生態(tài)建筑的特征與設(shè)計(jì)策略研究

甯嵐 姜成業(yè)

摘 要：生態(tài)建筑設(shè)計(jì)理念的出現(xiàn)，為目前生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化的問題提出了新的解決方法。簡要介紹了生態(tài)建筑的概念以及特征，并提出了生態(tài)建筑設(shè)計(jì)的相應(yīng)策略，以供相關(guān)工作人員參考。

關(guān)鍵詞：生態(tài)建筑；特征；設(shè)計(jì)策略

現(xiàn)如今，生態(tài)建筑的設(shè)計(jì)理念已經(jīng)越來越引起人們的興趣，許多建筑設(shè)計(jì)師和地產(chǎn)開發(fā)商熱衷于將其應(yīng)用到公共建筑以及住宅建筑的建設(shè)中來，以達(dá)到綠色節(jié)能、減少環(huán)境污染物的排放等目的。我國是一個人均資源占有量較低的國家，生態(tài)建筑在我國擁有廣闊的發(fā)展前景。

一、生態(tài)建筑的概念

生態(tài)建筑設(shè)計(jì)就是通過生態(tài)學(xué)理念的合理運(yùn)用，將建筑物和周邊自然環(huán)境有機(jī)融合在一起。不僅建造一個適宜人們居住的空間環(huán)境，還要將其和諧地融入到周圍的自然環(huán)境中去，從而形成一個良好的自然生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。生態(tài)建筑能夠通過各種技術(shù)的合理搭配，使得能源能夠在整個建筑生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部得以高效的循環(huán)利用，從而降低能源的消耗、減少資源的浪費(fèi)、減少環(huán)境的污染，以有效確保生態(tài)體系的平衡。

（一）生態(tài)建筑設(shè)計(jì)的意義

生態(tài)建筑設(shè)計(jì)是在可持續(xù)發(fā)展理念上建立的，不僅具有著經(jīng)濟(jì)意義，還有著一定的環(huán)保意義。從經(jīng)濟(jì)上看，生態(tài)建筑設(shè)計(jì)更多需要的是前期費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)比較緩慢的建筑項(xiàng)目。生態(tài)建筑設(shè)計(jì)所帶來的經(jīng)濟(jì)回報更多體現(xiàn)在使用者和社會上，只有經(jīng)過漫長的使用期限，生態(tài)建筑的能源節(jié)約價值才能得以體現(xiàn)，且能源節(jié)約價值要遠(yuǎn)大于建設(shè)投資的價值。因此，推動生態(tài)建筑的使用還需要得到政府的政策支持，需要從立法和稅收兩個方面，推動生態(tài)建筑應(yīng)用。生態(tài)建筑在應(yīng)用過程中，也必須要堅(jiān)持能源節(jié)約和節(jié)能材料的使用原則。從環(huán)保角度上看，生態(tài)建筑設(shè)計(jì)是以環(huán)保為原則進(jìn)行的設(shè)計(jì)，其環(huán)保價值本身就具有獨(dú)特的意義，在建筑領(lǐng)域內(nèi)，越來越多的聲音提倡生態(tài)技術(shù)的應(yīng)用，越來越多的從業(yè)者重視生態(tài)建筑的研究，這無疑是生態(tài)建筑設(shè)計(jì)推廣的大好趨勢[1]。

（二）生態(tài)建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展前景

在很多發(fā)展國家，生態(tài)建筑設(shè)計(jì)已經(jīng)進(jìn)入到良好的發(fā)展階段，例如柏林的奔馳辦公室、法國法蘭克福商業(yè)大樓等等。在我國，生態(tài)建筑設(shè)計(jì)還處于起步階段，但是在建筑行業(yè)從業(yè)人員的潛心研究基礎(chǔ)上，建筑設(shè)計(jì)已經(jīng)呈現(xiàn)出兩種方向，一種是讓建筑融入自然，另一種是將自然引入建筑設(shè)計(jì)。這兩種方向無疑是為生態(tài)建筑設(shè)計(jì)發(fā)展提供了良好的環(huán)境，生態(tài)建筑設(shè)計(jì)不僅符合可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保理念，是對我國科學(xué)發(fā)展觀的踐行，也是我國建筑行業(yè)甚至是國際建筑行業(yè)發(fā)展的重要趨勢。

