生態(tài)建筑理念在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

楊芳

國(guó)華工程科技（集團(tuán)）有限責(zé)任公司皖北分公司 安徽 蚌埠 233060

引言

未來零能耗將成為我國(guó)建筑領(lǐng)域奮斗目標(biāo)。而生態(tài)建筑理念融入建筑設(shè)計(jì)中，是確保該理想實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。故而研究生態(tài)建筑理念在就建筑設(shè)計(jì)中具體應(yīng)用對(duì)建筑業(yè)發(fā)展具有積極意義。

1 生態(tài)建筑的概念以及特點(diǎn)

生態(tài)建筑主要有三個(gè)特點(diǎn)。

1.1 生態(tài)化

生態(tài)化有幾個(gè)內(nèi)涵：第一，生態(tài)建筑要考慮周圍生態(tài)；第二，生態(tài)建筑內(nèi)部擁有生態(tài)系統(tǒng)；第三，建筑當(dāng)中不斷融入生態(tài)技術(shù)。或者說通過不斷融入生態(tài)技術(shù)，保證生態(tài)建筑和自然環(huán)境的協(xié)同性，降低生態(tài)建筑對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響[1]。

1.2 環(huán)保化

建筑所用板材必須是綠色材料，無輻射無污染，對(duì)環(huán)境十分友好。在建筑排放包括廢氣、廢水、廢渣都具有很好的處理功能。能夠充分利用風(fēng)能、太陽能、光能等實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)、自然采光，減少太陽能損耗，間接地降低社會(huì)煤耗[2]。

1.3 人性化

即生態(tài)建筑并非一味地位了追求生態(tài)而忽略人對(duì)居住舒適性的追求，既能實(shí)現(xiàn)建筑生態(tài)、環(huán)保，又能確保人身處其中身心愉悅，達(dá)成人、建筑、自然的和諧統(tǒng)一[3]。

2 生態(tài)建筑理念在建筑設(shè)計(jì)中具體應(yīng)用

2.1 建筑布局

在成熟城市環(huán)境下建筑設(shè)計(jì)必須要考慮到城市環(huán)境，需要緊密配合城市建設(shè)規(guī)劃，要確保對(duì)環(huán)境產(chǎn)生最低影響。建筑設(shè)計(jì)人員必須要有足夠的生態(tài)意識(shí)、規(guī)劃意識(shí)才能確保建筑竣工投產(chǎn)后達(dá)成這一目標(biāo)。在建筑布局設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員必須要重視自然環(huán)境，要對(duì)地質(zhì)水文、自然河流、山勢(shì)草木等展開充分分析，這些都對(duì)設(shè)計(jì)者有著積極影響[4]。以“熱島效應(yīng)”為例，該現(xiàn)象的出現(xiàn)就是因?yàn)樽畛踅ㄖO(shè)計(jì)時(shí)，沒有充分考慮到建筑、太陽輻射、空氣流通這些因素，在炎熱夏季建筑、馬路等吸熱后再度釋放熱量，導(dǎo)致局部溫度不斷升高。為了緩解“熱島效應(yīng)”很多城市根據(jù)本地氣象資料來有效調(diào)節(jié)建筑布局，讓氣流得以順暢游走，帶走過多的熱量。這也意味著建筑設(shè)計(jì)人員必須要積極了解城市規(guī)劃，要有宏觀布局意識(shí)，要保證建筑群落錯(cuò)落有致同時(shí)，能夠積極融入節(jié)能降溫技術(shù)。

2.2 建筑形式

建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中建筑形式是力求建筑和自然環(huán)境和諧統(tǒng)一的關(guān)鍵。例如南北方民居截然不同，就是因?yàn)榈赜驓夂虿煌省Ｔ诂F(xiàn)代建筑不斷涌現(xiàn)，消除建筑地域差距的大背景下，建筑形式設(shè)計(jì)當(dāng)中為了更好解決建筑和環(huán)境關(guān)系問題，可以將綠植退臺(tái)、綠色屋頂、植物墻等手法融入其中，有效地隔絕了屋頂、墻體，從源頭上剪斷了“熱島效應(yīng)”生成鏈條，有效降低了城市空間溫度。同時(shí)也起到了豐富建筑形式、構(gòu)建良好城際線的作用。這其中綠色屋頂技術(shù)能夠有效降低室溫，在炎熱夏季溫度降幅達(dá)到了5℃左右，能夠有效降低酷熱，制造涼爽生活空間[5]。另外，我國(guó)傳統(tǒng)的一些建筑形式例如吊腳樓、窯洞、土樓等，這些都具有強(qiáng)烈的地域氣息以及生態(tài)建筑特點(diǎn)。在現(xiàn)代城市當(dāng)中在建筑形式設(shè)計(jì)方面，主要是融入生態(tài)幕墻，能夠有效降低室內(nèi)外溫度傳導(dǎo)，有效保證建筑內(nèi)部冬暖夏涼。

