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2綠色建筑理念下的不同生態校園的分區設計
在進行校園建筑的設計和規劃時,我國普遍將校園用地從功能上劃分為教學文化區、學生生活區、體育運動區、生態休閑區、行政辦公區以及教職工住宅區等六部分,在不同的功能分區內,生態校園建筑設計所用的方法也不盡相同。本文重點對教學文化區、學生生活區和體育運動區的建筑設計做出了闡述。
2.1教學文化區
教學文化區是學校建筑設計的主體區域,這一部分的建筑設計包括教學樓、圖書館、實驗室訓樓等。教學區是校區的核心區域,應該以中軸線形態設計成莊嚴宏偉的風格,以突顯整個學校的風貌。在設計時還應該注意主軸線上的空間層次感和組織序列性。主軸線兩邊的建筑設計應該具有靈活性和變化性。從而使整個教學區的建筑設計莊重而靈活,嚴謹而又富于變化。河南工業大學的建筑就是這樣呈對稱分布的。學校正對門是中心廣場,極具標志性的圖書館位于廣場之后,左右分別為理科、文科教學團組以及各學院專業實驗室。建筑物之間空間較大,搭配草地、花卉、樹木,這樣的布局既給人以莊嚴之感,又顯得開闊、幽靜,符合以人為本的理念。
2.2學生生活區
在綠色建筑理念指導下建筑設計的生態校園中,學生生活區是由宿舍樓、后勤管理中心、學校醫院和服務性建筑組成的。在進行生活區內的設計時,可以開辟林間空地用來供學生休息,在空地中設計綠地、花壇、走廊、座椅等。選擇生活區的花草樹木時,應該選擇具有不同季相、色相變化的植物,豐富生活區內的景觀。為了體現設計的舒適化和人性化,要在生活區內設立活動場所。學生宿舍應該設立單獨衛生間,宿舍樓內設立自習室、閱覽室、接待室、洗衣房等。該區域的建筑設計應該采用智能樓宇管理系統,以方便學生的日常生活。另外,為了體現綠色建筑理念,所有的宿舍樓應該在每一間宿舍的屋面鋪設多晶硅光伏板,通過這樣的手段可以很好地實現對太陽能的利用,從而實現節約能源、保護環境的目的。
2.3體育運動區
體育運動區是學生活動的重要場所,是生態校園建筑設計中必不可少的重要組成部分。尤其是在現階段國家大力倡導全面推進素質教育、促進學生健康成長的背景下,體育運動區的重要性更是被凸顯出來。為此,在進行體育運動區的設計時,應該保證有較大的土地使用面積,根據學校的實際狀況設立籃球館、籃球場、足球場、網球場、乒乓球場、文體中心等職能區域,在該區周圍可以栽種高大喬木,同時將喜陰性的灌木和花卉栽種在喬木下層,以形成一定規模的綠化帶。這樣的綠化帶可以在一定程度上遮陽、擋風,同時還可以有效地減少噪音的擴散。體育運動區在設計中應該對照明燈管職能控制系統、觀眾導覽系統、應急廣播系統等進行有選擇的使用,同時還要強化硬件建設。使體育運動區既具有現代化的氣息,同時又能滿足師生的審美需求。
牛態工程是既古老又年輕,既通俗又深奧的一門學科。研究內容涉及到農業生態工程、生態,及生態城鎮建設、節水與廢水處理及利用、山區小流域治理與開發等眾多領域。生態建筑作為其中的一個領域引起建筑界的高度重視,其作為一門學科誕生至今不過40多年的歷史,20世紀60年代美籍意大利建筑師保羅·索勒爾把生態學Ecology和建筑學Architecture兩詞合并成為Arcology,即生態建筑學。此后麥克哈格、吳良墉等建筑師開始了生態建筑的研究,經過幾十年的探索,生態建筑在理論與實踐方面取得了一定的進展。
一、我國生態建筑設計的研究現狀
