生态建筑设计原则与设计方法研究

生态建筑设计原则与设计方法研究

叶琪萍

中城科泽工程设计集团有限责任公司 广东中山 528400

摘要：生态建筑强调建筑与生态环境相协调，将建筑与之周围的生态环境作为一个有机的整体考虑来进行设计，以达到建筑建设和运营过程中的降低能耗，减少污染以及提高高的生态效益的目的。本文将简要论述对建筑设计影响较大的环境因素、生态因素、能源因素等，并通过讨论建筑建设、运营过程中与各因素之间的动态关系，总结出针对相应的环境因素应遵循的生态建筑设计原则和设计方法。

关键词：生态建筑；设计方法；设计原则

引言：

随着国内城镇化发展，工业化的生产和建设，使得城市高楼林立的同时，也割裂了建筑与自然，建筑与生态的关系；人类居住环境，生活环境的恶化，使得我们不得不重新审视人与自然、建筑与生态系统的关系。随着国家提出绿色，可持续的发展理念，建筑行业也开始了一场场绿色建筑革命，生态建筑的设计与试验，生态建筑的理念与设计越来越受到国家和行业的重视，建筑师在职业实践中也应不断探讨总结如何解决建筑对环境、生态和能源的影响。

本文将从建筑的建设，运营过程中对环境、建材和能源消耗的角度出发，研究生态建筑的设计原则和方法，从而加深我们对生态建筑设计的认识和理解。

1、生态建筑设计的影响因素

1.1生态、自然环境与生态建筑

自然环境的自净修复能力是有限的，生态环境中的物质资源也是有限的。建筑建设运营过程中所要使用的原料节能环保，排出的废物的多重利用和循环再生，是建筑绿色可持续发展的基本对策。这样便需要我们在设计时把建筑和环境视为一个有机整体，将建筑作为环境中有机的一部分，其建设与运营过程也是与自然生态环境互动，互相交换物质和能量的一个过程，因此，建筑设计时应同时考虑建筑在运营过程能够有一定的内环境自我调节能力，同时作为自然生态环境中的一部分，尽量减少对自然环境资源的消耗，和向环境中排放污染物和废弃物，有自身的资源循环利用系统。

1.2能源与生态建筑

建筑从建设到运营，都需要一直消耗地球上的热能、电能、光能、石油能源等，其中有可再生能源也有不可再生能源，不可再生能源由于其不可再生性以及有限性，使得我们在建筑设计的过程中，应尽量朝着减少使用和消耗这类能源为目标，而在生态建筑设计中，提倡尽可能多的在建筑建设的过程中使用环保材料，在建筑运营过程中利用可再生能源为建筑日常使用提供能源供应。同时，生态建筑设计应更注重建筑内环境的平衡，减少能源消耗，提高建筑本身的生态效益。

2、生态建筑的设计原则

2.1 低耗能原则

降低建筑建设和使用过程中的能耗，是生态建筑设计的最根本原则。所谓降低能耗就是要在设计时，充分考虑建筑对资源和环境的消耗的减少，以达到降低整个生态系统和自然环境的能量索取，使得生态环境，自然环境能够自我调节，自我平衡修复，以达到可持续发展的目标。

2.2资源循环利用原则

建筑作为地球环境中的一部分，建筑建设的时候，应尽量使用环保材料，可再生材料，在设计时，可结合老旧建筑拆除下来可循环使用建筑材料，融合到建筑设计当中。

同时，生态建筑设计应考虑建筑本身资源能源循环利用系统的建立和设计，如建筑用水，应建立中水回收利用系统，建立雨污分流系统，实现水资源更高的利用效率；在有条件的地方，应在建筑设计时将太阳能系统融合到建筑电能使用中，充分利用太阳能；同时，建筑的外窗外门设计应同时考虑充分利用太阳光能。

2.3 与环境相协调原则

生态建筑设计应根据建筑所处的具体环境的特点，因地制宜，做到与建筑所处的具体环境相协调，利用当地的气候、水文、地质、特产资源等，减少跨区域运输建筑原材料，最大限度的维护外部环境，发挥环境正效益。建筑的选址、平面布局，剖面设计都要遵循与环境共生的原则，充分利用具体的环境特征，使得建筑能够像植物一样，植根在符合自己生长的土壤，与当地环境共生共赢。

