生態(tài)建筑設(shè)計原理及設(shè)計方法研究

丁從欣

摘 要：生態(tài)建筑設(shè)計代表了二十一世紀(jì)人們追求低碳生活理念以及人與自然和諧發(fā)展的理念。從生態(tài)學(xué)的角度看待現(xiàn)代建筑與環(huán)境之間的關(guān)系，設(shè)計、組織建筑本身以及與建筑相關(guān)的生態(tài)環(huán)境因素，使能源在建筑以及建筑周圍環(huán)境中得到循環(huán)轉(zhuǎn)換以及利用，進(jìn)而獲取無污染、高效節(jié)約能源的建筑環(huán)境。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程的加快，人們對居住環(huán)境的要求越來越高，基于此，研究并探討生態(tài)建筑設(shè)計原理及設(shè)計方法就有了非常重要的意義。

關(guān)鍵詞：生態(tài)建筑；設(shè)計原理；設(shè)計方法；研究；低碳理念；能源節(jié)約

生態(tài)建筑是基于生態(tài)學(xué)原理規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)和管理的建筑群體和單體建筑以及其周邊的環(huán)境體系。通過相應(yīng)的組織、設(shè)計等獲得一種高效、低耗、無廢、無污、生態(tài)平衡的建筑環(huán)境。生態(tài)建筑的設(shè)計、建造、維護(hù)與管理必須以強(qiáng)化內(nèi)外生態(tài)服務(wù)功能為宗旨，達(dá)到經(jīng)濟(jì)、自然和人文三大生態(tài)目標(biāo)，實現(xiàn)生態(tài)健康的凈化、綠化、美化、活化、文化五化需求。

一、 生態(tài)建筑的設(shè)計原理

1、低碳健康。生態(tài)建筑的設(shè)計首先必須確保低碳健康，滿足人們的居住要求。建筑的設(shè)計應(yīng)該具有一定的舒適性、適用性以及健康性，讓人們在舒適、低碳健康的環(huán)境中生活、工作，這也體現(xiàn)了建筑的人文性。在建筑設(shè)計中加強(qiáng)人與自然之間的溝通，增加房屋的采光系數(shù)，設(shè)計良好的通風(fēng)環(huán)境，進(jìn)而創(chuàng)造良好的視覺環(huán)境以及聲環(huán)境，確保低碳健康。

2、與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)。生態(tài)建筑重在“生態(tài)”，在設(shè)計時，必須遵循與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)的原則。充分利用并保護(hù)自然資源。在進(jìn)行生態(tài)建筑設(shè)計時，可以采集太陽能，利用風(fēng)能，水資源等其它可供利用的自然能源。在進(jìn)行設(shè)計時，要充分考慮周圍自然環(huán)境因素對建筑的影響，將綠化布置網(wǎng)絡(luò)納入周圍自然環(huán)境之中，形成整體協(xié)調(diào)美。引用周邊噴水等降低環(huán)境溫度，進(jìn)行局部氣候的調(diào)節(jié)；充分考慮自然通風(fēng)，建筑要留有適當(dāng)?shù)拈_口位置；利用外窗進(jìn)行自然采光等。

3、循環(huán)利用資源。進(jìn)行生態(tài)建筑設(shè)計時，需要堅持資源的循環(huán)利用原則，這也是生態(tài)建筑的內(nèi)涵。在進(jìn)行生態(tài)建筑設(shè)計時需要考慮到資源的循環(huán)利用，在建筑基地內(nèi)設(shè)計能源、養(yǎng)分、水等的循環(huán)利用：生物能、熱能、電能、太陽能等能源的循環(huán)；廚余、肥料、落葉、種菜的循環(huán)；地下水、下水、中水、上水、凈化水的循環(huán)。在建筑物報廢時，混凝土廢料的再利用，回收玻璃鋼鐵鋁料等，進(jìn)行循環(huán)利用。資源的循環(huán)利用能夠在一定程度上節(jié)約資源，減少能源浪費，實現(xiàn)生態(tài)建筑理念。

4、節(jié)能。節(jié)能是生態(tài)建筑設(shè)計的一大設(shè)計理念。在確保建筑的使用功能的前提下力求使用最少的能源，不會造成能源浪費，更不會建造無益于建筑功能的結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行生態(tài)建筑設(shè)計時，要避免因追求建筑的奢華、氣魄，而造成能源使用的極大浪費。盡可能在設(shè)計時利用自然以及人工材料表現(xiàn)建筑的人文藝術(shù)特性。因此，生態(tài)建筑的設(shè)計應(yīng)該遵循使用最少能源與材料的原則。

