生態(tài)化設(shè)計理念在綠色建筑中的應(yīng)用探索

車亞妮

（寶雞市馮家山水庫管理局）

1 引言

傳統(tǒng)建筑行業(yè)具有高能耗、高污染特性，據(jù)統(tǒng)計，建筑施工產(chǎn)生的能耗約占城市總能耗的50%，在資源緊張、污染嚴重、生態(tài)環(huán)境惡化的現(xiàn)代社會，綠色建筑成為現(xiàn)代建筑發(fā)展的重要導(dǎo)向，其以節(jié)約能源、保護環(huán)境為基本原則，強調(diào)在有限的建筑壽命內(nèi)減少建筑施工與使用給自然環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)帶來的負面影響與破壞，同時充分體現(xiàn)建筑的功能特性，通過合理的空間布局與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計提高建筑內(nèi)居住環(huán)境的舒適度[1]。

2 綠色建筑中的生態(tài)化設(shè)計理念

2.1 保護環(huán)境

傳統(tǒng)建筑行業(yè)屬于高污染行業(yè)，建筑施工過程中施工作業(yè)產(chǎn)生的揚塵問題與噪音問題、施工工藝產(chǎn)生的廢水與施工現(xiàn)場生活污水造成的水污染問題、施工原材料長期堆積造成的土壤污染問題等均是破壞當?shù)刈匀簧鷳B(tài)環(huán)境的重要污染源。保護環(huán)境是綠色建筑生態(tài)化設(shè)計理念的重要構(gòu)成要素，其立足生態(tài)文明建設(shè)、科學(xué)發(fā)展觀與可持續(xù)發(fā)展理念，強調(diào)在建筑設(shè)計與施工過程中充分構(gòu)建人與自然和諧共生的命運共同體，減少建筑施工與使用對環(huán)境造成的大規(guī)模污染與破壞，真正貫徹落實環(huán)境污染防治，有效克服傳統(tǒng)建筑行業(yè)高污染的弊端特性，推動建筑設(shè)計與施工向綠色、生態(tài)、環(huán)保方向轉(zhuǎn)型[2]。

2.2 節(jié)約資源

傳統(tǒng)建筑施工與使用均涉及到大量的資源浪費現(xiàn)象，建筑施工過程中照明設(shè)施長時間啟動、大型機械設(shè)備現(xiàn)場統(tǒng)籌協(xié)調(diào)不到位導(dǎo)致機械設(shè)備存在空轉(zhuǎn)現(xiàn)象，建筑使用期間暖通空調(diào)系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、照明系統(tǒng)長期大功率運行造成的能源無端浪費。在綠色建筑設(shè)計過程中，應(yīng)充分利用當?shù)氐匦蔚孛病夂驐l件等自然生態(tài)環(huán)境科學(xué)設(shè)計建筑的空間布局、朝向、間距，對建筑的墻體、屋頂、門窗等圍護結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，提高建筑對自然光源、風量的利用率，在保證建筑室內(nèi)居住舒適度的同時減少建筑內(nèi)各類電氣設(shè)備設(shè)施對資源能源的消耗，達到節(jié)約資源的目的。

2.3 體現(xiàn)地域特色

生態(tài)化設(shè)計理念強調(diào)人與自然和諧相處，強調(diào)城市建設(shè)的生態(tài)文明。建筑坐落于特定的城市環(huán)境與地理環(huán)境中，其采光、照明、通風情況等都深受當?shù)刈匀画h(huán)境的影響。在綠色建筑設(shè)計中應(yīng)深入滲透生態(tài)建筑觀，充分體現(xiàn)建筑所在地的地域特色，結(jié)合當?shù)氐淖匀画h(huán)境、地形特征、氣候條件等科學(xué)選址，合理設(shè)計建筑布局、朝向、前后間距以及圍護結(jié)構(gòu)，在建筑設(shè)計中體現(xiàn)地域性特點[3]。

3 生態(tài)化設(shè)計理念在綠色建筑中的實踐應(yīng)用

3.1 建筑規(guī)劃設(shè)計

3.1.1 建筑選址

建筑選址關(guān)系到建筑的自然采光與通風情況，選址時應(yīng)充分考量區(qū)域內(nèi)的地形地貌特征以及局部氣候條件科學(xué)選擇建筑地址，為建筑爭取更多的室內(nèi)采光照明以及適宜的通風條件。在采光照明方面，建筑選址應(yīng)位于地形的陽坡而非陰坡，以獲得更多的陽光直射與太陽輻射。在通風方面，建筑設(shè)計人員應(yīng)充分考慮區(qū)域的氣候條件與通風需要，如在熱帶地區(qū)的建筑需要選址在通風條件較好的位置，通過自然通風加速建筑室內(nèi)外空氣流動，緩解建筑室內(nèi)的濕熱環(huán)境。在寒帶地區(qū)的建筑需要選址在避風位置，以免寒冷的西北風以及強勁的風壓造成建筑的熱量快速散失，影響建筑的保溫效果[4]。同時，在嚴寒地區(qū)開展建筑選址工作時，應(yīng)盡可能選擇林木遮擋處，通過防風林的遮擋有效為建筑擋風，削弱到達建筑物的風力，降低建筑物周邊的風速。

