生態理念在建筑設計中的應用研究

張 帆

（安徽省城建設計研究總院股份有限公司，安徽合肥 230041）

生態理念以尊重自然、愛護自然為前提，在發展中追求與自然的和諧共生，將其運用到建筑設計中是為了追求建筑與周圍的生態系統融為一體，實現建筑在建設及使用的過程中低污染、低能耗，使建筑具備環境友好的特性。

1 生態建筑技術

生態建筑建設中除了采用生態環保材料之外，還可以應用生態技術，如太陽能及風能的利用等，都屬于生態技術。

常見的典型生態技術還包括在建筑周邊利用生物修復技術構建多層次、功能多樣的植物群落，提高生態建筑綠化環境的自我維護和發展能力，降低維護成本，并通過其光合、蒸騰作用維護建筑周圍的環境，起到改善空氣質量、減小噪聲、殺菌抑塵的作用，使建筑周邊景致更美觀，提高建筑品味。除此之外，還可以應用生態墻體，部分高科技含量的建筑玻璃幕墻采用鏡面玻璃和普通玻璃結合運用的方式，在玻璃隔層間充入干燥空氣制成中空玻璃。

中空玻璃的隔音、隔熱、防潮、防結霜能力更好，且強度較大。根據實際測量，雙層中空玻璃能夠抵擋90%的太陽輻射熱，保障光照的前提下避免引入過多熱量。使用中空玻璃幕墻能使建筑冬暖夏涼，減少建筑在溫度調節上的能源消耗。

例如西班牙的泡泡形淡水工廠，由一系列堆疊在一起的生物圈構成，外觀類似一堆肥皂泡。玻璃圓頂結構能夠利用紅樹過濾海水以獲取淡水；紅樹可吸收咸水中的物質并滲出淡水。淡水鉆出紅樹體外后蒸發并凝結成露水，工廠內的淡水池負責收集露水，節約了大量淡水資源。

西班牙泡泡形淡水工廠如圖1所示。

圖1 西班牙泡泡形淡水工廠

2 設計融入生態理念

在建筑設計中應用生態理念不單純地在建筑周邊設計一些綠化帶，應從根本上追求建筑與自然環境的和諧統一，構建生態平衡的狀態。

（1）進行建筑設計之前，設計師需要對工程現場進行實地考察，設計中應秉承對自然生態的尊重和愛護，最大限度地避免破壞周邊已有的綠化工程。盡量進行就地取材，結合本土植物和自然景觀進行建筑設計，為建筑起到點綴、美化的作用，也節約了額外進行生態建設產生的費用和對環境造成的影響。

（2）設計建筑整體造型和顏色時，應盡量減少建筑與周邊生態環境的違和感，追求和諧統一的自然之美，強調對自然的回歸和體驗。

例如皮亞諾設計的特吉巴奧藝術中心，根據當地棚屋建筑樣式的木肋結構設計了能夠體現當地文化的建筑，得到了行業內設計師的一致好評。

此外，建筑的設計還應當充分利用環境優勢，實現建筑使用過程中的節能環保。比如利用自然風力為建筑進行通風調節空氣，利用光照實現建筑內一定的照明、溫度調節功能等，通過合理利用自然資源節約建筑暖通方面的能源消耗。迪拜因其所在的地理位置日照充足，設計了太陽能垂直村，收集太陽的光線并將其轉化為能量使用。

迪拜太陽能垂直村如圖2所示。

圖2 迪拜太陽能垂直村

（3）依據生態理念中的持續發展思想，設計師還應為建筑未來的發展留有充足的空間和足夠的彈性，在設計中對建筑的可生長性以及可預留空間的大小、對科技的快速吸納運用等因素進行綜合考慮，以滿足隨著經濟和科技發展，人們對建筑功能不斷擴充的需求，延長生態建筑的使用壽命。

