建筑設計中生態策略的融入分析

馮飛

【摘要】長期以來，我國多采用以資源及環境為代價的建筑模式，因此嚴重影響著我國建筑業的可持續發展。為此，生態建筑越來越受到國內外建筑設計師的親睞。本文以廣州地區某建筑工程為例，淺析建筑設計過程如何融入生態策略。

【關鍵字】建筑設計 生態策略 節能設計

一、生態建筑設計的必要性研究

近年來，我國各行各業皆十分重視對可持續發展戰略的實施，同時建筑領域對生態建筑的關注度也越來越高。與傳統的建筑設計相比，生態建筑設計要求融入系列生態策略，同時采用相應的技術使此生態策略經建筑實體體現出來。生態策略的融入是指建筑設計過程，融入相應的自然景觀，以滿足建筑使用者對自然環境的需求。結合此定義可知，生態建筑的設計必須體現出下列要點：一是滿足建筑使用者對回歸自然的需要；二是滿足建筑使用者的心理需求；三是滿足環境保護的需要。隨著我國工業化經濟的發展，環境污染與生態破壞越來越危害到人類的生存，因此保護環境已成為世界各國共同的責任。由此可見，建筑設計對生態策略的應用使實現環境保護與國家發展的必然選擇。本文以廣州地區某生態建筑工程為例，淺析建筑設計工程如何融入生態策略。

二、建筑設計中生態策略的實施

廣州地區某建筑工程地處廣州市新城市中心區，總用地面積10736.3m2，總建筑面積172260m2，塔樓高295.5m2。該項目的功能有甲級寫字樓、會議室、輔助性餐飲及休閑服務。該建筑工程的設計特別注重對生態策略的應用。本章節結合此案例，著重介紹建筑設計中生態策略的實施。

（一）生態建筑的個性化設計

生態建筑的設計過程，必須體現出對環境生態價值的重視，同時必須體現出生態建筑設計的獨具特色。研究結果顯示，生態建筑的設計過程應該特別強調對建筑形象的設計，因為建筑形象的設計效果能夠直接體現出建筑與自然環境的融合程度。可見，生態建筑的設計必須既能體現出技術的領先性，又能體現出生態環境的可持續發展。結合本文案例的實際情況，建筑設計師必須把握好設計的尺度，以確保建筑與周圍環境的有機結合，同時實現空間優勢的最大化發揮（見圖1）。

圖1 某生態建筑鳥瞰圖

眾所周知，廣州市的氣候特點為：夏季漫長，冬季短暫；常年氣溫高、濕度大；氣溫年較差與日較差小；太陽輻射強烈；盛行季風，主導風速達。因此，此生態建筑的節能設計要點為：遮陽、自然通風、圍護結構隔熱及提高空調能效比。就廣州等夏熱冬暖地區的建筑而言，常見的遮陽方式及其SD值見表1。就此生態建筑的熱工節能設計而言，必須堅持下列要點：建筑物的平/立面設計應考慮對自然風的利用；建筑物應朝向南北向或接近南北向；建筑物的外窗面積不宜過大，且各朝向的窗墻面積比也應符合規定，即北向≤0.45、東/西向≤0.30、南向≤0.50，若建筑的外窗設計參數與此規定不相符，則此建筑的空調采暖年耗電指數必須與參照建筑相當；建筑屋頂與外墻的傳熱系數及熱惰性指標必須符合表2的規定。