3.1.2 建筑布局

建筑布局關(guān)系到建筑的空間結(jié)構(gòu)，是生態(tài)化設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，其涉及到兩個環(huán)節(jié)，其一為建筑群的布局，建筑群的空間布局、建筑之間的走向、建筑的形狀、建筑群的開口與封閉情況等均會影響建筑的采光與通風。在高緯度地區(qū)，建筑群空間布局過于密集，太陽輻射在建筑表面的陰影區(qū)域面積較大，日照時數(shù)與日照質(zhì)量會受到較大的影響；同時緯度過高地區(qū)的氣候嚴寒、風壓較大，若是采用并列式建筑群空間布局方式會導(dǎo)致建筑存在風影效應(yīng)影響建筑的保溫效果，應(yīng)通過相對緊湊的錯列式布局規(guī)避上述效應(yīng)，有效降低高風壓下的風速，減少冷風滲透造成的建筑熱量損失，提高建筑物的保溫性能[5]。通常，在建筑物空間布局時，會采用高低層錯落的排列方式，以免前排高層建筑遮擋陽光輻射與管狀氣流，影響建筑群的室內(nèi)通風與采光照明，在夏季實現(xiàn)建筑的自然通風，加速暖濕氣流排出室內(nèi)，減少空調(diào)系統(tǒng)與通風系統(tǒng)的長時間啟用。其二為建筑內(nèi)的布局，應(yīng)綜合考慮建筑的南北向通透性，通過合理的內(nèi)在空間布設(shè)減少氣流在建筑內(nèi)的阻滯，影響建筑室內(nèi)的通風。

3.1.3 建筑朝向

建筑朝向設(shè)計會影響建筑的采光情況與通風情況，在朝向設(shè)計的具體要求上，通常夏季應(yīng)盡可能減少太陽光直射，減少日照質(zhì)量與日照時長，提高建筑的保溫隔熱性能，在通風方面應(yīng)盡量做到南北通透、形成良好的空氣流通與交換機制，通過自然換氣降低室內(nèi)溫度，減少空調(diào)系統(tǒng)的使用[6]。冬季應(yīng)適當增加太陽輻射的時長以及質(zhì)量，為室內(nèi)采光照明與暖通系統(tǒng)提供更多的清潔能源，同時要避免冷風的直接吹襲，通過適當?shù)膿躏L避風減少室內(nèi)熱量散失。正常北緯地區(qū)的建筑多是朝向南側(cè)，以爭取更多的太陽輻射與日照時長，同時建筑應(yīng)盡可能設(shè)計南北通透，通過南北側(cè)的開放式窗戶與合理的室內(nèi)布局，更好地利用地區(qū)的主導(dǎo)性風向，形成良好的空氣循環(huán)與交換過程。因此，在建筑朝向設(shè)計時，應(yīng)充分考慮建筑所在位置、氣候條件、周邊土地利用情況等諸多要素，設(shè)計出符合當?shù)丨h(huán)境特性與建筑采光通風需求的朝向，減少建筑室內(nèi)的暖通與制冷空調(diào)系統(tǒng)、新風系統(tǒng)等的長期使用。

3.1.4 建筑間距

合理科學(xué)的建筑間距可以保證建筑的日照時長與日照質(zhì)量滿足住戶的日常采光照明需求，同時適宜的建筑間距可以有效影響風向與風速，控制建筑群內(nèi)管狀氣流的流動情況，提高建筑的通風狀況。建筑間距的設(shè)計直接關(guān)系到房地產(chǎn)開發(fā)的經(jīng)濟回報，間距過大會導(dǎo)致有限的土地空間內(nèi)布設(shè)的建筑物數(shù)量較少，不僅影響建筑開發(fā)的經(jīng)濟效益，更不利于城市土地資源的集約化利用。建筑設(shè)計人員在設(shè)計建筑間距時，應(yīng)當充分平衡采光需要與建筑開發(fā)經(jīng)濟性，可根據(jù)建筑所在的經(jīng)緯度與海拔、氣象條件等綜合計算得到日照間距標準值，并通過合理調(diào)整建筑樓層高度以及前后建筑的錯層設(shè)計等滿足建筑日照需求。

