生態建筑設計原理及設計方法探討

李金橋 石潤澤 盧政光

(遼寧工業大學，遼寧 錦州 121000)

生態建筑設計原理及設計方法探討

李金橋 石潤澤 盧政光

(遼寧工業大學，遼寧 錦州 121000)

根據生態建筑的基本概念，論述了節能、與自然環境協調、新材料新技術的應用、滿足舒適健康環境需求等設計原理在生態建筑中的體現，并探討了生態建筑設計的主要方法，對實現可持續發展的戰略目標有深遠的意義。

生態建筑，原理，環境，污染

0 引言

我國當前建筑行業仍處于從數量型轉變為質量型的過渡階段，其中體現高品質建筑的便以生態建筑為主，是促進建筑領域實現可持續發展的重要目標。其不僅單純旨在建筑設計規劃階段生態理念的融入，無論在施工或投入使用過程中都將其進行滲透，各管理環節都以節能環保為主要內容，這也是解決以往污染與能耗較高建筑模式的重要途徑。因此從設計原理與方法方面對生態建筑進行分析具有十分重要的意義。

1 生態建筑的基本概述

相比傳統建筑，當前生態建筑在特征上更體現為較強的系統觀念、高效利用現代能源并具備一定的靈活適應性。其中系統觀念主要指生態建筑設計與施工中所考慮的包括自然屬性，如建筑中如何處理產生的廢水、廢氣以及廢物等問題，協調與自然環境的關系；也體現出經濟屬性，建筑中對能源物質的高效利用、節約或循環使用等，有利于建設單位經濟效益的提高；再如人文社會屬性方面，生態建筑的設計更側重于人類的健康發展，其中不乏政策法規內容、社會群眾價值理念傾向等。而在高效利用現代能源方面，生態建筑強調選用不對人體或大自然產生任何危害的材料，充分利用現代新型能源實現節約原材料與能源使用的目標。另外在靈活性方面，具體指為即使建筑功能在發展過程中出現變化，通過現代先進技術也可保證原有功能與新功能的兼容。因此，綜合生態建筑特征以及以往學者相關研究，可將生態建筑的概念界定在融入空間環境、材料使用以及其他社會問題與生態環保內容于一體的系統工程，確保其中各方面達到一定程度上的平衡狀態以實現經濟、生態與社會效益共同提高的目標[1]。

2 設計原理在生態建筑中的體現

2.1 協調與自然環境的關系

建筑工程施工本身會造成較為嚴重的污染問題，若在施工及投入使用階段不注重生態環保理念的落實，很難實現人類與自然的和諧共處，更無從談及實現經濟的可持續發展。在此現狀下，生態建筑在設計原理方面首先表現為對自然環境的保護，合理利用自然資源，保證建筑物能耗的減少。例如，現階段建筑施工中體現的太陽能的利用使人類無需依托高能耗照明設備生產生活，或將噴水系統引入建筑空間內以實現室內溫度得以有效控制的目標，不必大量使用制冷設備等[2]。

2.2 節能原理的體現

生態建筑設計過程中的重要原理為節能，其要求在保證建筑各方面功能得以發揮的基礎上避免出現過度使用資源或能源的行為。同時，實際設計過程中生態建筑也要求避免整體結構中存在不具備任何功能的結構或構件，不必過于追求建筑物外表的奢華壯觀。設計中往往將許多如風能或太陽能等自然資源充分利用，可解決以往建筑過多使用礦物質資源的難題，滿足降低環境污染的基本要求。

2.3 新技術與新材料的應用

建筑行業的快速發展使節能環保理念逐漸落到實處，但能夠推動生態建筑發展的關鍵在于新技術與新材料的應用。實際設計過程中在技術方面可應用對環境影響較小的施工技術，如蓄熱系統、節水系統等的應用。而在新材料方面可選擇經處理后耐久性、強度以及不具備毒害的可再生材料，保證建筑質量的同時滿足節能環保理念的要求。

2.4 滿足舒適健康環境的需求

現代人們生活水平的提高，更強調生產環境或居住環境的健康舒適度，這就要求生態建筑設計中將以人為本的理念融入其中，強化群眾與自然環境的協調關系。例如設計過程中需將建筑采光系數、通風情況以及室內溫濕度的控制等內容囊括其中，為使用者提供更為優越的生產生活環境[3]。

