淺析綠色生態建筑設計

李 宏 茂

(山西省建筑設計研究院，山西 太原 030013)

1 綠色生態建筑的概念

綠色建筑并不是指針對于建筑物的三維綠化及屋頂綠色花園的一般定義，而是代表一種概念或象征。它指的是建筑物對其所處環境有益的建筑形式，可以充分利用該地區的自然資源，并且可以在不犧牲環境的基本生態平衡的情況下建造。它也可以被稱為可持續發展建筑，生態建筑，節能和環保建筑。目前，中國現有建筑面積中超過95%的屬于高耗能建筑，單位建筑面積的能耗是發達國家的2倍～3倍之高。我國現階段仍大量使用煤炭為主要能源供給對生態資源造成大量浪費的同時，也對生態系統形成嚴重的威脅。高能耗、重污染已對我國的生態資源與社會經濟可持續發展構成嚴重的制約。并且，在建筑物的建設中，存在土地資源利用率低，水污染嚴重，建筑耗材多等問題。探索綠色生態建筑是可持續發展的必然要求。

綠色建筑是指在建筑物整個生命周期內最大限度地節約資源(節約能源、節約用地、節約用水、節約材料)，保護環境，減少污染。為用戶提供健康、舒適、高效的生活空間，并與自然和諧共生的環保型建筑。

2 綠色生態建筑的特點

所謂生態建筑：第一，是要營造有益于使用者身心健康的建筑環境與活動空間;第二，最大限度地遏制能源消耗，不與大自然“爭奪”資源。以當地的生態環境為載體，結合生態學基本理論，運用現代化技術手段，探索建筑物與其他相關因素的共生關系，使其自然地融入到周圍環境中。這類建筑具有優異的室內氣候條件和強大的室內氣候調節能力，是人與自然建立和諧關系的紐帶。生態建筑具有節約生態資源、改善生態系統、減少環境污染、延長使用壽命等諸多優點。生態建筑的本質是利用自然，適當加以人工手段創造的供人類賴以生產和生活的活動場所，減少人類對自然資源的過度開發，向大自然尋求索取與回饋之間的平衡。研究生態建筑的目的是為了保護環境，探索人與自然的和諧共生，因此，新技術的誕生與亟待解決的生態環境問題，決定了建筑生態化成為未來建筑的發展趨勢。

3 綠色生態建筑的設計原則

綠色生態建筑設計的基本原則主要體現在四個方面：對生態環境的保護，減少自然資源的過度開發；堅持人文關懷，放眼未來；為使用者提供與自然溝通的對話空間；遵循“可持續性”的發展原則。生態建筑設計是在有限的空間、合理的條件下利用適當的科學技術手段，在不破壞周邊自然生態環境的前提下，創造出的有利于使用者身心健康與使用感受的“健康”建筑。在項目的規劃選址階段，根據不同的地形、地貌特征和生態環境系統，綜合考慮節能、節水、節地、降耗能等因素，統籌規劃良好的建筑生態系統，將其設計成為利于良性循環的人工生態空間。生態建筑的設計應始終貫穿于前期規劃與設計、設備技術應用、施工安裝、日常使用及維護等不同階段，各個階段都有其各自的側重，而規劃與設計階段是將生態化理念融入建筑全生命周期的關鍵環節。

4 綠色生態建筑的設計要求

1)把握以生態為基礎的整體規劃思路，合理利用土地，協調建筑物和生態之間的關系。根據自然的本質屬性，合理安排建筑內部功能分區及各功能流線，盡最大可能減少由于人類活動而對自然生態環境產生的侵擾與破壞，從而不斷優化建筑的朝向、間距、形體、綠化配比、能源循環利用等方案。維持建設場地內的小氣候，使其最終能夠融入周邊大環境，達到與自然和諧共生的目的。

2)合理利用太陽能、風能、水能等自然資源，并防止因過度開發而導致的能源浪費。

3)可再生能源的循環利用。合理高效地利用各類可再生能源，并形成建筑垃圾與生活垃圾的處理及循環利用體系；從節能角度出發做好照明設施、空氣調節設備和電氣負荷的優化設計；建筑材料盡可能使用可循環、可降解產品，考慮建筑構件和設備的二次甚至多次利用。不斷創新并應用采暖、制冷、通風、照明等建筑節能的新技術。