在20世紀80年代顧孟潮就提出了“未來的世界是生態建筑學的時代”的觀點,1994年5月,中國政府頒布了《中國21世紀議程—中國21世紀人口、環境與發展白皮鋤,從我國的具體國情出發提出人口、經濟、社會、資源與環境協調、可持續發展的總體戰略。1972年斯德哥爾摩聯合國人類環境會議以后,我國環境保護運動日益擴大和深人,以追求人與自然和諧共處為目標的綠色革命蓬勃展開。1996年3月,中國國家環保局推出兩大舉措:一是實行污染物排放總量控制;二是實施“中國跨世紀綠色工程計劃”—在九五期間重點治理淮河、海河、遼河等的污染。1996年國家自然科學基金委員會正式將“綠色建筑體系研究列為九五重點資助課題”,1998年又將“可持續發展的中國人居環境研究”列為重點資助項目。2000年我國頒布了《建筑節能技術政策》;2001年,建設部通過雄錄色生態住宅小區建設要點與技術導貝邸首次明確提出了綠色生態小區的概念、內涵;2001年開始實行仁夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》;2001年我國第一部生態住宅評估標準《中國生態住宅技術評估手刪出臺,以可持續發展戰略為指導,以節約資源、防污染、保護生態為主題,創造健康、舒適的居住環境,推進住宅產業的可持續發展。
二、我國生態建筑發展存在的問題
1、缺乏對生態建筑的正確理解
生態建筑的概念國內外學術界有許多不同的解釋,但核心的內容是根據當地的自然環境,運用建筑學、生態學的基本原理,合理安排組織建筑與其他相關因素的關系,使建筑物與其周圍環境成為一個有機的結合體,同時具有良好的室內氣候條件和建筑物的自我調節能力,并具有節地、節水、節能、減少污染、延長建筑壽命、改善生態環境等優點。但是有人認為只要將建筑物周圍加一些綠化就是生態建筑,在建筑物內部點綴一些植物就是生態建筑,建筑物單純的節能就是生態建筑,還有人認為建筑的平面將來有重新劃分的可能就是生態建筑等等。但這些觀點只停留在生態建筑的表面,對生態建筑的理解是不全面的。
2、缺乏對農村生態建筑的系統研究
我國作為發展中國家生態建筑的系統研究不平衡,其中城鄉的差別較大。目前各個學科研究的重點大多局限在比較發達的城市,缺乏對農村居住環境的系統研究,特別是東北地區。大部分的研究都從本學科(生態學、環境學、城市規劃學、建筑學、農業建筑學、能源學)的專業角度出發,雖然研究的內容較為豐富,但是各個學科之間沒有很好的結合起來進行深人的研究,特別是如何在特定地區將人居環境與植物環境工程結合起來是函待解決的課題。
3、缺乏生態建筑的廣泛實踐
目前,我國建筑界發表了許多關于生態建筑的論文,這些論文對于宣傳可持續發展的思想、推動生態建筑的發展起到了一定的積極作用,但絕大多數的論文都停留在關于生態建筑設計的理論框架、設計原則及生態學理論對建筑學的指導、國外先進生態建筑的經驗介紹,缺乏實際工程實踐模式、計算機模擬、環境效果的測試分析。
三、我國生態建筑設計的發展思路與對策
從本質上講,生態建筑設計是一種由生態倫理觀、生態美學觀共同駕馭的城市建筑發展觀。在實踐中的生態建筑設計思路可著重從以下幾個方面:
1、貫徹以人為本的人文原則。
國際建筑師聯合會第十四次會議宣言指出:“經濟規劃、城市規劃、城市設計和建筑設計應當是探索并滿足人的各種需求”。滿足人類生存和發展的需求,不僅是建筑發展的最終目標,而且是人類社會進步的根本動力。在未來建筑設計中,要充分認識和確定人的主體地位和人與自然的雙向互動關系,強調把關心人、尊重人的宗旨具體體現在城市空間的創造中,以適應不同階層、不同年齡、不同職業的市民的多樣化需求。
