生態(tài)建筑理論在住宅建筑設(shè)計中的運(yùn)用研究

◎陶躍平

伴隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們思想認(rèn)識和價值觀念逐漸發(fā)生了改變，對居住環(huán)境產(chǎn)生了新需求，即健康舒適、節(jié)能環(huán)保及個性化。這就使得住宅建筑設(shè)計逐漸朝著多功能、高質(zhì)量、生態(tài)化的方向邁進(jìn)。為了能夠科學(xué)合理地展開住宅建筑設(shè)計，滿足居住者的需求，需要設(shè)計人員能夠理解并掌握生態(tài)建筑理論，在該理論指導(dǎo)下科學(xué)合理地進(jìn)行建筑各個方面的設(shè)計，為打造現(xiàn)代化住宅創(chuàng)造條件。

一、生態(tài)建筑理論的概述

“生態(tài)建筑”一詞逐漸走入人們的生活，越來越多的居民青睞生態(tài)建筑。之所以會產(chǎn)生如此效應(yīng)，主要是生態(tài)建筑具有以下特點(diǎn)，即：注重對住宅建筑的健康與舒適予以考量，也就是從為居住者提供舒適、溫馨、自然、清新的居住環(huán)境的角度出發(fā)，合理布局建筑建筑結(jié)構(gòu)、保證建筑采光適宜、保證室內(nèi)溫度和濕度適宜；注重提高提高建筑的生態(tài)效益，也就是盡可能地利用可再生資源來進(jìn)行工程建設(shè)，減少不可再生資源的利用。

生態(tài)建筑理論是一個持續(xù)豐富的理論，能夠?yàn)樽≌ㄖㄔO(shè)提供理論指導(dǎo)，使之能夠從綠色環(huán)保的角度來進(jìn)行設(shè)計與建設(shè)。具體分析生態(tài)建筑理論內(nèi)容，可知它對建筑材料進(jìn)行了詳盡闡述，即盡量采用具有生態(tài)屬性的自然原材料，既能夠滿足住宅建筑工程建設(shè)需求，又能夠做到無污染、無輻射；對空間平面方面進(jìn)行了詳盡闡述，即盡量保證所設(shè)計建筑空間平面能夠做到自然光照、自然通風(fēng)等，與自然環(huán)境保持一致；對居住需求方面進(jìn)行了詳盡闡述，即為了能夠滿足人們居住需求的同時促進(jìn)人與自然和諧共處，住宅建筑設(shè)計與建設(shè)應(yīng)遵循可持續(xù)發(fā)展理念，以保護(hù)生態(tài)環(huán)境為前提條件，設(shè)計具有生態(tài)屬性的美感十足的建筑物，滿足人們審美需求和居住需求。

二、住宅建筑設(shè)計中生態(tài)建筑理論的優(yōu)化運(yùn)用

從理論層面來講，在生態(tài)建筑理論指導(dǎo)下展開住宅建筑設(shè)計是非常必要的，能夠保證所建設(shè)的住宅建筑滿足人們居住需求；能夠與我國所提倡的節(jié)能環(huán)保理念相契合，促進(jìn)建筑行業(yè)更好更快地發(fā)展。所以，應(yīng)當(dāng)積極切實(shí)有效地解決當(dāng)前生態(tài)建筑理論應(yīng)用問題，優(yōu)化設(shè)計住宅建筑。

（一）生態(tài)建筑理論指導(dǎo)下住宅建筑設(shè)計的原則

按照生態(tài)建筑理論內(nèi)容來規(guī)范化、合理化、有效化地展開住宅建筑設(shè)計，需要遵循健康舒適、節(jié)能環(huán)保、美觀實(shí)用的原則。

1.遵循健康舒適的原則。因住宅建筑設(shè)計的目的是為了給廣大居住者提供可居住的建筑物，那么滿足居住者的基本需求是非常必要的。對廣大居住者的居住需求予以了解，他們最基本的需求就是健康舒適。為此，設(shè)計人員在生態(tài)建筑理論指導(dǎo)下展開住宅建筑設(shè)計，首先就要遵循健康舒適的原則，總結(jié)性分析以往住宅建筑建設(shè)和使用實(shí)際情況，明確存在的問題，按照可持續(xù)發(fā)展理念來進(jìn)行住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計、平面設(shè)計等等，解決甲醛超標(biāo)、光照不合理、通風(fēng)不暢等問題，為廣大居住者提供優(yōu)質(zhì)的居住環(huán)境。

