生态建筑设计浅析

生态建筑设计浅析石运龙（西安建筑科技大学建筑学院陕西西安710055）熊东旭（西安建筑科技大学建筑学院陕西西安710055）摘要：该文论述了生态建筑的发展，分析了生态建筑的特征及其对设计的基本要求，以期引起人们对生态建筑的关注。关键词:生态建筑、建筑设计、生态学20世纪80年代初出现的能源危机之后，全球范围之内的保护生态环境、建设绿色家园的呼声日益高涨。人们开始对自然观和价值观进行深刻反思和变革,包括许多建筑师和规划师,探索在建筑设计中使建筑环境与自然环境进行有机结合,整体地思考建筑、生态、社会、环境等问题。20世纪60年代,意大利建筑师保罗·索勒瑞把生态学（Ecology）和建筑学(Architecture)合并成Arcology,提出了“生态建筑学”的概念。1969年,美国景观建筑师麦克哈格的著作《设计结合自然》的出版,标志着生态建筑学的正式诞生。一生态建筑的含义生态建筑学它使人们对生态环境与建筑生态的认识提高到了一个新的水平，它是立足于生态学原理上的建筑规划设计理论和方法。所谓生态建筑就是根据当地的自然环境运用生态学、建筑技术科学的基本原理、现代科学技术手段等，合理安排并组织建筑与其他相关因素之间的关系，使其建筑与环境之间成为一个有机的结合体。同时并有良好的室内气候条件和较强的生物气候调节能力。以满足人们生活、工作所需的舒适环境，使人、建筑与自然生态环境之间形成一个良性循环系统。它具有节地、节水、节能、改善生态环境、减小环境污染、延长建筑物寿命等诸多好处。建筑生态设计力求在人、建筑、自然之间建构和谐的关系，实现人与自然的良性循环。生态建筑的创作受到技术性和艺术性的双重影响，所以要根据生态建筑的内在逻辑，发挥地方技术、材料的美学特性，关注地方文化传统，创造独特的建筑艺术形象，实现功能实用性、技术可行性、经济持续性、社会文化性的结合。二生态建筑的设计原则生态建筑历经数十年的实践，逐渐形成了一些重要的设计思想、原则、方法。从本质上讲，生态建筑设计是一种由生态伦理观、生态美学观共同驾驭的建筑发展观。在实践中的生态建筑设计应当遵循以下原则：1.尊重环境，注重与自然环境的结合。人、建筑是自然的一分子，人的活动必须和自然建立起一种协调的关系。所以应尊重自然、保护生态、与自然协调发展，尽可能减少人工环境对自然生态平衡的负面影响。2.以人为本的设计观念。在建筑设计中要充分考虑的到人的因素，建筑是为人使用，所以在设计中要充分考虑到人的舒适性和使用的方便性。3.能源的合理使用与节约。节能的技术原理是通过蓄热等措施减少能源消耗,提高能源的使用效率,并充分利用可再生的自然资源,包括太阳能、风能、水利能、海洋能、生物能等,减少对于不可再生资源的使用。在建筑设计中结合不同的气候特点,依据太阳的运行规律和风的形成规律,利用太阳光和通风等节能措施达到减少能耗。应用材料的蓄热和绝热性能,提高维护结构的保温和隔热性能,利用太阳能冬季取暖,夏季降温,通过遮阳设施来防止夏季过热,最终提高室内环境的舒适性。4.注重生态建筑的地方性。任何一个区域规划、城市建设或者单体建筑项目,都必须建立在对特定地方条件的分析和评价的基础上,其中包括地域气候特征、地理因素、地方文化与风俗、建筑机理特征、有利于环境持续性的各种能源分布,如地方建筑材料的利用强度和持久性,以及当地的各种限制条件等等。5.减少人工层次，更加注意自然环境设计。要对自然生态环境的特点和规律加强重视，确定“整体优先”和“生态优先”的原则，减少人工层次，加强自然环境的利用，使人工环境和自然环境有机交融。6.弹性设计。具有足够的弹性，以包容未来科技的应用与发展。可持续的概念是一种动态的思想，体现在生态建筑中就是建筑应具有足够的弹性，以适应未来的发展。如：楼梯的可生长，预留的空间管道，家具系统的可变化性等。三生态建筑的设计方法3.1建筑方案设计1)尊重自然环境，优化设计，节约资源，提高建筑的物理环境条件。a.