生態(tài)建筑的探討與應(yīng)用

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，我國各行各業(yè)進入了新的發(fā)展階段，人們對自身居住環(huán)境的要求不斷提高。在此背景下生態(tài)建筑的應(yīng)用日趨廣泛，這使得工程設(shè)計建設(shè)行業(yè)迎來了巨大的發(fā)展機遇和現(xiàn)實挑戰(zhàn)。生態(tài)建筑設(shè)計的發(fā)展意義十分重大，它可以為人們提供一個健康舒適的居住環(huán)境，促進人與自然的和諧發(fā)展。本文介紹了生態(tài)建筑的基本特點，分析了生態(tài)建筑設(shè)計應(yīng)用的詳細情況，對我國生態(tài)設(shè)計存在的問題作了深入的討論，并針對性地提出了合理的解決措施。

關(guān)鍵詞：生態(tài)建筑；設(shè)計；節(jié)能；措施

引 言

能源短缺與生態(tài)環(huán)境破壞是當(dāng)前人類社會發(fā)展面臨的兩大難題，如何降低經(jīng)濟發(fā)展造成的生態(tài)平衡破壞，已經(jīng)成為當(dāng)前人類社會亟待解決的問題之一。建筑業(yè)是人類對自然資源、生態(tài)環(huán)境影響最大的活動，一定程度上決定了社會可持續(xù)發(fā)展的能力，如何降低人類活動對客觀生態(tài)環(huán)境的影響，現(xiàn)已成為生態(tài)建筑設(shè)計中的關(guān)注焦點，為了滿足自身的發(fā)展，應(yīng)努力尋找人、自然與社會和諧的可持續(xù)發(fā)展的居住環(huán)境，為社會經(jīng)濟的全面進步創(chuàng)造有利條件。

1 生態(tài)建筑的特點及設(shè)計原則

生態(tài)建筑的出現(xiàn)，是建筑科學(xué)技術(shù)水平發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，這種建筑形式強調(diào)生態(tài)因素與建筑因素的結(jié)合，運用建筑學(xué)知識與生態(tài)學(xué)知識營造出的生態(tài)平衡的建筑環(huán)境。

1.1 生態(tài)建筑特點

（1）生態(tài)建筑融入了多種領(lǐng)先的建筑學(xué)知識。這能夠充分使用多種可再生資源，例如太陽能、風(fēng)能，另一方面也節(jié)省了不少的非可再生資源。生態(tài)建筑中還運用了很多的物理知識及生物方面的技術(shù)，例如采光、通風(fēng)等性能。節(jié)省了大量的資源，也相應(yīng)地減少了能源的消耗及廢物的釋放。

（2）生態(tài)建筑的構(gòu)建過程中使用了很多的可再生資源，在某種程度上既符合建筑的要求，又減少了建筑成本，而且也可以相應(yīng)地降低對能源的消耗及廢物的釋放量，非常有益于生態(tài)建筑周圍的環(huán)境。

（3）設(shè)計生態(tài)建筑的核心部分是怎樣對待釋放物，即使運用的科技再發(fā)達，生態(tài)建筑中仍然會存在一些廢物。生態(tài)建筑施工時運用了無害化處理方法對廢物進行處理，大大減少了對周遭環(huán)境的損壞。

1.2 生態(tài)建筑設(shè)計原則

（1）生態(tài)建筑綜合能源利用系統(tǒng)是依據(jù)各地的具體情況，綜合采用各種能源技術(shù)與形式的集成體。其設(shè)計宜采用被動與主動技術(shù)、低技術(shù)與高技術(shù)相結(jié)合，以優(yōu)先采用被動與低技術(shù)為主，并在此基礎(chǔ)上考慮主動與高技術(shù)層次能源技術(shù)的設(shè)計原則。

（2）在能源技術(shù)層次的選擇上，還要考慮生態(tài)建筑本身的定位，如屬低技術(shù)的生態(tài)建筑，則宜以低層次的能源技術(shù)為主，如屬高技術(shù)則有必要采用一些當(dāng)代高技術(shù)層次的能源技術(shù)手段。

（3）在能源形式與種類的選擇上，要因地制宜，以選取當(dāng)?shù)刈钸m宜的能源形式為宗旨。生態(tài)建筑綜合能源利用系統(tǒng)的最終目標(biāo)是在保證與環(huán)境和諧共處的前提下，用最少的常規(guī)能源消耗來為人們提供一個適宜的生存空間。

2 生態(tài)建筑應(yīng)用的主要技術(shù)

生態(tài)建筑應(yīng)用的主要技術(shù)強調(diào)對清潔可再生能源的利用，其常見的設(shè)備系統(tǒng)包括以下幾種：

2.1 太陽能強化通風(fēng)構(gòu)件

太陽能強化通風(fēng)構(gòu)件是最為經(jīng)典的被動式太陽能利用技術(shù)，且因其設(shè)計簡單、造價低及效果明顯等優(yōu)點而頗受建筑設(shè)計者的青睞，近年來已成為生態(tài)建筑能源系統(tǒng)設(shè)計中一個必備的節(jié)能與生態(tài)元素。目前比較流行的太陽能強化通風(fēng)構(gòu)件有特朗伯墻、太陽能煙囪及屋頂式太陽能集熱器，其中前者發(fā)展最早，后兩者都是在前者的基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的。其原理都一樣，均是利用太陽能加熱夾層空氣而產(chǎn)生熱壓來驅(qū)動空氣的流動，從而起到強化通風(fēng)（夏季）或給室內(nèi)供暖（冬季）的效果。

