淺談生態建筑設計方法

【摘 要】中國建筑業正由數量型向質量型轉變，可持續發展的生態建筑設計已成為建筑設計的熱點問題之一。本文從"建筑利用資源的設計原則入手，具體探討了生態建筑規劃設計方法和生態建筑高效無污染的設計方法，希望得到同行的認同。

【關鍵詞】建筑設計；生態建筑；高效設計

引言

生態建筑是隨著人類對賴以生存的自然界，不斷瀕臨失衡的危險現狀所尋求的理智戰略與策略，中國建筑業正由數量型向質量型轉變，可持續發展的生態建筑設計已成為建筑設計的熱點問題之一。隨著時代的發展，我們應該重新審視建筑業在建造和使用過程中的消費方式及其生態意義。高能耗、高污染的傳統生產模式已經不適合社會的發展，生態建筑作為當今建筑設計的方向已收到全世界的關注。

下文中，筆者就根據自己幾年的設計經驗，對可持續發展的生態建筑設計做出探討。

1 我國建筑設計發展面臨的問題分析

1.1 水環境質量總體上沒有質的改善，城郊眾多小河支汊仍有黑臭象現象存在，西湖富營養化依舊嚴重，城市飲用水源安全存在隱患。

1.2 城市環境空氣質量基本達到二級標準，但西湖風景區一級標準的達標率不高。汽車尾氣污染影響日漸明顯，局部地段工藝廢氣污染擾民現象仍比較嚴重。

1.3 聲環境問題特別是建筑施工噪聲和社會生活噪聲仍是居民投訴的熱點，由于交通道路系統不夠完善，道路交通噪聲仍居高不下。

1.4 城市生態系統和結構功能布局不盡合理，舊城區人口密度與建筑密度過大，土地開發強度過大，老城區綠化覆蓋率低，舊城居住適宜性差。

1.5 老污染如養殖污染和農業面源污染控制還沒有效解決，新的環境問題如放射性、電磁輻射和光污染等對居民生活的影響逐漸明顯。

1.6 區域生態環境建設工作和改善城市人居環境的生態工程相對滯后，特殊資源如濕地的保護工作比較薄弱，生態監測體系亟待建立完善。

基于以上建筑設計所面臨的問題，生態建筑設計方法已經越來越受到重視，值得研究探討。

2 生態建筑設計方法探討

2.1 生態建筑規劃設計方法

2.1.1 有關復雜地形建筑設計方法

建筑的規劃設計和建造中，常會遇到復雜地形、地貌的處理，傳統的設計方往往是將復雜的地面推平，將其變成平坦的表面再進行設計。

傳統的做法不僅使用的人手多，而且任務重，不是理想的設計辦法，生態建筑的設計方法更提倡充分尊重基地的地形地貌的特征，在深入研究地形、地貌的基礎上，設計出的建筑物對基地的影響降至最小。

2.1.2 重視現狀植被利用率

長久以來，城市與建筑物的建設中，綠化植物都是當作點綴物，總是先砍樹、后建房、再配置綠化這種事倍功半的做法。生態學知識告訴我們，原生或次生地方植被破壞后恢復起來很困難，需要消耗更多資源和人工維護。因此，某種程度上，保護比新植綠化意義更大。尤其古木名樹是基地生態系統的重要組成部分，應盡可能將它們組織到居住區生態環境的建設中去。

2.1.3 水文特征方面的設計方法

溪流、河道、湖泊等環境因素都具有良好的生態意義和景觀價值。建筑環境設計應很好的結合水文特征，盡量減少對環境原有自然排水的干擾，努力達到節約用水、控制徑流、補充地下水、促進水循環并創造良好的小氣候環境的目的。

2.1.4 保護土壤資源為原則

在進行建筑環境的基地處理時，要發揮表層土壤資源的作用。表層土壤是經過漫長的地球生物化學過程形成的適于生命生存的表層土，是植物生長所需養分的載體和微生物的生存環境。

