收能量。但是垃圾焚烧之前需要复杂的垃圾分类以免危险物质进入，有可能造成垃圾焚烧厂危险品泄漏，进而引起焚烧厂周边环境的污染。通过垃圾分类剔除危险物质，垃圾就可以被更大程度地循环利用，剩余部分可以用安全的方法焚烧。

4. 结论。我们今天建设城市的方式从长远来看是不可持续的，但是一些改变也在产生，尽管困难重重。人们的环境意识在不断提高但是行动却不多。从不可持续到可持续的弹性城市的转变必须按照渐进的方式逐步发展实现，全球性的能源和材料利用系统将被本地的微循环经济和区域经济所补充完善。世界经济系统已经变得如此复杂以至于我们很难找出一条清晰的线索。这一情况也会对改变现状形成 阻碍，因为人们会觉得个体的行动太微小以至于对改变总体的形势微不足道。

另一种情况是在较小的区域范围内采取行动，建立积极的运输策略，获得市民的广泛支持，进而实现愿景、互动以及学习。这很重要，因为各种可持续性的因素都是相互关联的。长期的解决方案需要一系列的地方行动，它们就像文化和环境一样丰富多样。微循环经济可以首先从社区开始发展，成功后其形象就会起到示范作用进而吸引更多人参与进来，最终实现更大范围的经济更新和更强健的社区。

微循环经济的发展还具有提高环境意识和创造力的潜在作用，提升的本地治理能力会对城市向可持续之路的转变产生重要的压力。本地经济的目标并不是建立完全自给自足的小农经济，事实上地方化也不是意味着一切产品都要在当地生产当地消费。这是说要在本地、区域和国际市场之间建立更好的平衡。这也意味着应该弱化大型公司的垄断，增加社区对生产什么、哪里生产、生产时间、如何生产等问题的控制。 贸易应该更加公平使交易双方都能获利。

对集中的基础设施和资源敏感区域，如能源、水、交通来说，更具弹性的解决方案一定有赖于集中和分散系统的整合。这一解决方案的优势在于以集中系统作为基础辅以大量的灵活的地方系统作为补充的综合系统，而这些地方系统又促进了公众的环保意识和新技术的革新。

探索和发展城市内不同系统在不同层面以及城市和城市周边的互动非常重要。边界条件是什么？ 比如为住区服务的地方能源系统的发展会对城市、国家和世界有什么影响？当我们讨论地方系统时必须具有城市国家和全球的思维方法。在为住区工作 时，我们不仅要检验系统的技术性，也要检验其社会和经济性。我可以通过建立最佳实践示范项目将渐进式改革与革新整合在一起。这些集成系统的思维方法已经被应用于以下领域：物质空间规划、交通运输、能源生产与利用、水、社会稳定与公平、城市绿地系统、人居。 最理想的情况是能建立起在更大区域范围内针对整个城市的总体愿景，更详细的城市规划应该基 于这一总体愿景。产业生态是一门从物质和能量流的基本模型出发，发展出长期有效的城市新陈代谢模型的学科。以下是表示每一样东西当它们进入城市新陈代谢系统后是如何联系的图示。

基于这一模型，城市规划应该包括以下主要步骤：① 对现有场地的可持续性评估——哪些方面是最重要的社会、经济和环境可持续问题；② 在有公众参与的过程中建立城市的总体愿景；③ 制定有明确目标和参数指标的可持续发展的规划；④ 实现规划的过程应该整合空间发展框架，包括运转成本的商业模型。

5. 未来的视角。我们的城市已经在数百年的发展过程中成形，在许多老城市我们仍然能通过狭窄的街道和良好的步行可达性体验老城中心。城市中新一些的肌理则往往是考虑人们开汽车或乘坐公交上下班的郊区形态。在大多数年轻的发达国家，如美国，城市已经被塑造成围绕日常汽车交通的形态。虽然我们已经认识到这些以汽车为中心的规划的负面作用，但是由于现有基础设施、道路、建筑标准、技术以及人等原因造成现有的城市模式的锁定效应仍然很强。教育在城市模式的转换过程中扮演着重要的角色，通常我们的建筑师、城市规划师和土木工程师接受的都是本专业内的教育，他们对如何建设城市都有各自的专业局限性。如果要建设可持续的城市，我们就要教育学生采用更经得起时间考验的思维方法，这意味着我们需要同时涉猎许多领域，以便建立起我们想要的城市的情境，这包括健康、节能、水的生态循环、能源与材料、交通运输等方方面面。我们还不得不在解决地方局部问题的同时考虑诸如减少化石能源消耗和保持物种多样性等全球性问题。这些解决方案不仅仅需要科学知识，更重要的是人类必须全身心投入其中，从改变自身的价值观做起。