2.3 建筑結(jié)構(gòu)

生態(tài)建筑必須要擁有科學(xué)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，既要保證內(nèi)部空間足夠大，又能保證整體建筑的穩(wěn)固性。例如通過增加樓板剛性，減少樓梯中支柱的使用率，有效節(jié)省材料、改善內(nèi)部空間。為了保證建筑結(jié)構(gòu)足夠堅(jiān)固，又確保施工過程降低材料耗費(fèi)水平，需要融入空心磚材料，其可以有效降低建筑自重，據(jù)數(shù)據(jù)顯示可降低30%自重，從而有效降低了建筑對(duì)基礎(chǔ)的壓力，保證了房屋的穩(wěn)定性。另外為了確保建筑結(jié)構(gòu)合理，能夠和自然友好交互，目前已經(jīng)有將秸稈類生產(chǎn)成為墻體的技術(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明這一類墻體不返潮、不腐爛、無怪味，而且還具有改良室內(nèi)空氣的作用。這也意味著在建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中，于建筑結(jié)構(gòu)方面可以積極地融入新型材料。以新型材料具有的生態(tài)性、環(huán)保性提升建筑生態(tài)水平。

2.4 自然能利用

建筑設(shè)計(jì)想要增加生態(tài)特點(diǎn)，確保建筑和自然環(huán)境呈現(xiàn)友好關(guān)系，必須要充分地將風(fēng)能、光能、太陽能融入進(jìn)來。①在風(fēng)能利用上大部分都是南北通透，形成“過堂風(fēng)”，保證室內(nèi)空氣清新、空氣流動(dòng)快，有效降低室內(nèi)溫度。②光能主要是自然采光，可以通過擴(kuò)大窗口等形式，延長(zhǎng)采光面積和采光時(shí)長(zhǎng)。按照國(guó)家規(guī)定，一般的民宅采光時(shí)間不得小于大寒日的2小時(shí)。這需要考慮到前后樓間距，一般要求間距系數(shù)為0.7～0.8，這樣才能保證良好的采光效果。③太陽能利用。傳統(tǒng)建筑水加熱采用電加熱，而電的形成過程是通過消耗煤而實(shí)現(xiàn)的，故而積極地融入太陽能加熱，可以有效減少電能浪費(fèi)，不僅節(jié)省了業(yè)主的生活成本、降低了排放，也對(duì)煤資源形成了保護(hù)。太陽能利用還有一種創(chuàng)新模式，即利用傳感器組件，將建筑墻壁吸收的太陽能轉(zhuǎn)化為電能、熱能儲(chǔ)存起來，可以為人們的生活提供方便。

2.5 施工環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

為了保證施工環(huán)節(jié)和設(shè)計(jì)文件緊密貼合，需要設(shè)計(jì)人員充分構(gòu)建信息化BIM模型，并能夠?qū)⒃撃Ｐ娃D(zhuǎn)交給施工企業(yè)，保證施工的各類參數(shù)的一致，有效降低材料浪費(fèi)、構(gòu)建碰撞等現(xiàn)象，提高建筑的綠色水平。甚至于需要針對(duì)性形成綠色施工設(shè)計(jì)內(nèi)容，為降塵、降排、降噪、降低光污染等提供方案。

3 目前建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中生態(tài)建筑理念應(yīng)用存在的問題

3.1 價(jià)格沖突問題

主要是生態(tài)建筑理念需要材料學(xué)、物理學(xué)、環(huán)境學(xué)、設(shè)計(jì)學(xué)等多種學(xué)科參與，這對(duì)建筑設(shè)計(jì)人員形成了較高要求，勢(shì)必提升設(shè)計(jì)人員的用人成本。再者生態(tài)建筑所使用的材料必須具有生態(tài)性、環(huán)保性，大部分都比普通材料高出1～3倍價(jià)格，這也意味著生態(tài)建筑的建筑成本將明顯高于普通建筑，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)人員必須要想方設(shè)法去降低成本，以確保設(shè)計(jì)方案通過建設(shè)單位的審核。