二、生態(tài)建筑設(shè)計(jì)的主要特征

（一）可再生資源的使用

建筑在建造的過程中應(yīng)盡量使用環(huán)保節(jié)能的新型建筑材料，并通過其蓄熱和隔熱的特性來減少能源的消耗。在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的過程中，要充分考慮到當(dāng)?shù)氐奶柤帮L(fēng)的運(yùn)行規(guī)律，通過對太陽能和風(fēng)能的有效利用，使得建筑物具有良好的采光通風(fēng)、冬天保暖、夏天隔熱的效果，從而減少對不可再生資源的消耗。

（二）建筑材料的可循環(huán)利用

首先，在建筑物的建造過程中積極使用可再生或者可重復(fù)循環(huán)使用的新型建筑材料；其次，盡量減少從外地采購建筑材料，以減少長途運(yùn)輸而產(chǎn)生的費(fèi)用以及廢棄物的排放。這樣不僅能夠有效控制建筑物的造價，還能有力減少建筑垃圾，從而降低建筑物在建造的過程中對于周邊環(huán)境的負(fù)面影響。

（三）降低廢棄物的排放

生態(tài)建筑在建造和使用的過程中，難以避免會向周圍的環(huán)境中排放一定的廢棄物。應(yīng)充分考慮到建造過程中對周圍環(huán)境以及人們健康的負(fù)面影響，盡量減少使用會排放有毒有害污染物的建筑材料，對可能產(chǎn)生有毒有害污染物的建筑材料進(jìn)行無害化處理。

三、生態(tài)建筑的設(shè)計(jì)策略

（一）工程實(shí)例

某綠色生態(tài)工程建設(shè)在一個三面環(huán)山，一面望海的位置，其具有人文與自然環(huán)境都非常好的優(yōu)勢。此項(xiàng)目的占地約為16.6萬平方米，其建筑的總建筑面積大概是20萬平方米，而住宅面積為17萬平方米，容積率是1.2。下面就對這一項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)，并以此項(xiàng)目作為案例，對一些概念進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)，方便讀者的理解。

（二）生態(tài)建筑的設(shè)計(jì)目標(biāo)

生態(tài)建筑系統(tǒng)是一種理想的建筑系統(tǒng)，是將非再生能源進(jìn)行絕對的控制，積極使用可再生能源，期望將建筑融入到生物循環(huán)系統(tǒng)中，最大程度上減輕對生態(tài)系統(tǒng)的破壞。進(jìn)行生態(tài)設(shè)計(jì)的目標(biāo)在于實(shí)現(xiàn)功能性空間的同時，降低對環(huán)境的污染，同時減少資源的使用。在生態(tài)建筑設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)目標(biāo)主要分成五個層次，一是減少資源和能源的使用；二是降低環(huán)境污染；三是保護(hù)周圍自然環(huán)境；四是創(chuàng)建健康的環(huán)境；五是形成建筑功能性和質(zhì)量的統(tǒng)一目標(biāo)，形成生態(tài)目標(biāo)和經(jīng)濟(jì)目標(biāo)的平衡[2]。