建筑環境建設中的挖填土方、整平、鋪裝、建筑和徑流侵蝕都會破壞或改變寶貴的表層土，因此，在這些過程之前，應將填挖區和建筑鋪裝的表土剝離、貯存、在建筑建成后，再清除建筑垃圾，回填優質表土，以利于地段生態環境的維護。

2.2 生態建筑高效無污染的設計方法

2.2.1 生態建筑的能量利用

目前應用于生態建筑中的可再生能源有太陽能、風能、地熱能等。其中以太陽能和風能的利用最為廣泛技術也最為成熟。

（1）太陽能利用

太陽的輻射能量可直接進入居室或把熱量貯存于其他領域散放或備用，利用各種建筑材料有不同的傳導性能，吸收、貯存熱量的性能而使空氣增溫，這是一種無廢無污、可持續利用的生態方法。

比如：特朗伯集熱墻、水墻是被動式太陽能建筑中重要的兩種類型。

特朗伯集熱墻是一種依靠墻體獨特的構造設計，無機械動力、無傳統能源消耗、僅僅依靠被動式收集太陽能為建筑供暖的集熱墻體。其工作原理如圖1所示，由于篇幅有限，筆者不在這里贅述。

圖1 特朗伯墻在夏季節白天、夜晚的工作原理

（2）風能利用

生態建筑除利用風壓來形成自然通風外，還可利用風力來發電。風力發電系統可以集中布置，也可分散使用。集中式的風力發電系統，以建筑群或小區為單位，在小區的上風處設立風車組，既豐富了小區的景觀，又為小區提供了能源供應。隨著生態建筑的發展，風能利用設備應可設置在建筑中，直接利用風能為建筑物提供能源，尤其在偏遠的山區，綜合利用風能，有更重要的意義。

另外，生態建筑還應特別重視生態建材的選擇，筆者以為，主要可以從以下幾個方面考慮：

①選用持久耐用的材料。由于制造業，尤其是建材產業通常是能源密集型產業，所以那些可以使用更長時間的材料或只需較少維護即可正常運行的設備對于能源節約是非常有幫助的；而且，耐久性好的材料同時也能減少固體垃圾的產生量（似乎不必擔心建材生產者會因此而無法“可持續發展”）。此外，材料或產品的耐久性對于室內空氣質量也是重要的因素。一般來說，耐久性越好的材料，導致的室內污染越少。

②選用無須再加工的建筑材料。處理越細致和制造過程越復雜的產品和材料通常要在生產過程中消耗更多無論在什么情況下都應該選擇再（如油漆、再加工、防水防火處理等）較少的建筑材料或者選用那些對其的維護只產生最小環境影響的材料。

③選擇內含能量低的材料。加工的能源，只要耐久性和形象能夠得到保證，就盡可能地選用內含能量低的原材料。

④盡可能使用由再生原料制成的材料。由再生原料制成的建材產品可以減少固態垃圾以及制造業里的能量消耗。并且節省自然資源，其好處是顯而易見的。

⑤積極利用可循環使用的建筑構件和材料。這樣做可以減少垃圾掩埋的壓力和節省自然資源。但是應該注意檢測這些材料的安全，同時避免使用舊的玻璃或潔具，因為它們可能會影響能量效率或用水效率。

對于建筑師來說，在設計生態建筑時應選擇恰當的建筑材料，比如生態建材來增加建筑的節能效果，直接或間接的減少對環境的污染；靈活利用廢棄的建筑材料進一步節約資源，減少消耗。

結論

生態建筑的設計，沒有簡單的方法，也沒有一個萬能的公式，建筑師應當主動承擔自己在生態保護方面的責任，在自己思想意識中樹立起生態的觀念，借鑒國外生態建筑創作的成功經驗，努力探索建筑生態化的設計方法，通過不斷實踐，為我國建筑業生態化與可持續性發展的進程做出自己的貢獻。

參考文獻：

[1]布賴恩#8226;愛德華茲，周玉鵬等譯，可持續性建筑，中國建筑工業出版社，2003.6

[2]荊其敏、張麗安，生態的城市與建筑，中國建筑工業出版社，2005.5

[3]王祥榮，生態建設論——中外城市生態建設比較分析，東南大學出版社，2004.8