生態建筑設計原理及設計方法研究

龔靜黃明

（1.武漢輕工大學土木工程與建筑學院 430023 2.武昌理工學院城市建設學院 430223）

生態建筑設計原理及設計方法研究

龔靜1黃明2

（1.武漢輕工大學土木工程與建筑學院 430023 2.武昌理工學院城市建設學院 430223）

隨著經濟的不斷發展，人們對生態環境的要求也越來越高。而生態建筑已經成為一種時代的選擇，代表了新世紀建筑的發展方向。本文將從人與自然和諧相處的角度入手，分析生態建筑設計原理及設計方法，并提出一些合理的解決方案，促進我國生態建筑的進一步發展。

生態建筑；設計原理；設計方法；研究

引言

隨著生態環保理念不斷融入現代社會的各個行業，建筑行業也在大力發展建筑節能技術，提高建筑住宅的舒適度，降低建筑的投入成本。隨著新型環保建筑材料出現，以及節能施工技術的發展，環保技術已經越來越多地被城市的高層建筑所使用。所以本文將對生態建筑設計原理及設計方法進行仔細的研究分析，提出合理的方法，為新技術的發展提供科學的借鑒。

1 進行生態建筑設計原理及設計方法研究的意義

由于近年來，建筑行業的發展速度較快，尤其是房地產開發產業日趨火熱。這就是人們對建筑質量的要求越來越高。所以說進行生態建筑設計原理及設計方法研究，提出科學的設計方案，對于建筑行業的發展來說具有重要意義。除此之外，高質量的房屋是每個購房者的需求，人們總是希望買到價格合理且生態環保的房屋。由此可見，生態建筑設計原理及設計方法的研究是非常必要的，可以更好地滿足購房者的消費需求。最后進行生態建筑的研究可以提高我國建筑行業的整體發展，促進中國生態建筑的發展。

2 生態建筑的設計原理

2.1 與自然環境和諧相處

通過對歷史的考察不難發現，中國古代的建筑一直不斷追求人與自然的和諧相處。而生態建筑所體現的根本理念就是人與自然的和諧相處，充分延續著人類最古老的自然情懷。對于建筑工程來說，在建造過程中它對自然環境有著非常大的影響。例如在建造過程中所產生的垃圾、廢氣、廢物等，都會對大氣、水源、周邊環境造成嚴重的破壞。所以說在進行房屋建造的時候，一定要遵循人與自然和諧相處的設計原則，減少對照明及制冷設備的使用，盡量減少對生態的破壞，只有這樣才可以更好地促進生態建筑的發展。

2.2 降低能源消耗

建筑物的能耗損失一般情況有以下兩種：①通過建筑幕墻的墻體結構與外界產生熱傳遞而帶來的能耗損失；②由于空氣的深入帶來的能耗損失。因此為了實現節能施工，一般是通過合理的設計遮陽系統，提高幕墻的氣密性能進行節能施工的。所以為了更好地遵循降低能源消耗的設計原則，可以設計合理的遮陽系統、加強建筑幕墻的氣密性設計等。例如，玻璃幕墻作為近些年建筑行業使用較多的建筑技術，在當前的高層建筑中有著廣泛地運用。通過這一技術不但可以減少建筑的成本，降低建筑的能耗，提升建筑的綜合經濟價值，同時也能夠降低建筑的總重量，增加建筑的現代美感，只有這樣才可以更好的促進生態建筑的進一步發展

2.3 為使用者提供健康舒適的環境

建造房屋的目的是為了保證人們可以更好的居住，所以說必須要堅持為使用者提供健康舒適的環境的設計原則，讓每個居住者都可以享受到舒適的居住環境。首先建造的生態房屋必須要擁有充足的采光以及良好的通風設計只有這樣才可以保證居住者的身體健康，提升住戶的滿意度和舒適度。

