生態建筑設計原理和設計方法

黃 維

(江蘇省郵電規劃設計院有限責任公司 210006)

生態建筑設計原理和設計方法

黃 維

(江蘇省郵電規劃設計院有限責任公司 210006)

生態建筑是生態學與建筑融合的一種建筑學科。本文探討整體性、能源可持續性、物質循環等生態建筑設計原理，在此基礎上闡述生態建筑的設計方法。

生態建筑；設計原理；設計方法

自從十八世紀開始工業革命以來，人類社會的發展都是憑借科學技術的發展對大自然大量的索取。這種破壞性的社會發展模式給大自然造成嚴重的生態破壞，人類生活的環境也日益惡化。人們逐步認識到這種破壞自然的方式并不能讓社會實現可持續發展，應該追求人類社會發展與自然的和諧共處，重視生態環境，實現人與自然的可持續發展。建筑在原材料開采和利用上、建筑設計和使用也面對自然資源的開采和利用問題，為此追求生態建筑設計實現建筑與自然的和諧成為建筑設計的一個趨勢。

一、生態建筑設計原理

生態建筑就是在進行建筑設計時，根據生態學原理和生態性規律，對建筑設計實現人、建筑、自然的和諧相處。生態建筑把建筑環境當作一個有機的整體看待。在進行生態建筑設計時應用遵守以下原理。

（一）整體性

從生態學觀點，生態系統包括非生物物質和能量、生產者、消費者、分解者，這些成分并不是孤立的，而是成為一個相互聯系的整體。在這個整體中強調生物與環境的相互影響，實現生物與環境的和諧相處。生態學的整體觀是生態性的核心，為此生態建筑在設計時也應該遵守整體性原理。生態建筑設計的整體性原理就是強調在進行建筑設計時不僅僅考慮建筑本身的堅固性、科學性，而且要考慮建筑與建筑周圍環境的整體性。因為建筑不是孤立存在于環境中，它與周圍的環境有密切的聯系，因此在進行建筑設計建造時應該把建筑當作環境的一部分，強調建筑與周圍環境的協調性和融合性，也就是把建筑和周圍環境當中一個整體。生態建筑在整體性原理的支配下，應該考慮建筑與周圍自然、社會、經濟和人文環境各個方面的融合成為一個有機整體。

（二）能源可持續性

生態系統中不斷的實現能量流動，但是生態系統中的能源來自于太陽能，生產者通過光合作用把太能能轉化為化學能從而實現能源在生態系統中流動，借助于能源流動為此生態系統的正常運轉。由于太陽能為清潔的可再生能源，因此生態系統一個是環保，另一個是可持續性。建筑作為一個高耗能系統，其對能源的消耗從建造開始到后期的使用一直都有大量能量消耗才能維持其運作。但是傳統建筑的高耗能高污染已經給環境造成大量的能源消耗，給世界能源帶來很大壓力。因此生態建筑在設計和使用時應該盡量在能源可持續原理下進行設計。生態建筑的能源可持續原理要求，生態建筑從材料生產使用，到后期建筑對采光、能源需求等都更多的借助于沒有污染的清潔能量和可再生能源，讓生態建筑的能源供應盡量實現可持續性，實現建筑與環境的和諧相處。

（三）物質循環

在生態學理論下，生態系統的物質循環是從生產者開始，它能夠把外界無機物轉化為有機物，生產者、消費者產生的代謝物和自身的遺體都被微生物分解又回歸到自然。也就是說生態系統在物質利用上是可以循環的，在這個循環體系中沒有廢棄物，每個環節產生的物質都會成為相應生物的原料，因此對環境沒有污染。傳統建筑不僅高耗能，而且是高污染[1]。建筑在原料生產、建造過程中和使用過程中都會產生許多建筑垃圾，這些建筑垃圾不僅污染環境而且造成物質和能量浪費。

