浅析生态建筑设计方法

王鹏超 田晓鸽

【摘要】在全球气候变暖、资源能源不断消耗、生态环境恶化的今天，迫切的需要注重生态建筑设计，发展生态建筑材料和技术。本文分析了生态建筑的概念、特征以及原则，生态建筑设计过程涉及的高新材料、能源技术，并从建筑利用、建筑结构以及建筑能源发展趋势对建筑设计生态化趋势进行探究。

【关键词】生态建筑；建筑设计；原则；节能；可持续

随着科技的快速发展以及工业的不断进步，越来越多的新奇建筑被建造起来，而建筑所消耗的能源与资源占人类总消耗的很大一部分，建筑环境对自然环境、人类健康和社会经济也有着巨大的影响。随着环境污染和能源危机的愈发严重，人们开始意识到可持续的重要性，建筑行业也理所当然率先走可持续之路，发展生态建筑。越来愈多的设计师、学者、开发商开始注重前期节能设计及节能材料技术的运用。采用可持续的设计和绿色建筑之策略，我们可以最大限度地提供环保和经济性能，从而提高人居环境。

一、生态建筑的概念

生态建筑是指在建筑实践过程中有效地式样自然资源和减少对环境破坏的整体做法，是对选址、设计、建造、运行、维修更新到拆除这一建筑循环的过程而言的。且在这一过程中把建筑本身看作生态系统，在坚持生态学方法以及原理的前提下，在对建筑范围内的物态因素进行组合的基础上，在该生态系统之内实现内部能源、物质的循环转化，从而形成低能高效、无污染的平衡生态体系。生态建筑在整体设计过程中通过有效的使用能源、水和其他资源降低废物输出和污染来达到全面消减建筑对环境和人类的负面影响。

二、生态建筑设计过程中的主要原则

在进行生态建筑施工之初，需重视生态建筑的设计，其主要体现在对建筑的内部结构进行整体布局，实现规划统筹，初步构建生态建筑范围内的生态循环系统，以便提升生态建筑完工后的相关功能的正常使用。作为一项十分复杂的建设工程，生态建筑包含了人类文化、自然循环、社会经济以及建筑技术等方面的知识，以便能够确保生态建筑能够正常使用，确保生态建筑的特色功能能够顺利实施，在进行生态建筑设计过程中，主要遵循下列原则。

（1）生态设计原理之一；强调地域性

生态设计所强调的地域性包括本土文化和环境两个概念。本土文化所涵盖的历史文脉、本土建筑及地域性建筑是生态设计所极力推崇的。生态设计中所指的环境是当地的自然地理气候和当地的地形地貌。本土建筑往往是基于当地的文化、气候、地形地貌、水、当地材料和技术的基础上考量而成的，建筑的整个系统和自然气候相辅相成，最大限度的减少资源的浪费和污染。

（2）生态设计的原则之二：尊重自然

尊重自然特点，合理的利用自然资源是生态设计最为重要的设计手段之一。根据太阳方位正确的设计建筑方位，科学的利用太阳能，不仅可以降低采暖所消耗的费用，更重要的是建设自然资源的使用。这要求建筑师对日照及风向进行充分的分析，进行合理的场地设计和建筑布局，为建筑日照和通风效果的获得获得可能。

（3）生态设计的原则之三：经济性原则

这一原则主要体现出生态建筑需要符合经济性，其并非对建筑项目施工过程中应用到的技术以及施工材料进行经济方面的约束，而是强调的是生态建筑在使用过程中体现的经济性能。在进行生态建筑施工过程中，牵涉到多个科学理论以及先进技术，并与建筑材料进行配合，确保生态建筑的高效运行、低耗运行以及节能运转，最大程度减小生态建筑在环境使用过程中的破坏程度，降低对自然的能源消耗，实现经济的优势运行。

（4）生态设计的原则之四：可持续发展原则

作为生态建筑设计过程中最主要的原则，可持续发展是确保生态建筑能够实现预定建设标准的关键，是确保生态建筑持续、有效发展的重要手段。可持续发展主要是在设计生态建筑过程中，需要从自身的生态循环体系统出发进行规划，以便实现生态建筑工程的持续以及稳定性。

三、生态建筑各阶段的具体处理方法

1.基地选择和建筑选址

基地选择主要是涉及地理位置、气候特征、植被生长和人文环境等方面。基地选择的科学性、合理性将直接影响节能建筑设计的后续工作，甚至成为生态建筑成败的关键，基地的选择要素有：基地的地理位置、太阳运行轨迹、风玫瑰图、水面影响、周围遮挡情况、气流方向、环境气候特征、太阳辐射量、建筑物遮挡情况等。

2.建筑初步设计

（1）在此阶段建筑师要完成一份详细且综合的建筑场地的分析报告，包括：场地四季的温度、湿度、风速、风力的数据，当地太阳的朝向，当地植物种类和可利用的植物配制种类，场地的土质和土壤的分析数据，根据建筑性能，确定建筑的最佳朝向和体量。

（2）设计中要对场地进行一个合理的规划，尊重场地周边的自然环境，减少土石方的搬运和人工景观的建造。合理的布置建筑位置、构筑物、绿化景观、道路系统等使场地顺应自然。

（3）设计中要注意与其他专业人员配合分析得到最佳的自然采光设计，日照要求以及建筑外围护体的保温隔热系统。生态建筑要注意做好日照的遮阳调节。通过日照规律和气候条件了解太阳光对室内环境的影响。遮阳是通过一定的技术手段和设计方法，有效地组织和调节日照对建筑室内的影响，是建筑的组成部分，其目的是将夏季的灾难性阳光挡住而不致影响冬季的日照。

（4）合理的选择建筑材料，尽量选择本地开发和生产的材料，使用可回收、可再生、无毒耐用、耐腐蚀和对人体健康有益的建筑材料。此外，高新材料的采用可提高节能效应，其有效能提升生态建筑内室内环境和空间与住户需求之间的符合程度。

3.生态建筑的构造技术

生态建筑的构造设计主要包括建筑围护结构的保温、隔热措施及其解决防湿、防结露、防热冷桥等问题的设计方法，而其中外墙由于占围护结构的大部分，因此提高外墙保温热性能对建筑节能具有重要意义。

（1）保温节能设计

外墙保温通过传热系数小的建筑材料合理组合，或将墙体进行组合设计，阻隔热量由墙体向外传递的途径，达到节能的目的，主要有以下5种形式：外保温法、中间保温法、内保温法、空气间层法、新型建材。

（2）隔热节能设计

隔热除考虑外墙部位需设置外，屋顶由于受太阳辐射影响最大，同样应设隔热装置。建筑隔热与建筑保温有相似之处，有的保温措施同样能达到隔热目的。但两者的气流方向是相反的，因而构造措施各有特点。

4. 建筑能源的生态趋势

主要是指对可再生能源进行利用，降低非再生资源的利用，减少人类活动对环境的影响。上文提过地热能、太阳能等再生能源的利用已经成为生态建筑设计趋势，是未来能源获取的重要途径。另外，加强应用隔热设备、自然光的采集、自然通风，合理使用保温材料，也是实现建筑节能的重要途径。

5. 建筑结构的生态趋势

作为建筑工程的主要部分，建筑结构实现对建筑的支撑功能，建筑结构的趋势表现在对拉索结构、薄壳结构、轻钢材料以及轻质墙体的研究开发，减少建筑施工材料的使用，全面提升建筑結构的质量，强化建筑物的持续发展。

参考文献：

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