2、善于因地制宜,尊重環境屬性。
根據生態學的進化論,生態建筑設計包含著資源的經濟利用問題,其中首要的是土地的利用問題。今后城市的發展,勢必在有限的土地資源內展開,為了節省有限的土地,必須建立高效的空間體系,如在地面上建立親和大自然、充滿人情味的低層高密度建筑;利用生態技術建立起巨構城市,向地上空間要效益;充分開展城市地下空間的綜合利用研究等,使城市地面、地下、空中連接為有機協調的立體網絡。生態建筑設計強調與環境具有最佳關系,對環境破壞最小,一并充分發揮環境效益。與環境互選共生、共同增長是生態建筑設計的重要原因之一。建筑的選擇做到充分利用原有的地形、地貌,與周圍的環境特點以及當地的地理與氣候特征相適應,做到“因地制宜”。
3、增強使用者與自然環境的結合和協調。
建筑物作為聯系使用者與自然環境的橋梁,應盡可能多地將自然的元素引人使用者身邊,這也是生態原則的一個重要體現。人是自然環境的一分子,人的活動必須建立在生態化的基礎上,必須與環境建立起一種新的結合和協調關系。從建筑設計到建筑建造、使用、報廢的全過程中,生態建筑對環境的破壞影響最小。與以往建筑設計相同,生態建筑應致力于為人類提供品質最佳的空間和環境,即使建筑本身對環境污染很小,極為節能,但如果人們的各項活動無法在建筑空間中順利展開,其空間的存在與人的功能需求格格不人,這樣的建筑無疑是失敗的。生態建筑的功能應更趨合理,空間更加宜人,更有助于使用者與自然環境間的交流。它應該具備更良好的物理環境,盡可能地采用自然采光、自然通風,并具有抵御自然災害的能力。
4、增加“綠色”面積,保護生態平衡
生態建筑外部與自然相呼應,內部空間的設計也應綠色化,即通過精心的室內設計,將室外的綠色引人室內環境。綠色植物可以制造氧氣,吸收各種有害氣體、慮塵、調節濕度、溫度、減少噪音等。生態建筑的興起為綠化環境開辟了廣闊天地。通過建筑設計,可以使室內空間室外化,運用綠化、水面等劃分空間,這些設計手法在建筑創作上最為常見。如建筑物內的共享大廳、內庭院,在其上部加一個可調節的開啟式屋頂,根據時間季節的變化,由計算機或人工控制,達到室內溫濕度的調節,又可使室內外空間連成一體。另一種設計手法也被建筑師經常應用:屋面綠化。不僅美化了環境,獲得了良好的景觀,而且對屋面剛性防水有維護作用。生態建筑在保護生態平衡、提高人居的自然度方面大有作為。
根據以上發展思路,生態建筑設計對策可以在以下幾個具體環節上進行操作。
首先,在宏觀環境方面,城市規劃設計要根據生態原則了解城市發展的自然過程,用它來指導土地的利用和開發建設,同時協調好城市內部結構與外部環境的關系,在空間利用方式、強度、結構和功能配置等方面與自然生態系統相適應;區域規劃,則要與城市整體環境所設立的系統相銜接,研究探討城市改造、更新過程中的復合生態問題等。其次,在微觀環境方面,如單體建筑設計、園林景觀設計等,要處理好整體與局部、建筑與自然因素的關系。由于微觀環境方面極具廣泛性和靈活性,所以,其具體途徑和式、法非常豐富,蘊含著廣闊的創造性生機。
2.實現可再生資源的高效利用。生態建筑的理念是針對社會經濟發展中的資源緊缺、城市用地緊張等尖銳的發展問題,提出的一種可持續發展的建筑理念,在這一理念的指導下,建筑物的發展方向發生了改變,當前建筑領域技術的快速發展和各種建筑工藝的不斷完善,給生態建筑的建設實施提供了必要的條件,借助這些條件在生態建筑的建設活動中,盡可能的使用可再生資源進行建設活動,減少建筑活動對不可再生資源的浪費,這種建立在可持續發展戰略上的建筑理念,能夠極大的促進建筑行業的生態化發展,同時在建筑活動中通過對可再生資源的合理利用,能夠有效的減少建筑施工的成本。
