生态建筑（Eco-architecture）或可持续建筑（Sustainable architecture）是一种建筑，旨在通过提高材料，能源，开发空间和整个生态系统的效率和节奏来最大限度地减少建筑对环境的负面影响。 可持续建筑在建筑环境的设计中采用有意识的方式进行能源和生态保护。
可持续性或生态设计的理念是确保我们今天的行动和决定不会阻碍子孙后代的机会。
该术语的起源及其含义
可持续建筑是指以生态建筑为名理解的经济和生态分化。 可持续发展的理念已经出现在18世纪的林业中，并由采矿队长Hans Carl von Carlowitz创造。 他认识到大规模森林砍伐造成的木材匮乏与负面的生态和社会条件之间的联系。 由于他的观察，他呼吁小心处理资源木材，通过这种木材，他了解了木材种植和清理之间的平衡关系。 这种想法直到20世纪和21世纪才有意义。 由联合国于1987年创立的布伦特兰特委员会制定了可持续发展的愿景。 这个概念是启动一个变化的过程，对自然和气候的负面变化以及能源和资源预算与对代际公平的需求作出反应。 这宣传了一种经济方法，不仅包括经济利益，还包括环境兼容性和社会责任，并同意今天几代人的需求。 可持续发展的指导原则是基于经济，生态和社会是相互依赖的系统的认识。 来自经济和社会的参与者越来越认识到，如果没有系统的平衡，自然栖息地会受到威胁，并且不能再为后代保护。 可持续建筑的目标也是基于这个想法。
定义
可持续建筑的特点是高度的生态，经济和社会文化素质。 这三个方面构成了可持续性的三大支柱。 表征它们的标准不是孤立的，而是在整体上考虑的。 能够对建筑物的可持续质量进行客观表述的出发点和重要前提是考虑到建筑物的整个寿命。 建筑物的寿命包括规划，建设，使用，运营和拆除或拆除的阶段。 建筑物的这些不同阶段一起代表其生命周期。 因此生命周期形成了评估可持续性的时间框架。 在评估建筑物的可持续性时，必须考虑生命周期的所有阶段。
建筑物可持续质量的证明通常通过建筑物认证来提供。 在德国，以下认证和评估体系盛行：
德国可持续建筑委员会（DGNB），
联邦大楼可持续建筑评估系统（BNB），
质量印章可持续住房（NaWoh），
能源和环境设计领导力（LEED）和
建筑研究机构环境评估方法（BREEAM）。
生态质量：目标，标准和措施
生态是可持续发展的三大支柱之一。 它涵盖了资源节约，保护全球和当地环境以及减少建筑物的总能源需求等方面。 由于气候变化，能源价格上涨和资源储量减少，这些因素的考虑非常重要。 以下生态标准显着决定了建筑物的可持续质量。
土地使用
确保建筑物的最长寿命作为可持续建筑的重要目标，包括建筑物重复使用的可能性。 建筑物的使用会导致新建筑物减少土地使用。 减少是必要的，因为随着地区不断发展，居民区动植物的自然栖息地的丧失以及物种的灭绝是相关联的。 这也会导致交通量的增加，从而导致噪音，排放和高能耗。 同样，与膨胀有关的表面的密封通过破坏地下水的补给和增加洪水的风险而显着影响自然水的平衡。 另一方面，由于居住区发展的友好控制，土壤和自然区域得以幸免。 减少开垦的一个有效措施的一个例子是土地回收，它回收废弃土地，如未使用的工业和商业用地或军事用地。
施工
持久性
可持续建筑建立在耐久性之上。 首先在初步规划中考虑耐久性的要求，主要涉及建筑施工和建筑材料。 通过多次使用可以确保最长的使用寿命，并且建筑物可以在不改变建筑成本的情况下适应不同的使用类型。 与新建筑相比，库存转换通常在生态上更具优势，因为它可以减少有害的环境影响。 因为通常 – 这可以在生命周期评估和生命周期成本计算的背景下确定 – 在使用现有建筑物（库存使用）时，可以大大降低新建筑中使用的建筑材料领域的能源和材料流量。 模块化设计和预制组件的使用提供了特别高的灵活性。
建筑形式和建筑方向
