生態(tài)建筑設(shè)計原理及設(shè)計方法探討

李金橋 石潤澤 盧政光

(遼寧工業(yè)大學(xué)，遼寧 錦州 121000)

生態(tài)建筑設(shè)計原理及設(shè)計方法探討

李金橋 石潤澤 盧政光

(遼寧工業(yè)大學(xué)，遼寧 錦州 121000)

根據(jù)生態(tài)建筑的基本概念，論述了節(jié)能、與自然環(huán)境協(xié)調(diào)、新材料新技術(shù)的應(yīng)用、滿足舒適健康環(huán)境需求等設(shè)計原理在生態(tài)建筑中的體現(xiàn)，并探討了生態(tài)建筑設(shè)計的主要方法，對實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)有深遠(yuǎn)的意義。

生態(tài)建筑，原理，環(huán)境，污染

0 引言

我國當(dāng)前建筑行業(yè)仍處于從數(shù)量型轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)量型的過渡階段，其中體現(xiàn)高品質(zhì)建筑的便以生態(tài)建筑為主，是促進建筑領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要目標(biāo)。其不僅單純旨在建筑設(shè)計規(guī)劃階段生態(tài)理念的融入，無論在施工或投入使用過程中都將其進行滲透，各管理環(huán)節(jié)都以節(jié)能環(huán)保為主要內(nèi)容，這也是解決以往污染與能耗較高建筑模式的重要途徑。因此從設(shè)計原理與方法方面對生態(tài)建筑進行分析具有十分重要的意義。

1 生態(tài)建筑的基本概述

相比傳統(tǒng)建筑，當(dāng)前生態(tài)建筑在特征上更體現(xiàn)為較強的系統(tǒng)觀念、高效利用現(xiàn)代能源并具備一定的靈活適應(yīng)性。其中系統(tǒng)觀念主要指生態(tài)建筑設(shè)計與施工中所考慮的包括自然屬性，如建筑中如何處理產(chǎn)生的廢水、廢氣以及廢物等問題，協(xié)調(diào)與自然環(huán)境的關(guān)系；也體現(xiàn)出經(jīng)濟屬性，建筑中對能源物質(zhì)的高效利用、節(jié)約或循環(huán)使用等，有利于建設(shè)單位經(jīng)濟效益的提高；再如人文社會屬性方面，生態(tài)建筑的設(shè)計更側(cè)重于人類的健康發(fā)展，其中不乏政策法規(guī)內(nèi)容、社會群眾價值理念傾向等。而在高效利用現(xiàn)代能源方面，生態(tài)建筑強調(diào)選用不對人體或大自然產(chǎn)生任何危害的材料，充分利用現(xiàn)代新型能源實現(xiàn)節(jié)約原材料與能源使用的目標(biāo)。另外在靈活性方面，具體指為即使建筑功能在發(fā)展過程中出現(xiàn)變化，通過現(xiàn)代先進技術(shù)也可保證原有功能與新功能的兼容。因此，綜合生態(tài)建筑特征以及以往學(xué)者相關(guān)研究，可將生態(tài)建筑的概念界定在融入空間環(huán)境、材料使用以及其他社會問題與生態(tài)環(huán)保內(nèi)容于一體的系統(tǒng)工程，確保其中各方面達到一定程度上的平衡狀態(tài)以實現(xiàn)經(jīng)濟、生態(tài)與社會效益共同提高的目標(biāo)[1]。

2 設(shè)計原理在生態(tài)建筑中的體現(xiàn)

2.1 協(xié)調(diào)與自然環(huán)境的關(guān)系

建筑工程施工本身會造成較為嚴(yán)重的污染問題，若在施工及投入使用階段不注重生態(tài)環(huán)保理念的落實，很難實現(xiàn)人類與自然的和諧共處，更無從談及實現(xiàn)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。在此現(xiàn)狀下，生態(tài)建筑在設(shè)計原理方面首先表現(xiàn)為對自然環(huán)境的保護，合理利用自然資源，保證建筑物能耗的減少。例如，現(xiàn)階段建筑施工中體現(xiàn)的太陽能的利用使人類無需依托高能耗照明設(shè)備生產(chǎn)生活，或?qū)娝到y(tǒng)引入建筑空間內(nèi)以實現(xiàn)室內(nèi)溫度得以有效控制的目標(biāo)，不必大量使用制冷設(shè)備等[2]。

