關于生態節能型建筑設計的幾點思考

楊 茜 雷言清 孫魯堂

(沈陽聯保中心第四工程代建管理辦公室，遼寧 沈陽 110000)

1 概述

目前我國正面臨自身發展的重要戰略機遇，需要投入大量資源，而與之不相適應的是我國能源并不充足，雖總量大但人均占有量遠低于世界平均水平。這種狀況決定我國必須提高能源的使用效益，優化軍隊資源配置，科學管理使用能源，確保有限的資源用于我國現代化建設的刀刃上。

基本建設系統是我國資源管理大頭，也是能源消耗的大戶。因此，大力建設生態節能型建筑，降低建筑的能耗，是當前我國基礎建設系統面臨的急需解決的問題。

2 生態節能型建筑概念的提出

生態節能型建筑，就是從生態的角度進行建筑的節能設計，強調建筑在與自然融合的過程中實現節能。生態節能建筑的實質，就是能使得建筑內外的物質、能源、信息最大限度地循環和高效使用且對環境的沖擊小，能營造出一個高效節能、舒適、健康的工作與生活環境的建筑。

1)生態節能建筑同周圍的環境是一個有機的整體，不能孤立地把建筑從環境中作為實體分割出來。

2)生態節能建筑在整個使用過程中與周圍環境進行能量的輸入與輸出，從而完成其承擔的生態角色和功能。

3)生態節能型的建筑應當使整個生態系統處于良性循環的平衡狀態。

3 生態節能型建筑設計的思考

3.1 建筑設計與氣候條件的融合

為了對不同氣候區的建筑設計進行進一步的研究，可以根據我國建設部制定并實施的GB 50178—93建筑氣候區劃標準，根據各區氣候特點，有針對性地提出其氣候技術策略。以成渝氣候區為例，該區氣候大部分區域夏季悶熱，冬季濕冷；年降水量大；日照偏少。通過對氣候特征的分析，該區冬季不舒適程度與夏季大致相當，在進行節能設計時應同時考慮冬季保溫設施，以及夏季通風、遮陽和隔熱。區域內夏季氣候濕熱指數很高，所以夏季自然通風與隔熱、植被降溫的綜合設計很重要。經上述分析，該區氣候技術策略為：

被動式太陽能采暖設計+自然通風設計+遮陽+植物降溫設計。

根據各區氣候特點，有針對性地提出其氣候技術策略，是進行生態節能型建筑設計的第一步。

3.2 建筑設計與地形地貌的融合

建筑與地形的契合可以有效保護原有地貌，對生態保護有積極的作用，同時可以節省建筑材料，利用巖體恒溫作用減少空調、采暖等能耗，具很好的節能效益。

建筑設計與地形地貌的融合主要有三種形式：地表型山地建筑、架空型山地建筑、掩土型建筑。地表型山地建筑對山體環境的改變極少，適用于坡度7%～8%至15%～17%的地形(見圖1)。其通風、采光效果比較好，與自然的溝通更為緊密。其設計要點為：

根據地形確定相契合的平面形式+合理的剖面設計。

架空型山地建筑對地形地質的影響最小，以點狀與建筑基地相聯系，同時，使山地原有植被得到保留。因此，對不同地形條件均能夠適用，特別是臨河坡地、陡坡、懸崖峭壁等的修建建筑。其設計要點為：

地質分析+地勢分析+功能布局。

掩土建筑保留了山體本身的地形地貌，可以最大限度的保留自然植被，同時能躲避外界的劇烈變化，營造舒適的小氣候。

根據地形地貌，以及建筑的性質特點，做好建筑與地形地貌的融合,是山地生態節能型建筑的重要一步。

3.3 建筑設計中自然通風的充分利用

自然通風是建筑設計普遍采用的生態技術之一,建筑自然通風可以實現有效被動式制冷，在不消耗不可再生能源的情況下而降溫除濕,降低能耗。

建筑的自然通風設計方法,廣泛應用的主要有三種:風壓通風、熱壓通風、利用導風板導風。風壓通風的大小主要取決于建筑外環境對風的引導及建筑的平面布局。建筑門窗的相對位置直接影響到室內風速及流場分布，不論是平面位置，還是剖面位置，都會直接影響氣流路線。此外還應避免出現小于直角的轉折，在平面轉折處，宜圓角處理，在建筑內部適當部位設置通風口，便于空氣流通。設計要點為:通風口相對位置+通風口面積+房間外部通風條件。

