对建筑生态化设计的几点思考

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摘要：发展生态建筑是应对建筑全球化挑战,提高建筑健康、舒适性的迫切需要,也是转变建筑设计建设方式,缓解资源和环境约束矛盾的必然选择。本文结合建筑生态化设计的原则，提出了建筑生态化设计的策略。

关键词：建筑生态原则设计

21世纪是一个注重生态，环保，追求人与自然科学整体协调发展的社会，这给建筑生态化设计提出了极高的要求。作为从事建筑行业的设计师，我们应该不断完善自己的作品，推广采用新技术、新材料成果，引导人们进入一种更加健康、更加无害、更加生态化、更加有利于可持续发展的建筑模式，进而改善我们的生存环境，这是我们的社会责任。

一、建筑生态化概述

建筑生态化是指建筑融入大的生态循环圈, 从整体的角度考虑能源和资源流动, 将建筑建造、建筑设计、建筑使用过程中的消耗、产生纳入整个生态系统来考虑, 从而改变资源与能源单向流动的方式, 趋向良性循环的模式。建筑的生态化, 一般应具备如下的基本特征:第一, 能为人类提供“宜人”的室内空间环境。它包括健康宜人的温度、湿度, 清洁的空气, 好的光环境、声环境以及灵活开敞的空间。第二, 在对自然资源的利用上, 对环境的索取要小。主要指节约土地, 在能源与材料的选择上贯彻减少使用、重复使用、循环使用以及用可再生资源替代不可再生资源的原则。第三, 对环境的影响要最小, 主要指减少排放和妥善处理有害废弃物以及减少光污染、声污染。

二、建筑生态化设计的原则

一是科学规范设计。以人为本应当是建筑生态化设计的根本原则。这是因为，人是社会的主体，追求高效节约决不能以降低生活质量、牺牲人的健康和舒适性为代价。在以往设计的一些太阳能建筑中，有相当一部分是服务于经济落后地区的，其室内热舒适度较低，没有认真做到合理设计和以人为本。随着人们生活水准的不断提高，这种低标准的“ 绿色生态”建筑很难再有所发展，也必将被社会所淘汰。从另外一个层面来讲，这与国家宏观要求也是相符的。

二是讲求节约能源。绿色生态建筑，最重要的是要遵循节能原则，也就是节约能源、资源，无害化、无污染、可循环。建筑材料使用应尽可能利用可降解、可再生的资源，同时还要严格做到建材的无害化(无污染，无辐射)。绿色生态建筑的设计，要求利用各种手段来创造一个有利于人们舒适、健康的生活环境，实现向自然索取与回报的平衡，构建一个和谐高效利用能源的生存环境。

三是注重生态环境的地方性。任何新建的建设项目，必须从实际出发，深入分析当地的自然环境、气候条件、人文环境、交通发展方向、地理情况、各种资源分布等等一系列因素，权衡利弊，作出合理科学的规划。延续和借鉴当地的建筑形式和建筑风格，传承和发扬，古老文明与现代艺术有机结合。分析当地在文化与地域的条件限制等，合理利用当地技术材料以降低建造成本。

四是讲究生态和谐。建设绿色生态建筑，其次要做到生态和谐。也就是要注重研究建筑物旁边的植被、微生物、动物和人之间的关系， 强调各种物体之间的共生共荣，强调人与自然的和谐统一。这些都可以通过植被的多样性、自然水资源的保护和利用、化学污染的降低来体现， 这样就营造建筑旁边的环境质量。

三、建筑生态化设计的策略

第一，重视围护结构的隔热性能。与发达国家相比,我国的外墙、屋顶单位面积能耗为他们的3～5 倍,应采用导热系数和导温系数较小的材料;外墙表面采用浅色设计以反射太阳辐射,为减少屋顶温度,可在屋顶采用植被覆盖、蓄水、通风等措施,在古巴比伦就连普通的住宅中有屋顶铺设泥土种植花草的习惯,甚至还有完备的灌溉系统,显示出了古巴比伦人在工程技术和园艺水平的进步。利用种植棚架构成屋顶花园,其优越性在于:土壤是良好的绝热体,植被可以遮荫,减少屋顶吸收的太阳辐射热量,植被的蒸发作用可以降温,屋顶花园可以利用雨水,调节雨水的排放量。据德国《住宅绿化》研究,一般只有30 %的雨水通过屋顶花园排水系统排出,截流的雨水将在雨后的时间内,储存在屋顶上,并且逐渐地通过蒸发作用扩散到大气中。但屋顶花园需要进行相关的荷载设计,以保证结构的安全,另外还要进行放水层设计,无疑增加了建筑造价。