4)水資源的合理利用，雨水收集和污水處理技術是建筑節水的有效措施。收集到的雨水通過水處理技術及后續工藝的配合，可用于植被澆灌、景觀水景用水等的使用，甚至可達到飲用水的標準；污水的回收利用是將日常使用的生活污水經過特殊設備凈化處理后，再用于沖廁或者植被澆灌等。以上措施的最終目的都是使水資源的利用最大化。

5 綠色生態建筑主要措施

5.1 節能

外圍護結構的能耗在建筑物總能耗中所占的比例約為72%。若以100%作為基數，外墻的能量消耗為24%，屋頂能耗為22%，地面能耗為15%，外窗的傳熱量占20%和空氣滲透量能耗13%相加，約占建筑物總熱耗的1/3。

外圍護結構的節能措施是通過提高建筑圍護結構的熱工性能，夏季阻擋室外熱量進入室內，冬季阻擋室內熱量泄出室外，使建筑物的室內溫度在全季度使用過程中能夠保持在人體舒適溫度范圍內，最大限度減少通過外加設備的加熱或冷卻輔助等多余能源的消耗。具體來講分為以下兩點:

1)減少滲透量可以減少室內和室外冷熱氣流的直接交換，降低相應設備的多余負荷，合理使用密封材料可用于增加窗戶的氣密性;

2)減少傳熱量是防止室內外溫差的存在而引起的熱傳遞，例如使用中空玻璃、熱反射玻璃等新型節能玻璃、節能窗框(如塑性窗框、隔熱鋁型框等)來增大窗戶的整體傳熱系數以減少傳熱量；

在建筑的圍護結構中，外墻在采暖能耗中所占的比重最大，占總能耗的32.1%～36.2%，因此，有效提高墻體的保溫性能成為關鍵一環。目前，我國建筑外墻的保溫做法主要分為四種形式：墻體內保溫，墻體外保溫，墻體夾層保溫及復合保溫。它們在降低墻體能耗方面都具有良好的節能效果，但在節能率上又存在著較大差異。外保溫是建設部倡導的主要保溫方式，其保溫方法也是最直接、效果最好的，是我國目前為止最為廣泛使用的建筑外墻保溫手段。

屋頂節能的原理與墻體節能大體相同，通過改善屋頂層的熱工性能來防止熱傳遞。主要措施是保溫屋頂(外保溫，內保溫)，架空通風屋頂，斜屋頂，綠化屋面等。

5.2 節水

1)最大化利用太陽能用作住宅熱水加熱。

2)合理使用市政管網的剩余壓力，采用分區段供水方法。

3)使用節水型衛生器具以減少水的供給量，同時也減少供水的能量消耗。

4)建立安全高效的中水回收系統。

5)建立完善可行的雨水回用系統。

5.3 節材

1)建筑材料應就地取材、因地取材。

2)使用新型耐用的建筑材料，如高強度鋼，高性能混凝土，高性能混凝土外加劑等。

3)建筑垃圾資源的綜合再利用，可回收材料(按價值計)占建筑材料總量的10%以上。

4)在確保性能和安全的同時，優選使用由工業或生活垃圾所加工生產的建筑材料。

5)使用能改善室內空氣質量的功能性裝飾材料。

6)土建和裝飾工程應一次到位，以避免重復翻新和材料的浪費。

5.4 節地

1)確定施工現場的選址沒有洪水，泥石流和含痰土壤的威脅。在施工現場的安全范圍內沒有電磁輻射危害和火災，爆炸和有毒物質。

2)居住區布局應保證室內外陽光環境，照明和通風的要求，符合GB 50180中對于住宅日照標準的要求。

3)采用適應當地氣候和土壤條件的本土植物進行綠化和種植，使用維護較少、耐候性強、病蟲害較少、對人體無害的植物。

4)居民區綠地率不低于30%，人均公共綠地面積1 m2/人～2 m2/人。

6 綠色生態建筑的發展前景

生態建筑概念的提出是人類社會與經濟可持續發展的必然產物，是現階段治理生態環境不斷惡化的時代需求。它在強調建筑設計與生態環境相結合的同時，確立了建筑設計理論的新高度、開拓了建筑設計的新領域與新方向，也對每一位建筑設計工作者提出更高的要求，我們只有通過不斷地學習，完善自身知識儲備，才能夠完成時代交由我們這一代人的神圣使命。發展綠色的、生態的建筑擁有廣闊的市場前景，更是利國利民、造福子孫萬代的百年大計。