生态建筑设计原理及方法研究

生态建筑设计原理及方法研究

周国前

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。