生態(tài)建筑理論下的住宅建筑設(shè)計探討

羅韻

【摘要】生態(tài)建筑設(shè)計是改善生態(tài)環(huán)境的重要手段之一，具有十分重要的意義。然而，目前生態(tài)建筑存在結(jié)構(gòu)單一、設(shè)計片面性等問題，設(shè)計效果并不理想。為了提高生態(tài)建筑設(shè)計的效果，建筑設(shè)計師需要遵循可持續(xù)發(fā)展原則、以人為本原則、品質(zhì)至上原則和科學(xué)合理化原則，探索生態(tài)建筑設(shè)計的有效應(yīng)用策略，提升生態(tài)建筑設(shè)計效果。

【關(guān)鍵詞】生態(tài)建筑;住宅建筑;設(shè)計

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.06.

1、引言

隨著我國建筑業(yè)的不斷發(fā)展，生態(tài)建筑理論在眾多主流建筑學(xué)理論中脫穎而出，逐漸成為建筑行業(yè)發(fā)展的風(fēng)向標。住宅建筑設(shè)計與生態(tài)建筑理論的融合，能夠?qū)崿F(xiàn)對自然資源的合理利用，從而達到保護周圍生態(tài)環(huán)境的目的。

2、生態(tài)建筑理念在建筑設(shè)計中的應(yīng)用原則

2.1生態(tài)和諧

設(shè)計師要想把生態(tài)建筑理念融入在建筑設(shè)計中，就要更關(guān)注生態(tài)和諧。也就是把建筑作為一個整體來看待，確保根據(jù)設(shè)計方案建設(shè)出來的建筑能夠與周圍的環(huán)境和諧搭配，擁有自然的景觀美。為了突出和諧性的原則，在設(shè)計時，既要關(guān)注外形又要關(guān)注顏色。在確定建筑外立面造型和顏色的時候必須要考慮到周圍的環(huán)境，確保與周圍的環(huán)境協(xié)調(diào)，不會突兀，并突出建筑物的生態(tài)美，可利用周邊的水域或是綠化，與建筑和諧搭配，建立完整的生態(tài)環(huán)境。

2.2節(jié)能環(huán)保

在設(shè)計整體方案的基礎(chǔ)上，要從細節(jié)設(shè)計這方面突出節(jié)能環(huán)保的理念。節(jié)能，一方面是建筑物建設(shè)時的節(jié)能，另一方面是建筑物使用時的節(jié)能。在建設(shè)時能夠節(jié)省材料、提高施工效率;在后期使用時能夠滿足節(jié)能需求。在方案設(shè)計時，要合理的利用自然風(fēng)和自然光，這樣建筑在使用時就不會在溫度的調(diào)節(jié)和采光這方面耗能太多。環(huán)保，是指通過設(shè)計提升建筑施工的環(huán)保性。在設(shè)計時更傾向于使用綠色環(huán)保施工工藝，減少對周邊環(huán)境的污染和破壞。

3、當(dāng)前我國生態(tài)建筑設(shè)計中存在的問題

3.1不重視生態(tài)建筑設(shè)計

生態(tài)建筑是建筑設(shè)計行業(yè)未來發(fā)展的重要方向，也是當(dāng)代社會的必然選擇。但是，現(xiàn)階段很多企業(yè)還沒有認識到在建筑設(shè)計中應(yīng)用生態(tài)建筑理念的重要性，不重視生態(tài)建筑設(shè)計，在城市規(guī)劃過程中沒有主動進行生態(tài)建筑設(shè)計。企業(yè)應(yīng)該認識到生態(tài)建筑在改善城市環(huán)境和降低建筑成本等方面的優(yōu)勢，應(yīng)正確看待生態(tài)建筑，為人與自然的和諧相處以及提高企業(yè)經(jīng)濟效益奠定基礎(chǔ)。

3.2生態(tài)建筑設(shè)計理念的理解不到位

生態(tài)建筑理念的提出，有利于解決生活環(huán)境污染問題，促進經(jīng)濟和建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。但是，很多企業(yè)對生態(tài)建筑設(shè)計理念的理解并不準確，大量的建筑設(shè)計人員并未真正掌握生態(tài)建筑的核心技術(shù)，生態(tài)建筑設(shè)計工作浮于表面，難以深入。生態(tài)建筑這一概念在半個世紀以前就已經(jīng)產(chǎn)生，但是很多工作人員并不知道什么是真正意義上的生態(tài)建筑，難以構(gòu)建建筑內(nèi)部循環(huán)系統(tǒng)。針對這一問題，相關(guān)建筑設(shè)計人員應(yīng)該挖掘生態(tài)建筑理念的核心價值，努力探索生態(tài)建筑的設(shè)計方法，提高生態(tài)建筑設(shè)計的有效性。