2.2 生態(tài)幕墻系統(tǒng)

生態(tài)幕墻系統(tǒng)是當(dāng)今生態(tài)建筑中普遍采用的一項先進技術(shù)，并被譽為建筑“可呼吸的皮膚”或“生物氣候緩沖層”。它主要是針對以往玻璃幕墻能耗高、室內(nèi)空氣質(zhì)量差等問題，采用雙層體系作為建筑圍護結(jié)構(gòu)，提供自然通風(fēng)、采光、增加室內(nèi)空氣舒適度及降低能耗，從而較好地解決了自然采光和節(jié)能之間的矛盾。生態(tài)幕墻的主要功能是在滿足室內(nèi)采光要求的前提下達到節(jié)能、通風(fēng)、改善室內(nèi)空氣品質(zhì)、隔音及建筑美學(xué)要求。

2.3 建筑中庭

建筑中庭是指建筑的一面或多面采用玻璃與室外隔斷的半室內(nèi)半室外建筑空間，在某種程度上也可以將其理解為一種擴大了的“雙層皮”幕墻體系。它作為一種廣受歡迎的集休閑、娛樂、購物、交通及餐飲等于一體的多功能公共建筑空間，在當(dāng)今高技術(shù)生態(tài)建筑中得到了廣泛應(yīng)用。中庭空間在吸收太陽輻射、改善自然采光、促進室內(nèi)通風(fēng)及緩沖室外氣候的影響等方面的生態(tài)效應(yīng)也逐漸被人們所認(rèn)識。中庭往往被設(shè)計成一個被動式太陽能的調(diào)節(jié)空間，把它作為溫室，成為室內(nèi)生態(tài)區(qū)的一部分。中庭空間不僅是現(xiàn)代建筑室內(nèi)的精彩演繹，也是生態(tài)建筑中重要的生態(tài)與節(jié)能設(shè)計策略。

3 生態(tài)建筑應(yīng)用效果評價

生態(tài)建筑的實際應(yīng)用效果評價，通常從能源利用角度出發(fā)，通過其對客觀環(huán)境的影響效果高低，做出優(yōu)劣評價。

3.1 建筑節(jié)能狀況

重點應(yīng)放在圍護結(jié)構(gòu)的保溫、隔熱及其相應(yīng)的自動控制上，使建筑節(jié)能滿足國家現(xiàn)行的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，具體實施與評價嚴(yán)格按照建設(shè)部發(fā)布的《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》（建設(shè)部第76號令）執(zhí)行節(jié)能指標(biāo)對于北方采暖地區(qū)為50%，其他節(jié)能措施要達到節(jié)能5%。

3.2 常規(guī)能源系統(tǒng)的優(yōu)化

在使用常規(guī)能源時，應(yīng)對能源系統(tǒng)進行優(yōu)化，應(yīng)合理地選擇確定整個系統(tǒng)中各設(shè)備系統(tǒng)的能源供應(yīng)方案，優(yōu)化設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計與運行，避免因多種能源結(jié)構(gòu)形式的重復(fù)建設(shè)而造成浪費，在滿足功能與健康要求的基礎(chǔ)上，減少對常規(guī)能源的需求量和因使用常規(guī)能源對環(huán)境造成的污染。

3.3 新能源的利用

新能源的利用程度是生態(tài)建筑能源利用技術(shù)評價中的一項重要參考指標(biāo)，是生態(tài)建筑是否符合“生態(tài)”原則的直接體現(xiàn)與標(biāo)志。其重點應(yīng)放在太陽能、地?zé)崮堋L(fēng)能、廢熱資源等綠色能源的開發(fā)與利用上。新能源的利用要因地制宜，宜選擇適合本地特點、性能價格比優(yōu)良的技術(shù)與產(chǎn)品。

3.4 環(huán)境效益

環(huán)境效益作為生態(tài)建筑最重要的目標(biāo)之一，是其是否生態(tài)的直接體現(xiàn)，是評判建筑是否生態(tài)的主要指標(biāo)，而能源利用技術(shù)在很大程度上決定了其對環(huán)境的影響。因此，生態(tài)建筑中應(yīng)盡量使用綠色能源，減少環(huán)境污染。

