生態(tài)建筑學在建筑設計中的應用

【摘要】隨著生態(tài)建筑理念的形成和發(fā)展，建筑設計領域也逐漸重視生態(tài)環(huán)境保護，這也是建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路。為了提高生態(tài)建筑設計的效果，建筑設計師需要遵循可持續(xù)發(fā)展原則、以人為本原則、品質(zhì)至上原則和科學合理化原則，探索生態(tài)建筑設計的有效應用策略，提升生態(tài)建筑設計效果。結(jié)合當前我國建筑設計的發(fā)展方向，對綠色建筑設計理念在建筑設計中整合與運用的原則與策略進行詳細分析，為我國綠色建筑設計事業(yè)貢獻微薄力量。

【關鍵詞】生態(tài)建筑學;建筑設計;應用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.06.

引言：

隨著國民經(jīng)濟的不斷提高和物質(zhì)生活條件的不斷提高，對房屋建筑設計提出了更高的要求。近年來，將生態(tài)意識融入建筑設計越來越受到重視。這不僅代表了人們對生態(tài)破壞的認識和對生態(tài)破壞的補償，也表明建筑設計順應時代的發(fā)展提出了更高的要求，因為居住空間的大小已經(jīng)關系到人文關懷、舒適度和宜居性。

1、建筑節(jié)能設計的影響因素和涉及問題

1.1 影響因素

實際開展節(jié)能設計的過程中，諸多因素制約了節(jié)能設計的運用開展，包括工作人員的專業(yè)技能、新能源的使用技術、投入成本等，這些因素在設計中都起著至關重要的作用。首先，我國建筑行業(yè)引入節(jié)能設計理念的實戰(zhàn)經(jīng)驗少，專業(yè)人員不足，大部分設計工作人員沒有參加過專業(yè)培訓，制約了節(jié)能設計的有效投入運用。其次，新能源的使用直接關乎到建筑對環(huán)境的影響程度?，F(xiàn)在使用的多為太陽能、風能等部分可再生資源。除此之外，建筑成本也是制約民用建筑的另一重要因素。

1.2 涉及問題

在使用建筑過程中，大量的能源被耗費，給環(huán)境帶來沉重負擔。隨著人們環(huán)保意識的日漸提升，大家對建筑的安全要求也逐漸提高。為了達到這一高質(zhì)量水平，建筑行業(yè)需要耗費資源開展安全保證工作，從而也造成了大量的建筑能耗。另外，因為我國對節(jié)能環(huán)保理念提倡得較晚，致使建筑節(jié)能方式相較于其他國家存在一定差距。例如，在民用建筑物的供暖方面，集中供暖仍然是最主要的取暖途徑，而這種供暖方式是采用煤炭和天然氣供暖。因為煤炭在使用過程中常常發(fā)生燃燒不完全的情況，所以造成了煤炭資源的浪費問題。近年來，大量的供暖能源由煤炭轉(zhuǎn)換為天然氣，大氣污染有所緩解，但能耗依舊很高。只有解決建筑節(jié)能方式落后的問題，提高能源的有效利用率，才能推動建筑節(jié)能設計的使用以及發(fā)展。