4、生態(tài)建筑理論在住宅建筑設(shè)計中的應(yīng)用

4.1通風(fēng)設(shè)計

作為現(xiàn)代生態(tài)建筑設(shè)計中的主要環(huán)節(jié)之一，通風(fēng)設(shè)計是否合理關(guān)乎到建筑室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)效果，并影響到人們的居住舒適度。倘若建筑通風(fēng)設(shè)計不合理，在后期運行階段人們會選擇增設(shè)新風(fēng)機、空調(diào)等設(shè)備來維持室內(nèi)良好的通風(fēng)效果，導(dǎo)致建筑運行能耗居高不下。所以，設(shè)計師需要以生態(tài)建筑理為依據(jù)，進行住宅建筑通風(fēng)設(shè)計的優(yōu)化。在實際建筑設(shè)計過程中，要求設(shè)計人員依據(jù)對當(dāng)?shù)貧夂驐l件、風(fēng)向特點的分析，以滿足居住者通風(fēng)需求為目的，進行自然通風(fēng)的最大化利用。例如在設(shè)計時考慮到夏季炎熱、干燥等特點，通過合理設(shè)計來加快空氣流通，提升居住者舒適度，再或者考慮到冬季寒冷特點，保證門窗結(jié)構(gòu)設(shè)計的密閉性，采用科學(xué)手段進行室內(nèi)外空氣交換的合理控制，避免室外寒冷空氣對室內(nèi)環(huán)境造成影響。

4.2熱島現(xiàn)象

分析熱島現(xiàn)象的形成，除建筑自身環(huán)境影響之外，還與建筑周圍氣流流動、輻射情況存在莫大關(guān)聯(lián)。為避免住宅建筑在后期運行階段出現(xiàn)熱島現(xiàn)象，該項目要求設(shè)計人員依托于生態(tài)建筑理論的應(yīng)用，進行建筑密度、容積等要素的合理控制，依據(jù)建筑質(zhì)量需求進行建筑材料的合理選擇。同時，依據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c的分析，合理設(shè)置建筑內(nèi)外布局，結(jié)合對建筑周圍水景、綠化設(shè)施的設(shè)計來提升建筑整體生態(tài)效果，并有效避免熱島現(xiàn)象。

4.3日照與采光

太陽能資源的合理利用，可以在降低建筑運行能耗的同時，提升建筑整體的生態(tài)環(huán)保效果。所以在生態(tài)建筑理論應(yīng)用的前提下，設(shè)計師需要重視對住宅建筑日照與采光的合理設(shè)計。在具體設(shè)計過程中，要求人員充分利用自然光照來達到能源損耗控制的目的。當(dāng)然，在采光設(shè)計時設(shè)計師還需考慮到建筑遮陽設(shè)計，避免因長時間日照導(dǎo)致室內(nèi)溫度增高。針對建筑采光設(shè)計，該項目充分借助BIM技術(shù)，將建筑參數(shù)納入數(shù)學(xué)模型，結(jié)合有限元分析進行自然采光的模擬，通過BIM技術(shù)來實現(xiàn)對建筑采光面積、光照時間等因素的分析，在此基礎(chǔ)上進行建筑結(jié)構(gòu)的調(diào)整與優(yōu)化。針對建筑遮陽設(shè)計，要求設(shè)計人員依據(jù)對當(dāng)?shù)刈匀还庹諚l件的分析，合理利用遮陽板、百葉窗等材料來提升建筑遮陽效果。

4.4圍護的設(shè)計

作為住宅建筑設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理關(guān)乎到建筑整體的生態(tài)綠化效果。對此，相關(guān)設(shè)計人員需要秉持生態(tài)建筑理論，從防水材料選擇、外墻窗體結(jié)構(gòu)設(shè)計以及保溫材料選擇等方面進行圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化，進而在提升建筑防水能力的同時，進一步提升住宅建筑的隔熱性能。建筑圍護結(jié)構(gòu)采用可調(diào)控的智能型結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)對外界氣候變化、室內(nèi)環(huán)境控制需求的有效適應(yīng)。通過對圍護結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計，使其建筑在冬季階段的熱負荷平均值僅有0.7W/m2，進而實現(xiàn)在冬季采暖階段的能源消耗控制。需注意，倘若建筑防水、保溫材料選擇不合理，不僅影響到建筑功能，亦會對居住者生活質(zhì)量產(chǎn)生不同程度的影響。所以需以生態(tài)建筑理論為指導(dǎo)，盡可能選擇環(huán)保性防水與保溫材料，例如環(huán)保性保溫材料可以選擇玻璃棉卷氈、陶瓷保溫等材料。