3 生態建筑中應用的主要設計方法分析

根據前文中對生態建筑設計的相關原理，設計時可采用的方法主要體現為三方面，即整體設計、高效無污染以及靈活多適等，具體設計內容主要表現在以下幾方面。

3.1 整體設計在生態建筑設計中的應用

整體設計方法強調的是建筑自身與自然以及社會環境的共同生存問題。其中在保持與自然環境協調發展方面，生態建筑設計考慮的問題主要以土壤地形特征、區域植被情況、氣候條件特征以及噪聲等問題，其設計的目標體現在保證生態要素的價值不被破壞，具有一定的完整性。例如在地基設計過程中考慮的主要為如何處理區域的地形或地貌等問題，生態建筑要求在利用傳統如平衡土方的方式過程中注重減少對地基的破壞與影響。另外在保持與社會環境協調發展方面，以往許多城市發展中在追求生態環保目標時，建筑師可能認為其設計為最佳的方案，但由于建筑的設計未做到協調周邊環境與建筑等，反而使生態環保設計起到一定的反作用。對此在設計過程中應從整體角度出發，考慮區域的人文風俗習慣，保證符合群眾的審美觀念[4]。

3.2 高效無污染在生態建筑設計中的應用

生態建筑設計中強調以可再生能源(如風能、太陽能或生物能)取代不可再生能源(如天然氣或石油等)。現階段我國生態建筑中利用較為廣泛的主要為太陽能，其用于取暖、降溫等各方面，在國際上建筑中使用的太陽能被劃分為主動式與被動式。其中被動式設計的方法主要體現在將射進室內的陽光充分利用，無需利用其他采暖設備，以英國圣喬治學校的建設為例，其在設計過程中將建筑的隔墻與側墻采用磚砌體結構，地板以混凝土為主，而外側屋面利用的為聚苯乙烯泡沫材料，盡管在未設置保溫裝置的情況下，其也具備了一定的保溫功能。另外，在被動式方面實現采暖的目標主要依托于蓄熱墻，很多建筑設計過程中因貯熱體的缺失或貯熱體設計的位置不合理，都無法滿足采暖需求，這種情況下便充分發揮蓄熱墻的作用，具體設計如圖1所示。同時，高效無污染方法的應用也體現在對中水與雨水的利用等方面，其中中水利用方面多引用中水工程技術，其能夠將生產生活的廢水與冷卻水等進行處理，如該技術中的集流過程、處理與輸配等過程，能夠實現中水的再次利用。而在雨水利用方面也通過如匯集技術或蓄存技術等實現蓄存與改善雨水水質的目標，但注意若收集中需依托于屋面，應保證屋面建筑材料不對水質造成污染，盡量控制如柏油或瀝青的使用。另外，高效無污染方法也體現在生態建筑設計中實現綠化與廢物回收等方面，可滿足生態設計的基本要求。

3.3 靈活多適方法在生態建筑中的體現

靈活多適主要針對過早廢棄的建筑而提出，通過引入一定的設計理念可實現建筑的再次利用，有效減少重新建造過程中的成本費用。以設計大師密斯的設計方法為例，其在設計過程中提出通用空間的觀念，在不破壞建筑物整體結構的前提下將建筑空間內部進行分隔設計，使空間具備多功能特征。對于許多長壽命建筑的設計亦是如此，只需通過局部的改造便可實現減少污染與節約資源的目標。

4 結語

生態建筑是適應我國城市化進程的重要內容。在設計過程中應充分認識其基本內涵，分析生態建筑設計的人類與自然協調關系、節能、技術應用以及舒適空間的營造等設計原理，并充分利用現代設計方法包括整體設計、靈活設計以及高效無污染等方式，以此發揮生態建筑在我國城市發展中的重要作用。

[1] 尼 寧.生態建筑設計原理及設計方法研究[D].北京：北京工業大學,2013.

[2] 李 雄.生態建筑設計原理及設計方法研究[J].山西建筑,2015，41(14):21-22.

[3] 謝秋鳳.生態建筑設計原理及設計方法研究[J].門窗,2014(1):171.

[4] 周 霄,倪怡玲.生態建筑設計原理及設計方法探究[J].低碳世界,2014(19):22-23.

[5] 劉 強.生態建筑設計原理及設計方法研究[J].現代園藝,2012(10):149.

Inquiry on ecological building design principles and design methods

Li Jinqiao Shi Runze Lu Zhengguang

(LiaoningUniversityofIndustry,Jinzhou121000,China)

According to basic ecological building concept, the paper discuses embodiment of design principles in ecological building, such as coordination of energy saving and natural environment, application of new materials and new technologies, and meeting healthy and comfortable environment demands and so on, and explores major ecological building design methods, which has deep meaning for realizing sustainable development strategy target.

ecological building, principle, environment, pollution

2015-06-26

李金橋(1992- )，女，在讀本科生； 石潤澤(1993- )，男，在讀本科生； 盧政光(1993- )，男，在讀本科生

1009-6825(2015)22-0027-02

TU201.5

A