浅谈生态建筑设计方法在建筑设计中的应用

翁钰鑫 王洪艳

[摘 要]本文简要表述当代生态建筑的概念、生态建筑设计的基本原则、特征、生态建筑设计的重点并对生态建筑设计方法进行实例分析。

[关键词]生态建筑;设计方法;可持续发展

[中图分类号]TU05 [文献标识码]A

当今，环境污染日益严重，节能、低碳、可持续发展、绿色建筑、生态建筑等设计理念不断深入人心。建筑业是社会发展的重要领域，自然环境、建设资源是建筑赖以生存的基础。生态建筑设计方法提倡人的发展与自然和谐共生，建筑设计要尊重自然、保护环境。现代建筑可持续发展的方向是要在实现人与自然和谐发展的多方面共赢的基础上推动建筑业的发展。

1 生态建筑简述

1.1 生态建筑的产生

生态建筑是伴随着人们环境意识不断增强和摆脱传统建筑对人体的危害的呼声日益高涨而应运而生的。20世纪60年代，美籍意大利建筑师保罗·索勒里（Paolo.Soleri）创建了城市建筑生态学理论，把生态学（Ecology）和建筑学 （Architecture）合并而成为“Arcology”，意为生态建筑学，从而第一次明确提出“生态建筑学”的概念。并在《生态建筑学：人类理想中的城市》（Arcology：the city in the image of Man， Paolo Soleri， Cambridge MIT Press，1969）中提出了生态建筑的理论。其实，早在20世纪30年代，美国建筑师，同时也是发明家的B﹒富勒（Buckminiser Fuller）就已经提出将人类的发展目标、需求与全球资源及科技结合起来，他提出著名的“少费而多用”（more with less）原则，实际就是对有限的自然资源进行最充分而适宜的设计与利用。1969年美国著名景观建筑师麦克哈格（Ian L﹒McHarg）所著《结合自然的设计》（Design with Nature）的出版，标志着生态建筑学的诞生。生态建筑，是指将建筑及环境作为一个有机的整体、在建筑设计中合理地利用和改造自然。在建筑的全寿命周期（设计、施工、使用和维护）中最大限度地节约资源、保护好建筑环境的地域特色，建筑与环境和谐共生。

1.2 当代生态的建筑设计基本原则和基本特征

现代建筑应具有生态性，建筑的生态性是指建筑在设计、建造，以及使用过程中最大程度地减少对环境的影响。传统的建筑设计往往注重建筑的位置。功能和形态，对建筑的造型艺术给予更多的关注，而忽略建筑对于环境、能源、资源的影响，以及使用过程中的能源、废弃物的回收利用等关系。生态的建筑设计的基本原则就是在适当的时间、适当的自然条件下，利用适当的建筑技术，发展保护环境，节约资源的物质空间。生态建筑设计特征概括起来有以下五个方面：（1）与自然环境和谐共生。（2）建筑节能及环境新技术的利用。（3）舒适健康的室内环境。（4）注重地方特色的原生态设计思想。（5）建筑设计应融入历史和城市的人文环境。中国建筑学者荆其敏认为：生态建筑学是建立在生态学的基础之上，是生态学与建筑学相结合的产物.它所研究的对象是由于人的建筑活动所引起的环境变化中的一种由人、建筑、自然环境和社会环境所组成的人工生态环境系统，既包括建筑（空间）环境，也包括村镇环境和城镇环境等。

2 生态建筑设计的重点

2.1 建筑形式与地域文化

不同的地域文化孕育出不同的建筑形式。中国古人有着“天人和一”的建筑观，古代建筑注重建筑群体的自然和谐。中国传统建筑以木结构为主，杰出的先人们建造出宫殿、寺庙、孔府孔庙、园林建筑等多彩纷呈的地域建筑。因我国幅员辽阔，各地域有着不同的气候、民风、民俗。因此在进行生态建筑设计时，尽可能保持原有的或本土的建筑形式和风格，并通过其所蕴含的地域特性、历史记忆和高情感作用维持和增强人们对地域文化的心理认同感。

2.2 生态技术的选择

吴良镛先生曾说：“对中国建筑来讲，一切先进的技术都可采用，而各种适宜技术或把传统技术稍微现代化一点也适应中国的需要。”

在建筑领域里，传统技术是历史给人类下的宝贵遗产。传统技术的特点往往最符合生态学的基本理念。一般说来，一些传统的生态技术在巧妙利用自然条件的基础上，成功降低了建筑物的运转能耗和物耗，并就地取材，采用无害、可自然降解的建筑材料，如生土材料的石材、木材，对地球生态的影响较小。虽然中国传统建筑的生态观对现代社会来说已不可能全盘照搬，然而其中在建筑思想與实践中不乏一些可贵的局部经验，值得总结与借鉴，如传统民居中所采用的生态策略。

生态建筑的理论及设计实践是在 围绕着“可持续发展”的根本原则下进行的，即用生态学的理论指导建筑设计，将建筑作为一个有生命的机体。它的自身要形成一个与自然生态相平衡的良性循环体系。在这样一个总的指导思想下，生态技术的选择可以围绕建筑生命周期来划分。一、生态建筑设计方案阶段，从方案设计上就要注重对建筑环境保护，从分利用建筑所在的地域环境，利用自然的通风和采光，采用合适建筑结构和维护结构;对设备的设计要进行采购、安装、试运行、使用、维护等的比对。二、生态建筑建造施工阶段，采用节能技术施工，比如在施工过程中对水资源的节约利用，对建筑垃圾的重复利用和处理，采用新型复合型、节能的建筑材料，从风利用太阳能、风能、热能等可再生的能源。三、生态建筑使用运行阶段，在建筑使用阶段，走可持续发展之路，不以消耗能源为目的，要节电、节水、节能。既要满足使用者室内的生产生活工作的舒适性，又在使用过程中不过多地对外部环境产生污染，减少浪费。

