生態(tài)建筑設(shè)計原理及設(shè)計方法研究

夏仁歡 盛虹

摘要：生態(tài)建筑作為當(dāng)今的建筑主題方興未艾。近年來，“生態(tài)建筑運動”，“綠色建筑”，“可持續(xù)發(fā)展的建筑設(shè)計”等概念在建筑界不僅成為一種時尚，而且確實已成為建筑學(xué)科發(fā)展的前沿，也是人類智力和文明的升華。本文在介紹生態(tài)建筑理念的基礎(chǔ)上，主要介紹了生態(tài)建筑設(shè)計的原理以及設(shè)計方法。

關(guān)鍵詞：生態(tài)建筑；設(shè)計原理；設(shè)計方法

引言

我國的建筑具有十分悠久的歷史以及自己獨特的文化。當(dāng)前，建筑業(yè)隨著社會的進(jìn)步而不斷發(fā)展，傳統(tǒng)建筑也在向現(xiàn)代建筑發(fā)展。生態(tài)建筑就是社會發(fā)展的產(chǎn)物，是建筑業(yè)在21世紀(jì)的發(fā)展的趨向?，F(xiàn)代生態(tài)建筑產(chǎn)生于上個世紀(jì)的歐洲，到現(xiàn)在已經(jīng)有了幾十年的歷史。然而對我國來說，生態(tài)建筑到現(xiàn)在約有十余年的歷史，完全是一種新興的產(chǎn)物。所以生態(tài)建筑在中國的發(fā)展也決定了中國建筑的未來。

1、生態(tài)建筑設(shè)計的基本原則

生態(tài)建筑主要是把生態(tài)學(xué)的概念和建筑學(xué)進(jìn)行結(jié)合，這樣話就可以實現(xiàn)建筑的可持續(xù)發(fā)展，建筑以及社會的和諧發(fā)展。所以，如果要切實的理解生態(tài)建筑就要知道生態(tài)學(xué)的基本理念以及原則。生物學(xué)家依據(jù)生態(tài)原則以及原理作出了大量的研究，也總結(jié)出生態(tài)學(xué)的一些基本原則，主要包括的生態(tài)學(xué)一般的原則有：整體原則、循環(huán)再生原則、相生相克原則、反饋平衡原則、層次升遷原則以及自我調(diào)節(jié)的原則。

生態(tài)建筑主要是把生態(tài)學(xué)的這些基本原則同建筑學(xué)之間進(jìn)行結(jié)合起來，將生態(tài)學(xué)的基本原則變?yōu)榻ㄖW(xué)的理論依據(jù)。使生態(tài)學(xué)原則以及建筑學(xué)結(jié)合起來有效實現(xiàn)人同自然之間的協(xié)調(diào)發(fā)展，使建筑以及環(huán)境和諧地變?yōu)橐粋€有機(jī)整體。通過生態(tài)學(xué)以及建筑學(xué)結(jié)合而成的生態(tài)建筑同之前的建筑具有較大的不同，進(jìn)而有自己觀點的形成。

生態(tài)建筑有著較強(qiáng)的系統(tǒng)觀念和整體意識。建筑是給人類社會發(fā)展服務(wù)的，是人類居住區(qū)體系的一個重要組成部分，這就決定了建筑不僅僅是一個單純的建筑體，它關(guān)系到同居住相關(guān)的組成部分，也是一個復(fù)雜并且龐大的建筑體系。在此體系之中，建筑的經(jīng)濟(jì)屬性、社會屬性、人文屬性以及其空間屬性可以有機(jī)結(jié)合起來，較好地實現(xiàn)生態(tài)建筑的可持續(xù)發(fā)展以及長久使用。

生態(tài)建筑具有較強(qiáng)的靈活性以及能源利用的高效性。生態(tài)建筑的生態(tài)學(xué)特征則是要求生態(tài)建筑同環(huán)境之間協(xié)調(diào)地結(jié)合起來，如此就決定著生態(tài)建筑應(yīng)該同周圍環(huán)境的變化而變化。在社會發(fā)展的推動之下，人們的需要也在有一定的變化，對于建筑的功能也有較新的要求，那么決定著生態(tài)建筑的功能隨之而變化。生態(tài)建筑的背景則是能源以及資源危機(jī)，這一特征就決定了生態(tài)建筑要能高效的利用能源也可以實現(xiàn)能源的清潔使用[1]。