3.2 圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計

圍護結(jié)構(gòu)是建筑外圍四周基礎(chǔ)性圍護物構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體系，包括門窗、屋頂、墻體等，是有效隔絕建筑室內(nèi)外環(huán)境、抵御室外自然環(huán)境條件對室內(nèi)干擾影響的防護體系。圍護結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計中應(yīng)充分滲透與體現(xiàn)生態(tài)化設(shè)計理念，通過墻體、門窗、屋頂?shù)冉Y(jié)構(gòu)體的保溫隔熱設(shè)計減少夏季室外熱空氣的滲透與進入，減少冬季冷空氣的侵襲，同時可以有效防止室內(nèi)暖通空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的熱氣或冷氣向室外散逸，影響建筑室內(nèi)溫濕度環(huán)境的舒適度，進一步增加暖通空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗。外墻是建筑中面積最大的室內(nèi)外交接部位，相較于屋頂、門窗而言，其與外界接觸面積更大，能量損耗占比也更大，是綠色建筑設(shè)計的重點部位。外墻設(shè)計主要體現(xiàn)在保溫設(shè)計與隔熱設(shè)計方面。在外墻材料選擇方面，可適當增加外墻墻體的厚度，延長外墻傳熱導(dǎo)熱的過程，提高外墻保溫隔熱性能；可優(yōu)先選擇高密實度外墻材料并在墻體內(nèi)外加上抹灰層，有效消除外墻墻體的貫通性縫隙與孔洞，減少空氣在墻體中的滲透，或者在基層墻體之間增加保溫隔熱層、抗裂砂漿等多種材料形成組合墻，提高外墻的保溫隔熱效果。同時，可考慮在墻體溫度更高的一側(cè)設(shè)置隔蒸汽層，以免另一層溫度過低產(chǎn)生水蒸氣凝結(jié)向高溫度一側(cè)墻體滲漏，影響墻體材料的保溫效果。在常年溫度較高的區(qū)域，外墻的隔熱性能直接關(guān)系到室內(nèi)的舒適度以及建筑使用的能耗情況，通常可將外墻表面設(shè)計為相對光滑的裝飾面，減少外墻墻面的凹凸感，更好地將太陽輻射反射出去，同時外墻裝飾面的顏色應(yīng)以淺色為主，減少對太陽輻射的吸附作用[7]。隔熱層的設(shè)計可采用空心砌塊作為外墻材料，并在墻體內(nèi)布設(shè)封閉空氣間層，有效隔絕外部熱空氣進入室內(nèi)。

3.3 暖通工程綠色設(shè)計

采暖施工涉及到熱水采暖、后加保溫層以及防潮層等施工內(nèi)容。在對保溫層和防潮層施工時，按照節(jié)能和設(shè)計要求的標準，對材料厚度、規(guī)格大小進行嚴格控制，要做到運用材料合理、選擇技術(shù)科學(xué)。此外，要對保溫管道的鋪設(shè)需要格外地重視，不僅要做到相應(yīng)的平整度要求，還要在鋪設(shè)粘貼等操作過程中，避免出現(xiàn)管道松動的問題，進而導(dǎo)致保溫效果不佳。再者是防潮層的施工過程，在保證不會出現(xiàn)氣泡、褶皺等情況的同時，還要保證施工可以完全密封、完全規(guī)范的進行，為提升建筑防潮性能打下良好的基礎(chǔ)。散熱器的安裝工作也不可小覷，要注意墻面和散熱器安裝位置的距離；要對所需要連接件的安裝拆卸問題進行重點分析。而在散熱器支撐架的布置方面，要遵循其對稱性原則。由于布置需要做到緊密且完整，所以要對其做最好的防護措施，避免出現(xiàn)太過密集導(dǎo)致支架相互接觸失去完整性的情況。熱水采暖系統(tǒng)中，安全是第一位。在嚴格篩選采暖系統(tǒng)節(jié)能性的同時，要對壓力平衡裝置、溫度控制裝置、計量裝置等進行嚴格把控，這樣工作開展更具合理性，為維護和觀測工作也打下了很好的基礎(chǔ)[8]。

4 結(jié)語

生態(tài)化設(shè)計理念在綠色建筑中的應(yīng)用強調(diào)在滿足建筑基本功能需求與施工條件的基礎(chǔ)上，降低對資源的浪費，增強資源的使用率。在生態(tài)化設(shè)計理念下，建筑工程設(shè)計人員應(yīng)緊密圍繞綠色生態(tài)、能源節(jié)約與高效率利用、材料環(huán)保、工藝實用且無污染等目標積極開展綠色建筑設(shè)計，實現(xiàn)水、電、土地、能源的節(jié)約化利用，同時以良好的建筑功能布局、合理的朝向與建筑間距提高居住環(huán)境的舒適度，充分體現(xiàn)綠色建筑設(shè)計的經(jīng)濟價值、生態(tài)價值與社會價值。