2.遵循節(jié)能環(huán)保的原則。基于對生態(tài)建筑理論的理解，其理論內(nèi)涵是打造生態(tài)環(huán)保型建筑物，那么在該理論指導(dǎo)下展開住宅建筑設(shè)計應(yīng)當(dāng)注重遵循節(jié)能環(huán)保原則，各個方面設(shè)計都應(yīng)盡可能地做到節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境，比如選擇環(huán)保型建材；充分利用可再生能源等等，如此既能夠保證后續(xù)所建設(shè)的住宅建筑既滿足人們的居住需求，又能夠?qū)崿F(xiàn)低排放、低消耗、低污染的目的。

3.遵循美觀的原則。美觀原則要求所設(shè)計的住宅建筑內(nèi)部和外部都能給人以美好的視覺享受?；诖?，設(shè)計人員在具體進(jìn)行住宅建筑設(shè)計之前需要通過一系列的調(diào)查和分析，掌握當(dāng)前廣大居民的審美需求，進(jìn)而巧妙地設(shè)計住宅建筑的各個部分，合理地搭配色彩、合理地選用適合造型的建材等，以便后續(xù)住宅建筑建設(shè)后能夠呈現(xiàn)優(yōu)美建筑。

（二）生態(tài)建筑的設(shè)計方法

生態(tài)建筑是在更好地滿足居民生活需求的基礎(chǔ)上，合理利用自然資源，從而實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧統(tǒng)一。生態(tài)建筑理念強(qiáng)調(diào)“以人為本”，重視人與自然的共同發(fā)展，所以在現(xiàn)代生態(tài)建筑的設(shè)計建造過程中，需要結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況與地理環(huán)境將自然資源因素引入其中。除了對具有地方特色的自然資源進(jìn)行有效利用之外，還要從文化的角度對生態(tài)建筑進(jìn)行考量。為了能夠打造生態(tài)化的住宅建筑，需要掌握并且合理地應(yīng)用生態(tài)建筑設(shè)計方法。

1.打造個性化建筑。

基于生態(tài)建筑理念來進(jìn)行建筑物設(shè)計，需要盡量保證建筑室內(nèi)能夠滿足人們的基本居住需求，比如舒適、溫馨、自然、便捷；保證建筑外部綠意盎然、生機(jī)勃勃。為了能夠最大程度地滿足不同人群的生活需求，建筑設(shè)計始終要遵循以人為本的原則，對不同群體的需求予以了解，盡可能地掌握不同年齡段生活特點(diǎn)及居住需求，以此為切入點(diǎn)來設(shè)計建筑物，勢必能夠保證建筑物自然之感，同時具有個性化特點(diǎn)，能夠讓居住者居住的更加舒心。設(shè)計人員應(yīng)注意保證建筑設(shè)計的協(xié)調(diào)性，也就是對建筑物的建設(shè)地及周邊環(huán)境予以了解，從使建筑物能夠自然融入周邊環(huán)境，尤其是能夠能夠與自然環(huán)境相融合，進(jìn)而客觀分析實(shí)際的居住需求，展開個性化的設(shè)計，將建筑物與周邊環(huán)境進(jìn)行有機(jī)融合，合理設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)及尺寸；注重充分利用現(xiàn)有的建筑資源和生態(tài)資源，通過科學(xué)的布局和合理規(guī)劃，充分利用資源，擴(kuò)大建筑空間；優(yōu)化設(shè)計建筑內(nèi)部各個區(qū)域，包括臥室、廚房、客廳、書房等，以便滿足人群個性化的生活習(xí)慣和居住習(xí)慣；建筑室內(nèi)設(shè)計則從居住者的工作需求、生活需求、審美需求等方面展開；出行設(shè)計則是從方便居住者出行和與生態(tài)環(huán)境融合的角度出發(fā)來規(guī)劃停車場位置及小區(qū)內(nèi)線路。