（三）生態(tài)建筑設(shè)計(jì)的原則

進(jìn)行生態(tài)建筑的設(shè)計(jì)，需要以能源節(jié)約為原則，在合理的時間和條件下，使用節(jié)能技術(shù)，對環(huán)境進(jìn)行保護(hù)，最大程度上節(jié)約能源。由于建筑施工所在的地理環(huán)境不同，所處的生態(tài)系統(tǒng)也不同，因此，在設(shè)計(jì)過程中，需要從人們的生活環(huán)境出發(fā)，對節(jié)約能源、美觀和實(shí)用這些角度進(jìn)行思考。通過生態(tài)建筑設(shè)計(jì)，為人民提供良好的生活環(huán)境，建造良好的生活系統(tǒng)，讓生態(tài)建筑成為良性循環(huán)的人工生態(tài)系統(tǒng)。

（四）建筑空間的有效利用

生態(tài)建筑的設(shè)計(jì)對建筑物的節(jié)能和舒適性有著較高的要求，必須要對建筑物之間的空間設(shè)計(jì)，公共空間的合理布局進(jìn)行綜合的部署。在節(jié)約用地資源上，盡量只用低層低密度以及高層高密度等的設(shè)計(jì)方案，避免黏土實(shí)心磚的應(yīng)用。例如本項(xiàng)目中使用的節(jié)地成套技術(shù)，在進(jìn)行土地空間的設(shè)計(jì)時，通過以下兩個方面的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了土地利用最大化的目的。首先利用山形錯臺的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了地下車庫，進(jìn)而在使車庫的數(shù)量得以增多的同時容積率也沒受到影響。其次車庫建設(shè)在地下超過4米的位置，并沒有使用地上空間，不僅使得地下的使用面積增大了15160平方米，而且提高了20.8%的土地使用率。

要合理運(yùn)用交換空間的存在，使得室內(nèi)外的溫度得以平穩(wěn)過渡，使之成為建筑內(nèi)外環(huán)境的緩沖區(qū)。這樣能夠有效減少能源的消耗，生態(tài)建筑的設(shè)計(jì)要從熱工效應(yīng)和環(huán)境舒適度的角度出發(fā)，進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的合理布置。

（五）設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體系的生態(tài)化

建筑設(shè)計(jì)師們要將樹系結(jié)構(gòu)充分應(yīng)用到生態(tài)建筑的設(shè)計(jì)中去，可以有效改善建筑物的通風(fēng)、日照等問題。在建筑的結(jié)構(gòu)上，需要盡量使用百葉窗、遮陽構(gòu)架等方式方法，從建筑結(jié)構(gòu)上達(dá)到節(jié)能的目的[3]。

（六）建筑物的外圍生態(tài)設(shè)計(jì)

建筑物的外圍生態(tài)包括外墻、墻面以及樓面等建筑物外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，這是遮擋陽光和外部綠化的重要組成部分。外維護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要充分考慮到通風(fēng)平衡和陽光的需求，要考慮到建筑場地的地理位置，提供適合于建筑地點(diǎn)氣候條件的濕熱保護(hù)。作為建筑物內(nèi)外空間轉(zhuǎn)換的載體，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)對內(nèi)外空間的聲音、光、熱量等環(huán)境產(chǎn)生巨大的作用。

（七）節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

為了提高能源的有效利用率，從而達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo)，可以充分運(yùn)用新能源開發(fā)建筑物的隔熱保溫的技術(shù)。在進(jìn)行生態(tài)建筑的設(shè)計(jì)中要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，在建筑建造和運(yùn)營的過程中充分利用太陽能、風(fēng)能、生物能源等新能源。

以本項(xiàng)目的節(jié)電設(shè)計(jì)為例，通過合理的生態(tài)化的設(shè)計(jì)，做到了對潔凈能源的高效利用，本小區(qū)中給所有住戶均配備了140升的光電兩用太陽能熱水器，通過對太陽能熱水器與電能熱水器進(jìn)行比對后得知，其電能的使用節(jié)約了95%，進(jìn)而使得本小區(qū)的用電節(jié)約了至少有200萬度。