2.2 節(jié)能原理的體現(xiàn)

生態(tài)建筑設(shè)計過程中的重要原理為節(jié)能，其要求在保證建筑各方面功能得以發(fā)揮的基礎(chǔ)上避免出現(xiàn)過度使用資源或能源的行為。同時，實際設(shè)計過程中生態(tài)建筑也要求避免整體結(jié)構(gòu)中存在不具備任何功能的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，不必過于追求建筑物外表的奢華壯觀。設(shè)計中往往將許多如風(fēng)能或太陽能等自然資源充分利用，可解決以往建筑過多使用礦物質(zhì)資源的難題，滿足降低環(huán)境污染的基本要求。

2.3 新技術(shù)與新材料的應(yīng)用

建筑行業(yè)的快速發(fā)展使節(jié)能環(huán)保理念逐漸落到實處，但能夠推動生態(tài)建筑發(fā)展的關(guān)鍵在于新技術(shù)與新材料的應(yīng)用。實際設(shè)計過程中在技術(shù)方面可應(yīng)用對環(huán)境影響較小的施工技術(shù)，如蓄熱系統(tǒng)、節(jié)水系統(tǒng)等的應(yīng)用。而在新材料方面可選擇經(jīng)處理后耐久性、強度以及不具備毒害的可再生材料，保證建筑質(zhì)量的同時滿足節(jié)能環(huán)保理念的要求。

2.4 滿足舒適健康環(huán)境的需求

現(xiàn)代人們生活水平的提高，更強調(diào)生產(chǎn)環(huán)境或居住環(huán)境的健康舒適度，這就要求生態(tài)建筑設(shè)計中將以人為本的理念融入其中，強化群眾與自然環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系。例如設(shè)計過程中需將建筑采光系數(shù)、通風(fēng)情況以及室內(nèi)溫濕度的控制等內(nèi)容囊括其中，為使用者提供更為優(yōu)越的生產(chǎn)生活環(huán)境[3]。

3 生態(tài)建筑中應(yīng)用的主要設(shè)計方法分析

根據(jù)前文中對生態(tài)建筑設(shè)計的相關(guān)原理，設(shè)計時可采用的方法主要體現(xiàn)為三方面，即整體設(shè)計、高效無污染以及靈活多適等，具體設(shè)計內(nèi)容主要表現(xiàn)在以下幾方面。

3.1 整體設(shè)計在生態(tài)建筑設(shè)計中的應(yīng)用

整體設(shè)計方法強調(diào)的是建筑自身與自然以及社會環(huán)境的共同生存問題。其中在保持與自然環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展方面，生態(tài)建筑設(shè)計考慮的問題主要以土壤地形特征、區(qū)域植被情況、氣候條件特征以及噪聲等問題，其設(shè)計的目標(biāo)體現(xiàn)在保證生態(tài)要素的價值不被破壞，具有一定的完整性。例如在地基設(shè)計過程中考慮的主要為如何處理區(qū)域的地形或地貌等問題，生態(tài)建筑要求在利用傳統(tǒng)如平衡土方的方式過程中注重減少對地基的破壞與影響。另外在保持與社會環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展方面，以往許多城市發(fā)展中在追求生態(tài)環(huán)保目標(biāo)時，建筑師可能認(rèn)為其設(shè)計為最佳的方案，但由于建筑的設(shè)計未做到協(xié)調(diào)周邊環(huán)境與建筑等，反而使生態(tài)環(huán)保設(shè)計起到一定的反作用。對此在設(shè)計過程中應(yīng)從整體角度出發(fā)，考慮區(qū)域的人文風(fēng)俗習(xí)慣，保證符合群眾的審美觀念[4]。

