生態建筑理念在建筑設計中的應用

楊芳

國華工程科技（集團）有限責任公司皖北分公司 安徽 蚌埠 233060

引言

未來零能耗將成為我國建筑領域奮斗目標。而生態建筑理念融入建筑設計中，是確保該理想實現的基礎。故而研究生態建筑理念在就建筑設計中具體應用對建筑業發展具有積極意義。

1 生態建筑的概念以及特點

生態建筑主要有三個特點。

1.1 生態化

生態化有幾個內涵：第一，生態建筑要考慮周圍生態；第二，生態建筑內部擁有生態系統；第三，建筑當中不斷融入生態技術。或者說通過不斷融入生態技術，保證生態建筑和自然環境的協同性，降低生態建筑對環境的負面影響[1]。

1.2 環保化

建筑所用板材必須是綠色材料，無輻射無污染，對環境十分友好。在建筑排放包括廢氣、廢水、廢渣都具有很好的處理功能。能夠充分利用風能、太陽能、光能等實現自然通風、自然采光，減少太陽能損耗，間接地降低社會煤耗[2]。

1.3 人性化

即生態建筑并非一味地位了追求生態而忽略人對居住舒適性的追求，既能實現建筑生態、環保，又能確保人身處其中身心愉悅，達成人、建筑、自然的和諧統一[3]。

2 生態建筑理念在建筑設計中具體應用

2.1 建筑布局

在成熟城市環境下建筑設計必須要考慮到城市環境，需要緊密配合城市建設規劃，要確保對環境產生最低影響。建筑設計人員必須要有足夠的生態意識、規劃意識才能確保建筑竣工投產后達成這一目標。在建筑布局設計階段，設計人員必須要重視自然環境，要對地質水文、自然河流、山勢草木等展開充分分析，這些都對設計者有著積極影響[4]。以“熱島效應”為例，該現象的出現就是因為最初建筑設計時，沒有充分考慮到建筑、太陽輻射、空氣流通這些因素，在炎熱夏季建筑、馬路等吸熱后再度釋放熱量，導致局部溫度不斷升高。為了緩解“熱島效應”很多城市根據本地氣象資料來有效調節建筑布局，讓氣流得以順暢游走，帶走過多的熱量。這也意味著建筑設計人員必須要積極了解城市規劃，要有宏觀布局意識，要保證建筑群落錯落有致同時，能夠積極融入節能降溫技術。

2.2 建筑形式

建筑設計當中建筑形式是力求建筑和自然環境和諧統一的關鍵。例如南北方民居截然不同，就是因為地域氣候不同之故。在現代建筑不斷涌現，消除建筑地域差距的大背景下，建筑形式設計當中為了更好解決建筑和環境關系問題，可以將綠植退臺、綠色屋頂、植物墻等手法融入其中，有效地隔絕了屋頂、墻體，從源頭上剪斷了“熱島效應”生成鏈條，有效降低了城市空間溫度。同時也起到了豐富建筑形式、構建良好城際線的作用。這其中綠色屋頂技術能夠有效降低室溫，在炎熱夏季溫度降幅達到了5℃左右，能夠有效降低酷熱，制造涼爽生活空間[5]。另外，我國傳統的一些建筑形式例如吊腳樓、窯洞、土樓等，這些都具有強烈的地域氣息以及生態建筑特點。在現代城市當中在建筑形式設計方面，主要是融入生態幕墻，能夠有效降低室內外溫度傳導，有效保證建筑內部冬暖夏涼。

2.3 建筑結構

生態建筑必須要擁有科學的內部結構，既要保證內部空間足夠大，又能保證整體建筑的穩固性。例如通過增加樓板剛性，減少樓梯中支柱的使用率，有效節省材料、改善內部空間。為了保證建筑結構足夠堅固，又確保施工過程降低材料耗費水平，需要融入空心磚材料，其可以有效降低建筑自重，據數據顯示可降低30%自重，從而有效降低了建筑對基礎的壓力，保證了房屋的穩定性。另外為了確保建筑結構合理，能夠和自然友好交互，目前已經有將秸稈類生產成為墻體的技術。實驗結果表明這一類墻體不返潮、不腐爛、無怪味，而且還具有改良室內空氣的作用。這也意味著在建筑設計當中，于建筑結構方面可以積極地融入新型材料。以新型材料具有的生態性、環保性提升建筑生態水平。