2.4 充分利用新技術、新材料

在進行生態建筑的設計時還要充分利用新技術和新材料，例如對于玻璃幕墻的設計，就可以充分運用新型的玻璃材料。玻璃材料也是進行建筑幕墻的重要材料之一，其熱輻射率較高，表面換熱性較強，是進行建筑幕墻的優良材料。在太陽光較為強烈的夏季，多余的太陽能會通過玻璃進入到室內，而冬季的時候由于室內溫度較高就會和外部空氣產生熱傳遞，從而增加空調的負荷，增加室內的能耗。根據國際門窗相關數據表明，單層玻璃的導熱系數為5.5，中空玻璃的導熱系數為2.75，Low-E中空玻璃的導熱系數為1.58，由此可見Low-E中空玻璃的導熱系數較小，隔熱效果最好，因此在建筑幕墻多采用這一材料。目前采用的Low-E中空玻璃類型分為單銀Low-E中空玻璃、雙銀Low-E中空玻璃和三銀Low-E中空玻璃。我們可以看出三種Low-E中空玻璃的透光性能基本類似，但是三銀Low-E中空玻璃的遮陽系數Sc以及太陽紅外熱能總透過率比另外兩種玻璃要低很多，也就是說該種類型的玻璃可以最大限度將太陽光吸收掉，從而降低室內與室外的熱循環。所以說在建造生態建筑的時候，使用新材料和新技術是非常必要的。

3 生態建筑的設計方法

3.1 實現自然采光

對于目前的普通建筑設計來說，在照明方面都是采用傳統的電力照明方式。但是隨著生態建筑的發展和節能理念的流行，對生態建筑的設計方法要求越來越高。例如在采光照明方面，可以利用玻璃幕墻或者是反光設計來充分利用太陽光，減少對電力照明設備的使用，這樣就可以大大減少能源的消耗，促進生態建筑的發展。

3.2 合理利用降溫隔熱措施

對于生態建筑的設計方法來說還必須要進行因地制宜，根據每個地區的具體特點進行設計，充分利用自然環境，減少對能源的消耗。例如在氣候較為炎熱的地區，就必須要考慮對室內的降溫隔熱設計，挑檐板、窗簾以及水幕等設計來避免過多的陽光射入，這樣就可以實現降溫隔熱的效果，實現生態房屋的設計。

3.3 充分利用太陽能

要知道太陽能是一種充足的自然資源，在進行生態建筑設計的時候，必須要加以充分利用。目前大家所熟知的太陽能的利用方法就是太陽能熱水器的利用，除此之外，在進行生態建筑設計的時候，還可以利用太陽能進行冬季取暖。例如在寒冷的北方地區，可以將冬季過多的陽光進行充分利用，轉化為熱能進行取暖，這樣就可以降低對電力的使用，實現對生態建筑的環保設計。所以設計人員必須要掌握這些設計原理和設計方法，促進生態建筑業的進一步發展。

3.4 利用壓力以及溫差的作用

對于建筑的建筑幕墻來說，由于建筑幕墻與外界環境不是完全隔絕的，會存在一定程度的透氣性要求。而由于外界大氣壓與內部氣壓產生一個壓差，那么就會在壓差的作用下使得空氣進而到建筑幕墻內部。而建筑幕墻的氣密性是降低這一氣體流動帶來的能耗損失。可以采用優質的硅膠條對于建筑幕墻的框架結構內部框體空腔進行填充，這樣就可以降低室內外的壓差，減少氣體的滲透。在分割的前空氣腔內填充發泡材料，并且選用密封膠圈對于結構銜接的部分進行封閉，提高整體建筑的氣密性。除此之外，還要注意充分利用季節的溫差變化，來保證室內的空氣流通，提高室內的環保程度，保證住戶的身體健康，促進住戶舒適度的提高。

4 結語

通過本文的進一步研究，可以發現生態建筑是當今建筑業發展的主流趨勢，所以必須要對生態建筑設計原理及設計方法進行科學的分析和研究，促進生態建筑的發展。希望本文的研究可以為以后的生態建筑質量的提高，提供科學的借鑒和啟發。

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TU201

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2015-1-15