建筑物的形状和建筑物的方向也是建筑物可持续性的重要标准。 这两个因素都对建筑物的能源效率有重大贡献。 紧凑的设计是低加热需求的基本先决条件。 建筑物越紧凑，能量需求就越低，因为在这种情况下，发热表面的比例即， H.建筑围护结构，加热建筑体积相对较低。 这可以防止热量损失。 通过确保冬季充足的蓄热量和夏季的良好蓄冷量，节能建筑也有助于室内高质量的部件，从而起到蓄热体的作用。 确定建筑物热量需求的因素也是它的方向和窗户的方向。 在主要方向上，建筑物的最大窗户位于南部，以便使用最佳被动的自然太阳能。 适当的遮阳系统（夏季隔热）可防止太阳辐射导致的过热输入。 屋顶也朝向南方，由此最佳地确保使用太阳能系统的可能性。
建筑材料
可持续建筑的特点是资源，能源，水和废水领域的生态可持续优化。 这基本上意味着减少对自然资源的使用。 因此，在可持续建筑中，在规划阶段注意建筑结构，部件和建筑产品的使用，而且它们的能源消耗低 – 建筑材料的制造，运输和加工中的材料和能源流动通过计算建筑材料评估建筑材料对不可再生能源的主要能源含量，它们在全球变暖和酸化中的份额 – 是必要的，并且是由可再生原材料制成的。 原材料反过来应来自可持续管理。 生态可持续建筑材料包括例如木材和粘土建筑材料。 许多来自可再生原材料的建筑材料适用于隔热，例如。 B.麻纤维，亚麻纤维或羊毛。 生态可持续建设的进一步特点是，建筑材料到其使用地点的运输路线尽可能短，以便保持所需能量低并且材料周期紧凑。 如果建筑物被拆除，可持续建筑产品和建筑物可以大量重复使用或重新使用。 因此它们可以安全地回收到天然材料循环中。 因此，在可持续建筑中避免或大大减少使用这些对环境和人类有害的建筑材料和建筑物。 这些包括例如在制冷剂中使用的卤素，重金属如锌，铬，铜，铅和镉，z。 B.用于塑料或木材防腐剂，或用于地毯，地面覆盖物和涂料的挥发性有机化合物（VOC）或碳氢化合物。 这些物质对施工现场或建筑物使用过程中表现出不利影响，例如当材料暴露于较长期风化时。 相比之下，可持续建筑中使用的建筑材料和结构排放低，对全球以及当地环境的负面影响不大，并且对健康无害。
绝缘和热保护
影响建筑物供暖并因此影响建筑物能源需求的重要标准是保温层。 结构隔热的优化有助于减少建筑物的能源消耗，这与化石燃料的节约同步进行。 这反过来意味着自然资源得到保护，二氧化碳排放量减少。 在可持续建筑中可以实现隔热，特别是通过建筑物外壳。 在大多数情况下，使用绝热系统。 其中，通过粘合剂将绝热材料连接到建筑物的外壁。 通过使用低导热性和高总厚度的绝缘材料可以实现最佳的绝热。 带或不带石墨，岩棉和软木的发泡聚苯乙烯在保温复合体系领域的LCA值最高。 另一种通过优化绝热来防止散热和能量损失的措施是自1995年在德国引入第三条热保护条例以来标准化的热防护玻璃。隔热玻璃由两个或三个窗格。 它们具有金属的热功能涂层。 太空舱内充满惰性气体（通常为氩气）。 在建造可持续建筑时，还要注意避免热桥。 这些问题主要出现在不同部件的过渡处，以及由于设计原因，可能施加的隔热材料少于建筑物其余部分的地方。
能源载体
可持续建筑的运作集中于自然资源的保护。 能源供应尤其如此。 由于欧盟2009年能源需求总量的40％，建筑物的能源消耗非常高。 除了高效的保温外，建筑技术在可持续建筑方面进行了优化，以降低能耗。 通过使用可再生能源，如太阳能，地热和生物质能（并且很少使用风能和水能）。 这减少了化石，不可再生和日益稀缺的资源，如硬煤，褐煤，石油，天然气和铀的消耗。 因此，再生能源的使用有助于减少一次能源需求和对化石燃料的依赖（另见工厂工程）。 除了节约资源外，建筑行业的环境可持续性旨在减少建筑物及其建筑材料造成的污染物排放。 可持续建筑对减少对环境和气候的负面影响的重要贡献是通过使用可再生能源减少温室气体排放。 温室气体增加和温室效应增加的主要原因是用于能源生产的化石能源的燃烧过程。 在这些过程中，二氧化碳（CO2）和其他气体的释放具有类似的破坏作用，导致地球表面升温并伴随全球变暖。 相比之下，可再生能源几乎完全是二氧化碳中性。 使用可再生能源还会减少硫和氮化合物的排放，导致空气和土壤酸化，并对水，生物和建筑物产生负面影响。 热量和发电经常发生在使用以下可再生能源的可持续建筑中：
太阳能