3.生態建設需要體現地方特色。任何一個地方的建筑特色都是因為當地的自然環境影響才會形成的,而這種特色建筑形式又反過來推動了建筑的前進與發展,在生態建筑物的建設過程中,要對建筑物所在的地理環境、自然環境和生態環境進行科學細致的分析,保證建筑物的建設形式能夠滿足當地環境的要求,同時又能體現出足夠的地方特色,只有這樣才能夠保證在生態建筑中體現出生態環境的多樣性,才能從本質上將建筑物與自然生態環境融合到一起,生態建筑物的地方特色就是對自然生態環境多樣性的體現,是生態建筑物的一個本質特點。
4.建筑設計生態化趨勢。面對當前的社會經濟發展形式,在建筑領域已經就生態建筑達成了某種共識,目前生態建筑有兩個發展方向。(1)研究原生的生態建筑,探索現代生態建筑的發展之路。從建筑物出現的原因出發對建筑物進行分析,建筑物是人類活動的內在機制與自然環境相互聯系、相互作用的邏輯產物,包含了內在的生態精神。簡而言之人之所以會定居,就是因為人類體驗到在建筑中生活與自然環境的和諧穩定,這種建筑精神可以稱之為原生的生態建筑。(2)探索和運用新的生態技術,加快建筑的生態化。在人類的發展歷史中,建筑物的發展伴隨著人類從古至今,在建筑領域建筑的設計形態和具體建筑技術工藝都在不斷的發展,在未來的建筑領域這一特性也會延續,并以建筑的生態化為目標,所以在建筑活動中不斷探索、應用新的技術,將會是未來建筑的一個主要的發展方向。
二、生態居民建筑的設計原則
(一)與生態環境相協調。
建筑建造過程會對自然與環境產生極大的破壞,因此,在建筑的設計階段就應該將生態理念引入,充分重視自然環境的保護工作,并在對其不造成破壞的前提下加以利用,這不僅能夠降低建筑能耗,而且對生態環境保護也具有重要意義。例如建筑設計中自然采光的利用,能夠減少照明設備的使用量;建筑自然通風的合理設計,能夠改善室內外空氣循環,提高居住舒適度;水池、噴水系統的有效利用,能夠降低室內溫度,減少制冷設備的能耗。
(二)降低建筑能耗。
節能是生態建筑設計的重要理念,生態建筑的設計要求在滿足建筑基本使用功能的前提下,能夠使土地、能源、水、材料等得到充分利用,大大提高其利用率,且能夠最低限度地降低建筑對環境造成的影響。再者,生態建筑設計還要求簡化無用的建筑功能結構,并提高對建筑周邊自然資源的利用率,如合理利用風能、太陽能、生物能等,盡量減少礦物能源的使用量,減小對生態環境的污染程度。
(三)為建筑使用者提供舒適的環境。
對建筑進行生態設計,能夠為使用者提供舒適的環境,提高居住舒適度,使建筑使用者與自然環境能夠進行更好的交流和溝通。
(四)新材料、新技術的應用。
科技的發展推動著建筑行業新材料和新技術的不斷涌現,為建筑行業的帶來了新的發展機遇,為建筑創新建設提供了條件,也極大的推動了生態建筑的發展進程。建筑新材料和技術之間存在相輔相成的關系,只有創新了材料的和技術,建筑創新才有可能。隨著國家對可持續發展以及節能環保的倡導,新材料和新技術將會更為廣泛的運用到實際的建筑設計當中。
三、生態居民建筑的設計方法研究
(一)整體設計方法。
在進行生態建筑設計時,設計人員要將其視為整個城市建筑系統中的一部分,與整個城市建筑系統相聯系。從城市的整體規劃方向出發,對建筑地區的地質水文、地形地貌、氣候條件等基本條件進行全面系統的分析,分析其設計的經濟性和可行性。設計的原則:一是在城市原有景觀特色的基礎上,對其進行創新,創造出新的城市景觀。首先改變不合理的資源配置、布局模式、空間結構以及區域劃分,其次是對城市自然地理特征以及歷史文化的傳承。二是在建筑與自然環境協調的基礎上,綜合考慮建筑的社會效益和經濟效益,以求實現綜合效益最大化。