5、建筑設(shè)計中的生態(tài)建筑設(shè)計的應(yīng)用策略

5.1朝向設(shè)計

朝向設(shè)計是生態(tài)建筑設(shè)計中的重要組成部分，而建筑物所在的經(jīng)緯度和太陽直射角度會影響朝向設(shè)計工作。因此，生態(tài)建筑設(shè)計人員應(yīng)該進行精密數(shù)據(jù)計算，確保建筑物朝向設(shè)計的合理性。科學(xué)的朝向設(shè)計能夠提高建筑物內(nèi)的光照程度，從而減少空調(diào)及電燈的使用，在一定程度上達到了節(jié)能減排的目的。與此同時，合理的朝向還能夠保證室內(nèi)空氣流通，加速衣物風(fēng)干的速度，從而減少了烘干設(shè)備的使用，節(jié)約了電能。

在進行朝向設(shè)計時，生態(tài)建筑設(shè)計人員應(yīng)該詳細調(diào)查建筑物的周邊環(huán)境，精確測量建筑物之間的距離，確保建筑物室內(nèi)每個房間的采光需求都能夠得到滿足。例如，為了提高建筑物的光能和風(fēng)能的利用率，生態(tài)建筑設(shè)計人員可以增加豎向的遮陽格柵欄，或者增大窗戶面積，以提高居住舒適性，實現(xiàn)節(jié)能減排目標。

5.2平面設(shè)計

平面設(shè)計在生態(tài)建筑設(shè)計中占據(jù)重要地位，生態(tài)建筑設(shè)計人員應(yīng)該綜合分析建筑的體形系數(shù)和散熱化比值，評估室內(nèi)熱量散失的速度。例如，建筑物的體形占比與屋內(nèi)熱量散失的速度成正比，在后續(xù)建筑設(shè)計中，生態(tài)建筑設(shè)計人員需要將此因素考慮在內(nèi)。為了減小室內(nèi)熱量流失的速度，在設(shè)計建筑物的外形時，生態(tài)建筑設(shè)計人員應(yīng)該融入生態(tài)理念，摒棄抽象華麗的設(shè)計風(fēng)格，而采用簡潔大方的設(shè)計風(fēng)格。與此同時，生態(tài)建筑設(shè)計人員還要確保室內(nèi)各個設(shè)施位置的合理性。例如，生態(tài)建筑設(shè)計人員可以將采光度不足的位置設(shè)計成電梯空間和機房空間，提高其他空間的日光利用率。此外，為了提高建筑物的整體通風(fēng)效果，生態(tài)建筑設(shè)計人員還可以嘗試設(shè)計空中庭院結(jié)構(gòu)，全面提高資源的利用率。

5.3綠化設(shè)計

生態(tài)建筑設(shè)計應(yīng)該重視建筑物周邊的綠化體系設(shè)計。綠化設(shè)計的水平與建筑物周邊環(huán)境的空氣潔凈度存在一定的聯(lián)系——合理的綠化設(shè)計能夠在建筑物周圍形成微生態(tài)循環(huán)，有利于合理調(diào)節(jié)建筑物周邊氣溫和濕度，打造宜人的建筑物整體環(huán)境。例如，在進行生態(tài)建筑設(shè)計時，生態(tài)建筑設(shè)計人員可以在建筑物周邊種植綠植，并且增設(shè)籃球場、涼亭、噴泉等設(shè)施，滿足人們的居住需求。與此同時，建筑物室內(nèi)也可以進行綠色設(shè)計。例如，生態(tài)建筑設(shè)計人員可以在露天陽臺種植花草，或者在室內(nèi)設(shè)計植物電視墻，為居住者提供良好的綠化環(huán)境，實現(xiàn)生態(tài)理念與建筑設(shè)計的有效融合。

5.4遮陽設(shè)計

生態(tài)建筑設(shè)計人員在進行朝向設(shè)計時，還要開展遮陽設(shè)計工作。居住者對建筑物遮陽度的需求程度不同，因此，生態(tài)建筑設(shè)計人員需要根據(jù)實際情況來確定合理的窗戶透光率。遮陽設(shè)計可以保證建筑物內(nèi)部生態(tài)循環(huán)的穩(wěn)定性，通過設(shè)計科學(xué)的遮陽區(qū)域來減少室內(nèi)能源的損耗。此外，遮陽設(shè)計所采用的窗戶和節(jié)能墻體也需要遵循因地制宜的原則。由于建筑物的層數(shù)越高，其周圍的紫外線污染程度和所承受的風(fēng)力也越高，因此生態(tài)建筑設(shè)計既要保證良好的防風(fēng)效果，也要保證噪聲隔絕效果，確保為居民帶來良好的居住體驗。除了需要重視窗戶的材質(zhì)之外，生態(tài)建筑設(shè)計人員還應(yīng)重視可見光投射系數(shù)、窗戶的遮陽系數(shù)和窗戶邊框的反光度等因素，不斷提高建筑物的遮陽效果。

