淺析綠色生態(tài)建筑設(shè)計

李 宏 茂

(山西省建筑設(shè)計研究院，山西 太原 030013)

1 綠色生態(tài)建筑的概念

綠色建筑并不是指針對于建筑物的三維綠化及屋頂綠色花園的一般定義，而是代表一種概念或象征。它指的是建筑物對其所處環(huán)境有益的建筑形式，可以充分利用該地區(qū)的自然資源，并且可以在不犧牲環(huán)境的基本生態(tài)平衡的情況下建造。它也可以被稱為可持續(xù)發(fā)展建筑，生態(tài)建筑，節(jié)能和環(huán)保建筑。目前，中國現(xiàn)有建筑面積中超過95%的屬于高耗能建筑，單位建筑面積的能耗是發(fā)達(dá)國家的2倍～3倍之高。我國現(xiàn)階段仍大量使用煤炭為主要能源供給對生態(tài)資源造成大量浪費(fèi)的同時，也對生態(tài)系統(tǒng)形成嚴(yán)重的威脅。高能耗、重污染已對我國的生態(tài)資源與社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)重的制約。并且，在建筑物的建設(shè)中，存在土地資源利用率低，水污染嚴(yán)重，建筑耗材多等問題。探索綠色生態(tài)建筑是可持續(xù)發(fā)展的必然要求。

綠色建筑是指在建筑物整個生命周期內(nèi)最大限度地節(jié)約資源(節(jié)約能源、節(jié)約用地、節(jié)約用水、節(jié)約材料)，保護(hù)環(huán)境，減少污染。為用戶提供健康、舒適、高效的生活空間，并與自然和諧共生的環(huán)保型建筑。

2 綠色生態(tài)建筑的特點(diǎn)

所謂生態(tài)建筑：第一，是要營造有益于使用者身心健康的建筑環(huán)境與活動空間;第二，最大限度地遏制能源消耗，不與大自然“爭奪”資源。以當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境為載體，結(jié)合生態(tài)學(xué)基本理論，運(yùn)用現(xiàn)代化技術(shù)手段，探索建筑物與其他相關(guān)因素的共生關(guān)系，使其自然地融入到周圍環(huán)境中。這類建筑具有優(yōu)異的室內(nèi)氣候條件和強(qiáng)大的室內(nèi)氣候調(diào)節(jié)能力，是人與自然建立和諧關(guān)系的紐帶。生態(tài)建筑具有節(jié)約生態(tài)資源、改善生態(tài)系統(tǒng)、減少環(huán)境污染、延長使用壽命等諸多優(yōu)點(diǎn)。生態(tài)建筑的本質(zhì)是利用自然，適當(dāng)加以人工手段創(chuàng)造的供人類賴以生產(chǎn)和生活的活動場所，減少人類對自然資源的過度開發(fā)，向大自然尋求索取與回饋之間的平衡。研究生態(tài)建筑的目的是為了保護(hù)環(huán)境，探索人與自然的和諧共生，因此，新技術(shù)的誕生與亟待解決的生態(tài)環(huán)境問題，決定了建筑生態(tài)化成為未來建筑的發(fā)展趨勢。

3 綠色生態(tài)建筑的設(shè)計原則

綠色生態(tài)建筑設(shè)計的基本原則主要體現(xiàn)在四個方面：對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，減少自然資源的過度開發(fā)；堅(jiān)持人文關(guān)懷，放眼未來；為使用者提供與自然溝通的對話空間；遵循“可持續(xù)性”的發(fā)展原則。生態(tài)建筑設(shè)計是在有限的空間、合理的條件下利用適當(dāng)?shù)目茖W(xué)技術(shù)手段，在不破壞周邊自然生態(tài)環(huán)境的前提下，創(chuàng)造出的有利于使用者身心健康與使用感受的“健康”建筑。在項(xiàng)目的規(guī)劃選址階段，根據(jù)不同的地形、地貌特征和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)，綜合考慮節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、降耗能等因素，統(tǒng)籌規(guī)劃良好的建筑生態(tài)系統(tǒng)，將其設(shè)計成為利于良性循環(huán)的人工生態(tài)空間。生態(tài)建筑的設(shè)計應(yīng)始終貫穿于前期規(guī)劃與設(shè)計、設(shè)備技術(shù)應(yīng)用、施工安裝、日常使用及維護(hù)等不同階段，各個階段都有其各自的側(cè)重，而規(guī)劃與設(shè)計階段是將生態(tài)化理念融入建筑全生命周期的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

4 綠色生態(tài)建筑的設(shè)計要求

1)把握以生態(tài)為基礎(chǔ)的整體規(guī)劃思路，合理利用土地，協(xié)調(diào)建筑物和生態(tài)之間的關(guān)系。根據(jù)自然的本質(zhì)屬性，合理安排建筑內(nèi)部功能分區(qū)及各功能流線，盡最大可能減少由于人類活動而對自然生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的侵?jǐn)_與破壞，從而不斷優(yōu)化建筑的朝向、間距、形體、綠化配比、能源循環(huán)利用等方案。維持建設(shè)場地內(nèi)的小氣候，使其最終能夠融入周邊大環(huán)境，達(dá)到與自然和諧共生的目的。

2)合理利用太陽能、風(fēng)能、水能等自然資源，并防止因過度開發(fā)而導(dǎo)致的能源浪費(fèi)。

3)可再生能源的循環(huán)利用。合理高效地利用各類可再生能源，并形成建筑垃圾與生活垃圾的處理及循環(huán)利用體系；從節(jié)能角度出發(fā)做好照明設(shè)施、空氣調(diào)節(jié)設(shè)備和電氣負(fù)荷的優(yōu)化設(shè)計；建筑材料盡可能使用可循環(huán)、可降解產(chǎn)品，考慮建筑構(gòu)件和設(shè)備的二次甚至多次利用。不斷創(chuàng)新并應(yīng)用采暖、制冷、通風(fēng)、照明等建筑節(jié)能的新技術(shù)。