3.2 生態(tài)理念狹窄問題

目前生態(tài)建筑理念融入建筑設(shè)計(jì)中，很多設(shè)計(jì)師只是盡可能融入市面上比較流行的生態(tài)技術(shù)、生態(tài)設(shè)備、生態(tài)材料，造成了建筑價(jià)格不斷超高。同時(shí)這其中也體現(xiàn)出了設(shè)計(jì)者生態(tài)理念狹窄的問題。即沒有考慮到材料生產(chǎn)過程碳排放、材料運(yùn)輸環(huán)境污染等。這種設(shè)計(jì)雖然表面上看上去賦予了建筑生態(tài)特點(diǎn)，然而卻造成了社會(huì)生產(chǎn)上的高能耗，甚至于隨著這樣的設(shè)計(jì)不斷普及，可能帶來社會(huì)建筑材料生產(chǎn)環(huán)節(jié)的高污染、高排放。

3.3 缺乏專業(yè)設(shè)計(jì)人才

通過前文分析可知，于建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用生態(tài)建筑理念，對(duì)建筑設(shè)計(jì)人員提出了很高的要求，需要其掌握材料學(xué)、建筑學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等多種學(xué)科知識(shí)，并能夠融會(huì)貫通。從目前我國(guó)建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域人才現(xiàn)狀來看，距離這一標(biāo)準(zhǔn)還差很遠(yuǎn)，我國(guó)大部分建筑工程設(shè)計(jì)院校還缺乏這樣的復(fù)合型專業(yè)教學(xué)，這也導(dǎo)致了目前設(shè)計(jì)人員在建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中應(yīng)用生態(tài)建筑理念都趨向于局部，缺乏整體思維，照貓畫虎的現(xiàn)象十分普遍。

3.4 信息化設(shè)計(jì)水平不足

目前我國(guó)建筑勘測(cè)領(lǐng)域距離發(fā)達(dá)國(guó)家還有一定距離，正因?yàn)榭睖y(cè)上不能進(jìn)一步精細(xì)、精準(zhǔn)，導(dǎo)致了建筑設(shè)計(jì)不科學(xué)，進(jìn)而導(dǎo)致建筑工程施工出現(xiàn)反復(fù)變更，材料浪費(fèi)情況十分普遍。例如在竣工驗(yàn)收階段，若是發(fā)現(xiàn)構(gòu)件沖突，構(gòu)件和設(shè)備沖突，就會(huì)要求施工企業(yè)拆除構(gòu)件，重新處理構(gòu)件和構(gòu)件、構(gòu)件和設(shè)備關(guān)系，自然會(huì)浪費(fèi)大量的鋼筋、混凝土等材料，而且還需要重復(fù)投入人力，人工成本明顯增加。

4 提高建筑設(shè)計(jì)中生態(tài)建筑理念應(yīng)用水平的策略

一個(gè)融入生態(tài)建筑理念具有明顯科學(xué)性的建筑設(shè)計(jì)必須要包含人力、材料、設(shè)備、技術(shù)、管理方法、施工方案等因素，這樣的設(shè)計(jì)才具有可實(shí)施性。故而提升設(shè)計(jì)人員水平是最為關(guān)鍵的。只有解決了這一問題，才能有效解決建筑設(shè)計(jì)和建筑造價(jià)矛盾問題，才能有效擴(kuò)展生態(tài)范圍提升建筑生態(tài)水平，也才能保證各類技術(shù)、各類綠色材料、生態(tài)材料融入工程中。

4.1 培養(yǎng)專業(yè)生態(tài)建筑設(shè)計(jì)人才

從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看需要我國(guó)各大建筑院校積極開辟生態(tài)建筑設(shè)計(jì)專業(yè)。從短期來看，則是需要建筑業(yè)于領(lǐng)域內(nèi)多舉辦生態(tài)建筑設(shè)計(jì)交流峰會(huì)，讓現(xiàn)有設(shè)計(jì)人員通過交流學(xué)習(xí)到更系統(tǒng)的知識(shí)和技能，提高建筑生態(tài)設(shè)計(jì)水平。在一些重大的建筑設(shè)計(jì)項(xiàng)目當(dāng)中，建議多個(gè)設(shè)計(jì)公司以聯(lián)合經(jīng)營(yíng)模式進(jìn)入項(xiàng)目，保證這些公司高級(jí)設(shè)計(jì)人員都參與進(jìn)來，能夠于不同角度給出生態(tài)建筑設(shè)計(jì)建議，保證大型建筑項(xiàng)目生態(tài)建筑理念的深入融入，打造出我國(guó)具有世界影響力的生態(tài)建筑項(xiàng)目。