5.5水循環(huán)設(shè)計

眾所周知，水資源是有限的，而水資源的循環(huán)利用則可以解決水資源匱乏的問題。生態(tài)建筑設(shè)計人員應(yīng)該樹立節(jié)約用水的理念，提高水資源的利用率，從源頭上解決水資源循環(huán)利用的問題。在進行水循環(huán)設(shè)計前，生態(tài)建筑設(shè)計人員應(yīng)該詳細調(diào)查建筑物的房屋結(jié)構(gòu)、河流海洋情況以及氣候條件，確保給排水循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計的科學(xué)性。生態(tài)建筑設(shè)計人員在進行水循環(huán)設(shè)計時，可以應(yīng)用雨水收集系統(tǒng)、污水處理收集系統(tǒng)，并將系統(tǒng)收集的水進行分層過濾，再重新投入使用。這兩種系統(tǒng)可以有效提高水資源的利用效率——雨水、污水經(jīng)過處理后，可以用于道路噴灑或消防用水等，從而達到節(jié)能減排的目的。

6、生態(tài)建筑理論在住宅建筑設(shè)計中的應(yīng)用建議

6.1通風(fēng)設(shè)計

現(xiàn)在商業(yè)建筑的整個設(shè)計當(dāng)中，最主要的環(huán)節(jié)就是通風(fēng)的事跡。它能夠直接影響到建筑室內(nèi)溫度的正常調(diào)節(jié)，以及人們自身居住的舒適程度。如果建筑在通風(fēng)設(shè)計方面不夠合理的話，后期的實際運行導(dǎo)致人們在對新風(fēng)機空調(diào)等設(shè)備進行選擇的時候，會影響到室內(nèi)的通風(fēng)效果，整體建筑運行的能耗會特別高。因此設(shè)計師一定要根據(jù)生態(tài)建筑理論，對通風(fēng)的設(shè)計做出優(yōu)化。實際建筑設(shè)計的時候，工作人員必須要對當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件風(fēng)向特點等狀況做出具體分析，讓居住者在通風(fēng)的實際需求方面得到良好的滿足。至于來講，在具體設(shè)計的時候一定要考慮到夏季比較炎熱而且干燥的特點，通過借助科學(xué)的設(shè)計，讓空氣更好流通居住者的舒適度得到提高。在冬季的時候一定要考慮到氣候寒冷，必須要保證門窗結(jié)構(gòu)完全密閉。防止室外的寒冷空氣會對室內(nèi)的環(huán)境造成一定的影響。

6.2節(jié)能設(shè)計

為了能夠讓住宅建筑的生態(tài)化，環(huán)保化作出合理的設(shè)計，設(shè)計師可以利用新能源技術(shù)，將建筑的節(jié)能效果放置到最大。舉例來講，對于地?zé)崽柲艿燃夹g(shù)方面的應(yīng)用，在我們國家建筑領(lǐng)域已經(jīng)得到了非常好的實踐。可以將光伏玻璃安置在建筑的南側(cè)，整個安裝的面積可以達到30平方米，主要是對這樣白夜或者玻璃幕墻做出供電。與此同時整個過程在屋頂?shù)奈恢每梢栽O(shè)置太陽能集熱器，這樣建筑室內(nèi)的除濕系統(tǒng)就會有良好的動能提供。除了基礎(chǔ)的太陽能熱水器之外，設(shè)計工作人員可以按照建筑節(jié)能的實際需求做出合理的分析，利用太陽能發(fā)電和地?zé)崮芗夹g(shù)，來對整個建筑等實際運行提供動力，在建筑運行能耗得到降低的同時，可以對于周邊環(huán)境得到良好的改善。

6.3住宅建筑布局設(shè)計

住宅建筑進行布局方面的設(shè)計過程中，建筑師不僅需要考慮到建筑群的實際高度密度，還需要對住宅周邊的環(huán)境進行考慮。除此之外住宅建筑的布局做出規(guī)劃的時候，一定要完全考慮到氣流的實際運動狀況。所以對布局設(shè)計進行開展之前，設(shè)計師一定要對當(dāng)?shù)氐臍夂驙顩r做出全方位的檢查。其次，設(shè)計師一定要對建筑群當(dāng)中的氣流流動，做出一個全方位的研究和分析。根據(jù)最終的結(jié)果，來對建筑進行科學(xué)的布置，這樣局部地區(qū)存在的氣候也會得到良好的改善。

