生態建筑設計原理及方法研究

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摘要：近年來，隨著環境的不斷惡化，人們重新審視人與自然、建筑與自然之間的關系，隨著可持續發展的提出，生態建筑應運而生。本文從生態建筑設計原理入手，主要探討其設計方法，以提高生態建筑設計。

關鍵詞：生態建筑；設計原理；方法

經濟的迅速發展，伴隨著嚴重的環境污染和生態破壞，建筑業作為一個高能耗的行業，對此負有很大責任。在可持續發展中，隨著能源的緊張，建筑行業也必須改進能源利用效率。環保、節能意識的增強，推動了生態建筑理念的誕生。生態建筑，是社會發展的產物，代表著建筑業未來的發展方向，其在歐洲已經有幾十年的歷史，而在中國的發展，卻是近十年來的事。在現代建筑設計中，只有將生態建筑設計原理真正應用到實際的設計工作中，才能促進生態建筑的全面發展，節約能源，保護生態環境。

一、生態建筑設計原則

1、低能耗設計原則

生態建筑的本質就是在建筑的全過程，實現高效率地利用資源，減少能源消耗。而從這個角度出發，生態建筑設計就應該以低能耗為設計原則，在保證建筑功能正常發揮的前提下，最大限度的減少對能源的使用和浪費。低能耗設計原則，首先要明確其定位，減少為達到生態建筑評價標準而盲目增加的綠色節能技術，如果建設標準與實際需求不匹配，將會造成資源的閑置，使用率低下等問題。此外，低能耗設計原則要貫穿始終，從策劃、選址、規劃、設計、施工、維護直至拆除，要全程貫徹，追求全生命周期成本最低。

2、整體設計原則

在生態建筑的設計過程中，不應將建筑視為一個簡單的建筑單體去做設計，而應在滿足業主要求、建筑功能的前提下，將建筑與其所在區域的自然環境、社會環境、經濟環境緊密結合在一起，尊重傳統文化和區域文化特點，將上述因素統一考量，促進建筑技術與人文、自然的有機結合，建立不破壞區域環境、技術運用適當、人性化的居住社區和城市環境。生態建筑設計中的整體性原則，要求我們在進行設計時，要從全面整體的角度出發，在充分利用資源的同時，要重點衡量環境的承載力，達到建筑與環境的和諧。

3、無污染原則

近年來隨著建筑業的不斷發展，許多問題也隨之而來，尤其是一些污染性原料的使用甚至會影響業主的健康，因此在生態建筑的設計中就有必要堅持無污染原則了。無污染原則，主要包括兩個方面的含義，即對環境無污染和對人無污染。其一，在建筑設計中，運用新材料、新結構，減少污染材料和能源的使用，同時根據建筑所在區域自然環境特點，合理利用光能、風能、地熱等自然能源，減少環境污染；其二，材料無害化，在材料的選擇過程中，要避免選擇的建筑材料含有危害人類身體健康的物質，減輕對人的傷害。

4、被動節能原則

節能是可持續發展提出的要求，也是生態建筑設計領域的一個核心，而生態建筑設計在技術方面一般有兩種，主動技術和被動技術。值得注意的是，被動技術與主動技術相比，對周邊環境影響較小，而且投入較少，形成的居住環境更為適合居住，因此在生態建筑設計過程中，應更多地考慮被動技術，也就是說在設計時，要結合各地的氣候特點設計出低能耗建筑，滿足保溫、通風等需要，同時降低空調等設備的使用。在住房等建筑的外部環境方面，要調查相關氣候特征和居民的居住特點，規劃好建筑的朝向和布局，平衡好住宅建筑間的密度和間距，以合理有效的利用太陽輻射，達到外部節能效果。而在建筑內部設計中，要根據節能需求，確定窗型大小和位置，使室內擁有良好的日照和自然通風效果，營造舒適的居住環境。