2、生態(tài)建筑設計的必要性

生態(tài)建筑設計是改善生態(tài)環(huán)境的重要手段。隨著城市化進程的不斷加快，人們賴以生存的生態(tài)環(huán)境逐漸被破壞，生態(tài)建筑學和生態(tài)建筑也逐漸引起了人們的關注。生態(tài)建筑學是指依托現(xiàn)代化技術對建筑物進行生態(tài)化設計，從而使建筑物的植被、陽光、排水和通風能夠更加合理化，實現(xiàn)建筑物的自然調(diào)節(jié)，為居住者打造更加宜人的居住環(huán)境。生態(tài)建筑對相關工作人員的綜合素質(zhì)水平要求較高，只有通過多學科知識的交叉和融合，才能保證生態(tài)建筑設計的科學性。發(fā)達國家很早就認識到生態(tài)建筑研究的重要性，并且積極開展相關研究工作，形成了很多優(yōu)秀的理念和方法。與發(fā)達國家相比，我國的生態(tài)建筑研究領域還存在一些不足，相關部門應該借鑒發(fā)達國家先進的理念，并且結(jié)合我國實際情況，樹立科學的生態(tài)建筑理念。生態(tài)建筑不僅能夠改善生態(tài)環(huán)境，還具有經(jīng)濟回報率高、使用壽命長、技術要求高等特點。為了使建筑物在生態(tài)和功能上達到統(tǒng)一，相關部門應該做好監(jiān)督管理工作，提高施工技術水平，積極采用節(jié)能環(huán)保材料，拓展生態(tài)建筑設計思路。此外，相關部門在生態(tài)建筑設計工作中，還應該因地制宜，綜合分析水土、溫度、濕度、地形等因素，制訂合理的設計方案，選擇合適的搭建技術，保證生態(tài)建筑的實用性和生態(tài)性。因此，生態(tài)建筑設計具有至關重要的作用。

3、綠色建筑設計理念在建筑設計中的整合與運用原則

3.1 人本性

建筑工程建設的主要目的便是滿足人們的居住需求，在開展建筑物設計的過程中，設計者必須要嚴格遵循美學規(guī)律、心理學規(guī)則、風水學理念，對工程建筑的各項因素開展細化分析，以便切實有效地滿足廣大用戶的居住需求，為用戶營造出舒適、健康、自然的居住空間?；诰G色建筑設計理念開展建筑設計，必須要貫徹以人為本的原則，做好建筑工程人性化設計，切實滿足“人本性”要求。工程設計師應該有針對性地開展設計，結(jié)合當?shù)厍闆r，科學進行調(diào)研，選擇契合本地人們生活方式的建筑設計方案，就地取材，減少建材運輸成本，在保障建筑應用水平的同時，減少工程造價，滿足廣大用戶們的居住需求。

3.2環(huán)保性

在工程建設的過程中會應用到大量的能源、材料，并且會產(chǎn)生相對較多的建筑垃圾，若這些建筑垃圾無法第一時間進行高效處理，那么則會造成嚴重的環(huán)境污染。在我國社會環(huán)境日漸進步的當下，人們更加注重環(huán)境保護工作。為了滿足社會對綠色建筑的需求，建筑工程設計者必須要在綠色建筑設計理念應用時，全面貫徹環(huán)保性，在工程設計各個環(huán)節(jié)進行環(huán)保性設計，切實有效地減少能源、建筑材料浪費問題，堅持節(jié)能環(huán)保，實現(xiàn)工程與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，切實減少不必要的浪費，提升資源利用效率。

3.3地域性

建筑工程設計必須要考慮到地域性特點，結(jié)合工程建設當?shù)氐臍夂驐l件、水文條件，做好各個環(huán)節(jié)的建筑設計內(nèi)容，充分考慮該地區(qū)是否適宜人們居住，更好地穩(wěn)步推進建筑工程設計。我國地大物博，不同地區(qū)的氣候環(huán)境、地質(zhì)水文都存在差異，所以在進行工程設計之前，應該充分對當?shù)氐乃?、氣候、地質(zhì)環(huán)境、土壤情況等各項內(nèi)容進行規(guī)劃設計?？紤]好地域地理特點，為建筑設計工作奠定基礎。

