關于生態建筑設計的探討

郭海建

摘 要：隨著能源危機的日益嚴重以及建筑耗能和環境問題的日漸突出，人們越來越關注城市、建筑的建設如何與環境相協調，這樣“生態建筑學”概念便應運而生。尤其是20世紀70年代，人類爆發了全球性的石油危機，保護環境和建設可持續發展綠色家園的呼聲在全世界迅速蔓延，各國紛紛開展對“生態學”、“可持續發展”的研究。“生態建筑”、“綠色建筑”、“可持續發展”已成為當今建筑設計中的時尚理念，得到越來越廣泛的關注。

關鍵詞：生態建筑；設計；探討

1 生態建筑的設計原則

1.1以人為本的設計觀念

人們生活的大部分時間是在建筑物中度過的，建筑環境的好壞直接關系到人類日常生活的舒適程度。在建筑設計考慮的到人的因素：舒適性、使用性、方便性、環保性。在具體設計中創造良好的聲環境氛圍，給使用者提供一個安靜、和諧、宜人的居住、工作環境；自然光線充足，人工照明良好，房間大小合適，溫馨舒適；各種無障礙設施的設計，關愛殘障人士；應該有比較強的防災抗災能力；無線通訊無障礙。

1.2能源設計原則

節能上的生態，這是生態建筑最重要的一個部分。節能的技術原理是通過蓄熱等措施減少能源消耗，提高能源的使用效率，并充分利用可再生的自然資源，包括太陽能、風能、水利能、海洋能、生物能等，減少對于不可再生資源的使用。使建筑本體能夠成為一個能夠獨立運作的生命體，有著自己的新陳代謝，甚至能給周圍的環境帶來改善的作用，使得建筑、環境、人類三者能夠和諧長久的發展下去。

1.3人與自然原則

注重人與自然環境的和諧，互為依存，共生互利。人、建筑是自然的一分子，人的活動必須和自然建立起一種協調的關系。設計時要考慮建筑物的位置它包括建筑物的朝向、定位、布局，對地形地勢的利用，場地氣候條件的影響，植被等。所以應尊重自然、保護生態、與自然協調發展，盡可能減少人工環境對自然生態平衡的負面影響。

1.4生態建筑的地方性原則

任何一個區域規劃、城市建設或者單體建筑項目，都必須建立在對特定地方條件的分析和評價的基礎上，其中包括地域氣候特征、地理因素、地方文化與風俗、建筑機理特征、有利于環境持續性的各種能源分布，如地方建筑材料的利用強度和持久性，以及當地的各種限制條件等等。

2 生態建筑要點設計

所謂生態建筑就是要盡可能利用建筑物當地的環境特色與相關自然因子（比如陽光、空氣、水流），使之符合人類居住，且降低各種不利于人類身心的任何環境因素作用，同時，盡可能不破壞當地環境因子的循環，并確保當地生態系統健全運作。目前，我國已進入了城市化快速發展階段，大規模的城市建設帶來了許多問題，如何協調城市發展與城市生態的關系就是其中之一，走建設生態城市道路是城市發展的必然。圍繞生態建筑的基本理念，我們在做建筑設計時，可以從該建筑的自然通風、天然采光、遮陽系統、生態環境資源節約利用、圍護結構節能、生態綠化等多個方面去營造建筑物的生態氛圍。