3.2 高效無污染在生態(tài)建筑設(shè)計中的應(yīng)用

生態(tài)建筑設(shè)計中強調(diào)以可再生能源(如風(fēng)能、太陽能或生物能)取代不可再生能源(如天然氣或石油等)?，F(xiàn)階段我國生態(tài)建筑中利用較為廣泛的主要為太陽能，其用于取暖、降溫等各方面，在國際上建筑中使用的太陽能被劃分為主動式與被動式。其中被動式設(shè)計的方法主要體現(xiàn)在將射進室內(nèi)的陽光充分利用，無需利用其他采暖設(shè)備，以英國圣喬治學(xué)校的建設(shè)為例，其在設(shè)計過程中將建筑的隔墻與側(cè)墻采用磚砌體結(jié)構(gòu)，地板以混凝土為主，而外側(cè)屋面利用的為聚苯乙烯泡沫材料，盡管在未設(shè)置保溫裝置的情況下，其也具備了一定的保溫功能。另外，在被動式方面實現(xiàn)采暖的目標(biāo)主要依托于蓄熱墻，很多建筑設(shè)計過程中因貯熱體的缺失或貯熱體設(shè)計的位置不合理，都無法滿足采暖需求，這種情況下便充分發(fā)揮蓄熱墻的作用，具體設(shè)計如圖1所示。同時，高效無污染方法的應(yīng)用也體現(xiàn)在對中水與雨水的利用等方面，其中中水利用方面多引用中水工程技術(shù)，其能夠?qū)⑸a(chǎn)生活的廢水與冷卻水等進行處理，如該技術(shù)中的集流過程、處理與輸配等過程，能夠?qū)崿F(xiàn)中水的再次利用。而在雨水利用方面也通過如匯集技術(shù)或蓄存技術(shù)等實現(xiàn)蓄存與改善雨水水質(zhì)的目標(biāo)，但注意若收集中需依托于屋面，應(yīng)保證屋面建筑材料不對水質(zhì)造成污染，盡量控制如柏油或瀝青的使用。另外，高效無污染方法也體現(xiàn)在生態(tài)建筑設(shè)計中實現(xiàn)綠化與廢物回收等方面，可滿足生態(tài)設(shè)計的基本要求。

3.3 靈活多適方法在生態(tài)建筑中的體現(xiàn)

靈活多適主要針對過早廢棄的建筑而提出，通過引入一定的設(shè)計理念可實現(xiàn)建筑的再次利用，有效減少重新建造過程中的成本費用。以設(shè)計大師密斯的設(shè)計方法為例，其在設(shè)計過程中提出通用空間的觀念，在不破壞建筑物整體結(jié)構(gòu)的前提下將建筑空間內(nèi)部進行分隔設(shè)計，使空間具備多功能特征。對于許多長壽命建筑的設(shè)計亦是如此，只需通過局部的改造便可實現(xiàn)減少污染與節(jié)約資源的目標(biāo)。

4 結(jié)語

生態(tài)建筑是適應(yīng)我國城市化進程的重要內(nèi)容。在設(shè)計過程中應(yīng)充分認(rèn)識其基本內(nèi)涵，分析生態(tài)建筑設(shè)計的人類與自然協(xié)調(diào)關(guān)系、節(jié)能、技術(shù)應(yīng)用以及舒適空間的營造等設(shè)計原理，并充分利用現(xiàn)代設(shè)計方法包括整體設(shè)計、靈活設(shè)計以及高效無污染等方式，以此發(fā)揮生態(tài)建筑在我國城市發(fā)展中的重要作用。

[1] 尼 寧.生態(tài)建筑設(shè)計原理及設(shè)計方法研究[D].北京：北京工業(yè)大學(xué),2013.

[2] 李 雄.生態(tài)建筑設(shè)計原理及設(shè)計方法研究[J].山西建筑,2015，41(14):21-22.

[3] 謝秋鳳.生態(tài)建筑設(shè)計原理及設(shè)計方法研究[J].門窗,2014(1):171.

[4] 周 霄,倪怡玲.生態(tài)建筑設(shè)計原理及設(shè)計方法探究[J].低碳世界,2014(19):22-23.

[5] 劉 強.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.

Inquiry on ecological building design principles and design methods

Li Jinqiao Shi Runze Lu Zhengguang

(LiaoningUniversityofIndustry,Jinzhou121000,China)

According to basic ecological building concept, the paper discuses embodiment of design principles in ecological building, such as coordination of energy saving and natural environment, application of new materials and new technologies, and meeting healthy and comfortable environment demands and so on, and explores major ecological building design methods, which has deep meaning for realizing sustainable development strategy target.

ecological building, principle, environment, pollution

2015-06-26

李金橋(1992- )，女，在讀本科生； 石潤澤(1993- )，男，在讀本科生； 盧政光(1993- )，男，在讀本科生

1009-6825(2015)22-0027-02

TU201.5

A