探究生態(tài)建筑理論在住宅建筑設計中的運用

肖子龍

（廣東省機電建筑設計研究院有限公司 廣東廣州 510000）

0 前言

建筑行業(yè)是傳統(tǒng)高污染、高能耗產業(yè)，在可持續(xù)發(fā)展要求下，生態(tài)建筑理論研究及應用得到了重視。目前我國已經制定相關生態(tài)建筑設計標準，成為住宅建筑設計的重要依據(jù)。在繼續(xù)加快相關研究的同時，應實現(xiàn)生態(tài)建筑理論在工程實踐層面的應用轉化，從而徹底改變傳統(tǒng)的粗放式建筑生產模式，提高工程綜合效益。

1 生態(tài)建筑理論

生態(tài)建筑設計以生態(tài)學、建筑學、環(huán)境學等多門學科知識為基礎，通過綜合運用相關學科知識，營造良好的建筑生態(tài)結構，滿足人們對住宅建筑健康性、舒適性和環(huán)保性等方面的需求。目前關于生態(tài)建筑的理論研究成果越來越豐富，其核心理念主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）以人為本，在生態(tài)建筑發(fā)展趨勢下，國際建筑史聯(lián)合會提出“建筑設計要滿足人的各種需求”，以此為出發(fā)點，確保建筑使用功能、性能的完善性。因此，以人為本的設計理念是生態(tài)建筑設計的重點指導理念，在各類建筑的設計過程中，都需要從人的基本需求出發(fā)，為其提供良好的居住環(huán)境。

（2）因地制宜，生態(tài)建筑設計強調對自然資源的充分利用，需要根據(jù)建筑工程所在的環(huán)境特點，合理設計建筑結構形式，提高自然資源利用率。在此情況下，可以降低建筑通風、采光等方面產生的額外能耗。同時，優(yōu)先選擇本地材料、環(huán)保材料，也能夠降低建筑成本，控制建筑施工及使用過程中產生的環(huán)境污染問題。

（3）功能協(xié)調，生態(tài)建筑設計需要與建筑功能設計相互協(xié)調，優(yōu)先選擇符合生態(tài)發(fā)展要求的技術方式實現(xiàn)功能性目標。在此情況下，不僅能夠提高土地資源利用率、建筑空間利用率，還能夠為建筑使用提供方便，實現(xiàn)建筑與自然環(huán)境的和諧統(tǒng)一。

2 生態(tài)建筑設計要點

從上述生態(tài)建筑理論出發(fā)，在生態(tài)建筑設計過程中，應重點把握好以下幾方面要點：①舒適性，比如在建筑空間布局方面，需要考慮人的空間視覺感以及功能空間設計需求，防止因建筑空間過于壓抑、散亂，給人帶來負面的身心影響。同時也需要營造良好的溫濕度條件，滿足人的基本生理需求，從而讓居住著產生居住舒適感；②美觀性，隨著人們對建筑要求的提升，除了基本的居住功能外，建筑設計還要滿足人們的觀賞性需求，在建筑風格、裝飾裝修方面，突出自身特點。同時也需要通過營造自然景觀、合理設計建筑內外交互空間，滿足人們親近自然的需求；③節(jié)能性，在生態(tài)建筑設計過程中，應重點控制能源浪費問題，注重對新型清潔能源的使用，這是實現(xiàn)建筑可持續(xù)發(fā)展目標的根本途徑；④環(huán)保性，主要通過選擇環(huán)保、可循環(huán)利用的建筑材料，減少建筑垃圾，防止對自然環(huán)境造成破壞。同時也需要通過選擇無毒害建材，為居住者的身體健康提供保障。

3 生態(tài)建筑理論在住宅建筑設計中的運用策略

3.1 建筑布局

在住宅建筑空間布局設計方面，不僅要考慮建筑所處自然環(huán)境的特點，還要基于觀賞性方面需求的考慮，提高居住者滿意度。建筑空間布局對建筑局部微氣候環(huán)境具有直接影響，如果建筑空間布局不合理，可能會出現(xiàn)“熱島”現(xiàn)象，導致建筑局部熱量集中，溫度過高。因此，在建筑布局設計過程中，需要綜合考慮地區(qū)氣候特點、常年風向變化特點，對建筑朝向、高度、密度等進行合理設計，營造良好的建筑內部空間環(huán)境。為了滿足居住者的景觀觀賞需求，在建筑布局時還需要充分利用周圍自然景觀，包括山體、水體、植物景觀等，使居住者可以足不出戶的欣賞自然景觀，提高身心舒適度。一名出色的生態(tài)建筑設計師同時也應是一名環(huán)境設計師，只有充分把握好環(huán)境特點，并注重對自然環(huán)境資源的利用，才能達到生態(tài)建筑的空間布局設計要求。

3.2 通風設計

通風設計是現(xiàn)代建筑設計的一個重點環(huán)節(jié)，良好的通風條件對于室內溫濕度調節(jié)有重要幫助。相反，如果不能滿足居住著的基本通風需求，則會增加空調、新風機等設備的使用需求，進而增加建筑運行能耗。在生態(tài)建筑理念的指導下，住宅建筑通風設計需要具體分析不同氣候的風向特點，根據(jù)居住者的實際需求，對自然通風進行合理利用。比如夏季室內環(huán)境潮濕，需要加快空氣流通，滿足居住著的通風換氣需求。冬季時氣候寒冷，則需要控制室內外空氣交換，提高門窗結構的密封性，避免對室內溫度環(huán)境造成影響。在通風設計過程中，應綜合這些方面的考慮，合理設計門窗結構、尺寸及打開方式。同時將自然通風與設備通風方式結合起來，以自然通風為主、設備通風為輔，在滿足居住者需求的同時降低建筑能耗。