第二，水热环境系统设计的实现。绿色生态建筑的建设关键是节水， 同时要考虑水质和水量两个问题。一般的，绿色生态建筑可采取的节水措施有：采用节水节能型供水设施；建立雨水收集系统、污水处理系统就地将污水处理成中水(中水意为城市污水或生活用水经处理达到一定的水质标准， 可在一定范围内重复使用的非饮用水)； 景观用水要专门设计并将其纳人中水系统一并考虑。热环境的实现更为重要。建筑区的热系统应满足居民的供热舒适度的要求，以及建筑节能和环保的要求。冬季供暖的室内温度宜在20-24℃， 夏季空调的室内适宜温度为22-27℃。可采用采暖、制冷、生活热水三联供的热环境技术，或在各户安装散热器温控阀，避免不必要的浪费。

第三，充分利用通风。空气流动增加了人体与周围空气的对流换热量以及人体的汗液蒸发量,从而使人体在热环境下的舒适感。我国南方地区夏季主导风向是东南季风和西南季风,应使建筑物朝向夏季主导风向,当建筑群成排布置时,宜与主导风向成30～45°,并采用前后错位、斜列、前低后高、前短后长、前疏后密等布局措施,使整个建筑群收益。采用敞开的楼梯间、底层架空等措施,以利于后排建筑物的通风。在小区规划时应因地制宜利用和引导水陆风、山谷风、林原风、街巷风、天井风、庭园风等改善小区微气候。实验研究表明,对夏季静坐情况下,穿轻薄服装的人们,在风速1m/ s、相对湿度50 %时,即使室内气温达29 ℃,人仍然感觉舒适。在风速2m/ s、相对湿度50 % ,舒适温度可提高到30 ℃,风速6m/ s 时,舒适温度上升到34 ℃。

第四，采用特种玻璃作为建筑表皮。在一些现代建筑中，其立面构造常常为在绝热双层玻璃内墙和一层单层玻璃之间形成一个通风的外部空腔，空腔中装由智能动力系统控制的百页，空气通过外层玻璃底部的连续狭缝进入空腔。当室内不需热空气时,可将其通过立面借助顶层的风扇排出；当室内需要热空气时，可将其大量“吸入”室内以维持室温。采用这种可呼吸的玻璃表皮用作建筑外墙，由于具有良好的热性能，室内温度十分宜人，而且建筑立面展示的将是不同以往的全通透的形象。但是，新颖通透的玻璃表皮不一定就是好的，采用一些旧材料也可以营造“可呼吸”的建筑表皮。

第五，建筑物朝向与体型设计。不同气候条件下,建筑的主要立面朝向不同,受太阳辐射的大小不同,应尽量争取南北朝向,避免东西朝向。建筑物体型系数定义为建筑物外表面积F与其体积V之比,体积一定的建筑物若体型系数大则外表面积大,通过围护结构的传热就多,应当将体型系数控制在0.35 以下,高层建筑采用较大体型系数时,应增加外墙热阻。寒冷地区出于防风考虑,建筑物边长比可取为1∶1 ,夏季干热地区为了遮阳需要,建筑物边长比可取为1∶2 ,夏季湿热地区为了夏季通风需要,建筑物边长比可取为1∶3 。

参考文献

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[3]张东,陈琛.生态建筑初探[J].魅力中国,2009 (11)

[4]孙培芳.浅谈建筑生态化策略[J].建筑科技.2010(1

第一作者：李玲 广西桂林市城市规划设计研究院 建筑师 地址：桂林市中山中路9号佳信华庭2单元407桂林市规划设计研究院三所

第二作者： 许咏 广西柳州市建筑设计科学研究院 建筑师