生態建筑設計原理及設計方法研究

丁從欣

摘 要：生態建筑設計代表了二十一世紀人們追求低碳生活理念以及人與自然和諧發展的理念。從生態學的角度看待現代建筑與環境之間的關系，設計、組織建筑本身以及與建筑相關的生態環境因素，使能源在建筑以及建筑周圍環境中得到循環轉換以及利用，進而獲取無污染、高效節約能源的建筑環境。隨著經濟的快速發展以及現代化建設進程的加快，人們對居住環境的要求越來越高，基于此，研究并探討生態建筑設計原理及設計方法就有了非常重要的意義。

關鍵詞：生態建筑；設計原理；設計方法；研究；低碳理念；能源節約

生態建筑是基于生態學原理規劃、設計、建設和管理的建筑群體和單體建筑以及其周邊的環境體系。通過相應的組織、設計等獲得一種高效、低耗、無廢、無污、生態平衡的建筑環境。生態建筑的設計、建造、維護與管理必須以強化內外生態服務功能為宗旨，達到經濟、自然和人文三大生態目標，實現生態健康的凈化、綠化、美化、活化、文化五化需求。

一、 生態建筑的設計原理

1、低碳健康。生態建筑的設計首先必須確保低碳健康，滿足人們的居住要求。建筑的設計應該具有一定的舒適性、適用性以及健康性，讓人們在舒適、低碳健康的環境中生活、工作，這也體現了建筑的人文性。在建筑設計中加強人與自然之間的溝通，增加房屋的采光系數，設計良好的通風環境，進而創造良好的視覺環境以及聲環境，確保低碳健康。

2、與自然環境相協調。生態建筑重在“生態”，在設計時，必須遵循與自然環境相協調的原則。充分利用并保護自然資源。在進行生態建筑設計時，可以采集太陽能，利用風能，水資源等其它可供利用的自然能源。在進行設計時，要充分考慮周圍自然環境因素對建筑的影響，將綠化布置網絡納入周圍自然環境之中，形成整體協調美。引用周邊噴水等降低環境溫度，進行局部氣候的調節；充分考慮自然通風，建筑要留有適當的開口位置；利用外窗進行自然采光等。

3、循環利用資源。進行生態建筑設計時，需要堅持資源的循環利用原則，這也是生態建筑的內涵。在進行生態建筑設計時需要考慮到資源的循環利用，在建筑基地內設計能源、養分、水等的循環利用：生物能、熱能、電能、太陽能等能源的循環；廚余、肥料、落葉、種菜的循環；地下水、下水、中水、上水、凈化水的循環。在建筑物報廢時，混凝土廢料的再利用，回收玻璃鋼鐵鋁料等，進行循環利用。資源的循環利用能夠在一定程度上節約資源，減少能源浪費，實現生態建筑理念。

4、節能。節能是生態建筑設計的一大設計理念。在確保建筑的使用功能的前提下力求使用最少的能源，不會造成能源浪費，更不會建造無益于建筑功能的結構。在進行生態建筑設計時，要避免因追求建筑的奢華、氣魄，而造成能源使用的極大浪費。盡可能在設計時利用自然以及人工材料表現建筑的人文藝術特性。因此，生態建筑的設計應該遵循使用最少能源與材料的原則。

二、生態建筑的設計方法

生態建筑的設計應該盡量保持環境與自然之間的融合的整體性，盡可能保留原有的較有價值的生態要素，建筑活動要以減少對自然的干擾和破壞為原則，與此同時，盡量通過生態手段彌補建筑周圍遭到破壞的生態環境。生態建筑的設計方法大體分為兩種，一種為整體設計方法，另外一種為單體設計方法，下面分別進行詳細地論述。

1、整體設計方法。在進行生態建筑設計時要將具體的建筑置于城市整體建筑群體之中，要與城市整體建筑系統緊密相連。根據城市的整體規劃要求，在一定的建筑區域內分析建筑區域的氣候條件、水文地質、地形地貌、建筑場地的基本條件等，進行研究、綜合分析生態建筑的經濟性和可行性，這就是整體設計方法。生態建筑的整體設計方法首先要保護并繼承地域與城市的景觀特色，讓城市的地理自然特征以及歷史文脈得以沿襲，并在此基礎上創造出新的城市景觀。對資源配置、空間結構、區域劃分以及不合理的布局等進行改變。其次在綜合考慮自然環境與建筑環境的基礎上使得社會效益與經濟效益最大化。采取整體設計方法對生態建筑設計中相互聯系且同時又相互矛盾的因素進行綜合、全面考慮。

2、單體設計方法。單體設計需要從建筑的不同構造部分入手，從滿足建筑的基本適用功能所需要解決的問題的角度，可以將建筑劃分為防雨雪、遮陽、保溫、隔熱、采光等幾方面；從生態建筑的設計圖紙可以將建筑劃分為剖面、立面、平面以及總平面；從建筑的設計要素考慮可以將建筑劃分為交通、圍護、結構、秩序、重要空間以及次要空間等；從構成建筑的各部分元素可以將建筑劃分為樓地面、內墻、門窗、樓梯、屋頂、外墻以及基礎等。在進行單體設計時需要注意以下幾方面：

（1）合理利用溫差、壓力的作用。通過設計智能控制合理利用溫差、壓力的作用來調節室內溫度、進行熱量的傳遞等。

（2）利用太陽能。在生態建筑設計中通過分布、貯存、保持以及集取太陽能來解決建筑的采暖問題，在溫度較高時可以有效遮擋太陽輻射，使建筑降溫。在生態建筑中已經開始使用光電電池板，用于建筑屋頂和外墻材料，實現建筑的有效降溫。

（3）降溫隔熱設計。結合建筑當地的氣候條件利用智能控制的挑檐板、水幕以及窗簾等構件對室內濕度、溫度等進行有效控制，實現低消耗、高舒適的建筑環境要求。

（4）利用自然通風和采光。結合當地氣候條件構建智能控制設備使得建筑物能夠利用自然通風和采光。可以通過通窗、玻璃幕墻、中庭等方式充分利用陽光改善建筑的照明，實現室內照明。還可以通過日光反射器、反射板等引入陽光。

（5）減少熱耗。通常情況下，曲面建筑的熱耗要比直面建筑的熱耗小，相同建筑體積下集中布局模式的熱耗要小于分散布局模式的熱耗。因此，在進行建筑設計時，要盡量選擇規則平面形式，控制層高，減小建筑的外墻的面積，減少建筑凹凸設計。

三、結語

生態建筑的設計遵循低碳健康、與自然環境相協調、循環利用資源以及節能的設計原理。在此基礎上，本文筆者探討了生態建筑的設計方法，分別對整體設計方法與單體設計方法進行了詳細地論述，以供參考。

參考文獻

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