(二)節能環保設計方法
1可再生能源的有效利用。
設計人員在進行生態建筑設計時,應充分利用可再生能源,太陽能是目前應用最為廣泛的可再生能源,也是生態建筑中能源系統的一部分。太陽能應用在建筑中,不僅能夠節約大量的能源,而且對環境無污染,真正做到了綠色環保。現階段太陽能的利用主要有太陽能集熱板集熱、太陽能光伏發電兩種。目前,太陽能集熱板的應用已比較廣泛,將太陽能集熱板用于建筑節能設計中,能夠使建筑和環境做到協調統一,降低能耗,節約國家資源。如可利用太陽能進行建筑一體化設計,將白天太陽能轉化的電能通過太陽能特定蓄電池儲存起來,夜晚利用控制器將儲存的太陽能電能用于提供生活熱水或是供暖,這種方式具有安全、無污染規模大小可靈活調節且不受地域限制的特點。
2建筑系統中物質與能源的循環利用。
生態建筑設計中要注意對風能和自然采光等的合理利用,例如利用室內外的熱壓和風壓形成自然通風,通過裝設通風設備,控制空氣流向,實現室內自然通風,從而降低建筑本身的能耗,節約建筑材料;利用自然采光,減少建筑照明設備的使用,降低建筑電能的使用量,降低能耗。再者,建立水資源循環系統,實現水資源的循環利用。水資源系統既能滿足人們的基本用水需要和建筑的功能,又能將水資源綜合利用、水景觀、生態修復以及污染控制等集為一體,其能夠將建筑用水、污水處理再利用以及雨水收集與利用、生態子系統等進行有機結合。水景規劃設計以節約水資源和防止環境污染主要目標,遵循水資源循環、可持續利用的基本原則,對雨水進行收集和再利用,并經雨水處理系統處理后,用于補充水景的景觀水。通過水資源的合理利用,將建筑內外部水資源進行循環利用,以實現生態建筑設計目標。
3生態建筑綠化設計方法。
生態建筑中進行綠化設計能夠有效改善居住環境,豐富建筑周圍的綠化空間結構。建筑綠化是將綠色植物作為設計的主要元素,并將其引入建筑當中。隨著城市進程的不斷加快,城市建筑用地面積也在不斷地減小,環境問題加劇。屋面綠化逐漸成為有效改善城市環境的重要舉措。設計人員在進行綠化設計時,可設計空中花園,通過利用綠色植被本身吸收和反射熱能的作用,減少城市熱量,從而降低建筑能耗。再者,綠色植被的生長,對于環境凈化具有重要的作用,能夠提高空氣質量,對室內、室外環境的改善都有積極的作用,這一設計舉措,將人與建筑以及自然進行了有機的結合,很好的實現了生態建筑的相關要求。
1)節能節地建筑。這種建筑的設計思想的出發點是力爭節約能量和物質資源,實現一定程度的物質材料的循環。
2)生土建筑。它的特點是利用覆土來改善建筑的熱工性能,以達到節約能源的目的。生土建筑具有諸多優點,如節能節地、防震防塵、防風防暴、防噪聲、可減輕或防止放射性污染及大氣污染的侵害,并且潔凈、安全等,在環境上有利于保持生態平衡及保存原有自然風景。
3)新陳代謝建筑。該設計強調復蘇現代建筑中被丟失或被忽略的一些要素,如歷史傳統、地方風格,提倡過去、現在兩種不同文化的建筑的共生等。新陳代謝建筑積極地接受、吸收和保留過去建筑中有價值的成就,并在試圖表現時代文化和識別性的同時也積極采用現代技術和材料。
4)少費多用建筑。這種設計形態是使用較少的物質和能量創造更加出色的建筑作品。該設計具有這樣的特點:可大量建造,且費用低廉;由住宅工廠預制,能量自給自足,并可以靈活遷移;統一裝配,符合模數;住宅有自潔功能,居住舒適。