2.4全生命周期设计原则

生态建筑如同生活在地球上的动物、植物一样，在设计时应考虑建筑全生命周期中与环境相协调，相融合，使用环保可再生的建筑材料，建立能源资源循环利用系统，建立内平衡的建筑内环境，对外部环境友善的能源利用和废物排放。

3、生态建筑的设计方法

3.1生态建筑的构造设计

生态节能的建筑构造有保温墙体、保温屋面、绿化遮阳、活动遮阳、水墙、花房等。其中，灵活多样的建筑遮阳构造是生态建筑设计中有效的节能措施，如设置窗帘、活动百叶等被动遮阳，如绿植遮阳、固定百叶遮阳、垂直遮阳、水平遮阳、大飘蓬等等主动遮阳，都能大大降低建筑本身受太阳辐射的影响，在高温季节降低建筑本身的温度，从而减少建筑内活动对空调等的设备的使用。

3.2生态建筑能源的利用

建筑内活动主要使用的能源是电能和热能，而这些能源的传统的生产和加工过程都会产生大量的污染物。因此，在建筑设计的过程中，在节约使用不可再生能源的同时，要增加新能源的使用，让人类在建筑的生活生产活动中多使用清洁能源和可再生能源。例如：太阳能、风能、地热能等。目前，在生态建筑的设计过程中，太阳能的利用最为广泛，技术也最为成熟，包括屋面光伏板设置排布，利用太阳能热水，太阳能发电为建筑提供日常电能等等。

3.3 生态建材的利用

生态建筑设计中非常重要的一部分是要在设计时选择合适的建筑材料，生态建筑设计建筑选材要有节能和对环境友好。包括：（1）生态建筑选材应尽量选用本地可得的建筑材料。（2）选择加工少或不需加工的材料。（3）内含能量低的材料。（4）选择对环境污染小或无污染的材料。（5）选择可循环使用、可回收的材料。（6）减少对木材原料的使用。（7）积极使用性能优异的新型材料。

3.4生态建筑环境条件的利用

生态建筑设计可以充分利用建筑选址所在区域的具体自然条件。比如：（1）地域气候条件，在夏热冬冷的地区，建筑设计以夏季隔热为主，适当兼顾冬季保温，此时，建筑外墙和屋面应采用浅色饰面材料，屋面应采用架空，储水层等高效低价的隔热设施；（2）建筑周围的微小气候，建筑设计时可利用设计建筑与周围环境的关系，利用建筑间的围合，高低错落形成穿堂风的微小气候；（3）建筑的朝向，建筑朝向可以结合当地主导风向设计，对建筑被动降温，减少空调使用；（4）当然还有建筑设计时也可结合具体的气温条件，湿度降水及地区风向进行建筑的细节设计，主要达到建筑自身内环境的节省能耗，对外部环境友善的生态建筑设计的目标。

结束语：

目前，我国的生态建筑设计还处于起步的阶段，需要建筑行业和建筑师不断在设计实践中推动生态建筑的发展，不断完善相应的政策法规体系，建立健全的评价标准体系，建立符合本国文化和特色的生态建筑的技术体系，同时通过生态建筑的落成和运营，进一步引导人们更加认识和了解绿色发展和可持续发展的理念。

发展生态建筑是国家发展的需要，也是人类与自然和谐共处的必然选择，因此，作为国家年轻一代的建筑师，应当顺应时代的潮流，在自身的职业发展中重视生态建筑设计，同时设计单位与政府、社会各界也应通力合作，推动生态建筑的发展，实现建筑业的可持续发展。

参考文献：

[1]李东华主编,高技术生态建筑，天津大学出版社，2002.9

[2]尼宁，生态建筑设计原理及设计方法研究，北京工业大学硕士论文，2003.6

[3]张丽君，生态建筑设计策略研究，天津大学硕士论文，2003.05

[4]夏云、夏葵、施燕，生态与可持续性建筑，中国建筑工业出版社，2001.6