4 我國生態(tài)建筑設(shè)計問題及解決對策

4.1 我國生態(tài)建筑設(shè)計存在的問題

（1）缺乏生態(tài)建筑的正確認(rèn)識。在國內(nèi)外學(xué)術(shù)界有許多不同的解釋，但其核心內(nèi)容是基于對自然環(huán)境、使用的建筑、生態(tài)、合理安排組織建筑與其他相關(guān)因素的關(guān)系的基本原則建筑及其周圍環(huán)境成為一個有機的組合，而且還具有良好的室內(nèi)氣候條件和建筑自律，并擁有土地、水資源，減少污染、延長建筑物的使用壽命、改善生態(tài)環(huán)境等優(yōu)點。而當(dāng)前我國的生態(tài)建筑應(yīng)用中，存在著片面追求節(jié)能科技的應(yīng)用，忽略了技術(shù)與客觀環(huán)境的融合，造成生態(tài)建筑的建設(shè)與當(dāng)?shù)貙嶋H氣候、土地以及經(jīng)濟發(fā)展條件相背離的情況，生態(tài)建筑的應(yīng)用受到了很大的限制。

（2）缺乏對農(nóng)村生態(tài)建筑的系統(tǒng)研究。中國是一個發(fā)展中國家，研究不平衡的生態(tài)建設(shè)系統(tǒng)，包括城市和農(nóng)村地區(qū)差別很大。目前的研究主要集中在較發(fā)達的城市，在農(nóng)村地區(qū)的生活環(huán)境缺乏系統(tǒng)的研究，特別是在東北地區(qū)。從專業(yè)的角度來看，生態(tài)、能源、科學(xué)學(xué)科的人多數(shù)研究雖然內(nèi)容更加豐富，但沒有得到很好的各學(xué)科之間的結(jié)合。特別是如何將一個特定區(qū)域的生活環(huán)境和植物環(huán)境工程相結(jié)合，也是未來研究要加以解決的問題。

（3）缺乏生態(tài)建筑的廣泛實踐。當(dāng)前，我國生態(tài)建筑的研究應(yīng)用存在這一定的脫節(jié)現(xiàn)象，科研人員追求建筑業(yè)生態(tài)建論文的發(fā)表，這些論文宣傳在可持續(xù)發(fā)展理念、促進生態(tài)建設(shè)的發(fā)展上起到了積極的作用。但絕大多數(shù)的論文都停留在關(guān)于生態(tài)建筑設(shè)計的理論框架、設(shè)計建筑和生態(tài)指導(dǎo)原則和理論、先進的生態(tài)建設(shè)經(jīng)驗上，缺乏實際的工程實踐模型、計算機模擬、測試環(huán)境的影響分析。

4.2 完善生態(tài)建筑設(shè)計的措施

（1）提高生態(tài)建筑的科技含量。積極采用新技術(shù)、新理念生態(tài)建筑設(shè)計，設(shè)計者應(yīng)積極發(fā)揮創(chuàng)新精神，將最新的設(shè)計理念和新的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用到建設(shè)生態(tài)建設(shè)之間，不斷提高生態(tài)建設(shè)，改善生態(tài)建筑的生態(tài)功能，提高生態(tài)建設(shè)和生態(tài)建設(shè)，設(shè)計更加科學(xué)、節(jié)能、環(huán)保的生態(tài)建設(shè)，減少對環(huán)境對生態(tài)的不利影響，提高施工的科技含量，獲得更高的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。

（2）科學(xué)處理建筑與環(huán)境之間的關(guān)系。在生態(tài)建筑的應(yīng)用中，必然要占用一定的空間并排出一定的建筑廢物，這同樣會對環(huán)境產(chǎn)生不良的影響。因此，生態(tài)建設(shè)的設(shè)計應(yīng)盡可能降低占用的土地面積，提高土地的利用效率。使用可以回收再利用可再生材料建造，將產(chǎn)生的廢棄物進行無害化處理，以確保環(huán)境不受影響，實現(xiàn)和諧發(fā)展生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護的目的。

（3）提高能源的利用效率。在生態(tài)建筑建設(shè)的過程中，設(shè)計施工人員要從工程實際情況出發(fā)，對其所處的客觀環(huán)境進行深入的了解分析，找出風(fēng)能、太陽能等的優(yōu)化利用條件，充分發(fā)揮這部分清潔能源的效力，提高建筑的能源利用效率。例如在建筑的通風(fēng)設(shè)計中，可利用區(qū)域順風(fēng)和逆風(fēng)的特點，減少建設(shè)過程中對機械通風(fēng)的依賴，降低電能的消耗。

5 結(jié) 語

隨著經(jīng)濟水平的不斷提升，人們的物質(zhì)文化生活有了很大的改善，社會的生態(tài)環(huán)保意識有了很大的進步。生態(tài)建筑設(shè)計作為當(dāng)前我國建筑建設(shè)研究中的重要組成部分，是一項涉及多專業(yè)領(lǐng)域交叉的復(fù)雜系統(tǒng)工程，需要建筑、能源及動力設(shè)備等學(xué)科的密切配合，其具體實施過程要因地制宜。生態(tài)建筑技術(shù)的研究將有助于促進建筑、清潔能源、生態(tài)環(huán)保等學(xué)科的結(jié)合，并為其相互融合發(fā)展提供一個好的平臺，為社會的和諧發(fā)展創(chuàng)造了條件。

參考文獻

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作者簡介：高宇寰（1965-），女，漢族，遼寧本溪人，本科，高級工程師，主要從事工作和研究方向是設(shè)計管理。