5)高技術建筑。可以說這是一種智能建筑,它的特點是利用計算機和信息技術等高科技的發展,使固定的建筑護結構成為可以跟隨氣候自我調整的圍合結構,成為建筑的“皮膚0,可以進行自由呼吸,控制建筑系統與外界生態系統、環境能量和物質的交換,增強建筑適應可持續發展變化的外部生態系統環境的能力,并達到節能的目的。
2生態文明視域下的綠色建筑設計技術
2.1綠色建筑技術
綠色建筑技術是一門涵蓋多學科、多理論的綜合技術,這項技術中不僅會利用到能量流轉規律、氣候變換規律、物種循環規律以及建筑內外部的環境熱濕交換規律等,這種建筑技術也具備一些非常顯著的優勢。首先,綠色建筑技術非常注重建筑的節能降耗,會讓這一設計理念貫穿與整個設計的始終,因此,能夠很好的降低建筑物能耗,并且提供更為舒適的內在環境。其次,該技術在采用時對于建筑材料的選擇會很嚴格,新型材料往往能夠更好的滿足綠色建筑的設計需求,例如,越來越多的傳統磚石已經被各種更輕便的墻體和結構取代,各種高強度合金鋼、高強度混凝土以及高強度玻璃等也越來越廣泛的被使用。
2.2自然生態能源的利用技術
自然生態能源的利用很好的為綠色建筑技術提供了基石,各類原生自然能源也成為綠色建筑的首選。首先,太陽能已經被越來越多的用于綠色建筑中,利用太陽能不僅能夠進行室內采暖、降溫以及干燥,還能夠很好的降低整個建筑物的能耗。其次,豐富的地熱能源也可以成為綠色建筑的一項重要資源,地熱不僅儲量豐富,而且污染小,非常符合綠色建筑的設計理念。此外,循環利用也是綠色建筑中的一項重要技術,無論是對于材質的循環還是對能源的循環,這些都能夠很好的降低建筑成本,節省能耗,并且非常環保。
3生態文明視域下的綠色建筑設計路徑
3.1建筑設計的人性化
生態文明視域下的綠色建筑設計有一些非常典型的路徑選擇,首先,人性化的建筑設計便是一個重要典范,在建筑中凸顯“人本理念”無疑是生態文明視域下對于綠色建筑的一種非常好的詮釋。一方面,建筑設計的一些傳統規律應當勇于突破創新,隨著人們對于個性化的居住空間與居住環境越來越看重,設計中應當對這一點有充分的考慮,這才能夠更符合當下人們的消費行為與消費理念。另一方面,建筑設計中應當逐漸融入更多的藝術原素,這不僅是精神文明的一種需求與體現,這也能夠讓整個建筑的附加價值得到提升。
3.2建筑設計的生態化
隨著全民環保意識的不斷增強,對于原生態居住環境的日趨向往,這也可以很好的成為綠色建筑的一個重要方向。生態化的建筑設計不僅能夠為居民提供更為舒適的居住環境與居住空間,在這樣的理念下打造的產品也能夠更好的與自然環境和諧相處,進而實現建筑物與環境間的良好融合。生態化建筑既可以體現在設計概念上,也可以體現在設計中的用材上。值得一提的是生態化建筑在打造時要充分而全面的考量建筑物周圍的自然環境、資源環境以及經濟環境等,設計時要充分和當地的地形地貌以及周邊的綜合環境相融合,這才是生態化的建筑設計中應當凸顯的標準與理念。
3.3建筑設計的一體化
建筑設計的一體化是一個較為抽象的概念,具體可以體現在兩個層面。從橫向來看建筑設計應當充分實現人與自然環境的一體化,建筑設計不應當一味的改造環境,而是應當融入特定的環境中。從縱向來看建筑設計應當實現當下與未來的一體化,這也是對于可持續發展理念的一種秉承。一體化的設計理念應當既滿足人們目前的居住需求,長遠上也不會損害建筑物周邊的生態環境,能夠良好的與環境和諧共處才是生態文明視域下優質的綠色建筑。