2.優(yōu)化設(shè)計建筑管道。

對建筑物的周邊環(huán)境和施工情況予以調(diào)查分析，近些年所落實(shí)的高層建筑或者綜合性建筑，雖然建筑功能增多，具有現(xiàn)代化特點(diǎn)，但是某些方面的設(shè)計缺乏生態(tài)化特點(diǎn)，難以使建筑物與生態(tài)環(huán)境有機(jī)融合，為居住者營造良好的室內(nèi)環(huán)境。為了能夠真正做到這一點(diǎn)，需要以生態(tài)建筑理念為基礎(chǔ)，結(jié)合以往設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，按照相關(guān)規(guī)范要求，展開住宅建筑各個方面的設(shè)計。就以建筑物管道來講，高層或者超高層建筑物管道線路敷設(shè)要求較高、管道數(shù)量較多、管道類型較多，比如給水管道、排水管道、熱力管道、燃?xì)夤艿赖鹊?，如若管道輻射不合理，那么可能會增加建筑物的危險性、可能會造成資源浪費(fèi)、可能造成環(huán)境污染等情況發(fā)生。為了避免此種情況的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)注意對建筑結(jié)構(gòu)予以明確，客觀分析建筑物需要安裝管道，按照相關(guān)規(guī)范要求來合理規(guī)劃設(shè)計管道路線，避免管道交叉或者錯位的現(xiàn)象發(fā)生，保整個建筑的生態(tài)學(xué)性能。

3.確保建筑節(jié)能高效無污染。

伴隨著我國建筑行業(yè)逐漸向生態(tài)化發(fā)展，生態(tài)建筑逐漸成為建筑工程建設(shè)的主流，越來越多的生態(tài)型建筑工程項目落地。此種情況下，為了保證所建設(shè)的住宅建筑真正具有生態(tài)化的特點(diǎn)，在具體進(jìn)行住宅建筑設(shè)計之際應(yīng)當(dāng)在生態(tài)建筑理論指導(dǎo)下良好地進(jìn)行各個部分的設(shè)計，滿足綠色生態(tài)要求，即節(jié)能、高效、無污染。這就需要設(shè)計人員所選用的建筑材料滿足節(jié)能、消耗少、無污染的要求；選用成熟且適用的施工技術(shù)，以便工程施工能夠高質(zhì)高效地展開，促使建筑工程大大標(biāo)準(zhǔn)要求，縮短施工周期、降低工程成本。

（三）生態(tài)建筑理論指導(dǎo)下住宅建筑設(shè)計

生態(tài)建筑理論指導(dǎo)下展開住宅建筑設(shè)計應(yīng)有側(cè)重性地展開，如此才能夠有效處理重要部分、合理地設(shè)計細(xì)節(jié)部分等，以便呈現(xiàn)生態(tài)化、實(shí)用化、合理化的住宅建筑。

1.建筑布局設(shè)計。

住宅建筑設(shè)計的重點(diǎn)之一是空間布局設(shè)計，如若這一方面設(shè)計存在缺陷或者不足，那么可能出現(xiàn)“熱島”現(xiàn)象，即局部熱量集中，溫度過高，其他區(qū)域溫度偏低，無法為居住者提供溫度適宜的居住環(huán)境。設(shè)計人員在生態(tài)建筑理論指導(dǎo)下展開住宅建筑設(shè)計，需要綜合考慮當(dāng)?shù)貧夂驐l件變化情況、風(fēng)向變化情況、建筑所在地周邊環(huán)境、地質(zhì)條件、觀賞性需求等等，進(jìn)而統(tǒng)籌規(guī)劃、合理設(shè)計建筑的朝向、建筑的整體高度、建筑結(jié)構(gòu)的密度等等，以便營造良好的建筑內(nèi)部環(huán)境。

2.建筑通風(fēng)設(shè)計。

對以往住宅建筑應(yīng)用實(shí)際情況加以分析，某些建筑通風(fēng)不暢，居住者為了能夠滿足基本的通風(fēng)需求，往往會安裝空調(diào)、新風(fēng)機(jī)等設(shè)備，這使得建筑物運(yùn)行能耗增加。與生態(tài)建筑理論相違背。設(shè)計人員在生態(tài)建筑理論指導(dǎo)下展開住宅建筑設(shè)計，應(yīng)當(dāng)正確認(rèn)識到通風(fēng)設(shè)計的重要性，從節(jié)能環(huán)保的角度出發(fā)，分析當(dāng)?shù)仫L(fēng)向變化特點(diǎn)及居住者需求，合理地展開建筑門窗結(jié)構(gòu)、尺寸、打開方式等方面的設(shè)計，以便建筑室內(nèi)通風(fēng)良好，能夠滿足人們夏季通風(fēng)換氣的需求；也能夠提高門窗結(jié)構(gòu)的密封性，保證冬季室內(nèi)溫度適宜。總體來講，住宅建筑通風(fēng)設(shè)計應(yīng)以自然通風(fēng)為主，設(shè)備通風(fēng)為輔，滿足人們通風(fēng)需求，又能夠有效地降低能源消耗，維護(hù)我國生態(tài)環(huán)境。