3.3 采光設計

建筑采光設計也是生態(tài)建筑設計的重點內容，盡可能利用自然光線，降低建筑照明能耗。同時也需要兼顧遮陽結構的設計，避免因光照過強，破壞室內溫度環(huán)境的舒適性。在建筑采光設計方面，可以采用建筑模型分析方法，將建筑BIM模型與有限元分析方法結合起來，根據(jù)地區(qū)實際情況，模擬自然采光條件，判斷是否能夠滿足建筑的采光需求。具體包括采光面積分析、平均光照時間分析等，然后根據(jù)分析結果，對建筑結構設計進行調整。在建筑遮陽設計方面，可以采用百葉窗、活動遮陽板等可變化的遮陽方式，根據(jù)自然光照變化及居住者習慣，隨時進行調節(jié)。在合理的建筑采光設計方案下，可以最大化的降低照明能耗，同時可以提升居住者舒適度。

3.4 外圍護結構設計

在建筑外圍護結構設計方面，主要通過保溫材料、防水材料的選用，以及建筑外墻窗體結構的設計，提高建筑自身保溫隔熱性能，避免出現(xiàn)雨水滲漏等問題。外圍護結構設計對建筑使用性能有直接影響，如果保溫、防水材料質量偏低，會嚴重影響居住者正常生活。在生態(tài)建筑理論的指導下，選擇保溫材料和防水材料時，應優(yōu)先選用環(huán)保材料，比如保溫材料可以選擇陶瓷保溫材料、巖棉材料、玻璃棉卷氈等。同時應確保保溫材料的防火等級符合建筑設計要求。根據(jù)相關標準對建筑保溫材料防火等級的劃分，具體包括A級不燃材料、B1級難燃材料、B2級可燃材料、B3級易燃材料。目前一般要求住宅建筑使用B1級及以上的材料。此外，還要合理設計施工方案，確保保溫材料、防水材料鋪貼密實，特別應做好窗口結構的處理，從而提升建筑外圍護結構整體性能水平。

3.5 植物景觀設計

在生態(tài)建筑發(fā)展趨勢下，植物景觀設計已經成為住宅建筑設計的重要組成部分。除了傳統(tǒng)的小區(qū)綠化設計外，植物景觀可以通過多種方式與建筑結構結合起來，充分發(fā)揮其微環(huán)境調節(jié)及觀賞價值。目前建筑植物景觀設計主要分為三種形式：①微植物景觀在建筑內外交互空間的嵌入，比如通過在陽臺上設計盆栽植物景觀，滿足人們近距離觀賞植物景觀的需求；②屋頂植物景觀設計，通過在房屋頂面設計大面積的植物景觀，不僅能夠提高小區(qū)綠化面積，而且可以發(fā)揮植物景觀對雨水吸收和緩沖的作用，防止出現(xiàn)屋頂滲漏問題；③外墻植物景觀設計，通過選擇攀爬類植物，使植物覆蓋建筑外墻表面，可以充分發(fā)揮植物光合作用，改善建筑周圍空氣質量，營造良好的建筑生態(tài)環(huán)境。因此，在住宅建筑設計過程中，應關注于植物景觀設計方法的應用，根據(jù)建筑結構形式合理選擇植物景觀設計方案。建筑屋頂植物景觀如圖1所示。

圖1 建筑屋頂植物景觀

3.6 節(jié)能設計

在生態(tài)建筑的節(jié)能設計方面，應重點關注于新能源技術的應用。在采取上述節(jié)能措施的基礎上，進一步降低不可再生能源消耗，實現(xiàn)建筑可持續(xù)發(fā)展目標。目前太陽能發(fā)電技術、地熱能技術等，已經在住宅建筑中得到了廣泛應用，市場上的技術產品較多，具有較大的設計選擇空間。比如太陽能發(fā)電技術和太陽能熱水器技術已經較為成熟，可以通過在建筑屋頂、外墻面設計太陽能采集和存儲裝置，并轉化為電能、熱能，供建筑運行使用。在分布式電源技術的應用下，用戶的余電還可以輸入電網，獲得用電補償。地熱能技術的應用可以與空調技術結合，將大地淺層存儲的熱能作為熱源，滿足室內環(huán)境溫度調節(jié)需求。應關注于新能源技術的研究發(fā)展和應用。

4 結束語

綜上所述，生態(tài)建筑理論能夠為住宅建筑設計提供多方面的指導。從生態(tài)建筑理論出發(fā)，通過合理選擇建筑材料、優(yōu)化建筑空間布局、充分利用自然資源實現(xiàn)建筑使用功能需求，可以最大化的降低建筑施工及使用過程中的環(huán)境負面影響，從而實現(xiàn)建筑與生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展。應積極推廣生態(tài)建筑理論在住宅建筑設計中的應用。