（八）建筑技術(shù)的生態(tài)化

生態(tài)建筑設(shè)計(jì)不能僅僅在設(shè)計(jì)方案中體現(xiàn)，還需要在施工材料、施工技術(shù)以及節(jié)能技術(shù)中體現(xiàn)出來。在生態(tài)建筑的前期施工中，需要注重使用先進(jìn)的技能技術(shù)，節(jié)約建筑材料的使用，控制建筑施工對環(huán)境的污染。在施工過程中，要注意多使用當(dāng)?shù)刭Y源，減少材料運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的污染。在施工中，同樣需要注意信息技術(shù)的使用，盡量使用電子資料替代紙質(zhì)資料，讓資源得到進(jìn)一步節(jié)約。以本項(xiàng)目設(shè)計(jì)為例，在施工過程中，盡量使用平板電腦、移動設(shè)備等，避免不必要的紙資源浪費(fèi)，減少資源的浪費(fèi)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

在用水系統(tǒng)施工中，使用節(jié)水型水龍頭，加強(qiáng)水資源保護(hù)。同時，還可以在項(xiàng)目中使用中水系統(tǒng)，利用先進(jìn)的生活污水處理技術(shù)，讓生活污水再次利用，再次處理的生活污水可以用來對項(xiàng)目中的綠化區(qū)域灌溉，或者用于公共空間的清潔。另外，生態(tài)建筑設(shè)計(jì)可以使用太陽能、風(fēng)能等天然清潔資源設(shè)計(jì)供暖供冷系統(tǒng)，讓新能源得到再次利用。

（九）節(jié)能材料的使用

生態(tài)建筑的設(shè)計(jì)過程中要積極使用具有環(huán)境協(xié)調(diào)性的建筑材料。例如使用生態(tài)水泥、混凝土等作為建筑物承重材料和填充的材料；使用外墻保溫材料、絕熱材料等作為墻體保溫的材料；使用吸熱中空玻璃、光電玻璃、熱反射玻璃等作為建筑物的圍護(hù)材料；使用非有機(jī)溶劑型的涂料，環(huán)保衛(wèi)生的陶瓷材料，以減少對人們的健康損害。

在本項(xiàng)目進(jìn)行建設(shè)的時候，并沒有使用粘土實(shí)心磚或者是粘土空心磚，而是使用的新型墻體。這種墻體不僅僅擁有較強(qiáng)的保溫隔熱性能，而且對整個建筑的節(jié)能效果的作用也非常顯著，同時也減少了鋼筋的使用量。

（十）智能技術(shù)的應(yīng)用

在生態(tài)建筑的設(shè)計(jì)過程中，可以使用建筑智能管理技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、環(huán)境監(jiān)控與熱敏反應(yīng)技術(shù)對建筑物進(jìn)行智能化管理。例如自動溫濕控制系統(tǒng)可以利用空氣的熱運(yùn)動原理，將建筑物內(nèi)部空間中不新鮮的空氣抽出，通過進(jìn)出風(fēng)口將新鮮的空氣導(dǎo)入；在溫度適宜的時候，將窗戶智能開啟，用導(dǎo)入的自然風(fēng)來調(diào)節(jié)建筑物內(nèi)部空間的濕熱負(fù)荷，從而最大限度地獲得自然通風(fēng)，以節(jié)省能源的消耗。

四、結(jié)語

生態(tài)建筑設(shè)計(jì)是將綠色能源的使用和優(yōu)化、環(huán)保問題與建筑物等有機(jī)結(jié)合在一起，以可持續(xù)發(fā)展的角度對建筑物進(jìn)行綠色生態(tài)化的設(shè)計(jì)。中國建筑設(shè)計(jì)師要將生態(tài)建筑的原則融合到建筑設(shè)計(jì)中去，設(shè)計(jì)出適合生態(tài)環(huán)境保護(hù)需求的生活以及工作的空間結(jié)構(gòu)，從而為居民創(chuàng)造一個有益于身心健康的生活環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

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作者單位：

長安大學(xué)