生态建筑理论下的住宅建筑设计探讨

罗韵

【摘要】生态建筑设计是改善生态环境的重要手段之一，具有十分重要的意义。然而，目前生态建筑存在结构单一、设计片面性等問题，设计效果并不理想。为了提高生态建筑设计的效果，建筑设计师需要遵循可持续发展原则、以人为本原则、品质至上原则和科学合理化原则，探索生态建筑设计的有效应用策略，提升生态建筑设计效果。

【关键词】生态建筑;住宅建筑;设计

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.06.

1、引言

随着我国建筑业的不断发展，生态建筑理论在众多主流建筑学理论中脱颖而出，逐渐成为建筑行业发展的风向标。住宅建筑设计与生态建筑理论的融合，能够实现对自然资源的合理利用，从而达到保护周围生态环境的目的。

2、生态建筑理念在建筑设计中的应用原则

2.1生态和谐

设计师要想把生态建筑理念融入在建筑设计中，就要更关注生态和谐。也就是把建筑作为一个整体来看待，确保根据设计方案建设出来的建筑能够与周围的环境和谐搭配，拥有自然的景观美。为了突出和谐性的原则，在设计时，既要关注外形又要关注颜色。在确定建筑外立面造型和颜色的时候必须要考虑到周围的环境，确保与周围的环境协调，不会突兀，并突出建筑物的生态美，可利用周边的水域或是绿化，与建筑和谐搭配，建立完整的生态环境。

2.2节能环保

在设计整体方案的基础上，要从细节设计这方面突出节能环保的理念。节能，一方面是建筑物建设时的节能，另一方面是建筑物使用时的节能。在建设时能够节省材料、提高施工效率;在后期使用时能够满足节能需求。在方案设计时，要合理的利用自然风和自然光，这样建筑在使用时就不会在温度的调节和采光这方面耗能太多。环保，是指通过设计提升建筑施工的环保性。在设计时更倾向于使用绿色环保施工工艺，减少对周边环境的污染和破坏。

3、当前我国生态建筑设计中存在的问题

3.1不重视生态建筑设计

生态建筑是建筑设计行业未来发展的重要方向，也是当代社会的必然选择。但是，现阶段很多企业还没有认识到在建筑设计中应用生态建筑理念的重要性，不重视生态建筑设计，在城市规划过程中没有主动进行生态建筑设计。企业应该认识到生态建筑在改善城市环境和降低建筑成本等方面的优势，应正确看待生态建筑，为人与自然的和谐相处以及提高企业经济效益奠定基础。

3.2生态建筑设计理念的理解不到位

生态建筑理念的提出，有利于解决生活环境污染问题，促进经济和建筑行业的可持续发展。但是，很多企业对生态建筑设计理念的理解并不准确，大量的建筑设计人员并未真正掌握生态建筑的核心技术，生态建筑设计工作浮于表面，难以深入。生态建筑这一概念在半个世纪以前就已经产生，但是很多工作人员并不知道什么是真正意义上的生态建筑，难以构建建筑内部循环系统。针对这一问题，相关建筑设计人员应该挖掘生态建筑理念的核心价值，努力探索生态建筑的设计方法，提高生态建筑设计的有效性。

4、生态建筑理论在住宅建筑设计中的应用

4.1通风设计

作为现代生态建筑设计中的主要环节之一，通风设计是否合理关乎到建筑室内温度的调节效果，并影响到人们的居住舒适度。倘若建筑通风设计不合理，在后期运行阶段人们会选择增设新风机、空调等设备来维持室内良好的通风效果，导致建筑运行能耗居高不下。所以，设计师需要以生态建筑理为依据，进行住宅建筑通风设计的优化。在实际建筑设计过程中，要求设计人员依据对当地气候条件、风向特点的分析，以满足居住者通风需求为目的，进行自然通风的最大化利用。例如在设计时考虑到夏季炎热、干燥等特点，通过合理设计来加快空气流通，提升居住者舒适度，再或者考虑到冬季寒冷特点，保证门窗结构设计的密闭性，采用科学手段进行室内外空气交换的合理控制，避免室外寒冷空气对室内环境造成影响。