二、生態(tài)建筑的設(shè)計方法

生態(tài)建筑的設(shè)計應(yīng)該盡量保持環(huán)境與自然之間的融合的整體性，盡可能保留原有的較有價值的生態(tài)要素，建筑活動要以減少對自然的干擾和破壞為原則，與此同時，盡量通過生態(tài)手段彌補(bǔ)建筑周圍遭到破壞的生態(tài)環(huán)境。生態(tài)建筑的設(shè)計方法大體分為兩種，一種為整體設(shè)計方法，另外一種為單體設(shè)計方法，下面分別進(jìn)行詳細(xì)地論述。

1、整體設(shè)計方法。在進(jìn)行生態(tài)建筑設(shè)計時要將具體的建筑置于城市整體建筑群體之中，要與城市整體建筑系統(tǒng)緊密相連。根據(jù)城市的整體規(guī)劃要求，在一定的建筑區(qū)域內(nèi)分析建筑區(qū)域的氣候條件、水文地質(zhì)、地形地貌、建筑場地的基本條件等，進(jìn)行研究、綜合分析生態(tài)建筑的經(jīng)濟(jì)性和可行性，這就是整體設(shè)計方法。生態(tài)建筑的整體設(shè)計方法首先要保護(hù)并繼承地域與城市的景觀特色，讓城市的地理自然特征以及歷史文脈得以沿襲，并在此基礎(chǔ)上創(chuàng)造出新的城市景觀。對資源配置、空間結(jié)構(gòu)、區(qū)域劃分以及不合理的布局等進(jìn)行改變。其次在綜合考慮自然環(huán)境與建筑環(huán)境的基礎(chǔ)上使得社會效益與經(jīng)濟(jì)效益最大化。采取整體設(shè)計方法對生態(tài)建筑設(shè)計中相互聯(lián)系且同時又相互矛盾的因素進(jìn)行綜合、全面考慮。

2、單體設(shè)計方法。單體設(shè)計需要從建筑的不同構(gòu)造部分入手，從滿足建筑的基本適用功能所需要解決的問題的角度，可以將建筑劃分為防雨雪、遮陽、保溫、隔熱、采光等幾方面；從生態(tài)建筑的設(shè)計圖紙可以將建筑劃分為剖面、立面、平面以及總平面；從建筑的設(shè)計要素考慮可以將建筑劃分為交通、圍護(hù)、結(jié)構(gòu)、秩序、重要空間以及次要空間等；從構(gòu)成建筑的各部分元素可以將建筑劃分為樓地面、內(nèi)墻、門窗、樓梯、屋頂、外墻以及基礎(chǔ)等。在進(jìn)行單體設(shè)計時需要注意以下幾方面：

（1）合理利用溫差、壓力的作用。通過設(shè)計智能控制合理利用溫差、壓力的作用來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度、進(jìn)行熱量的傳遞等。

（2）利用太陽能。在生態(tài)建筑設(shè)計中通過分布、貯存、保持以及集取太陽能來解決建筑的采暖問題，在溫度較高時可以有效遮擋太陽輻射，使建筑降溫。在生態(tài)建筑中已經(jīng)開始使用光電電池板，用于建筑屋頂和外墻材料，實現(xiàn)建筑的有效降溫。

（3）降溫隔熱設(shè)計。結(jié)合建筑當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件利用智能控制的挑檐板、水幕以及窗簾等構(gòu)件對室內(nèi)濕度、溫度等進(jìn)行有效控制，實現(xiàn)低消耗、高舒適的建筑環(huán)境要求。

（4）利用自然通風(fēng)和采光。結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件構(gòu)建智能控制設(shè)備使得建筑物能夠利用自然通風(fēng)和采光。可以通過通窗、玻璃幕墻、中庭等方式充分利用陽光改善建筑的照明，實現(xiàn)室內(nèi)照明。還可以通過日光反射器、反射板等引入陽光。

（5）減少熱耗。通常情況下，曲面建筑的熱耗要比直面建筑的熱耗小，相同建筑體積下集中布局模式的熱耗要小于分散布局模式的熱耗。因此，在進(jìn)行建筑設(shè)計時，要盡量選擇規(guī)則平面形式，控制層高，減小建筑的外墻的面積，減少建筑凹凸設(shè)計。

三、結(jié)語

生態(tài)建筑的設(shè)計遵循低碳健康、與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)、循環(huán)利用資源以及節(jié)能的設(shè)計原理。在此基礎(chǔ)上，本文筆者探討了生態(tài)建筑的設(shè)計方法，分別對整體設(shè)計方法與單體設(shè)計方法進(jìn)行了詳細(xì)地論述，以供參考。

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