4、生態(tài)建筑學在建筑設計中的應用

4.1 朝向設計

朝向設計是生態(tài)建筑設計中的重要組成部分，而建筑物所在的經(jīng)緯度和太陽直射角度會影響朝向設計工作。因此，生態(tài)建筑設計人員應該進行精密數(shù)據(jù)計算，確保建筑物朝向設計的合理性?？茖W的朝向設計能夠提高建筑物內(nèi)的光照程度，從而減少空調(diào)及電燈的使用，在一定程度上達到了節(jié)能減排的目的。與此同時，合理的朝向還能夠保證室內(nèi)空氣流通，加速衣物風干的速度，從而減少了烘干設備的使用，節(jié)約了電能。在進行朝向設計時，生態(tài)建筑設計人員應該詳細調(diào)查建筑物的周邊環(huán)境，精確測量建筑物之間的距離，確保建筑物室內(nèi)每個房間的采光需求都能夠得到滿足。例如，為了提高建筑物的光能和風能的利用率，生態(tài)建筑設計人員可以增加豎向的遮陽格柵欄，或者增大窗戶面積，以提高居住舒適性，實現(xiàn)節(jié)能減排目標。gzslib202204031421

4.2完成建筑物的整體布局設計

節(jié)能設計需要融入到整體的建筑設計中去，這樣才可以實現(xiàn)整體的建筑節(jié)能設計布局。設計人員在進行民用建筑外部環(huán)境設計時，需要盡可能地利用當?shù)氐沫h(huán)境優(yōu)勢，比如在透風且光照充足的地方建設建筑物，這樣可以充分利用太陽能、風能等可再生資源，從而減少建筑內(nèi)部的電能使用，達到節(jié)能的效果。因此，設計人員必須認真勘查建筑物所在地的氣候條件，清晰掌握當?shù)氐墓庹?、通風情況，只有這樣，才可以最大程度地利用自然資源，合理實現(xiàn)建筑節(jié)能環(huán)保的目標。除了可以通過自然資源開展節(jié)能設計之外，設計人員還可以通過合理節(jié)省土地使用來達到節(jié)能的目標。例如，采取科學方式縮減建筑物間的距離可以起到節(jié)約土地使用面積的方式，提升土地資源的利用率，同時保證建筑物的質(zhì)量。與此同時，在開展建筑物內(nèi)部空間設計時，可以充分利用地下空間面積，比如將機房、超市、儲藏室等都布局在地下，這樣可以提升建筑物的內(nèi)部空間使用率。另外，居住用房可以考慮設計全開放式的客廳、廚房，這樣在提升居住房屋的使用空間的同時，內(nèi)部通風和采光效果也得到了提升。

4.3合理使用水資源和冷暖資源

在人們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫降闹T多資源里，水資源是十分關鍵的一項資源。因此，在進行民用建筑設計過程中，設計人員需用針對水資源進行科學合理的節(jié)能設計，盡可能減少水資源的浪費。例如，設計人員可以在進行節(jié)能設計時，將污水回收系統(tǒng)融入到建筑設計里，將生活污水、廢水統(tǒng)一收集起來，采取污水凈化措施，從而實現(xiàn)污水廢水再利用。除此之外，設計人員還可以考慮增加人工濕地的設計，將生活污水排放到人工濕地，不僅解決了污水處理問題，也為城市增加了一片綠植，保護了當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。設計人員在充分利用水資源的同時，還需要綜合考慮冷暖資源的科學合理使用。由于現(xiàn)在居民大多采取冷暖空調(diào)進行溫度調(diào)節(jié)，通常是白天晚上都在使用空調(diào)，這在一定程度上造成了電能資源的耗費。所以，設計人員可以在進行節(jié)能設計時，將建筑智能化使用引入到設計方案中，實現(xiàn)智能化控制建筑內(nèi)部問題，保持室溫穩(wěn)定在適宜溫度狀態(tài)。

4.4建筑水資源循環(huán)設計

建筑在使用過程當中，對于水的消耗量也是極其巨大的，但地球的水資源有限，而且其自然循環(huán)過程較慢，所以在綠色理念下，必須要控制和減少建筑對水資源的消耗，為此可以進行建筑水資源循環(huán)設計。例如，可以設計專門的雨水回收利用系統(tǒng)、中水系統(tǒng)，使用節(jié)水器具、設備，對雨水、廢水進行收集、處理，然后再用于植物澆灌等二次使用，避免對水資源的過度消耗、浪費。