4.2热岛现象

分析热岛现象的形成，除建筑自身环境影响之外，还与建筑周围气流流动、辐射情况存在莫大关联。为避免住宅建筑在后期运行阶段出现热岛现象，该项目要求设计人员依托于生态建筑理论的应用，进行建筑密度、容积等要素的合理控制，依据建筑质量需求进行建筑材料的合理选择。同时，依据当地气候特点的分析，合理设置建筑内外布局，结合对建筑周围水景、绿化设施的设计来提升建筑整体生态效果，并有效避免热岛现象。

4.3日照与采光

太阳能资源的合理利用，可以在降低建筑运行能耗的同时，提升建筑整体的生态环保效果。所以在生态建筑理论应用的前提下，设计师需要重视对住宅建筑日照与采光的合理设计。在具体设计过程中，要求人员充分利用自然光照来达到能源损耗控制的目的。当然，在采光设计时设计师还需考虑到建筑遮阳设计，避免因长时间日照导致室内温度增高。针对建筑采光设计，该项目充分借助BIM技术，将建筑参数纳入数学模型，结合有限元分析进行自然采光的模拟，通过BIM技术来实现对建筑采光面积、光照时间等因素的分析，在此基础上进行建筑结构的调整与优化。针对建筑遮阳设计，要求设计人员依据对当地自然光照条件的分析，合理利用遮阳板、百叶窗等材料来提升建筑遮阳效果。

4.4围护的设计

作为住宅建筑设计的关键环节，围护结构设计是否合理关乎到建筑整体的生态绿化效果。对此，相关设计人员需要秉持生态建筑理论，从防水材料选择、外墙窗体结构设计以及保温材料选择等方面进行围护结构设计的优化，进而在提升建筑防水能力的同时，进一步提升住宅建筑的隔热性能。建筑围护结构采用可调控的智能型结构，能够实现对外界气候变化、室内环境控制需求的有效适应。通过对围护结构的合理设计，使其建筑在冬季阶段的热负荷平均值仅有0.7W/m2，进而实现在冬季采暖阶段的能源消耗控制。需注意，倘若建筑防水、保温材料选择不合理，不仅影响到建筑功能，亦会对居住者生活质量产生不同程度的影响。所以需以生态建筑理论为指导，尽可能选择环保性防水与保温材料，例如环保性保温材料可以选择玻璃棉卷毡、陶瓷保温等材料。

5、建筑设计中的生态建筑设计的应用策略

5.1朝向设计

朝向设计是生态建筑设计中的重要组成部分，而建筑物所在的经纬度和太阳直射角度会影响朝向设计工作。因此，生态建筑设计人员应该进行精密数据计算，确保建筑物朝向设计的合理性。科学的朝向设计能够提高建筑物内的光照程度，从而减少空调及电灯的使用，在一定程度上达到了节能减排的目的。与此同时，合理的朝向还能够保证室内空气流通，加速衣物风干的速度，从而减少了烘干设备的使用，节约了电能。

在进行朝向设计时，生态建筑设计人员应该详细调查建筑物的周边环境，精确测量建筑物之间的距离，确保建筑物室内每个房间的采光需求都能够得到满足。例如，为了提高建筑物的光能和风能的利用率，生态建筑设计人员可以增加竖向的遮阳格栅栏，或者增大窗户面积，以提高居住舒适性，实现节能减排目标。