二、生態建筑設計方法

1、建筑選址的確定

生態建筑設計過程中，首先應該慎重地選擇建筑所處的地段，使其處于良好的生態環境下，這有益于人的身心健康。當代建筑選址往往都是在繁華都市中進行，建筑用地的減少使選址的自由度降低，但影響建筑的因素，如地形地貌、現狀植被、水文特征、土壤資源、日照狀況、風力與風向、溫度與濕度、綠化水平、綠化方式、與城市基礎設施的距離、預留發展空間等并未減少。尤其是伴隨著經濟的發展，建筑項目更趨向于追求最大經濟效益，因此在建筑選址的過程中不僅要考慮建筑與自然環境的關系，更要將建筑與社會環境聯系起來。在進行生態建筑選址前，首先對建設場地進行實地勘察，力求全面地了解場地周圍條件，從地形地貌到區域微氣候環境都要予以考慮，分析環境的承載力。按照生態建筑設計的原則和要求，在已確定建筑基地時，要做到尊重地形、地貌，不粗暴推平、平衡土方，而是在其基礎上進行設計；對于現存植被，不能以先破壞后恢復的做法來對待，而應該將其組織到生態環境的設計中；此外，在山區，或者水土流失較為嚴重的地區，要注意防止在施工中因為暴雨等因素而造成的水土流失；在強調土地高效利用時，人均居住和室內公共設施的建筑面積都非常小，此時要注重減少熱島效應，務必滿足綠地面積要求，通過綠地配置，達到水土合理應用、降低污染和隔絕噪聲的效果。

2、生態建筑的能源利用

能源分為可再生能源和不可再生能源，生態建筑設計過程中，除了節約使用不可再生資源，還要重視可再生能源，尤其是新能源的利用。太陽能在生態建筑中的應用，主要包括采暖、干燥，以及提供生活生產用的電力、熱水等，在太陽能利用方面，首先建筑要有合理的朝向設計，在北半球建筑要平行布置，并朝向南面，前后建筑間有充足的間距，能夠保證住房在冬季有充足的陽光，從而減少能耗，改善居住環境，內部的功能區布置時，不需要窗戶，或者對陽光需求較小的區域應布置在建筑物的背面，相似功能的區域盡量相鄰。太陽能除了被動式利用外，還廣泛應用于主動式太陽能熱水和太陽能發電中。一般地，生態建筑在設計時，大都會太陽能熱水系統，以太陽能來加熱冷水，實現無廢無污、可持續利用的狀態。而在生態建筑中利用太陽能發電，不僅能夠為照明設備供電，還能減少火力發電產生的污染，具體地可以利用非晶硅薄膜太陽電池來接受太陽能，其利用效果可達9%。除了太陽能以外，生態建筑設計中，還應根據建筑所在地環境，考慮風能、地熱能等。

3、生態建筑的自然通風

建筑內部空間的生態設計，主要是對建筑內部空間的熱工環境進行設計，這部分環境很難靠居住者以后的行為來改善，因此在生態建筑的設計中要予以考慮。對于室內通風設計，主要依靠風壓通風原理來加強空氣流動。以風壓來實現建筑內部自然通風，首先需要保證建筑處于理想的外部風環境（平均風速不小于3m/s），建筑朝向業應與當地夏季主導風向保持合適的角度，這樣易于形成穿堂風，另外要盡量將門窗開口設置于正負風壓區，讓氣流穿過房間的中部，減少室內渦流區，以使氣流以更大的風速穿越盡量多的空間。而由于當前住房布局大都呈中心核心筒布局，很難形成對流穿堂風的房間，因此在通風設計上的主要策略是減少對室內空氣流通的阻礙。

4、生態建筑的綠化

綠化，是人們對生態最直接的印象。植物因光合作用、蓄水特性和濾水功能而具有生態功效，能夠對空氣溫度和濕度起到很好的調節作用，并且一些特殊的植物還能夠吸附空氣中的微小顆粒。綠化的諸多作用，決定了生態建筑的設計不能缺乏綠化。生態建筑的綠化，應針對確定的建筑物，并結合建筑所在地氣候，選擇具有較強環境潔凈能力的、易于栽培、容易成活的品種，值得注意的是，選擇綠化種植品種時，不能僅滿足于視覺觀賞，而更應該強調其生態調控功能。生態建筑中綠化的位置包括屋頂、墻面、中庭內部、室內、陽臺、室外環境等地方，可以說是無處不在，具體應該根據不同位置的側重點，選擇布置相應的綠化植被。

三、結語

建筑活動是人類作用于自然環境的一項重要活動，也是消耗資源、能源較多的活動之一，在可持續發展中，要促進人與自然的和諧統一，推行生態建筑是一項重要舉措，對于生態環境的改善具有重要作用。

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）

[2]夏仁歡，盛虹.生態建筑設計原理及設計方法研究[J]城市建設理論研究（電子版），2014（05）

作者簡介：

周國前（1980.7-），男（壯族），廣西來賓人，中專畢業，從事建筑設計。