生態建筑設計原理及設計方法研究

夏仁歡 盛虹

摘要：生態建筑作為當今的建筑主題方興未艾。近年來，“生態建筑運動”，“綠色建筑”，“可持續發展的建筑設計”等概念在建筑界不僅成為一種時尚，而且確實已成為建筑學科發展的前沿，也是人類智力和文明的升華。本文在介紹生態建筑理念的基礎上，主要介紹了生態建筑設計的原理以及設計方法。

關鍵詞：生態建筑；設計原理；設計方法

引言

我國的建筑具有十分悠久的歷史以及自己獨特的文化。當前，建筑業隨著社會的進步而不斷發展，傳統建筑也在向現代建筑發展。生態建筑就是社會發展的產物，是建筑業在21世紀的發展的趨向。現代生態建筑產生于上個世紀的歐洲，到現在已經有了幾十年的歷史。然而對我國來說，生態建筑到現在約有十余年的歷史，完全是一種新興的產物。所以生態建筑在中國的發展也決定了中國建筑的未來。

1、生態建筑設計的基本原則

生態建筑主要是把生態學的概念和建筑學進行結合，這樣話就可以實現建筑的可持續發展，建筑以及社會的和諧發展。所以，如果要切實的理解生態建筑就要知道生態學的基本理念以及原則。生物學家依據生態原則以及原理作出了大量的研究，也總結出生態學的一些基本原則，主要包括的生態學一般的原則有：整體原則、循環再生原則、相生相克原則、反饋平衡原則、層次升遷原則以及自我調節的原則。

生態建筑主要是把生態學的這些基本原則同建筑學之間進行結合起來，將生態學的基本原則變為建筑學的理論依據。使生態學原則以及建筑學結合起來有效實現人同自然之間的協調發展，使建筑以及環境和諧地變為一個有機整體。通過生態學以及建筑學結合而成的生態建筑同之前的建筑具有較大的不同，進而有自己觀點的形成。

生態建筑有著較強的系統觀念和整體意識。建筑是給人類社會發展服務的，是人類居住區體系的一個重要組成部分，這就決定了建筑不僅僅是一個單純的建筑體，它關系到同居住相關的組成部分，也是一個復雜并且龐大的建筑體系。在此體系之中，建筑的經濟屬性、社會屬性、人文屬性以及其空間屬性可以有機結合起來，較好地實現生態建筑的可持續發展以及長久使用。

生態建筑具有較強的靈活性以及能源利用的高效性。生態建筑的生態學特征則是要求生態建筑同環境之間協調地結合起來，如此就決定著生態建筑應該同周圍環境的變化而變化。在社會發展的推動之下，人們的需要也在有一定的變化，對于建筑的功能也有較新的要求，那么決定著生態建筑的功能隨之而變化。生態建筑的背景則是能源以及資源危機，這一特征就決定了生態建筑要能高效的利用能源也可以實現能源的清潔使用[1]。

2、生態建筑的設計方法

生態建筑的設計方法，沒有一個統一的模式，也沒有簡單的方法。因此，就需要建筑師主動承擔自己在生態保護方面的責任，努力探索建筑生態化的設計方法，借鑒國外生態建筑創作的成功經驗，在自己思想意識中樹立起生態的觀念，不斷實踐，為我國可持續性發展與建筑業生態化的進程做出自己的貢獻。本文主要就生態建筑的原則進行設計。

2.1、整體設計方法

要掌握好生態建筑的設計方法，應該從整體上，全面的看待生態建筑設計中遇到的任何一個問題。它的整體設計方法一般包括有：建筑與自然環境共生；建筑與社會環境共生。

設計較好的生態建筑，第一應慎重選擇建筑所處的地段，讓它處在生態環境良好的區域，較為明顯的是，較好的生態環境，便是人類的身心健康。建筑的建造應該盡量少地破壞以及對自然環境產生干擾，需要通過建造來彌補已經造成的不平衡及破壞[2]。所以，對于已確定的基地，還需要遵循一定的原則，即有價值的生態要素盡最大可能保留和尊重，保持其原有的完整性。

此外，設計師應當注意以下的是：尊重地形、地貌,保護現狀植被,同水文特征結合,確保土地資源。建筑同社會環境共生的設計方法,主要在建筑的全壽命過程中應該實現：保存好古建筑，繼承以及發展傳統街區景觀；地域同城市的景觀特色要繼承以及保護好，城市的新景觀應該積極創造；適度使用城市交通、土地、能源；居民之前的生活方式應該保持，地方傳統的生產技術以及施工技術要繼承；確保城市的恒久活力以及魅力；使得居民參與建筑設計同街區更新等等[3]。