2.4 自然能利用

建筑設計想要增加生態特點，確保建筑和自然環境呈現友好關系，必須要充分地將風能、光能、太陽能融入進來。①在風能利用上大部分都是南北通透，形成“過堂風”，保證室內空氣清新、空氣流動快，有效降低室內溫度。②光能主要是自然采光，可以通過擴大窗口等形式，延長采光面積和采光時長。按照國家規定，一般的民宅采光時間不得小于大寒日的2小時。這需要考慮到前后樓間距，一般要求間距系數為0.7～0.8，這樣才能保證良好的采光效果。③太陽能利用。傳統建筑水加熱采用電加熱，而電的形成過程是通過消耗煤而實現的，故而積極地融入太陽能加熱，可以有效減少電能浪費，不僅節省了業主的生活成本、降低了排放，也對煤資源形成了保護。太陽能利用還有一種創新模式，即利用傳感器組件，將建筑墻壁吸收的太陽能轉化為電能、熱能儲存起來，可以為人們的生活提供方便。

2.5 施工環節設計

為了保證施工環節和設計文件緊密貼合，需要設計人員充分構建信息化BIM模型，并能夠將該模型轉交給施工企業，保證施工的各類參數的一致，有效降低材料浪費、構建碰撞等現象，提高建筑的綠色水平。甚至于需要針對性形成綠色施工設計內容，為降塵、降排、降噪、降低光污染等提供方案。

3 目前建筑設計當中生態建筑理念應用存在的問題

3.1 價格沖突問題

主要是生態建筑理念需要材料學、物理學、環境學、設計學等多種學科參與，這對建筑設計人員形成了較高要求，勢必提升設計人員的用人成本。再者生態建筑所使用的材料必須具有生態性、環保性，大部分都比普通材料高出1～3倍價格，這也意味著生態建筑的建筑成本將明顯高于普通建筑，在設計環節設計人員必須要想方設法去降低成本，以確保設計方案通過建設單位的審核。

3.2 生態理念狹窄問題

目前生態建筑理念融入建筑設計中，很多設計師只是盡可能融入市面上比較流行的生態技術、生態設備、生態材料，造成了建筑價格不斷超高。同時這其中也體現出了設計者生態理念狹窄的問題。即沒有考慮到材料生產過程碳排放、材料運輸環境污染等。這種設計雖然表面上看上去賦予了建筑生態特點，然而卻造成了社會生產上的高能耗，甚至于隨著這樣的設計不斷普及，可能帶來社會建筑材料生產環節的高污染、高排放。

3.3 缺乏專業設計人才

通過前文分析可知，于建筑設計中應用生態建筑理念，對建筑設計人員提出了很高的要求，需要其掌握材料學、建筑學、物理學、化學、經濟學等多種學科知識，并能夠融會貫通。從目前我國建筑設計領域人才現狀來看，距離這一標準還差很遠，我國大部分建筑工程設計院校還缺乏這樣的復合型專業教學，這也導致了目前設計人員在建筑設計當中應用生態建筑理念都趨向于局部，缺乏整體思維，照貓畫虎的現象十分普遍。

3.4 信息化設計水平不足

目前我國建筑勘測領域距離發達國家還有一定距離，正因為勘測上不能進一步精細、精準，導致了建筑設計不科學，進而導致建筑工程施工出現反復變更，材料浪費情況十分普遍。例如在竣工驗收階段，若是發現構件沖突，構件和設備沖突，就會要求施工企業拆除構件，重新處理構件和構件、構件和設備關系，自然會浪費大量的鋼筋、混凝土等材料，而且還需要重復投入人力，人工成本明顯增加。

