淺論現代生態住宅環境的設計系統

摘 要: 隨著人們對環境狀況的認識不斷加深，低碳化的可持續發展理念正逐漸深入人心，它是人類對抗危機的有效手段。住宅環境作為人類活動最頻繁、應用最廣泛的設計領域，理當率先實踐生態設計，并迅速將這一設計理念推廣應用到建筑設計的各個領域。生態設計系統包括通風系統、水循環系統、表皮系統和材料系統等，每個系統都是相互依存、共生融合的，在生態設計中起到了舉足輕重的作用。

關鍵詞: 生態住宅 環境設計 設計系統

所謂“生態住宅”是指充分利用環境自然資源，以有益于生態、健康、節能為宗旨，確保生態系統的良性循環，確保居住者在身體上、精神上、社會上完全處于良好狀態，從而實現人與自然的融合，達到人與自然雙贏的新型住宅。在國際上通常把能體現以下三大主題的住宅稱為“生態住宅”:一是以人為本，呵護健康舒適;二是資源的節約與再利用;三是與周圍生態環境的協調與融合。生態住宅的環境設計內容非常豐富，方法也涵蓋了各個領域，但總的來說可以分為以下幾個設計系統。

一、通風系統

良好的建筑通風設計，是降低建筑空間能耗的先決條件，是最自然的建筑節能手法，也是綠色建筑最重要的氣候調節對策。通風的目的是在室內溫度超過室外溫度并且室外溫度更舒適的情況下，將室外風引入室內降低室溫。

所謂自然通風就是利用自然能源，或者不依靠傳統空調設備系統而仍能保持室內適宜的空氣環境的通風方式，是一種具有很大潛力的通風方式，它具有在不消耗不可再生能源情況下節能、改善室內熱舒適性和提高室內空氣品質的優點，是人類歷史上長期賴以調節室內環境的原始手段。在空調技術得以普及、機械通風廣泛應用的今天，迫于節約能源、保持良好室內空氣品質的雙重壓力，全球的科學家開始重新審視自然通風技術。自然通風在實現原理上有利用風壓、熱壓、風壓與熱壓相結合、機械輔助通風等幾種形式?，F代人對自然通風的利用已經不同于以前開窗、開門通風，而是綜合利用室內外條件來實現。如根據建筑周圍環境、建筑布局、建筑構造、太陽輻射、氣候、室內熱源等來組織和誘導自然通風。

不同的地域、不同的氣候條件對通風的設計要求是不一樣的。比如說，對于中緯度溫暖氣候地區來說，通氣口、通風塔、通氣管、壁爐、煙囪等為設計語匯;而對于熱濕氣候地區，回廊、高架通風地板、百葉通風、高屋頂、通風塔、多空隙維護結構、遮陽板、陽臺、導風型開窗方式等則是更好的設計元素。因此在通風系統的設計上，應該因地制宜、因勢利導，結合當地的氣候條件來進行合理的設計。

二、水循環系統

水是綠色住宅建設的靈魂，一方面它是人類賴以生存的、有限的重要資源，另一方面它能夠有效地調節空氣的溫度和適度，提高周圍環境的空氣舒適度，同時還能夠改善大氣候和微氣候。因此，水環境系統的建設應重點放在保水(防洪與生態)、節水(水資源利用)、凈水(污水處理)三個方面。

最近幾年全球性的旱災、澇災頻繁出現，給人們的生產、生活甚至生命帶來了巨大的威脅，人們普遍認為這是氣候異常，是天災，實際上更多的是人禍，是人類對大自然的過度開發和破壞造成的惡果。其中，這些災難部分起因就是城鄉環境喪失了原有的保水功能，城市建設過于強調圍水、排水的防洪理念，把水患引向低洼之地，給低洼地區造成自然災害，即以鄰為壑。生態的解決問題的方式應該是以保水的理念進行處理，確保地區內的雨水貯集能力和地面的透水分解能力，以分散式的雨水貯集系統和良好的地面透水能力生態性的就地消解水患，以達到軟性防洪的能力。住宅小區的設計也是這個系統中的重要環節之一，其具體做法是配合景觀、建筑的設計，設置雨水貯集水池，并具有貯集滲透性，甚至在建筑屋頂設計貯水水池，雨時貯水，雨后釋水。雨水滲透最直接的方法，就是保留自然土壤地面，亦即留設綠地、草溝，裸露的地面盡可能采用碎石、踏腳石、枕木等良好的被覆設計，既具有功能性，又解決透水問題，這樣才能確保大地的水循環功能。

