生態(tài)建筑設計原則及其自然通風設計方法

【摘 要】 保護環(huán)境已經成為一個時代話題，而生態(tài)建筑也勢必會成為一個發(fā)展趨勢，未來的建筑也必須要節(jié)能省耗，減少污染，保護自然生態(tài)而又適應社會發(fā)展。本文首先介紹了生態(tài)建筑的設計原則，然后詳細談談生態(tài)建筑的自然通風設計方法。

【關鍵詞】 生態(tài)建筑；設計原則；自然通風

生態(tài)建筑技術更加強調高效、低能耗；高技術、低污染；高附加值、低運行費用；以人為本、舒適健康，為人們創(chuàng)造一種協(xié)調、平衡的人工生態(tài)環(huán)境，提供具有可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)技術。生態(tài)建筑設計是用生態(tài)學的觀點從宏觀上研究自然環(huán)境與人的關系，強調現(xiàn)代城市建筑應該適應自然規(guī)律、結合自然。

一、生態(tài)建筑的設計原則

1、整體設計原則

尊重自然是生態(tài)建筑最基本的內涵，使人的行為與自然環(huán)境的發(fā)展取得同等地位，與環(huán)境建立起一種新的協(xié)作關系，是一種與環(huán)境共生意識的體現(xiàn)。不應把生態(tài)建筑看作一個簡單的建筑單體去做設計，而應當在滿足業(yè)主要求和建筑本身的目的性的前提下將其所在的區(qū)域納入其所在的自然環(huán)境、社會環(huán)境、經濟環(huán)境的各個方面，尊重傳統(tǒng)文化和地域文化特點，自覺促進技術與人文的有機結合，將各種因素統(tǒng)一考慮，權衡比較，從中選擇最優(yōu)的解答，建立不破壞區(qū)域環(huán)境、技術運用適當、人性化的居住社區(qū)和城市環(huán)境。整體設計原則主要體現(xiàn)在對建筑場地的充分考慮，包括對地理環(huán)境、場地氣候條件的影響，建筑物朝向、布局，對地形、地勢的利用等。

2、高效無污染原則

這個原則有三方面的含義：①運用新材料、新結構、智能建筑體系，盡可能多地降低能耗，減少各種資源和材料的消耗，提高能源利用率。根據(jù)建筑所在地區(qū)的氣候特點，在設計中盡量考慮可再生能源利用，如太陽能、風能、地熱等，合理進行建筑設計，減少不可再生資源的損耗和浪費，提倡能源的重復循環(huán)使用。②建筑材料的無害化，避免選用含有危害人類身體健康的建筑材料，給自然環(huán)境帶來危害；盡可能使用可再生的地方建筑材料，結合當?shù)丶夹g以降低建造成本，樹立建筑材料蘊藏能量和循環(huán)使用的意識。③舒適、健康的室內環(huán)境。室內環(huán)境因素除使用、心理外，尚應包括溫度、濕度、空氣、日照、電器設備產生的電磁場等，人的一生有70%的時間是在室內度過，室內環(huán)境影響人們的健康、舒適。具體位置遠離有害的磁場和輻射源及噪聲源，通過通風和供水系統(tǒng)，提供潔凈的水和空氣，使居室保持適宜的溫度、濕度、空氣流速，關心使用者，創(chuàng)造高品質的室內環(huán)境。

3、靈活、多適原則

這個原則體現(xiàn)在生態(tài)建筑中就是建筑應具有足夠的彈性，以適應未來的發(fā)展，采用適應變化的設計策略，避免建筑過早廢棄，使其能夠得到再次利用或多次利用，節(jié)省建造新建筑所需的重復建設費用。完善建筑空間使用的靈活性，減小建筑體量，將建設所需的資源降至最少，這就體現(xiàn)在對建筑結構、建筑設備等靈活性的要求上。強調節(jié)約能源，設計中使能源使用集約化。運用建筑熱工原理節(jié)約能源，利用高技術營造低能耗的環(huán)境，結合氣候進行設計。充分利用自然通風，運用新材料、新技術、新結構體系，合理利用氣候和陽光等自然能源因素，降低建筑能耗。氣候、技術、文化、場地是構成建筑的必要組成部分，我們必須把環(huán)境意識貫穿到整個設計過程中去。生態(tài)建筑的設計原則，應滿足在整個建筑生命周期內的基本目標：盡可能地減少能源資源的消耗，把對環(huán)境的污染降到最低，保護生態(tài)自然環(huán)境、創(chuàng)造健康舒適的室內環(huán)境，使建筑生態(tài)和經濟取得平衡。