4 提高建筑設計中生態建筑理念應用水平的策略

一個融入生態建筑理念具有明顯科學性的建筑設計必須要包含人力、材料、設備、技術、管理方法、施工方案等因素，這樣的設計才具有可實施性。故而提升設計人員水平是最為關鍵的。只有解決了這一問題，才能有效解決建筑設計和建筑造價矛盾問題，才能有效擴展生態范圍提升建筑生態水平，也才能保證各類技術、各類綠色材料、生態材料融入工程中。

4.1 培養專業生態建筑設計人才

從長遠來看需要我國各大建筑院校積極開辟生態建筑設計專業。從短期來看，則是需要建筑業于領域內多舉辦生態建筑設計交流峰會，讓現有設計人員通過交流學習到更系統的知識和技能，提高建筑生態設計水平。在一些重大的建筑設計項目當中，建議多個設計公司以聯合經營模式進入項目，保證這些公司高級設計人員都參與進來，能夠于不同角度給出生態建筑設計建議，保證大型建筑項目生態建筑理念的深入融入，打造出我國具有世界影響力的生態建筑項目。

4.2 積極降低生態材料、設備、技術的應用成本

①需要國家在材料市場積極落實增值稅并完善增值稅發票鏈條，能夠讓建筑公司可以有效地抵充稅額。②設計人員抓住建筑造型、建筑結構，能夠有效減少材料浪費，更可以通過融入先進施工技術來保證成本管控。這也要求設計人員要善于了解材料市場、設備市場，改變傳統設計理念，需要將成本控制植入進來。③要進行勘測復查，確保工程地基工程、基礎工程滿足建筑給予的承載力，不會發生不均勻沉降，從而有效延長建筑使用壽命，間接地降低成本。

4.3 擴展生態建筑理念范圍

①改變融入生態技術就是生態建筑的錯誤理念，要求建筑設計需要結合地方經濟情況、生態水平等形成綜合設計規劃，避免材料堆砌、技術羅列，這樣才能兼顧建筑的經濟效益和環境效益。②要深切領悟碳排放對環境影響，擴展思維實現深度生態建筑設計，能夠在材料選擇上選用具有自然性材料，這樣材料因為加工環節少排碳量低，融入建筑中才能夠真正地給予建筑生態屬性。③在設計當中要詳細了解本地材料市場，盡可能做到本地采購，避免長途運輸。④作為你地方政府則需要積極針對秸稈等材料展開研究，能夠讓此類生態材料技術更加成熟，有效降低建筑成本同時，有效調節建筑和自然關系，給予人類更好的居住環境。

4.4 提高信息化設計水平

在設計工作當中能夠有效融入BIM技術、ERP系統。這其中BIM技術具有測量功能，能夠通過無人機、信息化測量設備不斷獲取和工程有關各類數據，方便設計人員展開科學設計。尤其是BIM技術具有的虛擬演示功能，可以將人、建筑、自然的關系直觀化，可以發現建筑方案當中的不足，并加以調整、改進，保證了設計方案的經濟性、實用性、生態性。例如在綠色屋頂設計當中，其能夠形成管線排布設計，保證各類管線有效排布，避免線纜沖突，同時有效地演示了屋頂接受雨水后的具體徑流形態，保證雨水滯留、分流、收集，降低屋頂漏水可能性，提高屋頂綠化水平，有效地打造生態工程。ERP系統具有采集生態材料、設備、技術的能力，可以做到普遍詢價、集中比價，可以做到低成本采購，提高資金利用效率。而且能夠保證優質材料進入工程，提升工程生態水平。

5 結束語

生態建筑理念在建筑設計中應用需要綜合平衡建筑造價、建筑使用壽命、建筑環境效益等，要避免過度投資。在具體應用當中，主要集中在建筑布局、建筑形式、建筑內部結構、自然能利用、門窗設計引入生態理念，確保小區整體環境優美，擺脫熱島影響，同時確保建筑形式多樣，可以將退臺、綠色屋頂、綠色墻壁等技術融入進來，降低建筑內部溫度，塑造宜居空間。為了確保建筑設計當中進一步融入生態建筑理念，需要積極培養此類人才，同時要積極擴展生態理念范圍，讓生態理念可以更深入融入建筑設計之內。而信息化設計也必然成為關鍵一環。