6.4建筑物選址中的應(yīng)用

對于建筑地質(zhì)的選擇一定要符合科學(xué)性和合理性，是對于整個工程后續(xù)的實際設(shè)置有著非常重要的影響。選擇地址會直接影響到建筑物在真實使用之后的狀況，所以必須要對建筑物的地質(zhì)選擇進行高度的重視。對于建筑物進行設(shè)計之前，工作人員最需要對工地的具體狀況進行檢查，保證工程實際設(shè)計的地點以及相關(guān)條件完全符合實際施工的基本要求。不同地址進行選擇的時候，不同的場地周邊環(huán)境有著很大的差異，這會直接影響到工程設(shè)計的進程。除此之外，整個設(shè)計的過程當(dāng)中，所有的要求都需要首先考慮到建筑物的地質(zhì)選擇。整座建筑實際施工的時候會有很多的噪音，揚塵以及灰塵污物的產(chǎn)生，必須要將全部的狀況進行充分考慮。傳統(tǒng)的建筑選址過程當(dāng)中，企業(yè)最重視的就是它的實際經(jīng)濟效益。然而生態(tài)理念為主題開展的工程建設(shè)就需要考慮到不同類型的因素對工程綜合性能以及效益的實際影響。

6.5墻體保溫節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

在綠色節(jié)能技術(shù)當(dāng)中，最重要的就是墻體的保溫節(jié)能技術(shù)，對他良好的應(yīng)用，可以讓整個建筑室內(nèi)的溫度，始終讓人們有一個良好的工作環(huán)境和生活環(huán)境。在傳統(tǒng)的墻體實際設(shè)計過程當(dāng)中，為了能夠有良好的保溫效果，大多數(shù)會涂保溫的材料或者是利用抹灰的形式，在建筑物外墻做出具體的施工。這種方式可以將室內(nèi)的空間進行接收，然而卻很容易會受到外部環(huán)境的影響，導(dǎo)致整個墻體產(chǎn)生開裂或者老化的問題。一旦這種情況發(fā)生人們的積極體驗就會受到很大的影響。針對這樣的狀況，一定要對墻體的實際保溫節(jié)能技術(shù)做出合理的應(yīng)用，讓傳統(tǒng)墻體保溫功能當(dāng)中所存在的不足進行改善。不僅如此，要降低外界因素，對于整個墻體的實際影響。對全體保溫節(jié)能技術(shù)做出良好應(yīng)用的同時，可以利用綠色節(jié)能材料，比如說利用空心磚可以讓能源的消耗得到降低，除此之外要根據(jù)具體真實的狀況，對保溫節(jié)能材料做出合理的挑選。這不僅能夠讓保溫節(jié)能材料得到良好的應(yīng)用，而且讓他自身所具備的優(yōu)勢得到了良好的發(fā)揮，整個建筑施工的具體質(zhì)量也會得到保證。

結(jié)束語：

綜上所述，堅持以人為本，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，對廢物和可再生能源進行利用，選擇合理環(huán)保的建筑材料，同時技術(shù)人員應(yīng)該增強自身的生態(tài)設(shè)計意識，意識到生態(tài)理念的重要性，充分將生態(tài)理念與建筑設(shè)計相結(jié)合，保護生態(tài)環(huán)境。結(jié)合實際的建筑情況，科學(xué)設(shè)計施工方案與材料，減少對不可再生能源的消耗，在保證建筑質(zhì)量的同時創(chuàng)造一個綠色的環(huán)境。

參考文獻：

[1]彭菲.生態(tài)建筑理念在建筑設(shè)計中的應(yīng)用剖析[J].居舍，2020（27）：114-115.

[2]劉志剛，董媛春.生態(tài)建筑理念在建筑設(shè)計中的應(yīng)用[J].住宅與房地產(chǎn)，2020（21）：62.

[3]祝蕾.生態(tài)建筑理念在建筑設(shè)計中的應(yīng)用剖析[J].四川水泥，2020（8）：303，305.

[4]樊建倉.生態(tài)建筑理念在建筑設(shè)計中的應(yīng)用研究[J].江西建材，2020（1）：54，56.

[5]王春暉，白雪.基于綠色生態(tài)理念的建筑設(shè)計研究[J].河南建材，2019（5）：200-201.