生态化设计理念在绿色建筑中的应用探索

车亚妮

（宝鸡市冯家山水库管理局）

1 引言

传统建筑行业具有高能耗、高污染特性，据统计，建筑施工产生的能耗约占城市总能耗的50%，在资源紧张、污染严重、生态环境恶化的现代社会，绿色建筑成为现代建筑发展的重要导向，其以节约能源、保护环境为基本原则，强调在有限的建筑寿命内减少建筑施工与使用给自然环境与生态系统带来的负面影响与破坏，同时充分体现建筑的功能特性，通过合理的空间布局与建筑结构设计提高建筑内居住环境的舒适度[1]。

2 绿色建筑中的生态化设计理念

2.1 保护环境

传统建筑行业属于高污染行业，建筑施工过程中施工作业产生的扬尘问题与噪音问题、施工工艺产生的废水与施工现场生活污水造成的水污染问题、施工原材料长期堆积造成的土壤污染问题等均是破坏当地自然生态环境的重要污染源。保护环境是绿色建筑生态化设计理念的重要构成要素，其立足生态文明建设、科学发展观与可持续发展理念，强调在建筑设计与施工过程中充分构建人与自然和谐共生的命运共同体，减少建筑施工与使用对环境造成的大规模污染与破坏，真正贯彻落实环境污染防治，有效克服传统建筑行业高污染的弊端特性，推动建筑设计与施工向绿色、生态、环保方向转型[2]。

2.2 节约资源

传统建筑施工与使用均涉及到大量的资源浪费现象，建筑施工过程中照明设施长时间启动、大型机械设备现场统筹协调不到位导致机械设备存在空转现象，建筑使用期间暖通空调系统、通风系统、照明系统长期大功率运行造成的能源无端浪费。在绿色建筑设计过程中，应充分利用当地地形地貌、气候条件等自然生态环境科学设计建筑的空间布局、朝向、间距，对建筑的墙体、屋顶、门窗等围护结构进行优化设计，提高建筑对自然光源、风量的利用率，在保证建筑室内居住舒适度的同时减少建筑内各类电气设备设施对资源能源的消耗，达到节约资源的目的。

2.3 体现地域特色

生态化设计理念强调人与自然和谐相处，强调城市建设的生态文明。建筑坐落于特定的城市环境与地理环境中，其采光、照明、通风情况等都深受当地自然环境的影响。在绿色建筑设计中应深入渗透生态建筑观，充分体现建筑所在地的地域特色，结合当地的自然环境、地形特征、气候条件等科学选址，合理设计建筑布局、朝向、前后间距以及围护结构，在建筑设计中体现地域性特点[3]。

3 生态化设计理念在绿色建筑中的实践应用

3.1 建筑规划设计

3.1.1 建筑选址

建筑选址关系到建筑的自然采光与通风情况，选址时应充分考量区域内的地形地貌特征以及局部气候条件科学选择建筑地址，为建筑争取更多的室内采光照明以及适宜的通风条件。在采光照明方面，建筑选址应位于地形的阳坡而非阴坡，以获得更多的阳光直射与太阳辐射。在通风方面，建筑设计人员应充分考虑区域的气候条件与通风需要，如在热带地区的建筑需要选址在通风条件较好的位置，通过自然通风加速建筑室内外空气流动，缓解建筑室内的湿热环境。在寒带地区的建筑需要选址在避风位置，以免寒冷的西北风以及强劲的风压造成建筑的热量快速散失，影响建筑的保温效果[4]。同时，在严寒地区开展建筑选址工作时，应尽可能选择林木遮挡处，通过防风林的遮挡有效为建筑挡风，削弱到达建筑物的风力，降低建筑物周边的风速。

3.1.2 建筑布局

建筑布局关系到建筑的空间结构，是生态化设计的重要环节，其涉及到两个环节，其一为建筑群的布局，建筑群的空间布局、建筑之间的走向、建筑的形状、建筑群的开口与封闭情况等均会影响建筑的采光与通风。在高纬度地区，建筑群空间布局过于密集，太阳辐射在建筑表面的阴影区域面积较大，日照时数与日照质量会受到较大的影响；同时纬度过高地区的气候严寒、风压较大，若是采用并列式建筑群空间布局方式会导致建筑存在风影效应影响建筑的保温效果，应通过相对紧凑的错列式布局规避上述效应，有效降低高风压下的风速，减少冷风渗透造成的建筑热量损失，提高建筑物的保温性能[5]。通常，在建筑物空间布局时，会采用高低层错落的排列方式，以免前排高层建筑遮挡阳光辐射与管状气流，影响建筑群的室内通风与采光照明，在夏季实现建筑的自然通风，加速暖湿气流排出室内，减少空调系统与通风系统的长时间启用。其二为建筑内的布局，应综合考虑建筑的南北向通透性，通过合理的内在空间布设减少气流在建筑内的阻滞，影响建筑室内的通风。

