浅析绿色生态建筑设计

李 宏 茂

(山西省建筑设计研究院，山西 太原 030013)

1 绿色生态建筑的概念

绿色建筑并不是指针对于建筑物的三维绿化及屋顶绿色花园的一般定义，而是代表一种概念或象征。它指的是建筑物对其所处环境有益的建筑形式，可以充分利用该地区的自然资源，并且可以在不牺牲环境的基本生态平衡的情况下建造。它也可以被称为可持续发展建筑，生态建筑，节能和环保建筑。目前，中国现有建筑面积中超过95%的属于高耗能建筑，单位建筑面积的能耗是发达国家的2倍～3倍之高。我国现阶段仍大量使用煤炭为主要能源供给对生态资源造成大量浪费的同时，也对生态系统形成严重的威胁。高能耗、重污染已对我国的生态资源与社会经济可持续发展构成严重的制约。并且，在建筑物的建设中，存在土地资源利用率低，水污染严重，建筑耗材多等问题。探索绿色生态建筑是可持续发展的必然要求。

绿色建筑是指在建筑物整个生命周期内最大限度地节约资源(节约能源、节约用地、节约用水、节约材料)，保护环境，减少污染。为用户提供健康、舒适、高效的生活空间，并与自然和谐共生的环保型建筑。

2 绿色生态建筑的特点

所谓生态建筑：第一，是要营造有益于使用者身心健康的建筑环境与活动空间;第二，最大限度地遏制能源消耗，不与大自然“争夺”资源。以当地的生态环境为载体，结合生态学基本理论，运用现代化技术手段，探索建筑物与其他相关因素的共生关系，使其自然地融入到周围环境中。这类建筑具有优异的室内气候条件和强大的室内气候调节能力，是人与自然建立和谐关系的纽带。生态建筑具有节约生态资源、改善生态系统、减少环境污染、延长使用寿命等诸多优点。生态建筑的本质是利用自然，适当加以人工手段创造的供人类赖以生产和生活的活动场所，减少人类对自然资源的过度开发，向大自然寻求索取与回馈之间的平衡。研究生态建筑的目的是为了保护环境，探索人与自然的和谐共生，因此，新技术的诞生与亟待解决的生态环境问题，决定了建筑生态化成为未来建筑的发展趋势。

3 绿色生态建筑的设计原则

绿色生态建筑设计的基本原则主要体现在四个方面：对生态环境的保护，减少自然资源的过度开发；坚持人文关怀，放眼未来；为使用者提供与自然沟通的对话空间；遵循“可持续性”的发展原则。生态建筑设计是在有限的空间、合理的条件下利用适当的科学技术手段，在不破坏周边自然生态环境的前提下，创造出的有利于使用者身心健康与使用感受的“健康”建筑。在项目的规划选址阶段，根据不同的地形、地貌特征和生态环境系统，综合考虑节能、节水、节地、降耗能等因素，统筹规划良好的建筑生态系统，将其设计成为利于良性循环的人工生态空间。生态建筑的设计应始终贯穿于前期规划与设计、设备技术应用、施工安装、日常使用及维护等不同阶段，各个阶段都有其各自的侧重，而规划与设计阶段是将生态化理念融入建筑全生命周期的关键环节。

4 绿色生态建筑的设计要求

1)把握以生态为基础的整体规划思路，合理利用土地，协调建筑物和生态之间的关系。根据自然的本质属性，合理安排建筑内部功能分区及各功能流线，尽最大可能减少由于人类活动而对自然生态环境产生的侵扰与破坏，从而不断优化建筑的朝向、间距、形体、绿化配比、能源循环利用等方案。维持建设场地内的小气候，使其最终能够融入周边大环境，达到与自然和谐共生的目的。

2)合理利用太阳能、风能、水能等自然资源，并防止因过度开发而导致的能源浪费。

3)可再生能源的循环利用。合理高效地利用各类可再生能源，并形成建筑垃圾与生活垃圾的处理及循环利用体系；从节能角度出发做好照明设施、空气调节设备和电气负荷的优化设计；建筑材料尽可能使用可循环、可降解产品，考虑建筑构件和设备的二次甚至多次利用。不断创新并应用采暖、制冷、通风、照明等建筑节能的新技术。