二、生態建筑設計方法

（一）整體性設計方法

生態建筑的整體性設計應該采取以下兩種方法。第一種建筑與自然環境共生。建筑作為自然環境的一部分，應該和自然環境和諧共生，為此在進行生態建筑設計時應該考慮一下幾種因素。應該考慮地形地形地貌與建筑的匹配性，這就要求生態建筑應該研究地形和地貌特征，讓建筑對它們的影響降到最低。注意現有植被。綠色植物不僅具有優化環境作用，而且對建筑周圍的地表水土保護有重要價值，因此應該重視對植物保護，讓植被成為建筑的一個有機成分。第二種是建筑與社會環境共生法。該方法強調建筑不僅僅存在于自然環境中，也是社會環境中的一部分，因此建筑在使用壽命期限應該與建筑周圍的地區景觀形成有機的一個整體。比如在古建筑群周圍的建筑應該與古建筑在建筑風格上保持一致，在建筑技術上可以采用傳統的施工技術和生產技術;對城市土地、能源、交通的適度使用。總之，生態建筑設計的整體性設計方法就是盡量的從自然和社會角度把建筑作為一個整體，多角度的思考問題，達到建筑與環境的共生。

（二）可再生能源節能技術

建筑的建造和使用都會涉及到能源利用問題。生態建筑要想實現能源的節約和合理使用應該做好以下兩方面工作。第一種應該重視高效技節能技術開發應用。比如應該設計緊湊的建筑空間結合，讓相鄰的公共區域得到更充分的共享；通過屋頂空間調節室內的空間環境比如可以借助于在建筑周圍栽種一定量的樹木，讓這些樹木成為遮擋夏季的陽光[2]。第二種，增加可再生能源的比例。建筑中利用的能源根據其是否再生可以分為可再生能源比如水、太陽能、風能等；不可再生能源比如煤、石油等能源。可再生能源的使用是與生態建筑的能源使用理念具有一致性。因此在進行生態建筑過程中應該重視可再生能源的利用和比例。比如在照明系統上應盡量采用節能燈飾外，還可以在空間設計上讓室內采光多利用太陽光進行照明，建筑的取暖和供熱也可以采用太陽能，有條件的建筑也可以通過風能水能進行功能。通過這些可再生能源節能技術的應用，盡量的讓生態建筑減少對不可再生能源的索取和依賴，挑戰能源結構，讓建筑實現清潔化、節能化、可持續化。

（三）生態建材技術

生態建筑的一個構成要件就是建筑材料是否符合生態建筑的需要。傳統建筑的嚴重危害就是建筑材料因為不可循環性產生大量的建筑垃圾，為此建筑設計者著手研究生態材建材技術。生態建材就是能夠與環境協調一致的建筑材料，這種建材與環境具有高度的適應性和協調性，不僅僅使用性能良好而且對人類較少產生危害，具體生態建材技術著重下列方面。第一，材料選擇上采用可再生資源，或者采取廢棄物作為原料，比如利用秸稈粉碎制成的高密度板材，不僅取材環保，而且廢棄后可以實現物質可循環性[3]。第二，在生產這些建筑材料時開發清潔的生產技術，對廢棄物廢渣和廢水的排放量相對較少，對環境污染小。第三，開發對人健康的環保產品。建筑材料的高污染和有損健康成為一大頑疾，為此作為生態材料應大力開發與生態環境和諧共生的技術，生態建材與環境保持著充分的協調性，減少對人類健康的威脅。總之，生態建材技術能夠讓建筑材料無論從生產還是加工中都盡量與環境一致，從而做到生態性、環保性、可持續性。

三、結語

在社會發展對建筑需要節能環保的大背景下，生態建筑成為許多設計者在進行建筑設計的首要選擇方向。生態建筑的設計原理是基于整體性、能源可持續性、物質循環的原理基礎上。在設計方法上應該注重整體性設計方法、可再生能源節能技術、開發生態建材技術。通過這些措施的實施能夠讓建筑與自然環境和社會環境的有機融合。

[1]宋海林,胡紹學. 關于生態建筑的幾點認識和思考(一)[J]. 建筑學報. 2014(03)

[2]胡京. 建筑的進化:原生到自覺的生態建筑——可持續發展的建筑及環境思考[J]. 建筑學報. 2015(04)

[3]宋曄皓. 生態建筑設計需要建立整體生態建筑觀[J]. 建筑學報. 2011(11)

黃維（1985.9-）；女；江蘇；學士學位；建筑師；初級工程師；生態建筑設計；

S210

B

1007-6344（2016）03-0120-01

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