关于生态建筑设计的探讨

刘笑三

摘要：在建筑界，实现可持续发展的生态建筑被广泛的讨论。本文就生态建筑的特点、设计原则和方法进行了初步的探讨。并简要阐述这些设计策略是如何与最终的建筑形态有机结合到一起的，从而增进对可持续性与生态建筑设计实践的认识。

关键词：建筑 生态设计 原则 方法

0 引言

生态建筑是指建筑设计、建造、使用中充分考虑环境保护的要求，把建筑物与种植业、养殖业、能源、环保、美学、高新技术等紧密地结合起来，在有效满足各种使用功能的同时，能够有益于使用者的身心健康，并创造符合环境保护要求的工作和生活空间。建筑的可持续发展主要是指当考虑环境、城市与建筑问题的时候，应当将我们这一代的眼前利益与整个人类的长远利益结合起来，将一个地区的局部利益与整个世界的整体利益结合起来，公正合理地分享我们这个地球上有限的资源。同时我们还应当最大限度地杜绝资源浪费和环境污染，这样才有可能为后人留下一片静谧而富腴的乐土，使人类能够长久地生存下去。

1 生态建筑的特点

生态建筑的概念主要包括两个方面，第一，提供有益健康的建成环境，并为使用者提供高质量的生存活动的小环境；第二，减少能耗，保护环境，尊重自然。生态建筑，是根据当地的生态自然环境，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，合理地安排并组织建筑与其他相关因素之间的关系，使建筑与环境之间成为一个有机的结合体，同时并具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、工作所需的工作环境，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、减少环境污染、延长建筑物寿命等诸多好处，可以使经济效益、环境效益和社会效益得到很好的统一。生态建筑实际上是指这样的一种实践：它既利用天然条件与人工手段创造良好的富于生气的环境，而同时又要控制和减少人类对于自然资源的使用，实现向自然索取与回报之间的平衡。研究生态建筑的目的就在于处理好人、建筑和自然三者之间的关系，它既要为人创造一个舒适的空间小环境，同时又要保护好周围的大环境(自然环境)。具体来说，小环境的创造包括：健康宜人的温度、湿度，清洁的空气，好的光环境、声环境以及具有长效多适的灵活开敞的空间等等。对大环境的保护主要反映在两方面，即对自然界的索取要少，对自然环境的负面影响要小。因此，高科技与生态的结合，代表了新世纪建筑发展的必然趋势。

2 生态建筑设计的原则

绿色建筑的原则：资源经济和较低费用原则，全寿命设计原则，宜人性设计原则，灵活性原则，传统特色与现代技术相统一的原则，建筑理论与环境科学相融合的原则。生态建筑设计的基本原则是基于建筑在人类与自然界之间的中介地位，主要体现在4个方面：对自然生态环境的保护，尽量减少对生物圈的破坏；对使用者的关心；对于沟通人类与自然环境创造条件；面向未来发展的足够弹性。传统的建筑设计往往注重建筑的位置、功能、形态，而忽略他们与设计元素、能源、资源、使用过程中的能耗、废弃物的回收利用等关系。生态的建筑设计是在适当的时间、适当的条件下利用适当的技术，发展保护环境、节约资源的物质空间。根据各地不同的地形、地貌和生态环境系统，考虑节能节水、方便美观、适用等因素，为人们提供良好的生活环境。营造良好的建筑生态系统，将建筑设计成为和谐、良性循环的人工生态系统。生态的建筑设计体现在建筑规划与设计、设备技术设计、施工安装等阶段，不同的阶段各有侧重，而建筑规划与设计阶段是构造建筑系统活动的第一步，是将生态的观点融入建筑系统的关键。

3 生态建筑设计的要求

3.1 基地环境的整体规划。建筑规划设计从整体角度把握人类生态系统的结构，以生态为基础进行整体规划和生态规划，合理利用土地，有效协调经济、社会和生态之间的关系。根据自然的本质属性，组织各功能分区，使建筑群的能流、物流畅通无阻；从建筑物朝向、间距、形体、绿化配置、能源的循环利用等方面考虑，建筑规划要走中小型化、花园化、智能化为一体的道路，提高绿地面积比例，降低能耗量；建筑整体规划应体现建造场地、植被的一体化；减少对资源的干扰和污染；建筑及装饰材料的选择应考虑对能源消耗和对空气、水污染的影响；全方位考虑建筑绿化，沿街绿化、楼间绿化、楼旁绿化、绿化建筑，形成多品种、多层次、立体的、广泛绿化环境，改善建筑小气候，使人类贴近自然。在生态的建筑规划设计中要把具体建筑看成是城市建筑大系统的一部分，与城市建筑大系统相联系，使建筑内部难以消化的废物成为其它元素的资源。

3.2 建筑设计人员要把建筑视为一个微型生态系统，通过生态设计充分有效利用太阳能、风能等自然能量，考虑建筑空间的形体与自然空间的联系，采暖、通风、照明、电气等方面的高效与协调等，降低建筑系统对自然生态系统的影响。建筑方案应充分利用太阳光、阴影，选择合理的建筑朝向和建筑型体；营造良好的局部建筑小气候，室内空间与室外空间相结合，加强人与自然的联系；建筑空间多样化、科学化，加大使用功能的灵活性和空间的可变性，留有变化余地，经过改造和装饰可以再生使用。

3.3 可再生能源的循环利用。建筑外表面应考虑围护结构的热效率；设计规模恰当有效的供热、通风和空调系统；充分有效地利用各种可选择的再生能源，形成与建筑空间使用配套的能源综合开发利用系统，建筑生活垃圾综合处理；从节能出发做好照明、器具设备和电气负荷的最优化设计；考虑建筑空间的建筑材料中易挥发的有机成分，尽量减少微生物生长的机会，提供新鲜的空气，创造易于接近日光和公共适宜的环境，同时要考虑室内空间维修和清洁材料挥发的化学成分对人体的影响；建筑构造使用可循环或带有可循环材料(如钢材、铝材等)的产品，考虑建筑构件和建筑设备的再利用，尽可能减少建筑垃圾；为建筑物主人使用可循环设施提供方便，通过中水的再利用和节水装置，使生活污水排放量降到最低；建筑屋顶、地面、门窗要进行隔热处理；广泛应用建筑采暖节能、制冷节能、通风节能、照明节能等建筑节能技术。

3.4 水资源的合理利用。雨水的收集和污水的处理回收利用是建筑节水的有效措施，通过低技术的建筑处理及后续工种的配合，收集的雨水可用于浇灌，用于景观水景，改善了建筑的生态环境。污水的回收利用是建筑内的洗漱污水经有特殊设备的净化处理后，再用于冲厕，或者浇灌等。人工湿地污水处理系统和雨水收集利用及灌溉技术的应用，使水资源利用最大化。系统可以长期稳定运行，且节省投资，运行费用低。在保温隔热的处理上，建筑外墙外保温的处理，玻璃采用LOW-E玻璃等K值小的节能玻璃，可以减少建筑外围护结构的能量交换，这样在建筑运行中节省了很大的能源消耗，同时在建筑屋顶处使用人工覆土可以减小屋顶的热损失；屋顶种植绿色植被既增加了绿化面积又改善了生态环境。

总之，生态建筑是可持续发展思想指导下的产物，它强调建筑设计与生态相结合，丰富和发展了传统建筑的设计理论和设计实践，是建筑与环境保护的完美结合。基于对建筑的可持续性与生态的考虑，将城市景观环境建筑与技术有机的结合在一起，创造出新的建筑形态与环境，我国资源短缺，生态建筑拥有广阔的市场前景。