3.1.3 建筑朝向

建筑朝向设计会影响建筑的采光情况与通风情况，在朝向设计的具体要求上，通常夏季应尽可能减少太阳光直射，减少日照质量与日照时长，提高建筑的保温隔热性能，在通风方面应尽量做到南北通透、形成良好的空气流通与交换机制，通过自然换气降低室内温度，减少空调系统的使用[6]。冬季应适当增加太阳辐射的时长以及质量，为室内采光照明与暖通系统提供更多的清洁能源，同时要避免冷风的直接吹袭，通过适当的挡风避风减少室内热量散失。正常北纬地区的建筑多是朝向南侧，以争取更多的太阳辐射与日照时长，同时建筑应尽可能设计南北通透，通过南北侧的开放式窗户与合理的室内布局，更好地利用地区的主导性风向，形成良好的空气循环与交换过程。因此，在建筑朝向设计时，应充分考虑建筑所在位置、气候条件、周边土地利用情况等诸多要素，设计出符合当地环境特性与建筑采光通风需求的朝向，减少建筑室内的暖通与制冷空调系统、新风系统等的长期使用。

3.1.4 建筑间距

合理科学的建筑间距可以保证建筑的日照时长与日照质量满足住户的日常采光照明需求，同时适宜的建筑间距可以有效影响风向与风速，控制建筑群内管状气流的流动情况，提高建筑的通风状况。建筑间距的设计直接关系到房地产开发的经济回报，间距过大会导致有限的土地空间内布设的建筑物数量较少，不仅影响建筑开发的经济效益，更不利于城市土地资源的集约化利用。建筑设计人员在设计建筑间距时，应当充分平衡采光需要与建筑开发经济性，可根据建筑所在的经纬度与海拔、气象条件等综合计算得到日照间距标准值，并通过合理调整建筑楼层高度以及前后建筑的错层设计等满足建筑日照需求。

3.2 围护结构设计

围护结构是建筑外围四周基础性围护物构成的结构体系，包括门窗、屋顶、墙体等，是有效隔绝建筑室内外环境、抵御室外自然环境条件对室内干扰影响的防护体系。围护结构的优化设计中应充分渗透与体现生态化设计理念，通过墙体、门窗、屋顶等结构体的保温隔热设计减少夏季室外热空气的渗透与进入，减少冬季冷空气的侵袭，同时可以有效防止室内暖通空调系统产生的热气或冷气向室外散逸，影响建筑室内温湿度环境的舒适度，进一步增加暖通空调系统的能源消耗。外墙是建筑中面积最大的室内外交接部位，相较于屋顶、门窗而言，其与外界接触面积更大，能量损耗占比也更大，是绿色建筑设计的重点部位。外墙设计主要体现在保温设计与隔热设计方面。在外墙材料选择方面，可适当增加外墙墙体的厚度，延长外墙传热导热的过程，提高外墙保温隔热性能；可优先选择高密实度外墙材料并在墙体内外加上抹灰层，有效消除外墙墙体的贯通性缝隙与孔洞，减少空气在墙体中的渗透，或者在基层墙体之间增加保温隔热层、抗裂砂浆等多种材料形成组合墙，提高外墙的保温隔热效果。同时，可考虑在墙体温度更高的一侧设置隔蒸汽层，以免另一层温度过低产生水蒸气凝结向高温度一侧墙体渗漏，影响墙体材料的保温效果。在常年温度较高的区域，外墙的隔热性能直接关系到室内的舒适度以及建筑使用的能耗情况，通常可将外墙表面设计为相对光滑的装饰面，减少外墙墙面的凹凸感，更好地将太阳辐射反射出去，同时外墙装饰面的颜色应以浅色为主，减少对太阳辐射的吸附作用[7]。隔热层的设计可采用空心砌块作为外墙材料，并在墙体内布设封闭空气间层，有效隔绝外部热空气进入室内。

3.3 暖通工程绿色设计

采暖施工涉及到热水采暖、后加保温层以及防潮层等施工内容。在对保温层和防潮层施工时，按照节能和设计要求的标准，对材料厚度、规格大小进行严格控制，要做到运用材料合理、选择技术科学。此外，要对保温管道的铺设需要格外地重视，不仅要做到相应的平整度要求，还要在铺设粘贴等操作过程中，避免出现管道松动的问题，进而导致保温效果不佳。再者是防潮层的施工过程，在保证不会出现气泡、褶皱等情况的同时，还要保证施工可以完全密封、完全规范的进行，为提升建筑防潮性能打下良好的基础。散热器的安装工作也不可小觑，要注意墙面和散热器安装位置的距离；要对所需要连接件的安装拆卸问题进行重点分析。而在散热器支撑架的布置方面，要遵循其对称性原则。由于布置需要做到紧密且完整，所以要对其做最好的防护措施，避免出现太过密集导致支架相互接触失去完整性的情况。热水采暖系统中，安全是第一位。在严格筛选采暖系统节能性的同时，要对压力平衡装置、温度控制装置、计量装置等进行严格把控，这样工作开展更具合理性，为维护和观测工作也打下了很好的基础[8]。

4 结语

生态化设计理念在绿色建筑中的应用强调在满足建筑基本功能需求与施工条件的基础上，降低对资源的浪费，增强资源的使用率。在生态化设计理念下，建筑工程设计人员应紧密围绕绿色生态、能源节约与高效率利用、材料环保、工艺实用且无污染等目标积极开展绿色建筑设计，实现水、电、土地、能源的节约化利用，同时以良好的建筑功能布局、合理的朝向与建筑间距提高居住环境的舒适度，充分体现绿色建筑设计的经济价值、生态价值与社会价值。