建筑師應考慮建筑在到達使用壽命需要拆除的情況，減少對周邊環境的污染和影響[1]。

德國的漢諾威26號展館是生態型大跨結構的展覽建筑，是建筑結構和對環境中可持續發展的能量形式進行優化開發的完美體現，設計師將其設計成具有代表性的斷面形狀，使功能性的空間高度足以呼應大廳的巨大面積，并提供一個自然通風的必要高度，保障了熱量上升的構造效果得以充分發揮。該建筑的大面積區域允許自然光線射入，但避免了陽光直射，使光線明亮但不耀眼。該建筑屬于展館，展廳內有大量的藝術作品，利用自然光照明不僅節約了大量電能，還能為使用者帶來生理和心理的舒適感。為了避免使用自然光線引入過多的熱量，設計師托馬斯·赫爾佐格通過在建筑北向天窗上設置百葉，將北向光折射到展館室內屋頂上的發射板，將北向光線均勻地引入室內，北向光屬于漫射光，帶有的太陽熱量較少，妥善地解決了采光和遮陽問題。該建筑采用自然通風和機械通風結合的方式保證室內空氣質量，調節室內溫度，在不影響建筑的換氣量的同時降低能耗，契合節能環保的生態理念。

3 選用環保建筑材料

根據有關數據統計，建筑材料的成本超過建筑總成本的60%，建筑材料的選擇在建筑設計中占有重要地位。在生態理念中選擇建筑材料時應保證建筑的安全性，為使用者提供自然、舒適的環境，減少對自然資源的索取。傳統的建筑施工中的材料可回收再利用的性能較差，對環境的污染也比較嚴重，生態建筑理念提倡建筑材料的重復、循環利用，使用可再生資源代替不可再生資源。

建筑選擇綠色環保的建筑材料，節能減排，減少資源消耗，避免環境污染。生態建筑的工程建設材料盡量就近選擇，減少材料運輸過程中造成的資源浪費，減少對自然環境造成的負擔[2]。

生態環保建筑材料具有能耗低、污染小、可再回收利用等優點，部分材料在生產中也應用了廢料再利用的技術，如以廢棄物、工業礦渣為原料生產的生態水泥、生態混凝土，還有回收加工的鋼材、復合板材等[3]。

生態建筑材料除了能夠有效保護環境外，對人們的健康也更友好，含有高新科技的生態建筑材料具備凈化空氣的功能，避免了傳統建筑和裝飾材料中苯、甲醛、醚類對人們身體健康造成危害。

秸稈板材和貝殼粉涂料是兩種優質的生態環保建筑裝修材料。秸稈板材是以成熟農作物的秸稈為原料生產的板材，秸稈中的粗纖維含量高，不能用于喂養禽畜，在農業生產中往往焚燒處理，對環境造成嚴重污染，應用于建筑生產中，能夠減少污染，為建筑業提供節能環保的優質材料[4]。

經過多年的科研研究，我國終于成功研制出以秸稈、稻殼等植物莖稈為原料的不含甲醛的秸稈板材，經檢驗其所有的物理性能均可以達到國內外木質板材的要求，且具有重量輕、機械性能好、隔音保溫、耐火阻燃、防水防腐、無污染、易安裝、成本低等多種優勢，使用壽命長，可再收回利用，在建筑施工中可以代替多種輕質的建材[5]。

秸稈板材的可塑性好，可用作室內外墻板、裝飾板、地板、防火臺面、護欄等，也可用于生產各種家具。秸稈板材的成功研發為社會提供了新型環保建筑材料，其價格低、品質高，緩解了我國木材原料供應不足的情況，為保護森林資源做出了貢獻。

貝殼粉涂料屬于石灰類涂料，其利用碳酸鈣脫碳的化學原理實現了無機材料的化學黏結，使用貝殼粉涂料代替傳統建筑涂料，可以有效節約石油資源，減少生產能耗、生產成本和有害物質的排放。貝殼粉涂料不污染環境，且還具有一定的除味、抗菌作用，其中含有鈣的化合物，可以對室內的煙、一氧化碳和浮游粉塵起到吸附作用，燒制的貝殼粉末還對大腸桿菌、沙門氏菌、黃色葡萄糖菌有明顯的抑制作用，將貝殼粉涂料用于室內裝修可以減少化學物質對人身體的侵害。

4 結語

生態建筑理念對社會健康、持續地發展具有重大意義。將生態理念融入建筑設計中，能夠為建筑的使用者提供更舒適、更安全的環境，推進建筑業改革創新，為保護生態環境作出巨大貢獻。