5.2平面设计

平面设计在生态建筑设计中占据重要地位，生态建筑设计人员应该综合分析建筑的体形系数和散热化比值，评估室内热量散失的速度。例如，建筑物的体形占比与屋内热量散失的速度成正比，在后续建筑设计中，生态建筑设计人员需要将此因素考虑在内。为了减小室内热量流失的速度，在设计建筑物的外形时，生态建筑设计人员应该融入生态理念，摒弃抽象华丽的设计风格，而采用简洁大方的设计风格。与此同时，生态建筑设计人员还要确保室内各个设施位置的合理性。例如，生态建筑设计人员可以将采光度不足的位置设计成电梯空间和机房空间，提高其他空间的日光利用率。此外，为了提高建筑物的整体通风效果，生态建筑设计人员还可以尝试设计空中庭院结构，全面提高资源的利用率。

5.3绿化设计

生态建筑设计应该重视建筑物周边的绿化体系设计。绿化设计的水平与建筑物周边环境的空气洁净度存在一定的联系——合理的绿化设计能够在建筑物周围形成微生态循环，有利于合理调节建筑物周边气温和湿度，打造宜人的建筑物整体环境。例如，在进行生态建筑设计时，生态建筑设计人员可以在建筑物周边种植绿植，并且增设篮球场、凉亭、喷泉等设施，满足人们的居住需求。与此同时，建筑物室内也可以进行绿色设计。例如，生态建筑设计人员可以在露天阳台种植花草，或者在室内设计植物电视墙，为居住者提供良好的绿化环境，实现生态理念与建筑设计的有效融合。

5.4遮阳设计

生态建筑设计人员在进行朝向设计时，还要开展遮阳设计工作。居住者对建筑物遮阳度的需求程度不同，因此，生态建筑设计人员需要根据实际情况来确定合理的窗户透光率。遮阳设计可以保证建筑物内部生态循环的稳定性，通过设计科学的遮阳区域来减少室内能源的损耗。此外，遮阳设计所采用的窗户和节能墙体也需要遵循因地制宜的原则。由于建筑物的层数越高，其周围的紫外线污染程度和所承受的风力也越高，因此生态建筑设计既要保证良好的防风效果，也要保证噪声隔绝效果，确保为居民带来良好的居住体验。除了需要重视窗户的材质之外，生态建筑设计人员还应重视可见光投射系数、窗户的遮阳系数和窗户边框的反光度等因素，不断提高建筑物的遮阳效果。

5.5水循环设计

众所周知，水资源是有限的，而水资源的循环利用则可以解决水资源匮乏的问题。生态建筑设计人员应该树立节约用水的理念，提高水资源的利用率，从源头上解决水资源循环利用的问题。在进行水循环设计前，生态建筑设计人员应该详细调查建筑物的房屋结构、河流海洋情况以及气候条件，确保给排水循环系统设计的科学性。生态建筑设计人员在进行水循环设计时，可以应用雨水收集系统、污水处理收集系统，并将系统收集的水进行分层过滤，再重新投入使用。这两种系统可以有效提高水资源的利用效率——雨水、污水经过处理后，可以用于道路喷洒或消防用水等，从而达到节能减排的目的。

6、生态建筑理论在住宅建筑设计中的应用建议

6.1通风设计

现在商业建筑的整个设计当中，最主要的环节就是通风的事迹。它能够直接影响到建筑室内温度的正常调节，以及人们自身居住的舒适程度。如果建筑在通风设计方面不够合理的话，后期的实际运行导致人们在对新风机空调等设备进行选择的时候，会影响到室内的通风效果，整体建筑运行的能耗会特别高。因此设计师一定要根据生态建筑理论，对通风的设计做出优化。实际建筑设计的时候，工作人员必须要对当地的气候条件风向特点等状况做出具体分析，让居住者在通风的实际需求方面得到良好的满足。至于来讲，在具体设计的时候一定要考虑到夏季比较炎热而且干燥的特点，通过借助科学的设计，让空气更好流通居住者的舒适度得到提高。在冬季的时候一定要考虑到气候寒冷，必须要保证门窗结构完全密閉。防止室外的寒冷空气会对室内的环境造成一定的影响。