调研设计地段的各种气候条件，例如温度、相对湿度、日照强度、风力和风向等地域因素。b.充分考虑建筑场地，如朝向、定位、地势地貌、布局；评价阴影范围、引导空气流动；顺应自然环境及保护环境。c.利用自然能源、再生资源，如太阳能、天然冷源、风能、水能等。可在屋面架设太阳能集热器、风力微型发电机。2)增强自然环境与使用者的联系，建筑物作为联系使用者与自然环境的中介，应尽可能多地将自然的元素引入使用者身边，这是生态设计原则的一个重要体现。a.尽可能增加自然采光系数，建立高品质的自然采光系统。b.创造良好的通风对流环境，建立自然空气循环系统。c.创造开敞的空间环境，使使用者能更加方便地接近自然环境，如利用退层设计屋顶花园。3)考虑可持续发展要求，建筑要留有一定的余地，节约资源、减少建筑以及建筑废弃物对环境的影响，使建筑随着科学技术的发展，有足够的面积以备将来发展。a再生能源的利用：沼气、水循环系统、垃圾资源化。b建筑的再利用：比起拆除新建既可大量减少建筑垃圾，又可减少资源的浪费；近几年在欧美有许多成功作品问世。4)保护土地和植被，注意建筑地域的生态环境，确保一定的绿化覆盖率，在建筑内外创造田园般的舒适环境。尽可能利用当地技术、环境材料，形成当代乡土建筑。3.2新技术以及新材料的应用1)利用太阳能的新技术a.窗户集热板系统。由玻璃盒子单元集热板、蓄热单元、风扇和空气导管等组合而成。在盒子里，光能通过集热板转换成热能，并利用空气做热媒，加热的空气利用风扇驱动。从空气导管中由集热单元流向建筑内部的蓄热单元。b.空气集热板系统。该系统是常用的热空气供热系统的补充，效率比高。常用在中庭等大空间:建筑的进风经空气集热板加热后，直接排人中庭，中庭或建筑结构自身蓄积热量。2)新材料a.透明热阻材料(TIM)组合墙。TIM是一种透明的绝热塑料，可将它与外墙复合成透明隔热墙。b.玻璃材料。随着现代科技的不断发展，在这一领域陆续出现了吸热玻璃、热反射玻璃、底辐射玻璃、电敏感玻璃、调光玻璃，电磁波屏蔽玻璃等。设计可将它们组合成复合的构造形式，达到生态建筑的保温和采光要求。c.太阳能光电材料。在建筑中种用太阳能电池发电为建筑提供能源，既无污染，又无噪音，并由可再生能源提供燃料。3.3其他1)雨水收集和水的循环利用作为中水使用;雨水冷却建筑外维护结构，雨水冷却建筑构成单元;建筑周围蒸发效应制冷。2)利用土壤、地下水提供的地热资源。未来地下的冷和热能源将会仅次于太阳能，成为非常重要的可再生能源，因为这种能源普遍存在，几乎没有限制且易于获得。利用太阳、风、雨水、地热等可再生资源，从技术角度是非常成熟的。而且为了未来的建筑能满足可持续性，越早采用可再生能源越好。四结语环境的恶化，能源的危机，使我们重新思考我们人类在改造环境中所扮演的角色，建筑作为人类文明的象征之一，随着人类文明的不断进步而不断发展。文明交流频度的增加使建筑变得千篇一律，技术所创造的人工环境使人们远离了自然，而这种技术对不可再生能源的消耗及同时产生的废物却增加了地球的负荷。今天创造人、建筑、环境和谐统一的建筑成为建筑师面临的新的挑战，建筑学要求综合地全面地对待技术在营造中的作用，并且把技术与人文、经济、社会、生态等各种矛盾综合分析，创造出真正适宜于人类生活的生态城市和生态建筑。参考文献[1]宋海林,胡绍学,关于生态建筑的几点认识和思考[J],建筑学报,1999.3[2]房志勇，建筑节能技术教程[M],北京:中国建材工业出版社,1997.6[3]郭明.浅谈生态建筑设计,.建筑探索,2004.3[4]杨经文.生态设计方法.时代建筑,1999.3作者简介：石运龙,内蒙古赤峰市人，生于1982年3月。现就读于西安建筑科技大学建筑设计及理论专业，硕士研究生。第二作者：熊东旭，江西兴国人，生于1980年11月。现就读于西安建筑科技大学城市规划及设计专业，硕士研究生联系电话：[phone]固定电话：[phone]邮箱：西安建筑科技大学354信箱710055E-Mail:[e-mail]