太阳能热系统以太阳能集热器的形式使用，特别是用于加热水。 但是，由于家用热水器所需的太阳能全年无法使用，通常只能通过将太阳能集热器与现有的供暖系统相结合来满足需求。 除了家庭热水准备，太阳能系统也可用于加热支持。 另外，用于建筑空调的太阳能可以与吸收式制冷机很好地结合在一起。 光伏系统越来越多地用于通过太阳能供电。 它们将阳光的辐射能量直接转换成电力。 通过光伏技术，建筑物可以为自己的电力供应生产电力，也可以将电力供应到公共电网。
地热能源
这种化石燃料的替代品现在很常见。 能源地热的优势在于，它不像太阳能一样随时可用，并且不受温度波动的影响，从而导致地热发电厂的性能损失。 地热能利用地球上储存的能量。 最常用的地热利用方法是通过热泵将近地表地热转化为热能。
生物质能
术语“生物质”涵盖了生物和死亡植物和动物的数量以及它们的代谢物，产品和有机基础上的残留物，在使用和回收的情况下也涉及生物原材料。 植物转化为能源通过不同的热化学过程发生，因此生物质可以作为固体，液体或气体能量载体获得。 尽管煤炭，石油或天然气等化石转化产品在燃烧时会向大气排放二氧化碳，但可持续生物质的使用不会影响碳循环，因为工厂只能从需要增长的空气中释放出二氧化碳。 因此使用生物质能技术有助于减少建筑物造成的二氧化碳排放。 它也加强了国内农业和林业。 然而，它也有生态和社会方面的缺点：能源作物生产的增加有可能取代粮食作物并破坏森林。 此外，生物质如废木材的燃烧会喷射温室气体N 2 O.
设备工程
除了通过隔热降低建筑物的能源需求外，系统技术在减少总能源需求和减少有害排放以及保护自然资源方面发挥着最大的作用。 为了减少建筑物对环境的有害影响，高效的工厂技术至关重要。 负责建筑物排放的系统技术细分为：
用于热量生成和分配的设备，
饮用水供应厂，
通风和空调系统，
电气系统，
压缩空气供应系统
特定用途的设备。
以下工厂概念基本上适用于减少有害排放物和保护自然资源：
可再生能源的使用和储存
（见能源）
使用热电联产
热电联产厂是同时发电和供热的电厂。 这将通过内燃机（燃气或柴油机组）与用于发电的发电机实现。 发动机的余热是z。 B.用于加热目的和家用热水。 这种系统也被称为热电联产（CHP）。 热电联产的扩展形式是功率 – 热 – 制冷耦合，其中通过吸收制冷机从CHP热量产生的热量产生。 B.用于建筑物空调。 热电联产与电力生产z相比较。 B.来自传统发电厂的优点是大部分废热用于CHP的电力生产。 因此，联合热电厂的整体效率高于基于相同能源的单独发电和发电。
适用于能源，空气和水的用法调整
尽可能准确地提供能源，空气和水，可以显着降低建筑物的能源和水需求量。 这是z。 B.通过精确调整锅炉，循环和其他泵以及通风和压缩空气系统的时间程序来实现。 另外，z。 B.泵，通风系统等中的变速马达有助于尽可能地根据用户的需要调节供热能量，新鲜空气等的供应。
热和冷恢复
通过制冷和热回收，工厂的总能源效率得到提高。 这可以通过例如通过热交换器或通过使用来自用于空调建筑物或Nutzkälte的热泵系统的所得冷却能量来回收来自锅炉燃烧过程的废气的废热来完成。 来自制冷系统的废热可以使用，z。 B.在家用热水中。
定期维护和检查系统技术
系统技术的定期维护和检查意味着可以在早期检测并修复缺陷和故障。 定期清洁和检查维护系统技术的设置是系统技术持续高效运行的先决条件。
仔细调试和调整系统技术
仔细的调试和调整也有助于系统技术的高效运行。 在最简单的情况下，这意味着根据制造商对锅炉进行的确切调试，所有控制参数和时间程序的正确设置以及它们对使用的适应性，当地条件和所连接的加热技术（家用地暖或散热器）热水准备等）。 磨合期后（例如加热季节开始后）对调节的控制也是对系统技术进行仔细启动和调整的一部分。 对于大型系统，调试要复杂得多，需要所谓的调试管理z。 例如根据VDI准则6039。
指导和培训用户和运营商
用户和操作人员的全面指导和培训确保了系统技术的节能运行。 这里特别值得注意的是系统技术在不使用时的关闭以及时间程序不断适应不断变化的使用情况。 此外，通过对操作人员的培训，可以在操作过程中实现系统技术的优化，并专注于高能效用户行为，进一步节约潜力。