總之，生態(tài)建筑的設計原則必須充分體現(xiàn)人類與自然界的和諧，“既滿足當?shù)厝说男枰?，又不對后代人滿足其需要的能力構成破壞”。

二、生態(tài)建筑的通風設計

人們在建造房屋時都采用各種措施，進行自然通風。隨著建筑功能的多樣化、建筑空間需求擴大，自然通風越來越難以滿足各種建筑空間的通風換氣的要求。近年來人們對空調的過分依賴和不加限制的濫用，產生了種種弊端，這與節(jié)約能源、保護環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展是相違背的。自然通風具有雙重生態(tài)效果。另外，與外界空氣接觸也是人們對大自然的一種正常的生理和心理需要。自然通風作為滿足人體健康和舒適的一個必備要求，成為生態(tài)建筑師在設計中的首要目標。

1、自然通風的原理

自然通風是利用建筑物內外由于空氣溫度差引起的熱壓或風力造成的風壓來促使空氣流動而進行的通風換氣。自然通風不同于機械通風，不能通過主動式的機械設備來產生氣流，而需要在建筑中采取特殊的處理手法來被動式地造成自然通風的效果。

人們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(xiàn)。如根據(jù)建筑周圍環(huán)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。在建筑構造上，通過中庭、雙層幕墻、風塔、門窗、屋頂?shù)葮嫾膬?yōu)化設計，來實現(xiàn)良好的自然通風效果。

2、自然通風設計方法

在進行建筑設計時，建筑的布局應根據(jù)風向來考慮，建筑要選擇適宜的朝向和布局，其朝向應與當?shù)叵募局鲗эL向保持一定的角度，這樣更有利于自然通風。建筑平面進深不宜過大，有利于穿堂風的形成。建筑平面和洞口的位置和面積，為了引風入室，爭取穿堂風，要從平面、剖面及建筑細部來考慮，盡可能把門窗布置在一條直線上，以減少氣流阻力，通風順暢；內外圍護構件要盡量通透，開口面積應大、減少開口邊緣的阻力。在不同季節(jié)、不同風速、風向的情況下，由于自然風變化幅度較大，建筑還應采取不同的措施，如洞口構造形式、可調節(jié)百葉窗等來調節(jié)室內氣流狀況，保證自然通風的效果。

建筑設計過程中應充分利用自然通風，其效果與建筑構件（如窗、門、墻體等）有著密切關系。大多數(shù)情況下，自然通風以窗戶來充當風口，窗戶的形式、面積大小及安裝位置影響通風效率、室內氣流組織和室內熱舒適。窗戶的通風系數(shù)隨著開口面積、窗戶類型和室內外溫差的變化而變化。除了普通的窗戶外，國外的建筑師在生態(tài)建筑實踐中，發(fā)展了一些有助于自然通風的建筑構造措施，包括雙層玻璃幕墻、風帽等。

在歐洲，采用玻璃幕墻的建筑很流行，為減少夏季空調的冷負荷，需要遮陽設備，外遮陽設備投資大且影響美觀，于是發(fā)展了雙層玻璃幕墻。采用雙層玻璃幕墻作圍護結構，雙層玻璃之間留有一定寬度的通風道并設有可調節(jié)角度的百葉。在冬季，關閉進、排風口，減少風速，利用雙層玻璃間層形成附加陽光溫室，貯存熱量，提高建筑圍護結構表面溫度；在夏季，打開上下進風口，通風道內的空氣被加熱，利用煙囪效應在問層內形成自然通風。風帽是利用風力或溫度差造成的正壓或負壓，加強進、排風能力的一種裝置。風帽是自然進、排風系統(tǒng)的入口或出口，可以安裝在需要局部通風的地方，也可以安裝在屋頂上，促進全面進、排風。根據(jù)進、排風的不同，風帽分為進風型和排風型。進風型風帽：主要利用導向器的導風原理制成。排風型風帽：在外界風壓的作用下，風帽本身產生負壓，從空間內部向外排風。風帽以其靈活的進排風方式、獨特的造型在建筑的自然通風設計中獲得了較多的應用。

我們在進行生態(tài)建筑設計時，應對建筑的自然通風給予足夠的重視，由于建筑所處地區(qū)氣候不同，建筑朝向、形式、條件的不同，周邊環(huán)境會影響甚至會徹底改變風向、風速，建筑周圍樹木布置種類、布置的方式會在一定程度上影響自然通風的效果，建筑的挑檐、屋面坡度等會在很大程度上影響建筑圍護結構表面的氣流。因此在建筑通風設計時應具體問題具體分析，靈活運用各種手段。

參考文獻

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