周国前
广西南都建筑设计有限公司530007
摘要:近年来,随着环境的不断恶化,人们重新审视人与自然、建筑与自然之间的关系,随着可持续发展的提出,生态建筑应运而生。本文从生态建筑设计原理入手,主要探讨其设计方法,以提高生态建筑设计。
关键词:生态建筑;设计原理;方法
经济的迅速发展,伴随着严重的环境污染和生态破坏,建筑业作为一个高能耗的行业,对此负有很大责任。在可持续发展中,随着能源的紧张,建筑行业也必须改进能源利用效率。环保、节能意识的增强,推动了生态建筑理念的诞生。生态建筑,是社会发展的产物,代表着建筑业未来的发展方向,其在欧洲已经有几十年的历史,而在中国的发展,却是近十年来的事。在现代建筑设计中,只有将生态建筑设计原理真正应用到实际的设计工作中,才能促进生态建筑的全面发展,节约能源,保护生态环境。
一、生态建筑设计原则
1、低能耗设计原则
生态建筑的本质就是在建筑的全过程,实现高效率地利用资源,减少能源消耗。而从这个角度出发,生态建筑设计就应该以低能耗为设计原则,在保证建筑功能正常发挥的前提下,最大限度的减少对能源的使用和浪费。低能耗设计原则,首先要明确其定位,减少为达到生态建筑评价标准而盲目增加的绿色节能技术,如果建设标准与实际需求不匹配,将会造成资源的闲置,使用率低下等问题。此外,低能耗设计原则要贯穿始终,从策划、选址、规划、设计、施工、维护直至拆除,要全程贯彻,追求全生命周期成本最低。
2、整体设计原则
在生态建筑的设计过程中,不应将建筑视为一个简单的建筑单体去做设计,而应在满足业主要求、建筑功能的前提下,将建筑与其所在区域的自然环境、社会环境、经济环境紧密结合在一起,尊重传统文化和区域文化特点,将上述因素统一考量,促进建筑技术与人文、自然的有机结合,建立不破坏区域环境、技术运用适当、人性化的居住社区和城市环境。生态建筑设计中的整体性原则,要求我们在进行设计时,要从全面整体的角度出发,在充分利用资源的同时,要重点衡量环境的承载力,达到建筑与环境的和谐。
3、无污染原则
近年来随着建筑业的不断发展,许多问题也随之而来,尤其是一些污染性原料的使用甚至会影响业主的健康,因此在生态建筑的设计中就有必要坚持无污染原则了。无污染原则,主要包括两个方面的含义,即对环境无污染和对人无污染。其一,在建筑设计中,运用新材料、新结构,减少污染材料和能源的使用,同时根据建筑所在区域自然环境特点,合理利用光能、风能、地热等自然能源,减少环境污染;其二,材料无害化,在材料的选择过程中,要避免选择的建筑材料含有危害人类身体健康的物质,减轻对人的伤害。
4、被动节能原则
节能是可持续发展提出的要求,也是生态建筑设计领域的一个核心,而生态建筑设计在技术方面一般有两种,主动技术和被动技术。值得注意的是,被动技术与主动技术相比,对周边环境影响较小,而且投入较少,形成的居住环境更为适合居住,因此在生态建筑设计过程中,应更多地考虑被动技术,也就是说在设计时,要结合各地的气候特点设计出低能耗建筑,满足保温、通风等需要,同时降低空调等设备的使用。在住房等建筑的外部环境方面,要调查相关气候特征和居民的居住特点,规划好建筑的朝向和布局,平衡好住宅建筑间的密度和间距,以合理有效的利用太阳辐射,达到外部节能效果。而在建筑内部设计中,要根据节能需求,确定窗型大小和位置,使室内拥有良好的日照和自然通风效果,营造舒适的居住环境。
二、生态建筑设计方法
1、建筑选址的确定