2、生態(tài)建筑的設(shè)計方法

生態(tài)建筑的設(shè)計方法，沒有一個統(tǒng)一的模式，也沒有簡單的方法。因此，就需要建筑師主動承擔(dān)自己在生態(tài)保護(hù)方面的責(zé)任，努力探索建筑生態(tài)化的設(shè)計方法，借鑒國外生態(tài)建筑創(chuàng)作的成功經(jīng)驗，在自己思想意識中樹立起生態(tài)的觀念，不斷實踐，為我國可持續(xù)性發(fā)展與建筑業(yè)生態(tài)化的進(jìn)程做出自己的貢獻(xiàn)。本文主要就生態(tài)建筑的原則進(jìn)行設(shè)計。

2.1、整體設(shè)計方法

要掌握好生態(tài)建筑的設(shè)計方法，應(yīng)該從整體上，全面的看待生態(tài)建筑設(shè)計中遇到的任何一個問題。它的整體設(shè)計方法一般包括有：建筑與自然環(huán)境共生；建筑與社會環(huán)境共生。

設(shè)計較好的生態(tài)建筑，第一應(yīng)慎重選擇建筑所處的地段，讓它處在生態(tài)環(huán)境良好的區(qū)域，較為明顯的是，較好的生態(tài)環(huán)境，便是人類的身心健康。建筑的建造應(yīng)該盡量少地破壞以及對自然環(huán)境產(chǎn)生干擾，需要通過建造來彌補(bǔ)已經(jīng)造成的不平衡及破壞[2]。所以，對于已確定的基地，還需要遵循一定的原則，即有價值的生態(tài)要素盡最大可能保留和尊重，保持其原有的完整性。

此外，設(shè)計師應(yīng)當(dāng)注意以下的是：尊重地形、地貌,保護(hù)現(xiàn)狀植被,同水文特征結(jié)合,確保土地資源。建筑同社會環(huán)境共生的設(shè)計方法,主要在建筑的全壽命過程中應(yīng)該實現(xiàn)：保存好古建筑，繼承以及發(fā)展傳統(tǒng)街區(qū)景觀；地域同城市的景觀特色要繼承以及保護(hù)好，城市的新景觀應(yīng)該積極創(chuàng)造；適度使用城市交通、土地、能源；居民之前的生活方式應(yīng)該保持，地方傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)以及施工技術(shù)要繼承；確保城市的恒久活力以及魅力；使得居民參與建筑設(shè)計同街區(qū)更新等等[3]。

2.2、高效無污染的設(shè)計方法

高效無污染的設(shè)計方法一般包括有方面：生態(tài)建筑的能量利用；生態(tài)建筑的材料選擇；生態(tài)建筑的構(gòu)造[4]。

2.2.1資源的利用

前者包括天然氣、石油、煤炭等等。其后者主要包括有如風(fēng)能、太陽能、地?zé)帷⒑司圩?、潮汐等等能源。?yīng)該充分發(fā)揮以及使用可再生能源則是對生態(tài)建筑對能量使用的方法之一。我國的建筑之中需要的能源一般是熱能以及電能，熱能主要是做飯需要的天然氣、石油液化氣或煤氣以及采暖需要的暖氣，電能則是市政線路供電。

當(dāng)前使用到生態(tài)建筑之中的可再生能源有地?zé)崮?、風(fēng)能、太陽能等等，在這之中以太陽能的利用最為廣泛，技術(shù)也是十分成熟的。

2.2.2、資源的循環(huán)使用

設(shè)計之中要有合理并且科學(xué)有效的通風(fēng)、空調(diào)以及供熱系統(tǒng)；在進(jìn)行建筑外表面設(shè)計之時要求考慮到結(jié)合圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱效率；電氣負(fù)荷、器具設(shè)備以及照明也需要從節(jié)能方面來考慮，制作最優(yōu)的設(shè)計；合理的開發(fā)新的能源，種種再生能源應(yīng)該充分、有效地利用起來，科學(xué)合理的處理建筑生活垃圾；提供新鮮的空氣，要盡量減少微生物生長的機(jī)會，減少建筑中的建筑材料中易揮發(fā)的現(xiàn)象，創(chuàng)造易于接近公共和日光適宜環(huán)境。此外，應(yīng)該考慮到室內(nèi)清潔材料以及空間維修揮發(fā)的化學(xué)成分對于人體的影響；應(yīng)該盡量減少建筑垃圾，建筑構(gòu)造使用帶有可循環(huán)材料（如鋁鋼材料等）或者是可循環(huán)的產(chǎn)品，考慮建筑設(shè)備以及建筑構(gòu)件的再利用；建筑地面、屋頂、門窗應(yīng)該進(jìn)行絕熱的處理；來給建筑物主人使用可循環(huán)設(shè)施提供一定的便利，通過中水的再節(jié)水以及利用裝置來將生活污水降低；較多的使用建筑通風(fēng)節(jié)能、采暖節(jié)能、照明節(jié)能、制冷節(jié)能等等建筑節(jié)能技術(shù)。