4.5合理應用各類綠色建筑材料

綠色理念下的建筑設計，不僅要考慮建筑在使用過程當中的節(jié)能，同時還要考慮建筑在建設、施工過程當中，對于環(huán)境的保護，為此合理應用各類綠色建筑材料就顯得尤為必要。不論是在生產(chǎn)過程當中，還是在施工乃至后期的使用過程當中，傳統(tǒng)建筑材料都存在較大的環(huán)境污染問題，而且對建筑能源的消耗量較大，顯然這是并不符合綠色、環(huán)保要求的。因此在當前的綠色理念建筑設計下，應當規(guī)避這樣的情況，加強對新式綠色材料的使用，以此減少建筑可能對環(huán)境造成的破壞，降低能源消耗。目前不論是墻體建設、玻璃、管材以及水泥等，都有相應的綠色建筑材料可供選擇，其在性能上滿足建筑建設的需求，并且在生產(chǎn)中、施工中可能帶來的環(huán)境污染更少，建成后的建筑能耗也會明顯的減少。

4.6尊重個性，因地制宜

所謂的因地制宜就是要依托自然環(huán)境，在考慮到當?shù)氐沫h(huán)境因素基礎上進行建筑設計，這樣的設計方式能夠減少環(huán)境的破壞，還能夠讓環(huán)境更好地為人們服務。也正因如此，建筑項目建設前，相關單位需熟知建設地和周遭自然環(huán)境，充分發(fā)揮自然環(huán)境的優(yōu)勢基礎上，確保項目建設質(zhì)量。例如，旅游業(yè)周圍的建筑既能夠充分利用生態(tài)環(huán)境，獲取更多的經(jīng)濟收益和社會收益，還能夠大大降低人們生活給景區(qū)帶來的負面作用。此外，大功率使用能源功能性建筑設計也要遵循因地制宜原則。把這類建筑的建設地選在資源儲備量、種類較為豐富的區(qū)域，使用風能等可再生能源，充分發(fā)揮了生態(tài)建筑的優(yōu)勢?？墒俏覀儽仨氉⒁獾?，高污染化工類建筑需將建筑地選在離人群、水源、自然資源較遠的區(qū)域，以降低污染給環(huán)境造成的不利影響，且生產(chǎn)期間需做好排放物的處理工作，排放物經(jīng)處理滿足排放要求后才能排放?？傮w來說，項目施工期間需要考慮到項目特征和環(huán)境因素，遵循因地制宜這一原則，以實現(xiàn)建筑和生態(tài)環(huán)境的共贏，促使二者能夠良性發(fā)展。

4.7屋面的節(jié)能設計

屋面的節(jié)能設計是建筑物整體節(jié)能設計非常重要的一個環(huán)節(jié)。以往開展的屋面節(jié)能設計，通常是在屋面上安裝一層保溫層。而采用的施工材料多為吸水性能差的防水材料，起到防滲漏的作用。這種保溫材料因其密度小、設計簡單，從而得到廣泛使用，但是這種材料也存在弊端。保溫層材料的質(zhì)量受其厚度制約，材料保溫效果好，則其厚度就越大，耗費成本就越多。但是采用屋面綠化的節(jié)能設計方式，通過綠化起到降低熱島效應，實現(xiàn)屋面隔熱保溫的作用，從而不僅解決了居民的保溫要求，還能夠增加城市綠化面積，降低建筑成本開支。