在建筑剖面設計中，可以利用設計高差來促進自然通風(見圖2)。設計要點為:進出風口面積的確定+進出風口高差的確定+風路設計。

導風板適用于由于地形或特殊要求等，導致建筑開口和風向夾角不能在30°范圍以內的建筑通風設計，利用導風板創造正負壓區從而引導通風。導風板的形式較多，要根據風向和房間開窗方式進行確定。深度應該在0.5倍～1倍窗寬范圍內。導風板的設計要點:導風板形式及位置+導風板尺寸。

3.4 建筑設計自然采光的充分利用

從節能的角度來看，自然采光要比利用電氣照明更有意義。自然采光節約所有的照明用電和用來降低普通電氣照明熱量空調的一半用電。

側面采光是一種常見采光方式，設計重點在于窗體面積的確定。在確定窗戶面積時，首先，要考慮需要多少光照量，所需的照明等級是多少；其次，根據各種不同的照明任務對陽光進行分配，確定出哪些區域需要的光照量較多、哪些需要的較少等；最后，確定所需要的自然光性質，是需要某種特定的光照氛圍還是其光照特征等。側窗采光設計要點:確定建筑所需光照量+確定側窗尺寸+確定開窗位置。此外,頂部采光和利用構件(反光扳折光板等)進行自然采光的補充設計,也是有效的途徑。

3.5 充分利用植物

植物可以有效對建筑物進行降溫增濕，同時植被的利用可以綠化、美化建筑，改善生態環境。植物的綜合利用應該從兩個方面入手，建筑屋頂綠化和營房的垂直綠化，營房的屋頂綠化設計要點：適合的植物種類+種植形式+栽培基質+技術處理。首先根據當地植物資源狀況選擇適合屋頂生長的植物，然后根據建筑的性質選擇合適的種植形式，最后是對栽培基質的配制和一些構造上的技術處理。建筑的墻面綠化設計要點：適合的植物種類+合適的墻面材料+種植槽+種植基質，同屋頂綠化，首先根據當地植物資源狀況選擇適合垂直生長的植物，然后根據建筑的性質選擇合適的種植形式，其次，對墻面做一定的處理，使之方便植物的攀爬，同時還要考慮種植槽和種植基質的問題。

3.6 充分利用自然能源

太陽能是已知最廉價、最廣泛、最原始的能源，充分利用太陽能，使建筑合理地利用太陽能資源，可以降低建筑對能源的消耗，減少環境污染、保護生態環境。地熱能作為一種可再生能源，具有分布廣、成本低、無環境污染等優點。可以節約煤炭和石油，對實現經濟可持續發展，有著重要的意義。

首先，應該分析建筑所在地太陽能與地熱能的蘊涵量。然后根據可利用能源的狀況對其利用的方式進行確定，如圖3，圖4所示。

3.7 生態建材的應用

生態節能建材不但能夠在建筑使用的過程中為建筑的運行節省能源的消耗，還要考慮建材在整個生態系統中的影響。建材的生命周期包括原料采集、產品制造、產品使用、廢棄物再循環等四個階段，由此，生態節能建材的概念應概括為采用清潔生產技術、少用天然資源和能源、大量使用工業或城市固態廢棄物生產的無毒害、無污染、無放射性、有利于環境保護、人體健康的節能型建筑材料。

1)用粉煤灰磚、礦渣磚、頁巖磚、煤矸石磚、煤渣磚等替代黏土磚。

2)用垃圾制造燒結磚替代原有磚材，生活垃圾進行系統化處理，制成各種路基磚、地板磚、墻板等建筑材料。

3)建筑固體廢物在建筑中的再生應用。

4)農業剩余物再生利用。用農植物剩余物與無機膠凝材料復合生產出來的水泥刨花板、礦渣刨花板和石膏刨花板，有很好的生態效益。

5)可循環材料的應用。這類型的材料最大的特征是可進行無害化的自行解體，從自然中來，最后回歸自然，包括草、竹、原木、生土、石、稻草等天然材料，既包括了傳統的建筑材料，也有非傳統的材料在建筑上的利用。

4 結語

生態節能型建筑的應用，可以為人們提供舒適的學習、工作、生活場所；同時，生態節能技術的應用能夠節約建筑建設、使用、廢棄整個過程中的費用，進而節省國家資源，有著良好的生態效益、社會效益。因此，生態節能型建筑有著廣泛的應用前景。