2.3、靈活多適的設(shè)計方法

使用適合變化的設(shè)計策略，則是科學(xué)合理的選擇生態(tài)建筑的材料。建筑材料主要的選擇是生態(tài)建筑設(shè)計之中十分重要的一個環(huán)節(jié)?？沙掷m(xù)發(fā)展的目標(biāo)增大了建筑材料選擇、使用的難度以及深度，因為同建筑材料有關(guān)的任何一個環(huán)節(jié)，比如說取材、生產(chǎn)加工、分配、維護(hù)、拆除或者是廢物處理等等都同能源以及環(huán)境之間有密切的關(guān)系?？梢酝ㄟ^減少材料的使用量；使用綠色的替代產(chǎn)品；改進(jìn)材料生產(chǎn)技術(shù)；減少生產(chǎn)材料的污染過程；對于材料的再循環(huán)使用；將建材作為基礎(chǔ)，減少房屋系統(tǒng)的能量消耗等等措施滿足工程的要求。

2.4、清潔能源應(yīng)用

生態(tài)建筑可以合理有效使用新能源材料，提升對于有限資源使用功效，減少對能源使用以及能源消耗之中對于環(huán)境的影響，可以較好的表現(xiàn)出建筑設(shè)計之中的可持續(xù)發(fā)展的原則，也是生態(tài)系統(tǒng)較之傳統(tǒng)建筑的優(yōu)勢。目前，生態(tài)建筑之中可以使用到的清潔能源主要包括有生物能、地?zé)崮?、風(fēng)能、太陽能，在這之中使用較為廣泛、種類最豐富的太陽能技術(shù)。對這一能源技術(shù)的具體實踐之中，使用建筑之外的蓄熱板構(gòu)建起太陽能小型系統(tǒng)，這個系統(tǒng)性質(zhì)主要為由蓄熱設(shè)備、空氣導(dǎo)管、集熱板共同構(gòu)成的玻璃盒子，這個盒子之中包含的集熱板可以實現(xiàn)能源的轉(zhuǎn)化，將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，風(fēng)扇可以充當(dāng)驅(qū)動系統(tǒng)對于空氣進(jìn)行加熱，接著使用空氣導(dǎo)氣管對于收集到的熱能進(jìn)行傳送，傳送到建筑的內(nèi)部之后再完成熱量的存儲。此外，使用空氣集熱板也可以形成太陽能系統(tǒng)，其操作原理則是：把集熱板的熱量向空氣供熱體系進(jìn)行傳輸，也是吸納對于供熱系統(tǒng)熱能的補(bǔ)充，在短時間之內(nèi)可以積累熱能，提高太陽能技術(shù)的使用效率。

3、結(jié)語

在資源快速消耗、環(huán)境惡化的當(dāng)下，建筑行業(yè)應(yīng)該重視生態(tài)建筑的設(shè)計，不斷加強(qiáng)建筑設(shè)計的生態(tài)化研究，重視建筑節(jié)能，以期達(dá)到減小對生態(tài)環(huán)境的破壞，提高人們的生存以及居住的品質(zhì)。

參考文獻(xiàn)：[1]劉強(qiáng).生態(tài)建筑設(shè)計原理及設(shè)計方法研究[J].現(xiàn)代園藝,2012,10:149.

[2]江夢曾.生態(tài)建筑設(shè)計原理及設(shè)計方法研究[J].科技風(fēng),2009,21:233.

[3]朱賢寶.生態(tài)建筑設(shè)計原理及設(shè)計方法研究[J].中華民居(下旬刊),2013,09:79-80.

[4]張麗君,袁逸倩.生態(tài)建筑設(shè)計方法初探[J].天津建設(shè)科技,2002,04:38-40.