缺水已成為危害世界糧食安全、人類健康和生態系統的最大問題，建立節水型社會、杜絕耗水型文化已成為全球的共識。根據國家節水條例，以及節水型城市必備的條件，在節水方面要重點加強節水器具的使用。創建節水型社會不僅是節約生活用水的問題，更重要的是要力避耗水型的設計，比如到處流行的大草坪、大花圃庭園設計，這都是助長“耗水型文化”的急先鋒，人工草坪既不能起到固定空氣中二氧化碳的功能，又不能像灌木那樣具有調節局部溫度和濕度的能力，而且要耗費大量的人力和能源進行養護。在水的重復利用方面，重點應放在中水系統、雨水收集利用系統等，景觀用水系統要專門設計，并將其納入中水系統一并考慮。

三、表皮系統

建筑表皮作為人類生活空間的保護者，勢必成為節能設計的重點。優化建筑表皮構造設計是實現高舒適度、低能耗住宅的重要途徑。但是建筑始終不是冰棍箱子，它需要有足夠的開啟面來采光通風。作為建筑的主要開啟界面，窗戶承擔著采光與防輻射熱、通風與防滲透的多重矛盾功能，因此成為外維護結構體系中最薄弱的環節，在住宅設計中通常成為主要能量損失點。玻璃的透光性決定了其作為窗戶主要材料的地位，但是普通的玻璃在接受陽光的同時，也為夏季室內帶來不利的熱負效應。人體想要在冬天保暖，方法就是加上厚的棉衣。建筑如果也要想保持室內溫度，就須在外維護結構中加入保溫措施。在外維結構設計中，首先強調的是建筑包裹式保溫隔熱層的建立，最大限度地杜絕“冷熱橋”的出現，使得建筑就如同一個完全封閉的冰棍箱子。對于住宅來講，外保復合墻體因其價格相對便宜、保溫效果好、耐久時間長、利于對原有住宅建筑改造等優點，較為適合在我國推廣。

建筑節能設計一定要考慮當地的氣候條件，不同的氣候條件對空氣的干濕度要求是不同的。比如在熱帶氣候地區的新加坡，建筑設計沒有采用寒帶的全透明玻璃造型，而是根據當地的氣候條件和節能法令，把建筑外觀設計成優雅的小開口、水平線條、多陰影韻律變化的風格，使其自然充滿濃厚的熱帶風味。

總之，建筑節能的表皮設計應該有南北氣候之別，長江流域以南的濕熱氣候應該以遮陽設計為主;反之，北方寒冷氣候則應以保溫外墻、雙層中空玻璃、高保溫蓄熱的設計為主。但無論何種氣候下，開窗越大則越不利于建筑節能，適中的開口設計乃是全球不變的“普世原則”。

四、材料系統

建筑工程需用大量的建筑材料，隨著科技的進步，各種建材迅速發展和不斷更新。建筑材料的應用，必須使建筑材料與自然環境之間形成協調關系，即具有多功能的集約型材料;應當注意建筑材料廢棄物對生態環境的污染，注意建筑的長壽命與可再生循環的兼容性，從物理建材轉向生態建材。關于生態建材目前國內尚無統一的標準或定義，仍是一個發展的概念。一般是指在現有資源和技術條件下，要求材料的生產和使用達到經濟和環境效益的最大化。對人體健康無害必須是無毒而又衛生、安全的，并盡量應用消磁、消聲、調光、保溫、隔熱、抗靜電、防水、防火、防濕、隔音等效能高的材料。嚴禁使用《關于在住宅建筑中淘汰落后產品的通知》(建住房[1999]295)中所列的淘汰產品，使用符合《民用建筑室內污染控制規范》要求的綠色建材。

五、結語

生態要求已成為21世紀建筑設計的主題，走可持續發展之路，維護生態平衡，建造宜居型生態住宅將是人類的必然選擇。生態住宅設計要在現代住宅設計的基礎上，從更加宏觀的環境與資源的角度關注人類的生活，將住宅與環境、資源及人類的活動緊密地融為一體，不僅注重室內空間的使用效率，而且強調發揮環境和資源的效益，使人類的居住環境能發揮空間環境、生態環境、文化環境、景觀環境、社交環境、健身環境等多重環境的整合效應，從而使人居環境更加舒適、優美、潔凈。

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