我们必须开始思考的一件事是如何建立可以适应资源短缺和自然灾害的更有弹性的城市。弹性是系统在不降低效率的情况下自动调节自身的组织结构以适应新的情况要求。由于我们无法预料未来，弹性城市必须像自然生态系统一样具有多样性才能适应各种突发情况。而目前的情况是我们的城市规划正在朝向丧失多样性的方向前进。从本土观点出发我们应该鼓励百花齐放。这也是为什么中国不能不加批判地从发达国家引进所谓可持续城市的解决方案。一旦弹性体现在地方实践和地方资源中，城市之间就会出现差异性。建设可持续城市还要协调不同阶层的利益，可持续城市没有一个严格科学的定义但是解决方案一定要建立在各方利益达成共识的基础上。

中国未来大量增长的城市将成为可持续增长而非GDP增长的一个主要挑战。现在的城市不可持续是因为对化石能源的依赖，大量垃圾的产生，水和空气的污染，组群的隔离与对立等等原因，要找出正确的道路我们首先需要分析和讨论不可持续城市的问题所在。这本书不但介绍了现有这些问题的产生原因，而且指出了未来可能的解决办法。最终我们还是会发现城市的可持续性还是要建立在系统的集成程度和民众能改变多少行为习惯。

今天生态城市和低碳城市的概念在中国要比可持续城市更获得关注。在中国已经有超过100座城市号称是生态园林城市。在许多案例中很难区分出是已经开发完成还是处在早期规划阶段，许多境外公司也加入中国生态城的规划中。最初生态城市的概念是一种比喻的说法，意思是城市应该像生态系统一样具有高度的多样性和较低的环境压力。尽管有许多环境研究和城市规划领域的专家对生态城的概念从学术角度进行了深化，生态城在社会上的含义始终停留在其字面上，诸如绿色、节能、人与自然的和谐等。至于生态城的评估，仍然没有定量的评价标准。

中国现有发展生态城的方法都是政府主导的自上而下的过程，这通常又是直接引进发达国家的方法而不考虑中国国情的结果。为了开发更合理的生态城，我们需要引入参与机制使各种利益相关者加入。参与机制也许会减慢建设的速度，但它可以确保更全面的可持续性。无论是生态城市还是可持续城市，保持政策的一致性、持久性都很重要。这将需要对工程师、建筑师和城市规划师的教育培养转变为具有从更宏观的角度观察问题以及分析其中的关联性的能力。

6. 本书介绍。这本书是对前面所说的关于建立经得起时间考验的城市开发思维方法的教育的一次有益尝试，这将促进在地方建成可以被推广的优秀示范案例。本书包括以下主要章节：

（1）健康建筑（见本书第1章）。建筑是可持续城市的核心。大约 50% 的能源消耗在建筑领域。但建筑的问题不能仅从能源的角度来考虑。建筑建成后会存在很多年，所以要从全寿命周期的角度去思考那些常年使用建筑者的健康问题。建筑中的材料如果含有有毒物质，经过污水和雨水的冲刷也会影响到水处理。建筑是主要的垃圾和污水制造者，因而处于城市基础设施的中心位置。这一章从广泛的视角探讨了如何建造健康建筑。

（2）资源节约（见本书第2章）。资源节约是应对未来可持续性挑战的一个关键因素。这包括我们如何以更合理的方式将能源用于采暖和空调，如何使用水资源，如何减少和处理污水。建筑必须按照最有效率的处理固体废弃物的方式建造。固体废弃物在源头就进行分类非常重要，以便更好地循环 利用材料、产生能量以及减少污染风险。在这一章中介绍了各种高效的资源节约技术。

（3）生态循环（见本书第3章）。今天我们使用资源的从原料到废物的单一线性方式必须改变。大多数生态循环的思想类似于生态系统。生态循环可以体现在不同层面：单一住户层面、城区层面、城市层面和国家层面。这一思想包含了从摇篮到摇篮（而不是从摇篮到坟墓）的方法论，每种物品被制造出来都是为了到适合它的用途的地方。这一章提供了许多能源和物质循环的例子。