4.2 積極降低生態(tài)材料、設(shè)備、技術(shù)的應(yīng)用成本

①需要國(guó)家在材料市場(chǎng)積極落實(shí)增值稅并完善增值稅發(fā)票鏈條，能夠讓建筑公司可以有效地抵充稅額。②設(shè)計(jì)人員抓住建筑造型、建筑結(jié)構(gòu)，能夠有效減少材料浪費(fèi)，更可以通過融入先進(jìn)施工技術(shù)來保證成本管控。這也要求設(shè)計(jì)人員要善于了解材料市場(chǎng)、設(shè)備市場(chǎng)，改變傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，需要將成本控制植入進(jìn)來。③要進(jìn)行勘測(cè)復(fù)查，確保工程地基工程、基礎(chǔ)工程滿足建筑給予的承載力，不會(huì)發(fā)生不均勻沉降，從而有效延長(zhǎng)建筑使用壽命，間接地降低成本。

4.3 擴(kuò)展生態(tài)建筑理念范圍

①改變?nèi)谌肷鷳B(tài)技術(shù)就是生態(tài)建筑的錯(cuò)誤理念，要求建筑設(shè)計(jì)需要結(jié)合地方經(jīng)濟(jì)情況、生態(tài)水平等形成綜合設(shè)計(jì)規(guī)劃，避免材料堆砌、技術(shù)羅列，這樣才能兼顧建筑的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。②要深切領(lǐng)悟碳排放對(duì)環(huán)境影響，擴(kuò)展思維實(shí)現(xiàn)深度生態(tài)建筑設(shè)計(jì)，能夠在材料選擇上選用具有自然性材料，這樣材料因?yàn)榧庸きh(huán)節(jié)少排碳量低，融入建筑中才能夠真正地給予建筑生態(tài)屬性。③在設(shè)計(jì)當(dāng)中要詳細(xì)了解本地材料市場(chǎng)，盡可能做到本地采購，避免長(zhǎng)途運(yùn)輸。④作為你地方政府則需要積極針對(duì)秸稈等材料展開研究，能夠讓此類生態(tài)材料技術(shù)更加成熟，有效降低建筑成本同時(shí)，有效調(diào)節(jié)建筑和自然關(guān)系，給予人類更好的居住環(huán)境。

4.4 提高信息化設(shè)計(jì)水平

在設(shè)計(jì)工作當(dāng)中能夠有效融入BIM技術(shù)、ERP系統(tǒng)。這其中BIM技術(shù)具有測(cè)量功能，能夠通過無人機(jī)、信息化測(cè)量設(shè)備不斷獲取和工程有關(guān)各類數(shù)據(jù)，方便設(shè)計(jì)人員展開科學(xué)設(shè)計(jì)。尤其是BIM技術(shù)具有的虛擬演示功能，可以將人、建筑、自然的關(guān)系直觀化，可以發(fā)現(xiàn)建筑方案當(dāng)中的不足，并加以調(diào)整、改進(jìn)，保證了設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性、生態(tài)性。例如在綠色屋頂設(shè)計(jì)當(dāng)中，其能夠形成管線排布設(shè)計(jì)，保證各類管線有效排布，避免線纜沖突，同時(shí)有效地演示了屋頂接受雨水后的具體徑流形態(tài)，保證雨水滯留、分流、收集，降低屋頂漏水可能性，提高屋頂綠化水平，有效地打造生態(tài)工程。ERP系統(tǒng)具有采集生態(tài)材料、設(shè)備、技術(shù)的能力，可以做到普遍詢價(jià)、集中比價(jià)，可以做到低成本采購，提高資金利用效率。而且能夠保證優(yōu)質(zhì)材料進(jìn)入工程，提升工程生態(tài)水平。

5 結(jié)束語

生態(tài)建筑理念在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)用需要綜合平衡建筑造價(jià)、建筑使用壽命、建筑環(huán)境效益等，要避免過度投資。在具體應(yīng)用當(dāng)中，主要集中在建筑布局、建筑形式、建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)、自然能利用、門窗設(shè)計(jì)引入生態(tài)理念，確保小區(qū)整體環(huán)境優(yōu)美，擺脫熱島影響，同時(shí)確保建筑形式多樣，可以將退臺(tái)、綠色屋頂、綠色墻壁等技術(shù)融入進(jìn)來，降低建筑內(nèi)部溫度，塑造宜居空間。為了確保建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中進(jìn)一步融入生態(tài)建筑理念，需要積極培養(yǎng)此類人才，同時(shí)要積極擴(kuò)展生態(tài)理念范圍，讓生態(tài)理念可以更深入融入建筑設(shè)計(jì)之內(nèi)。而信息化設(shè)計(jì)也必然成為關(guān)鍵一環(huán)。