2.3 生态材料的应用

生态的建筑材料应是节能和环保材料。要充分利用工业废气物、固体废渣废料。生态的建筑材料应该是可再生、可循环利用的材料。在使用过程中不应污染环境。在建造过程中，能够最大限度地减少建筑垃圾。生态的建筑材料生产过程本身应该是环保，耗能小;具有轻质高强、保温隔热、使用寿命长等特点。例如，我国黄土高原的窑洞建筑就是利用黄土的隔热保湿的特点达到良好的保温、隔热和防风效果。南方地区盛产毛竹，在建筑中用竹质复合材料代替木材等都符合生态的建筑材料标准。

3 生态建筑设计方法实例分析

厦门海天综合服务中心（图1）地处厦门市东渡海天港区，总用地面积5684.078平方米，建设用地面积为4978.051平方米，建筑面积为21000平方米。由主楼和附楼两部分组成，主楼部分12层，附楼部分3层，地下一层，用地周边空间开阔，建筑临海，有相当好的海景景观。主入口设置于西偏南侧，进入建筑用地空间后，再分流办公人流直接进入办公大楼，而需要办理业务的人流则往左独立进入附楼部分的一层业务大厅。辅助入口则设于用地的西北角，并结合消防通道，从而很好地组织了人流和车流。东渡海天港区周边车辆较多，灰尘较大，因此在建筑与道路之间分别设置了绿化隔离带，闲中取静。同时结合主楼和附楼之间的连接设置了内庭院，为办公和办理业务的人员提供了一个安静休闲的景观场所。（图2）

生态建筑应该处理好人、建筑和自然环境三者之间的关系。在建筑设计初始时期就充分考虑生态建筑设计的各种设计原则及其设计要素。在建筑外环境的设计中充分引入临海面的景观朝向，计算一天中温度变化、风向等物理因素对室内热环境的影响。

本方案为港区办公专用，提供大开间和小隔间的各式办公空间。顶层为贵宾接待，十层和十一层为公司领导和经理办公层。首层层高为4.5m，标准层高均为3.6m，合理舒适。主体部分采用U平面（图3），保证了能将朝海面的海景引入办公空间。同时保证了能将朝海面的海景引入办公空间。附楼部分和主楼分隔，但通过连廊有机联系在一起，中间形成景观庭院。建筑设计者考虑到厦门夏季气候炎热的特点，在设计中海天综合服务中心把主体部分分为两栋南北朝向的主体建筑，最大限度取得良好的朝向和海滨观景;在外墙设置连续的银灰色遮阳板，减少太阳辐射热量，从而减少了室内空调运营成本;同时充分利用当地的自然环境将周遍的绿化引入了几棵高大的落叶阔乔木，在夏季可以起遮阳的作用，同时又不会阻隔冬天温暖的阳光。主楼和附楼在设计中充分考虑自然的通风和采光，在空间分割设计上采用流动空间的理念，设计了中庭，大空间的空间格局;在屋顶构造设计、墙面设计、建筑体量分析等采用绿建筑的分析指标;在各种建筑设备的运行设计上综合地考虑设备的引进、运行，以及维护的成本。海天综合服务中心空调系统全面引入源热泵技术，夏季该系统最大限度地为室内空间供冷排热降温，使建筑物室内保持舒适的温湿度。海天屋顶安装的太阳能电池发电系统，解决了白天地下室供电需求。光导纤维技术用于室内照明，最大程度地降低了电能损耗。因此，本方案在生态技术的选择上最大限度地节能和利用可再生资源。

在建筑材料的选择上：海天综合服务中心采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块作为外围护墙，可以有效地减少建筑垃圾，利于环保和减少资源浪费;大面积的玻璃幕墙（图4），采用的是热反射镀膜产品，自然采光的同时，减少了夏日阳光的射入;保温颗粒与聚苯乙烯保温板的使用，都在保温隔热事项中环保节能重要表现。因此在今后的使用过程中，将最大限度地利用自然、自身资源。最低限度地依靠外界资源，最环境影响做到最小。

厦门海天综合服务中心在建筑内部营造了舒适的工作环境，在建筑外部又与周边自然环境有机地结合起来。从建筑物理的角度来讲，室内宜人的环境创造包括：空气的温度、湿度和洁净度，良好的光照条件、和谐的声环境以及自然的空气流动这六个因数。对建筑室外环境的保护，主要体现在“无污染”“少浪费”和“循環使用”这三个原则。选用的是生态的建筑材料，生态建筑材料的主要特征首先是节约资源和能源;其次是减少环境污染，避免温室效应与臭氧层的破坏，第三是 容易回收和循环利用。

4 结语

在现代化和城市化高速发展的今天，“生态建筑”已经被人们所接受，建筑设计走可持续发展之路是时代所需。如何在建筑设计中，用生态发展的观念将人的发展与建筑和环境的发展有机地结合起来是当代建筑师的责任和义务。

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