4)水资源的合理利用，雨水收集和污水处理技术是建筑节水的有效措施。收集到的雨水通过水处理技术及后续工艺的配合，可用于植被浇灌、景观水景用水等的使用，甚至可达到饮用水的标准；污水的回收利用是将日常使用的生活污水经过特殊设备净化处理后，再用于冲厕或者植被浇灌等。以上措施的最终目的都是使水资源的利用最大化。

5 绿色生态建筑主要措施

5.1 节能

外围护结构的能耗在建筑物总能耗中所占的比例约为72%。若以100%作为基数，外墙的能量消耗为24%，屋顶能耗为22%，地面能耗为15%，外窗的传热量占20%和空气渗透量能耗13%相加，约占建筑物总热耗的1/3。

外围护结构的节能措施是通过提高建筑围护结构的热工性能，夏季阻挡室外热量进入室内，冬季阻挡室内热量泄出室外，使建筑物的室内温度在全季度使用过程中能够保持在人体舒适温度范围内，最大限度减少通过外加设备的加热或冷却辅助等多余能源的消耗。具体来讲分为以下两点:

1)减少渗透量可以减少室内和室外冷热气流的直接交换，降低相应设备的多余负荷，合理使用密封材料可用于增加窗户的气密性;

2)减少传热量是防止室内外温差的存在而引起的热传递，例如使用中空玻璃、热反射玻璃等新型节能玻璃、节能窗框(如塑性窗框、隔热铝型框等)来增大窗户的整体传热系数以减少传热量；

在建筑的围护结构中，外墙在采暖能耗中所占的比重最大，占总能耗的32.1%～36.2%，因此，有效提高墙体的保温性能成为关键一环。目前，我国建筑外墙的保温做法主要分为四种形式：墙体内保温，墙体外保温，墙体夹层保温及复合保温。它们在降低墙体能耗方面都具有良好的节能效果，但在节能率上又存在着较大差异。外保温是建设部倡导的主要保温方式，其保温方法也是最直接、效果最好的，是我国目前为止最为广泛使用的建筑外墙保温手段。

屋顶节能的原理与墙体节能大体相同，通过改善屋顶层的热工性能来防止热传递。主要措施是保温屋顶(外保温，内保温)，架空通风屋顶，斜屋顶，绿化屋面等。

5.2 节水

1)最大化利用太阳能用作住宅热水加热。

2)合理使用市政管网的剩余压力，采用分区段供水方法。

3)使用节水型卫生器具以减少水的供给量，同时也减少供水的能量消耗。

4)建立安全高效的中水回收系统。

5)建立完善可行的雨水回用系统。

5.3 节材

1)建筑材料应就地取材、因地取材。

2)使用新型耐用的建筑材料，如高强度钢，高性能混凝土，高性能混凝土外加剂等。

3)建筑垃圾资源的综合再利用，可回收材料(按价值计)占建筑材料总量的10%以上。

4)在确保性能和安全的同时，优选使用由工业或生活垃圾所加工生产的建筑材料。

5)使用能改善室内空气质量的功能性装饰材料。

6)土建和装饰工程应一次到位，以避免重复翻新和材料的浪费。

5.4 节地

1)确定施工现场的选址没有洪水，泥石流和含痰土壤的威胁。在施工现场的安全范围内没有电磁辐射危害和火灾，爆炸和有毒物质。

2)居住区布局应保证室内外阳光环境，照明和通风的要求，符合GB 50180中对于住宅日照标准的要求。

3)采用适应当地气候和土壤条件的本土植物进行绿化和种植，使用维护较少、耐候性强、病虫害较少、对人体无害的植物。

4)居民区绿地率不低于30%，人均公共绿地面积1 m2/人～2 m2/人。

6 绿色生态建筑的发展前景

生态建筑概念的提出是人类社会与经济可持续发展的必然产物，是现阶段治理生态环境不断恶化的时代需求。它在强调建筑设计与生态环境相结合的同时，确立了建筑设计理论的新高度、开拓了建筑设计的新领域与新方向，也对每一位建筑设计工作者提出更高的要求，我们只有通过不断地学习，完善自身知识储备，才能够完成时代交由我们这一代人的神圣使命。发展绿色的、生态的建筑拥有广阔的市场前景，更是利国利民、造福子孙万代的百年大计。