6.2节能设计

为了能够让住宅建筑的生态化，环保化作出合理的设计，设计师可以利用新能源技术，将建筑的节能效果放置到最大。举例来讲，对于地热太阳能等技术方面的应用，在我们国家建筑领域已经得到了非常好的实践。可以将光伏玻璃安置在建筑的南侧，整个安装的面积可以达到30平方米，主要是对这样白夜或者玻璃幕墙做出供电。与此同时整个过程在屋顶的位置可以设置太阳能集热器，这样建筑室内的除湿系统就会有良好的动能提供。除了基础的太阳能热水器之外，设计工作人员可以按照建筑节能的实际需求做出合理的分析，利用太阳能发电和地热能技术，来对整个建筑等实际运行提供动力，在建筑运行能耗得到降低的同时，可以对于周边环境得到良好的改善。

6.3住宅建筑布局设计

住宅建筑进行布局方面的设计过程中，建筑师不仅需要考虑到建筑群的实际高度密度，还需要对住宅周边的环境进行考虑。除此之外住宅建筑的布局做出规划的时候，一定要完全考虑到气流的实际运动状况。所以对布局设计进行开展之前，设计师一定要对当地的气候状况做出全方位的检查。其次，设计师一定要对建筑群当中的气流流动，做出一个全方位的研究和分析。根据最终的结果，来对建筑进行科学的布置，这样局部地区存在的气候也会得到良好的改善。

6.4建筑物选址中的应用

对于建筑地质的选择一定要符合科学性和合理性，是对于整个工程后续的实际设置有着非常重要的影响。选择地址会直接影响到建筑物在真实使用之后的状况，所以必须要对建筑物的地质选择进行高度的重视。对于建筑物进行设计之前，工作人员最需要对工地的具体状况进行检查，保证工程实际设计的地点以及相关条件完全符合实际施工的基本要求。不同地址进行选择的时候，不同的场地周边环境有着很大的差异，这会直接影响到工程设计的进程。除此之外，整个设计的过程当中，所有的要求都需要首先考虑到建筑物的地质选择。整座建筑实际施工的时候会有很多的噪音，扬尘以及灰尘污物的产生，必须要将全部的状况进行充分考虑。传统的建筑选址过程当中，企业最重视的就是它的实际经济效益。然而生态理念为主题开展的工程建设就需要考虑到不同类型的因素对工程综合性能以及效益的实际影响。

6.5墙体保温节能技术的应用

在绿色节能技术当中，最重要的就是墙體的保温节能技术，对他良好的应用，可以让整个建筑室内的温度，始终让人们有一个良好的工作环境和生活环境。在传统的墙体实际设计过程当中，为了能够有良好的保温效果，大多数会涂保温的材料或者是利用抹灰的形式，在建筑物外墙做出具体的施工。这种方式可以将室内的空间进行接收，然而却很容易会受到外部环境的影响，导致整个墙体产生开裂或者老化的问题。一旦这种情况发生人们的积极体验就会受到很大的影响。针对这样的状况，一定要对墙体的实际保温节能技术做出合理的应用，让传统墙体保温功能当中所存在的不足进行改善。不仅如此，要降低外界因素，对于整个墙体的实际影响。对全体保温节能技术做出良好应用的同时，可以利用绿色节能材料，比如说利用空心砖可以让能源的消耗得到降低，除此之外要根据具体真实的状况，对保温节能材料做出合理的挑选。这不仅能够让保温节能材料得到良好的应用，而且让他自身所具备的优势得到了良好的发挥，整个建筑施工的具体质量也会得到保证。

结束语：

综上所述，坚持以人为本，符合可持续发展战略，对废物和可再生能源进行利用，选择合理环保的建筑材料，同时技术人员应该增强自身的生态设计意识，意识到生态理念的重要性，充分将生态理念与建筑设计相结合，保护生态环境。结合实际的建筑情况，科学设计施工方案与材料，减少对不可再生能源的消耗，在保证建筑质量的同时创造一个绿色的环境。

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