3.建筑采光設(shè)計。

生態(tài)建筑理論詳細(xì)說明了建筑采光應(yīng)充分利用自然光照，降低光照設(shè)備的應(yīng)用，以此來為居民營造舒適的居住環(huán)境，同時切實(shí)有效地節(jié)約能源。按照生態(tài)建筑理論要求，展開住宅建筑采光設(shè)計，需要設(shè)計人員注意兩點(diǎn)，即充分利用自然光源及合理遮陽，營造舒適、溫馨、自然的居住環(huán)境。為了能夠真正做到這一點(diǎn)，設(shè)計人員可以將BIM 技術(shù)、有限元分析方法應(yīng)用于建筑設(shè)計之中，將當(dāng)?shù)毓庹招畔ⅰ⒆≌ㄖ畔⒓跋嚓P(guān)規(guī)范要求錄入到BIM 軟件之中，構(gòu)建住宅建筑模型，具體分析建筑采光面積、建筑光照時間、建筑光照強(qiáng)度等，根據(jù)分析結(jié)果來具體設(shè)計可行性的建筑采光方案，比如設(shè)置落地窗及遮陽板，如此建筑內(nèi)能夠充分接受自然光，并且居住者可根據(jù)自身狀態(tài)調(diào)整遮光板，以此來滿足自身居住需求[4]。在施工過程中要堅持資源節(jié)約的理念，自然光源和普通照明燈相比可以節(jié)省80%的能源消耗，從而實(shí)現(xiàn)建筑物的綠色節(jié)能發(fā)展。關(guān)于局部風(fēng)環(huán)境的設(shè)計，設(shè)計人員應(yīng)該在優(yōu)化建筑物布局的基礎(chǔ)上考慮風(fēng)向和建筑物門窗的位置結(jié)構(gòu)，有效利用自然風(fēng)進(jìn)行通風(fēng)從而減少空調(diào)的使用頻率，推動生態(tài)環(huán)保方案在住宅中的充分利用。

4.外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計。

建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要是通過保溫材料、防水材料的選用以及建筑外墻窗體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，以此來提高建筑物保溫隔熱性能，降低滲水等不良現(xiàn)象的發(fā)生。這側(cè)面說明了建筑外圍護(hù)設(shè)計是否規(guī)范合理，直接關(guān)系到住宅建筑能否長期良好使用。為了能夠提高外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的合理性及實(shí)用性，應(yīng)當(dāng)按照生態(tài)建筑理論，慎重地選擇保溫材料和防水材料，盡可能地保證材料使用性能較強(qiáng)，同時具有環(huán)保特點(diǎn)，比如陶瓷保溫材料、巖棉材料、玻璃棉卷氈等等。又因?yàn)楫?dāng)前我國建筑防火要求較高，所以設(shè)計人員注意根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來選擇防火等級較高的保溫材料和防水材料，提高其實(shí)際應(yīng)用價值。又因?yàn)槭┕ぷ鳂I(yè)是否有序且合理地展開還會給建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的使用性能帶來一定程度的影響。需要設(shè)計人員基于建筑實(shí)際情況、外圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本情況及相關(guān)施工要求，科學(xué)合理地設(shè)計施工方案，比如說明防水材料、保溫材料鋪設(shè)施工流程及相關(guān)注意事項等。

5.植物景觀設(shè)計。

在我國大力提倡節(jié)能環(huán)保理念，意在促進(jìn)人與自然和諧共處，推動我國可持續(xù)發(fā)展的情況下，建筑行業(yè)應(yīng)基于國情，調(diào)整發(fā)展路徑，朝著生態(tài)化方向邁進(jìn)。為此，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)按照行業(yè)要求及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，積極地展開住宅建筑植物景觀設(shè)計。為了避免此方面設(shè)計形式化，應(yīng)當(dāng)以生態(tài)建筑理論為依據(jù)，結(jié)合住宅建筑的實(shí)際情況，除了科學(xué)合理地設(shè)計小區(qū)綠化之外，還要進(jìn)行微植物景觀的設(shè)計，也就是根據(jù)建筑內(nèi)部和外局空間布局情況，合理地嵌入盆栽植物，以便其能夠與居住環(huán)境相融合，增強(qiáng)居住環(huán)境的美感和清新感；還要進(jìn)行屋頂植物景觀設(shè)計，也就是根據(jù)生物學(xué)和美學(xué)相關(guān)內(nèi)容，結(jié)合屋頂實(shí)際情況及當(dāng)?shù)貧夂驐l件，選擇適宜的植物，栽種在屋頂，呈現(xiàn)具有觀賞性的植物景觀，如此不僅能夠改善空氣質(zhì)量、給人以美的體驗(yàn)，還能夠充分吸收或者緩沖雨水，降低屋頂滲漏發(fā)生概率；還要進(jìn)行外墻植物景觀設(shè)計，也就是從滿足居住者審美需求的角度出發(fā)，選擇能夠與建筑外墻相配的攀爬類植物，使之能夠覆蓋在建筑外墻上，與建筑外墻相配，給人以生機(jī)勃勃之感。