表1 廣東地區建筑的遮陽形式

表2 廣東地區建筑屋頂/外墻的傳熱系數及熱惰性指標

（二）室內空間的綠色化設計

生態建筑的設計過程，建筑物的外部設計應與環境彼此適應，而內部設計應體現出綠色化的特點，即把外部環境的綠色元素引入室內。生態建筑室內空間的綠色化設計要求從下列方面進行把握：一是室內外空間的一體化設計，即經設計使室內外空間彼此相連。目前，建筑設計對此設計手法的應用相當普遍，且本文案例也應用到此設計手段，比如內庭院與共享大廳的設計及建筑物上部設開啟的天窗，注意可對此天窗的規格進行適時調整。除此以外，該建筑工程把面向外部的環境墻設計成全開或半開的墻面，以使更多的陽光或新鮮空氣進入室內，同時使室內空間延伸至室外。二是室內外景觀的一體化設計，即室內引入室外景觀，以使室內外空間形成對比，如此實現環境的優化及人類審美需求的滿足，并最終實現建筑物與自然環境彼此相連。就此而言，該建筑工程具體采用引水法及栽植綠化法（見圖2）。三是建筑物與自然環境相協調。建筑設計過程，必須結合設計地段的實際情況，做到應地制宜，以實現建筑物、自然環境、經濟文化間的協調發展。與此同時，必須處理好與已建建筑物間的關系，以實現可持續發展。

圖2 某生態建筑（內部局部）效果圖

（三）生態建筑的節能化設計

生態建筑是指可持續發展的建筑，因此此類建筑的設計必須體現出對環境污染及能源短缺問題的處理。據調查數據顯示，我國建筑能耗總量呈逐年上升的趨勢，約占能源總消費量的27.45%，見圖3。就廣州等南方城市而言，建筑節能是指以確保室內舒適環境為前提，提高空調、通風、照明等的能源利用率。由此可見，建筑設計過程，除必須滿足以上要求以外，應提高可再生能源的利用率，以此控制對非可再生資源的浪費，即既要從設計角度考慮如何與自然環境相協調，又要從施工角度考慮如何實現用材與用能的生態化，具體實現方法包括：建筑設計過程，增加新技術、新能源、新材料的使用比例，以控制對自然環境的污染程度；增加對當地資源的使用比例，以控制對特殊資源的使用；增加對可再生資源的使用比例。除此以外，生態建筑的設計要求加強對建筑能耗的控制，即從空間與能源兩方面進行控制。

圖3 我國能源消耗分布圖（左）與建筑能耗分布圖（右）

結合生態建筑的設計要求，該建筑工程著重從下列方面融入生態策略：

1.綜合遮陽體系。據規定可知，廣州市寫字樓全年皆有遮陽要求，因此對超高層建筑的遮陽設計尤其重要。為此，該生態建筑的南/北向均采用水平的固定遮陽方式，而東/西向均采用呼吸幕墻內置鋁合金百葉簾系統的遮陽方式，如此實現對遮陽問題的高效處理。

2.智能化新鮮空氣系統。與低層建筑相比，超高層建筑的設計要求限制開啟外窗的使用，因此也使新鮮空氣的進入受到限制。為此，該生態建筑的東/西向采用外循環呼吸幕墻，且內層幕墻的相應位置安裝幕墻誘導通風器，如此經智能控制系統的控制，實現新鮮空氣的進入。

3.立面雨水收集系統。眾所周知，廣州地區雨水資源異常豐富，因此建筑設計過程必須重視對雨水資源的合理利用。為此，該生態建筑進行立面雨水收集，同時就室外景觀綠化需水量大的問題，采取傳統的方式收集裙樓屋頂的雨水，以供給室外景觀綠化澆灌及道路沖洗的用水。

4.空中花園。超高層建筑應考慮設計室內空中花園，以此作為超高層建筑的生態化空間，從而拉近建筑物與自然的距離，由此實現辦公條件的改善及工作效率的提高。

三、結束語

結合前文可知，生態建筑的設計必須滿足下列要求：以人為本、生態和諧、節能減排、整體設計、健康環保。與此同時，生態建筑的設計過程，必須綜合考慮到下列因素：設計地段的地理環境及氣候特點；設計目標的功能要求及技術條件；建筑空間的靈活使用及建設過程的環境保護。總體而言，建筑設計過程，必須結合設計地段的經濟文化、自然氣候及周圍環境，以生態策略為指導，實現建筑設計與生態策略的有效融合。

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