綠色生態建筑設計原則與設計要點分析

【摘要】綠色生態建筑是指以可持續發展觀規劃的建筑，內容包括從建筑材料、建筑物、城市區域規模大小等， 以及與它們有關的功能性、經濟性、社會文化和生態因素，它注重以人為本和可持續發展， 目的就是建造一個滿足人類居住的室內環境，生態建筑不僅包括適合的溫濕度、通風換氣效率、噪音、自然光、空氣品質等物理量， 同時還包括建筑布局、環境色彩、照明、空間利用、使用材料及工作的滿意度和良好的人際關系等主觀性心理因素， 最終目標是節約能源， 科學有效地利用資源。

【關鍵詞】綠色；生態；建筑；設計；要點

一、綠色生態建筑設計基本原理

1、場地設計

可持續設計的目的之一，就是將場地給建筑帶來的不良影響最小化，以及最充分地利用場地。在高密度的城市中，如何有效地利用現有場地合理規劃、安排交通成為場地設計的關鍵。此外，運用綠化設計保持自然降水，營造局部小環境也是場地設計的重要因素。

2、水資源的合理利用

保護水資源是每一個可持續設計項目的重要特征之一。值得強調的是，在室內和室外充分利用二次水、自然降水和其它自然水源是一個越來越受到重視的課題。例如：德國北來茵威斯特伐利亞蘭特科技園，因為在建筑一側挖了一個湖泊，既美化了環境，又可作雨水蓄留池。還因為建筑靠湖的一側采用了生態幕墻，夏季可以享受湖面的空氣，并降低室溫。

3、能源和空氣質量

可持續設計是最優化能源利用率的設計，因為它充分考慮到了如何利用可再生資源和無污染能源。比如風能、地熱和太陽能的利用。自然采光的合理化和最大化可以減少人工光源的使用，從而節約能源。同時，采用有效的隔熱保溫材料又可以減少制冷或采暖設備的使用，降低有害化學物質的排放。自然通風可以幫助我們調節室內環境的空氣質量、溫度、濕度，創造一個健康的、適合工作學習和生活的室內環境。據統計，合理有效的可持續設計可以幫助建筑節約70% 的供熱和制冷費用。

二、綠色生態建筑設計的方法

1、設計重點

從當代可持續建筑設計的實例中可以看出，設計者大多抓住了以下4個重點。

（1）重點部位。在綜合平衡室內設計目標和室外環境要求中，分割內外空間的建筑外圍護結構（外墻、外窗、屋頂等） 無疑成為問題的關鍵。在當今成功的建筑實例中，建筑外圍護結構始終是設計與研究的重點部位。

（2）重點目標。由于人類發展與環境的主要矛盾是能源短缺和環境污染，因此高效利用潔凈能源和減少環境污染必然成為設計的目標。

（3）重點方式。以設計（被動）方式為主，機械（主動）方式為輔，是目前實現高效利用潔凈能源同時減少污染和浪費的重要方式。

（4）重點內容。太陽能等潔凈能源在采暖、制冷、通風、采光等4個方面的應用是目前此類建筑設計的重點內容。

2、常用設計方法

針對建筑外墻、外窗和遮陽系統等重點部位，常采用以下設計方法。

（1）外墻。一般采用不同的外墻開口，結合架空地板，加上風扇、吸音材料、過濾材料等簡單構造材料與設備措施，形成能滿足多種功能的“可呼吸外墻”，從而使室內外空氣和水分通過墻上的孔洞得到交換，在平衡和調節溫、濕度的同時，過濾灰塵和減少噪音。另外，可以引導室外空氣通過加熱或制冷管道進入室內，以實現空氣的熱交換。引導室內空氣從屋頂通氣孔排出，帶走多余的水分、雜質和有害物。這種自然被動的空調方式一般是人工可控的（即可以根據使用者需要的控制和改變墻的開放和通透程度）。其優點是，在創造健康自然的室內氣候質量的同時，節約能源、減少污染和浪費。