6.節(jié)能環(huán)保設(shè)計。

回顧分析我國建筑行業(yè)發(fā)展歷程，一直以來住宅建筑建設(shè)具有能源消耗嚴(yán)重、環(huán)境污染嚴(yán)重的情況，導(dǎo)致我國生態(tài)環(huán)境建設(shè)不佳。而在當(dāng)前建筑行業(yè)逐漸朝著生態(tài)化方向發(fā)展的情況下，住宅建筑建設(shè)的過程中應(yīng)當(dāng)要求設(shè)計人員嚴(yán)格依照生態(tài)建筑理論來展開節(jié)能環(huán)保設(shè)計。也就是重點(diǎn)關(guān)注當(dāng)前建筑領(lǐng)域應(yīng)用的新能源技術(shù)，基于住宅建筑實(shí)際情況，將適合的、可用的新能源技術(shù)應(yīng)用于住宅建筑之中，比如在建筑屋頂安裝太陽能熱水器，用以采集、存儲太陽能，之后將太陽能轉(zhuǎn)化為電能、熱能，從而滿足建筑供暖或者熱水應(yīng)用需求等；比如將分布式電源技術(shù)應(yīng)用于住宅建筑之中，那么用戶的余電可以再次輸入電網(wǎng)，以獲得用電補(bǔ)償；比如地?zé)崮芗夹g(shù)應(yīng)用于住宅建筑之中，那么可以通過吸收大地淺層的熱能，將其作為熱源，支持室內(nèi)供暖。住宅建筑環(huán)保設(shè)計，則需要設(shè)計人員客觀地分析以往建筑工程建設(shè)過程中存在的環(huán)境污染問題，比如噪聲污染、非環(huán)保型建材的使用等。以此為切入點(diǎn)來展開環(huán)保設(shè)計，比如盡可能地選擇環(huán)保且可以回收利用的建材來應(yīng)用；選用噪音較低的施工機(jī)械設(shè)備等等。

7.住宅噪音及污染防治。

對城市居民居住實(shí)際情況予以了解，噪音污染、廢水污染等問題的存在均使他們的生活質(zhì)量降低。為了能夠良好地設(shè)計和建設(shè)住宅建筑，滿足居住者的居住需求，提高他們的生活質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)遵循生態(tài)建筑理論的基本要求，在設(shè)計建筑物的過程中注意加強(qiáng)噪音污染、廢水污染等方面的防治。也就是相關(guān)設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)多方走訪、調(diào)查，了解居民生活中常見的污染問題及其產(chǎn)生的原因，以此為切入點(diǎn)，優(yōu)化設(shè)計建筑的過程中注意運(yùn)用科學(xué)的手段來規(guī)避污染，比如選用隔音較強(qiáng)的玻璃、室內(nèi)植物設(shè)計等等，降低污染，為居住者營造良好的居住環(huán)境。

結(jié)束語：

現(xiàn)代化的今天，國民健康意識增強(qiáng)，他們對居住環(huán)境提出更高的要求，比如要保證居住環(huán)境溫馨舒適、清新自然、心曠神怡。這就使得按照以往設(shè)計理念來進(jìn)行住宅建筑設(shè)計越來越不可行。需要設(shè)計人員能夠深入地學(xué)習(xí)生態(tài)建筑理論，更新設(shè)計理念，從可持續(xù)發(fā)展的視角出發(fā)，科學(xué)合理地設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)布局、建筑通風(fēng)、建筑采光、建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)等，以便住宅建筑既能夠滿足居住者的居住需求，還能夠節(jié)能環(huán)保。