水技术和用水
保护水资源也在可持续建设中发挥重要作用。 饮用水消耗量的减少主要是由于采用节水技术，如高效安装（单杆混合器，冲洗站等）。 减少废水量也是减少用水需求的有效方法。 例如，灰水（通过淋浴的低污染废水）或雨水可用于厕所冲洗。
废物产生和无害环境处置
废物总量的很大一部分来自建筑和拆迁废物。 为了减少这一份额，从而减少废物对环境的负面影响，有必要制定废物分类，无害环境处置和回收的概念。 这是规划可持续建筑的重要组成部分。 废物概念包含z。 B.调查建筑物的废物产生情况，规划废物分类和提供可回收废物容器。 由于可持续建设致力于优化影响生命周期的因素，因此需要特别考虑拆除的可能性。 最重要的是，它可以保护自然资源并避免大量浪费。 高回收性使建筑物的部分能够回归到自然能源和物质循环中。 这种回收利用的最高水平是建筑材料的再利用。 接下来是使用相同材料的新产品回收建筑材料，铜管通常就是这种情况，或者使用回收材料和部件来制造非相似产品。 例如，回收的组件和材料是支撑结构，外墙，内墙，天花板和屋顶结构。 可持续建筑致力于使用可重复使用或回收利用的建筑材料。 最后阶段是建筑材料的热利用和垃圾填埋。 通过使用可回收的建筑材料，在可持续建筑中，这些阶段的材料数量被最小化。
经济质量
盈利能力是可持续性的另一个支柱。 可持续意义上的经济方面的优化意味着在建筑领域，建筑物的生命周期的所有阶段都在其经济评估中考虑在内。 与传统的规划和施工方法相比，可持续建筑的经济效益计算不仅能够反映施工过程的投资成本。 H.其收购和建设成本。 相反，可持续建筑是根据其整个生命周期来判断的。 通过生命周期成本分析（LCCA）评估计划建设项目的成本效益。 总成本计算包括以下因素：
生产建筑物的成本，其中还包括土地和规划成本，d。 H.投资成本，
包括运营成本（即采暖，热水，电力，水，污水等媒体消耗）在内的建筑使用成本，以及
建筑物和部件的具体成本，例如清洁，护理和维护。 这包括拆解所需的费用等。 至于拆除，拆卸，再利用或回收和处理。
在生命周期成本计算的基础上，可以识别和评估建筑物的经济效益。 不同生命周期阶段的成本计算基础由DIN 276和DIN 18960等法规制定，其中各阶段的费用是确定和结构化的。 特别是，使用成本基于预测数据，因为成本的变化取决于各种因素，例如使用类型或用户行为。 在大多数情况下，使用和拆除阶段的施工后续费用超过了施工成本。 由于建筑物的使用寿命预计会更长，因此降低运营和公用事业成本以最大限度地降低生命周期成本变得非常重要。这显示了生态与经济因素之间的相互作用：在可持续建筑中，生态导向措施（如改善连接中的绝热通过使用可再生能源的能源优化工厂技术，可以降低运营成本。 这需要增加计划需求，这会增加此阶段的成本。 另一方面，在这个阶段，通过整体规划最有效地实现控制创建，使用和拆除成本的能力。 这一阶段的生命周期成本的优化可能首先是通过比较不同的建筑设计的变体。在成本效益方面比较可能的替代方案使得节约潜力显而易见，并因此成为决策的基础最具成本效益的规划变体。 这可能会影响整个建筑和子系统，如技术构建系统（战略组件）。 包括生命周期成本在内的盈利能力计算也适用于决定是新建一栋还是重新使用现有建筑。 此外，它们还有助于确定最经济的采购方案（包括生命周期成本在内的盈利能力计算也与决定建造新建筑或重新使用现有建筑有关，此外，它们有助于确定最（包括生命周期成本在内的盈利能力计算也可用于决定是建造一幢新建筑物还是重新使用现有建筑物）此外，它们还有助于确定最经济的采购方案（购买力平价，租赁，承包等）。
就可持续性而言，作为保护资本的资源，价值稳定是建筑物经济质量的重要标准。 其表现高度依赖外部因素，例如市场和地点发展。 这些因素带有折旧风险，在规划阶段必须考虑到这些风险。 为了抵消这种风险并从而确保长期的价值稳定性，可持续建筑必须能够快速且经济高效地适应不断变化的使用要求。 通过着眼于延长可持续建设的寿命，第三方使用方面保持着特殊的含义。 它决定性地影响了建筑价值的发展，因为再利用的可能性可以保证永久利用，从而保证价值的稳定。 建筑物的空间效率也为经济优化做出了贡献。 当建筑物表面如此有效地分割和使用时，空间效率可以降低建筑和运营成本。