（2）外窗。一般采用雙層或三層玻璃窗。其主要優點是節約能源。一般來說，他們的隔熱性能比普通單層窗高出2-3倍，而費用僅多15%-50 %。另外，他們的隔聲效果也比單層玻璃窗有顯著提高。同時還保持了單層窗采光好、視野開放等優點。如果建筑周圍外環境質量較差，則需要認真探討外窗究竟采用密閉的形式還是可開啟的形式。如要采用可開啟的方式，則容易引入外界的空氣污染、灰塵、濕氣、噪音等不良因素，同時可能導致熱P冷流失，降低隔熱效果，并帶來安全隱患。

（3）遮陽系統。一般是在向陽的外立面或采光屋頂上采用可控制、可調節的組合遮陽系統，以達到不同時間、根據不同需要遮擋、反射和引光入室的目的。

對于夏季隔熱、降溫，通常采用以下4種方法：

①利用儲熱實體吸熱和制冷，優良的儲熱體可以分為兩類：一類是固體，如混凝土、石膏、生土等（其儲熱性能與其中的含水量直接有關） ；另一類是液體（水）。它們的功能不僅是在夏季夜間吸收和儲存涼氣，并在白天釋放出來，而且是在白天吸收室外熱能和阻滯其向室內傳遞。地下、半地下建筑以及地下通風通道等就利用了生土材料的儲熱性能，在傳統和當代建筑中都可以找到這類應用的實例。

②利用水體降溫。一類是利用儲熱性能（如前所述） ，如采用將水循環充入樓、地板的方式，以達到夏季降溫的目的。 使用中需要特別注意防滲漏、防污染等問題。另一類是利用水蒸發降溫特征，在建筑的內外環境中設計湖面、水池、噴泉等。這是一種常用的環境設計手法，設計中應注意水蒸發增加的濕度對使用者、建筑及設備的不利影響。

③利用庭院和植物降溫。根據房間的朝向和環境需求，通過適當種植植物來遮日曬、隔離污染、提供新鮮氧氣和宜人景觀的方式。在當代高層辦公建筑綜合體中，這種傳統、自然的方式得到繼承和新的發展。

④通過設計和采用多層“外殼”或“皮膚”的手法防曬降溫。主要包括遮陽百葉系統和多層窗系統兩部分，遮陽百葉系統是根據當地日照方位、高度、強度和室內光、熱需求而仔細設計的可調遮陽百葉、遮陽反射板等構造系統；多層窗系統是由雙層或三層的透明、半透明、有阻熱、吸熱和反熱等特殊熱工性能的玻璃，加上反射涂層和夾層遮陽板等組合而成的構造系統。 通過對以上兩套系統的綜合設計運用，可以滿足對室內提供自然遮陽、反光、采光、通風和景觀等綜合需求。遮陽系統不僅被用于立面，而且被用于屋頂天窗及側高窗之中。復雜多層的自然遮陽、采光和通風系統，幾乎已經成為當代大型生態建筑外立面的普遍特征。

對于冬季供熱、保溫，通常可以注意以下兩個方面。①直接或間接吸收太陽能。通過開窗直接吸收太陽熱能，是可持續住宅建筑在冬季的重要自然供熱方式之一。而商業、辦公或教育建筑，通常用經由中庭、太陽房、走廊和內天井等輔助空間間接吸收太陽熱能的方式，效果較好。②建立封閉良好的外圍護系統。這也是冬季保溫的關鍵措施之一，設計和建造中應盡量避免冷風滲漏和冷橋的產生。

結束語：

目前生態建筑和資源建筑還占極少數，綠色建筑還沒有得到更多人重視。應加大宣傳力度，提高建筑師對可持續建筑的認識，引導和鼓勵設計、科研和建設單位進行可持續建筑方面的開發研究與工程試點。國家有關方面應及早制定與可持續建筑發展相關的法律法規，從而規范和指導可持續建筑的發展。建筑師是人工環境的營造者，也是消耗大量物質資源的決策者。我們不能無視自然環境的存在，而必須與之和諧共生。