2.2、高效無污染的設計方法

高效無污染的設計方法一般包括有方面：生態建筑的能量利用；生態建筑的材料選擇；生態建筑的構造[4]。

2.2.1資源的利用

前者包括天然氣、石油、煤炭等等。其后者主要包括有如風能、太陽能、地熱、核聚變、潮汐等等能源。應該充分發揮以及使用可再生能源則是對生態建筑對能量使用的方法之一。我國的建筑之中需要的能源一般是熱能以及電能，熱能主要是做飯需要的天然氣、石油液化氣或煤氣以及采暖需要的暖氣，電能則是市政線路供電。

當前使用到生態建筑之中的可再生能源有地熱能、風能、太陽能等等，在這之中以太陽能的利用最為廣泛，技術也是十分成熟的。

2.2.2、資源的循環使用

設計之中要有合理并且科學有效的通風、空調以及供熱系統；在進行建筑外表面設計之時要求考慮到結合圍護結構的熱效率；電氣負荷、器具設備以及照明也需要從節能方面來考慮，制作最優的設計；合理的開發新的能源，種種再生能源應該充分、有效地利用起來，科學合理的處理建筑生活垃圾；提供新鮮的空氣，要盡量減少微生物生長的機會，減少建筑中的建筑材料中易揮發的現象，創造易于接近公共和日光適宜環境。此外，應該考慮到室內清潔材料以及空間維修揮發的化學成分對于人體的影響；應該盡量減少建筑垃圾，建筑構造使用帶有可循環材料（如鋁鋼材料等）或者是可循環的產品，考慮建筑設備以及建筑構件的再利用；建筑地面、屋頂、門窗應該進行絕熱的處理；來給建筑物主人使用可循環設施提供一定的便利，通過中水的再節水以及利用裝置來將生活污水降低；較多的使用建筑通風節能、采暖節能、照明節能、制冷節能等等建筑節能技術。

2.3、靈活多適的設計方法

使用適合變化的設計策略，則是科學合理的選擇生態建筑的材料。建筑材料主要的選擇是生態建筑設計之中十分重要的一個環節。可持續發展的目標增大了建筑材料選擇、使用的難度以及深度，因為同建筑材料有關的任何一個環節，比如說取材、生產加工、分配、維護、拆除或者是廢物處理等等都同能源以及環境之間有密切的關系。可以通過減少材料的使用量；使用綠色的替代產品；改進材料生產技術；減少生產材料的污染過程；對于材料的再循環使用；將建材作為基礎，減少房屋系統的能量消耗等等措施滿足工程的要求。

2.4、清潔能源應用

生態建筑可以合理有效使用新能源材料，提升對于有限資源使用功效，減少對能源使用以及能源消耗之中對于環境的影響，可以較好的表現出建筑設計之中的可持續發展的原則，也是生態系統較之傳統建筑的優勢。目前，生態建筑之中可以使用到的清潔能源主要包括有生物能、地熱能、風能、太陽能，在這之中使用較為廣泛、種類最豐富的太陽能技術。對這一能源技術的具體實踐之中，使用建筑之外的蓄熱板構建起太陽能小型系統，這個系統性質主要為由蓄熱設備、空氣導管、集熱板共同構成的玻璃盒子，這個盒子之中包含的集熱板可以實現能源的轉化，將太陽能轉變為熱能，風扇可以充當驅動系統對于空氣進行加熱，接著使用空氣導氣管對于收集到的熱能進行傳送，傳送到建筑的內部之后再完成熱量的存儲。此外，使用空氣集熱板也可以形成太陽能系統，其操作原理則是：把集熱板的熱量向空氣供熱體系進行傳輸，也是吸納對于供熱系統熱能的補充，在短時間之內可以積累熱能，提高太陽能技術的使用效率。

3、結語

在資源快速消耗、環境惡化的當下，建筑行業應該重視生態建筑的設計，不斷加強建筑設計的生態化研究，重視建筑節能，以期達到減小對生態環境的破壞，提高人們的生存以及居住的品質。

參考文獻：[1]劉強.生態建筑設計原理及設計方法研究[J].現代園藝,2012,10:149.

[2]江夢曾.生態建筑設計原理及設計方法研究[J].科技風,2009,21:233.

[3]朱賢寶.生態建筑設計原理及設計方法研究[J].中華民居(下旬刊),2013,09:79-80.

[4]張麗君,袁逸倩.生態建筑設計方法初探[J].天津建設科技,2002,04:38-40.