4.8外門窗節(jié)能設計

在建筑能耗耗損中，外門窗屬于能耗損失最多的位置，在整體能耗散失中占據(jù)了很大的比例。因此，設計人員在進行該部位設計時，需要在確保外門窗的功能基礎上，較大程度地降低外門窗的開口面積，以達到降低能耗的效果。由于目前并未設置統(tǒng)一的外門窗節(jié)能材料選擇標準，所以設計人員需要結(jié)合建筑物當?shù)貧夂蚯闆r確定適宜的建筑材料。例如，北方氣候偏冷，外門窗材料選擇時多采用塑鋼材料門窗，這種材料能夠規(guī)避金屬窗的冷橋現(xiàn)象發(fā)生。如果建筑物位于四季氣候較為顯著的地區(qū)，那么在選擇材料時，多推薦使用鍍膜玻璃和中空玻璃，這兩種材料能夠適應四季冷熱交替的氣候條件?？傮w來說，設計人員在進行外門窗節(jié)能設計過程中，需要綜合多種因素考慮，選擇適宜的外門窗材料進行建筑設計，既能滿足居住使用需求，也起到節(jié)能環(huán)保的目的。gzslib202204031421

4.9建筑智能化、數(shù)字化設計

在實踐中，無論是簡單的建筑結(jié)構(gòu)形式還是復雜的建筑結(jié)構(gòu)形式，面對當前日益增長的市場需求，整體設計難度在不斷增大。在應對復雜設計時，滿足低碳設計理念，要積極利用計算機信息技術、BIM技術等新興數(shù)字技術的優(yōu)勢，通過構(gòu)建智能設計框架系統(tǒng)，以建設項目為目標，對設計方案和建筑信息模型進行直觀展示，便于設計師調(diào)查和對比分析設計方案，探討方案是否符合低碳建筑的價值。建筑智能化設計可以從樓宇控制系統(tǒng)入手，進行節(jié)能減排，這對低碳理念在實際項目中的應用具有很高的借鑒價值，設計單位應該從資金和技術人才等方面給予有效支持。

4.10合理使用再生資源和新能源

節(jié)能設計的核心是科學合理地運用新能源和可再生資源，實現(xiàn)建筑物節(jié)能環(huán)保的效果。因此，設計人員需要結(jié)合建筑物所在地的自然環(huán)境情況，將可以使用的資源充分運用到建筑設計中去，不僅需要將普遍使用的太陽能、風能等充分利用起來，還需要考慮其他的節(jié)能資源，如潮汐能等等。新能源是建筑節(jié)能設計中至關重要的構(gòu)成內(nèi)容，太陽能和風能當前已普遍應用于建筑中。例如，太陽能可以提供加熱供暖，建筑內(nèi)的洗浴熱水供應大部分都是由太陽能提供的。而風可以代替煤炭用于電力供應，從而起到節(jié)省資源保護環(huán)境的作用。另外，一些新能源也已經(jīng)用于建筑節(jié)能設計中。作為綠色環(huán)保的新型能源，一方面可以降低建筑內(nèi)部的污染程度，從而有利于維護居民的身體健康。另一方面新能源的投入使用，一定程度上緩解了可再生資源的供應緊張狀況，從而推動了節(jié)能設計在建筑設計中的使用開展，也進一步提高了人們的環(huán)保節(jié)能意識。通過在建筑設計過程中引入可再生資源和新能源，也為居民創(chuàng)造了節(jié)能環(huán)保的舒適居住環(huán)境[4]。

結(jié)束語：

人們隨著生活水平的提升，生態(tài)意識越來越強烈，人們的思想隨著社會的發(fā)展而改變，這樣的轉(zhuǎn)變展現(xiàn)在眾多方面。以后的世界只會越發(fā)重視生態(tài)和環(huán)保，為實現(xiàn)人和自然和諧相處可持續(xù)發(fā)展這一目標，建筑設計也要加大節(jié)能減排、環(huán)境保護、生態(tài)和諧的力度，從而在一定程度上提升人們的生活水平，使房屋建筑更適宜人們的居住。設計人員在開展建筑節(jié)能設計過程中，需要綜合建筑物所在地的氣候、環(huán)境、人文風俗習慣等多方面進行考慮分析，安排好節(jié)能環(huán)保需求的建筑材料、建筑布局設計以及可再生資源、新能源等的利用，在實際運用中真正實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。

參考文獻：

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