生态建筑设计过程中,首先应该慎重地选择建筑所处的地段,使其处于良好的生态环境下,这有益于人的身心健康。当代建筑选址往往都是在繁华都市中进行,建筑用地的减少使选址的自由度降低,但影响建筑的因素,如地形地貌、现状植被、水文特征、土壤资源、日照状况、风力与风向、温度与湿度、绿化水平、绿化方式、与城市基础设施的距离、预留发展空间等并未减少。尤其是伴随着经济的发展,建筑项目更趋向于追求最大经济效益,因此在建筑选址的过程中不仅要考虑建筑与自然环境的关系,更要将建筑与社会环境联系起来。在进行生态建筑选址前,首先对建设场地进行实地勘察,力求全面地了解场地周围条件,从地形地貌到区域微气候环境都要予以考虑,分析环境的承载力。按照生态建筑设计的原则和要求,在已确定建筑基地时,要做到尊重地形、地貌,不粗暴推平、平衡土方,而是在其基础上进行设计;对于现存植被,不能以先破坏后恢复的做法来对待,而应该将其组织到生态环境的设计中;此外,在山区,或者水土流失较为严重的地区,要注意防止在施工中因为暴雨等因素而造成的水土流失;在强调土地高效利用时,人均居住和室内公共设施的建筑面积都非常小,此时要注重减少热岛效应,务必满足绿地面积要求,通过绿地配置,达到水土合理应用、降低污染和隔绝噪声的效果。
2、生态建筑的能源利用
能源分为可再生能源和不可再生能源,生态建筑设计过程中,除了节约使用不可再生资源,还要重视可再生能源,尤其是新能源的利用。太阳能在生态建筑中的应用,主要包括采暖、干燥,以及提供生活生产用的电力、热水等,在太阳能利用方面,首先建筑要有合理的朝向设计,在北半球建筑要平行布置,并朝向南面,前后建筑间有充足的间距,能够保证住房在冬季有充足的阳光,从而减少能耗,改善居住环境,内部的功能区布置时,不需要窗户,或者对阳光需求较小的区域应布置在建筑物的背面,相似功能的区域尽量相邻。太阳能除了被动式利用外,还广泛应用于主动式太阳能热水和太阳能发电中。一般地,生态建筑在设计时,大都会太阳能热水系统,以太阳能来加热冷水,实现无废无污、可持续利用的状态。而在生态建筑中利用太阳能发电,不仅能够为照明设备供电,还能减少火力发电产生的污染,具体地可以利用非晶硅薄膜太阳电池来接受太阳能,其利用效果可达9%。除了太阳能以外,生态建筑设计中,还应根据建筑所在地环境,考虑风能、地热能等。
3、生态建筑的自然通风
建筑内部空间的生态设计,主要是对建筑内部空间的热工环境进行设计,这部分环境很难靠居住者以后的行为来改善,因此在生态建筑的设计中要予以考虑。对于室内通风设计,主要依靠风压通风原理来加强空气流动。以风压来实现建筑内部自然通风,首先需要保证建筑处于理想的外部风环境(平均风速不小于3m/s),建筑朝向业应与当地夏季主导风向保持合适的角度,这样易于形成穿堂风,另外要尽量将门窗开口设置于正负风压区,让气流穿过房间的中部,减少室内涡流区,以使气流以更大的风速穿越尽量多的空间。而由于当前住房布局大都呈中心核心筒布局,很难形成对流穿堂风的房间,因此在通风设计上的主要策略是减少对室内空气流通的阻碍。
4、生态建筑的绿化
绿化,是人们对生态最直接的印象。植物因光合作用、蓄水特性和滤水功能而具有生态功效,能够对空气温度和湿度起到很好的调节作用,并且一些特殊的植物还能够吸附空气中的微小颗粒。绿化的诸多作用,决定了生态建筑的设计不能缺乏绿化。生态建筑的绿化,应针对确定的建筑物,并结合建筑所在地气候,选择具有较强环境洁净能力的、易于栽培、容易成活的品种,值得注意的是,选择绿化种植品种时,不能仅满足于视觉观赏,而更应该强调其生态调控功能。生态建筑中绿化的位置包括屋顶、墙面、中庭内部、室内、阳台、室外环境等地方,可以说是无处不在,具体应该根据不同位置的侧重点,选择布置相应的绿化植被。
三、结语
建筑活动是人类作用于自然环境的一项重要活动,也是消耗资源、能源较多的活动之一,在可持续发展中,要促进人与自然的和谐统一,推行生态建筑是一项重要举措,对于生态环境的改善具有重要作用。
参考文献:
[1]刘强.生态建筑设计原理及设计方法研究[J]现代园艺,2012(10)
[2]夏仁欢,盛虹.生态建筑设计原理及设计方法研究[J]城市建设理论研究(电子版),2014(05)
作者简介:
周国前(1980.7-),男(壮族),广西来宾人,中专毕业,从事建筑设计。