4)水資源的合理利用，雨水收集和污水處理技術(shù)是建筑節(jié)水的有效措施。收集到的雨水通過水處理技術(shù)及后續(xù)工藝的配合，可用于植被澆灌、景觀水景用水等的使用，甚至可達(dá)到飲用水的標(biāo)準(zhǔn)；污水的回收利用是將日常使用的生活污水經(jīng)過特殊設(shè)備凈化處理后，再用于沖廁或者植被澆灌等。以上措施的最終目的都是使水資源的利用最大化。

5 綠色生態(tài)建筑主要措施

5.1 節(jié)能

外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的能耗在建筑物總能耗中所占的比例約為72%。若以100%作為基數(shù)，外墻的能量消耗為24%，屋頂能耗為22%，地面能耗為15%，外窗的傳熱量占20%和空氣滲透量能耗13%相加，約占建筑物總熱耗的1/3。

外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能措施是通過提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能，夏季阻擋室外熱量進(jìn)入室內(nèi)，冬季阻擋室內(nèi)熱量泄出室外，使建筑物的室內(nèi)溫度在全季度使用過程中能夠保持在人體舒適溫度范圍內(nèi)，最大限度減少通過外加設(shè)備的加熱或冷卻輔助等多余能源的消耗。具體來講分為以下兩點(diǎn):

1)減少滲透量可以減少室內(nèi)和室外冷熱氣流的直接交換，降低相應(yīng)設(shè)備的多余負(fù)荷，合理使用密封材料可用于增加窗戶的氣密性;

2)減少傳熱量是防止室內(nèi)外溫差的存在而引起的熱傳遞，例如使用中空玻璃、熱反射玻璃等新型節(jié)能玻璃、節(jié)能窗框(如塑性窗框、隔熱鋁型框等)來增大窗戶的整體傳熱系數(shù)以減少傳熱量；

在建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)中，外墻在采暖能耗中所占的比重最大，占總能耗的32.1%～36.2%，因此，有效提高墻體的保溫性能成為關(guān)鍵一環(huán)。目前，我國建筑外墻的保溫做法主要分為四種形式：墻體內(nèi)保溫，墻體外保溫，墻體夾層保溫及復(fù)合保溫。它們在降低墻體能耗方面都具有良好的節(jié)能效果，但在節(jié)能率上又存在著較大差異。外保溫是建設(shè)部倡導(dǎo)的主要保溫方式，其保溫方法也是最直接、效果最好的，是我國目前為止最為廣泛使用的建筑外墻保溫手段。

屋頂節(jié)能的原理與墻體節(jié)能大體相同，通過改善屋頂層的熱工性能來防止熱傳遞。主要措施是保溫屋頂(外保溫，內(nèi)保溫)，架空通風(fēng)屋頂，斜屋頂，綠化屋面等。

5.2 節(jié)水

1)最大化利用太陽能用作住宅熱水加熱。

2)合理使用市政管網(wǎng)的剩余壓力，采用分區(qū)段供水方法。

3)使用節(jié)水型衛(wèi)生器具以減少水的供給量，同時也減少供水的能量消耗。

4)建立安全高效的中水回收系統(tǒng)。

5)建立完善可行的雨水回用系統(tǒng)。

5.3 節(jié)材

1)建筑材料應(yīng)就地取材、因地取材。

2)使用新型耐用的建筑材料，如高強(qiáng)度鋼，高性能混凝土，高性能混凝土外加劑等。

3)建筑垃圾資源的綜合再利用，可回收材料(按價值計)占建筑材料總量的10%以上。

4)在確保性能和安全的同時，優(yōu)選使用由工業(yè)或生活垃圾所加工生產(chǎn)的建筑材料。

5)使用能改善室內(nèi)空氣質(zhì)量的功能性裝飾材料。

6)土建和裝飾工程應(yīng)一次到位，以避免重復(fù)翻新和材料的浪費(fèi)。

5.4 節(jié)地

1)確定施工現(xiàn)場的選址沒有洪水，泥石流和含痰土壤的威脅。在施工現(xiàn)場的安全范圍內(nèi)沒有電磁輻射危害和火災(zāi)，爆炸和有毒物質(zhì)。

2)居住區(qū)布局應(yīng)保證室內(nèi)外陽光環(huán)境，照明和通風(fēng)的要求，符合GB 50180中對于住宅日照標(biāo)準(zhǔn)的要求。

3)采用適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蚝屯寥罈l件的本土植物進(jìn)行綠化和種植，使用維護(hù)較少、耐候性強(qiáng)、病蟲害較少、對人體無害的植物。

4)居民區(qū)綠地率不低于30%，人均公共綠地面積1 m2/人～2 m2/人。

6 綠色生態(tài)建筑的發(fā)展前景

生態(tài)建筑概念的提出是人類社會與經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的必然產(chǎn)物，是現(xiàn)階段治理生態(tài)環(huán)境不斷惡化的時代需求。它在強(qiáng)調(diào)建筑設(shè)計與生態(tài)環(huán)境相結(jié)合的同時，確立了建筑設(shè)計理論的新高度、開拓了建筑設(shè)計的新領(lǐng)域與新方向，也對每一位建筑設(shè)計工作者提出更高的要求，我們只有通過不斷地學(xué)習(xí)，完善自身知識儲備，才能夠完成時代交由我們這一代人的神圣使命。發(fā)展綠色的、生態(tài)的建筑擁有廣闊的市場前景，更是利國利民、造福子孫萬代的百年大計。