2.1 自然通風

建筑內部的通風條件是決定人們健康、舒暢的重要因素之一。它通過空氣更新和氣流的生理作用對人體的生物感受起到直接的影響作用，并通過對室內氣溫、濕度及內表面溫度的影響而起到間接的影響作用。通常認為，自然通風的作用具有3 種不同的功能：第一，健康通風，即保證室內空氣質量（IAQ）；第二，舒適通風，增加體內散熱，以及防止由皮膚潮濕引起的不舒適以改善熱舒適條件；第三，溫通風，當室內氣溫高于室外的氣溫時，使建筑構件降溫。據測定，內外溫差大時，開窗10～15 min可完全換氣一次，溫差小時，大約30 min可交換一次。自然通風最基本的動力為風壓和熱壓，通常的方式有利用建筑物外表面的風壓、利用室內的熱壓、及風壓與熱壓相結合等。所謂風壓，是指空氣流受到阻擋時產生的靜壓。當風吹向建筑物正面時候，受到建筑物表面的阻擋而在迎風面上靜壓增高，產生正壓區，氣流再向上偏轉，同時繞過建筑物各側面及背面，在這些面上產生局部渦流，使靜壓降低，形成負壓差。風壓就是利用建筑迎風面和背風面的壓力差，室內外空氣在這個壓力差的作用下由壓力高的一側向壓力低的一側流動，而這個壓力差與建筑形式、建筑與風的夾角以及周圍建筑布局等因素相關。當風垂直吹向建筑正面時，迎風面中心處正壓最大，在屋角及屋脊處負壓最大。在迎風面上的風壓為自由風速動壓力的0.5～0.8倍，而在背風面上，負壓為自由風速動壓力的0.3～0.4倍。煙囪使室內的煙不用機械方式而有組織的排出室外，大大改善了室內空氣質量，這就是常說的“煙囪效應”（Chimney Effect）。所謂熱壓通風，就是利用該原理，根據建筑內部由于空氣密度不同，熱空氣趨向于上升，而冷空氣則趨向于下降的特點，促進自然通風。熱壓作用于進風和出風的風口高度差，以及室內外空氣溫度差存在著密切的關系：高度差愈大，溫度差愈大，則熱壓通風效果愈明顯。建筑中的自然通風往往是熱壓與風壓共同作用的結果，只是各自作用的程度不同，對建筑物整體自然通風的貢獻不同。熱壓作用相對穩定，煙囪效應拔風的產生條件較容易實現；而風壓作用常常受到大氣環流、地方風、建筑形狀、周圍環境等因素的影響，具有不穩定性。所以，當風壓與熱壓同時作用的時候，還可能出現減弱通風效果的情況。當風向與熱壓作用的流線方向相同時，會相互促進；反之，則會相互阻礙，從而影響自然通風的效果。

2.2 生態環境資源節約利用

節約型建筑業的內涵包括“節能、節水、節材、節地”等內容。有關專家預測，未來幾年中，我國建筑能耗占全社會總能耗的比例將上升至40%，同樣，水、材、地在以往粗放型建設管理中也浪費嚴重。節約型建筑中的節約不僅僅是停留在能源、材料、土地、用水等物質層面資源的節約，也應該包括生態環境資源、人文資源等方面的節約，這樣的建筑才能稱得上“資源節約型建筑”。生態環境資源指的是場所的自然環境，如原始地形地貌、山石水體及依附其上的原生生物等，亦包括形成的特有的景觀風貌，是構成城市特色的硬環境的一個方面。在對生態環境資源的有效利用上，長期以來沒有得到足夠重視，許多建設重點集中在硬質景觀、功能空間、場地設施的規劃與建設上，環境的自然性、生態性得不到尊重和利用，具體表現在建設項目不論基地自然條件如何，一律先推山填溝，使原址的水體、生物種類、地形地貌、既有景觀等一概去除，然后再代以全新的布局。盡管形成的人工新環境在視覺效果層面上可能也優美，但原址幾十年乃至上百年才形成的有價值的信息被輕易抹去，綠化的生態調控功能被放棄，造成環境資源的極大浪費。另一方面，建筑與自然條件缺乏有機結合也是一種對生態環境資源的浪費。許多建筑在建筑選址和造型方面沒有以所在環境為主，而是一心要突出自我，強調自身的標志性，這樣的建筑與周圍環境格格不入，干擾和破壞了所在環境的景觀，使更大范圍環境的觀賞性質量下降。

2.3充分高效的利用一切自然資源，保證生態和建筑的完美結合

首先必須充分空間資源，建立高效的空間體系，比如在地面上方建立巨構城市，充分利用地面空中資源；在地面上建立符合環境要求的親近自然的建筑，充分擁抱自然；向地下空間發展，研究地下空間的建筑利用問題。從而建立空中、地面、地下相互協調的有機建筑網絡。其次，在建筑設計中要充分利用一切自然資源，提高自然資源的使用效率，做到節能減排，力求達到建筑和生態的相互平衡。

3 結語

生態建筑設計是一個復雜而又整體的有機系統。創造人、建筑、環境三者之間能夠和諧統一，是建筑師面臨的巨大挑戰，是提高建筑健康性、舒適性的迫切需要，也是轉變建筑設計、建設方式、緩解資源和環境約束矛盾的必然選擇。

參考文獻

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（作者單位：深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司）