社会文化和功能质量
建筑可持续性的第三大支柱是社会文化和功能因素。 它们构成了用户和整个社会接受和欣赏建筑的基础。 融合，健康，生活质量，安全和流动性以及设计等审美文化价值等社会价值观融入建筑理念中。
舒适，健康和可用性
为了让人们在生活和工作环境中感觉舒适，必须使用最佳使用条件。 这些都是通过满足健康保护，舒适度和用户友好要求的措施在可持续建筑中创建的。 以下标准决定了建筑的社会文化和功能质量：
热舒适
建筑的热舒适度取决于最佳的舒适室温。 这是在冬季约21°C和夏季约24°C给出。限定房间的表面的辐射温度不得偏离室温（+/- 4°C）。 室内空气不应该感觉太湿或太干燥。 草案可以通过适当的结构或技术措施来避免。
室内卫生
通过优化选择使用的建筑材料，可以实现高标准的室内空气质量。 这种选择有助于用户的卫生保健，并积极影响他们的嗅觉。 建筑产品如油漆，清漆，木材防腐剂，木基材料，地面覆盖物和粘合剂，墙壁和天花板覆盖物，防水材料，石膏，砖，水泥和混凝土等含有挥发性有机化合物（VOC）和甲醛。 这些建筑材料的排放物对健康有害并影响用户的舒适度，因为它们的气味强度很高，所以它们被认为令人不快。 在可持续建筑中尽可能避免或大大减少这些物质的使用。 使用者自己也会产生负面的气味感觉，这些使用者会消耗氧气和二氧化碳并产生生物呼气。 因此，必须给出经常换气（“换气”）的可能性。 空气交换可以通过使用建筑物内的热量的自然通风或通过节能通风系统机械地完成。 这表明可持续建筑的需求可能会相互冲突：虽然高通风率有助于改善空气质量，但它也与能源损失有关。 这个矛盾不能总是得到解决。 相反，可持续建筑是关于平衡和平衡不同的要求。
声学舒适度
房间内的声学也会影响用户的健康和性能。 当使用者暴露于尽可能少的外部和内部噪声源时，给出声学舒适度，因为声音发射会影响集中和引起压力的能力。 隔音概念取决于房间的使用类型。 特别是对于开放式办公室结构，如多人办公室，语音清晰度，沟通和集中能力可以大大降低。 这种情况使得尽可能好的吸音是必要的。 这些是在天花板和房间隔板附加的声音吸收表面。 玻璃隔音屏或隔墙吸声板可以构成房间，而不会限制员工之间的视觉联系。 然而，当用作会议室时，需要结合反射声音和吸音措施，因为这种类型的使用需要增加声音传输。
视觉舒适
生活和工作空间的视觉特征在评估用户舒适度方面也起着重要作用。 建筑物的照明情况由自然光和人造光组成。 对于用户的福祉和效率至关重要的是充足的日光。这可以通过日光商确定，并且可以针对不同类型的空间使用进行量化。与外部的良好视觉连接也很重要。这些标准可以，因为。B.通过具有最佳对准的足够大的窗户来满足。自然光源应配备防眩光和过热保护装置，并确保有足够的阴影。但是，这些遮阳系统不能或仅在很小程度上阻止视线向外。经常使用的表面（如工作台面）的曝光系统已融入可持续建筑的视觉概念中。这里我们推荐直接和间接照明的组合，这补偿了这两种照明的不利影响。因此，在直接照明中可能发生的反射眩光或阴影，减少间接照明。在这种情况下，光通量会偏转到房间的天花板或墙壁，从那里反射到所需的表面。它会产生散射光，从而限制空间感知。这种不利影响又可以通过直接照明来补偿，从而提高对比度。
用户
的影响上述社会文化标准决定了用户的满意度。但是，由于用户的需求是个人的，因此他必须能够影响通风，防晒和防眩光的监管，采暖季节和采暖季节之外的温度以及人造光源本身，以确保他的个人舒适度。这使得所用房屋得到高度接受。调节装置的设备也必须易于操作。
安全方面
增加用户舒适感的社会文化标准也会影响安全性。例如，通过诸如火灾和防盗报警系统的技术报警装置，通过充分照亮室外设施并通过清晰布线，产生主观安全感。例如，在正常工作时间以外的安全服务的存在增加了安全感。这些措施旨在预防危害，袭击，灾难和事故。最佳的安全理念还包括在发生事故和灾害时规划逃生路线和疏散设施，以及减少燃烧气体和烟雾的措施。