1.1建筑設計融入到生態文明中的意義
由于我國人與自然的可持續發展戰略目標的提出,使人們逐漸認識到生態環境對人類生存及發展的重要意義,并且隨著人們對自然資源的開采及生態環境的開發,使地球的生態系統已經處于不平衡狀態。所以面臨如此嚴峻的問題,就要在人類的生產及生活理念上下功夫,保證各類建筑設計能夠融入生態文明中去,不斷完善生態系統的平衡程度,以保證人類居住的家園更加美麗。
1.2符合生態文明的建筑設計
第一,節能及節地的建筑設計。這種建筑設計類型主要是在滿足人們居住及工作的條件下,能夠最大限度的實現建筑資源、運轉能源及土地資源的節約,并且在運用材料的過程中實現物質資源的循環利用及可再生利用。可以在進行建筑設計的過程中利用生活及生產的廢棄物,以及可再生的潔凈能源來實現建筑材料的更新及完善,并且在進行建筑設計的過程中也可以大膽嘗試新型設計,在保證土地資源的情況下實現人均居住面積的提升,從而提升了人們的生活質量。第二,生土建筑設計。生土建筑設計的理念主要是利用覆土的設計方法來實現建筑工程的保溫功能,從而節省的供熱能源的消耗。利用生土建筑的設計方案可以保證建筑物能夠抵御一般的外界污染及自然侵害,例如由于其覆土的設計能夠增強防震及防風效果,同時也能夠減輕噪聲污染給人們帶來的煩惱,最關鍵的是生土建筑設計在保暖性能上能夠大大減少能源的消耗,減少了大氣排污量,進而促進了生態平衡的維護。第三,生物建筑設計。這種建筑工程的設計理念主要是指要從宏觀的角度進行人與建筑之間關系的衡量及設計,從而使建筑設計時刻體現以人為本的觀念。進行生物建筑設計的過程中要把握好人們的居住及工作規律,在傳統的建筑設計的基礎上實現自然資源的充分利用,及保證建筑物與生態環境之間的平衡協調,從而使建筑物的各項功能設計更加方便人們的居住及應用。第四,新陳代謝的建筑設計。新陳代謝建筑強調復蘇現代建筑中被丟失或被忽略的一些要素,如歷史傳統、地方風格,提倡過去、現在兩種不同文化的建筑的共生等。新陳代謝建筑積極地接受、吸收和保留過去建筑中有價值的成就,并在試圖表現時代文化和識別性的同時也積極采用現代技術和材料。第五,少費多用建筑。少費多用建筑是使用較少的物質和能量創造更加出色的建筑作品。高技術建筑可以說是一種智能建筑,它的特點是利用計算機和信息技術等高科技的發展,使固定的建筑護結構成為可以跟隨氣候自我調整的圍合結構,可以進行自由呼吸,控制建筑系統與外界生態系統、環境能量和物質的交換,增強建筑適應可持續發展變化的外部生態系統環境的能力,并達到節能的目的。
2生態文明視閾下建筑設計的應用選擇
在考慮生態文明的建筑工程設計環節下,如何協調好建筑與人及環境之間的平衡發展,是現階段在建筑設計領域中存在的主要問題,需要科學合理的解決方案。
2.1符合生態文明的建筑設計要實現人性化
現代建筑物的設計理念多半從原有觀念中轉換出來,不斷形成了多種風格的藝術效果,但統一的發展趨勢就是要不斷滿足人的發展及需求。隨著現代建筑設計個性的突出,可以體現出人類對居住環境的要求,所以在原有的建筑設計理念的情況下,要不斷豐富新的建筑藝術效果,確保實現人的居住于自然環境相協調,并且滿足人的生理及心理等多方面需求,在保證使用功能、及周圍環境的基礎上,實現經濟、美觀等其他附加效益。
2.2符合生態文明的建筑設計要實現生態化
由于國家及社會的環保意識不斷升級,促使了人類各項活動及社會發展不斷融入了生態文明的環保元素,能夠逐漸從整體的角度考慮能源、資源及環境的平衡。所以在進行建筑設計的過程中,實現生態化的設計理念是保證人與自然和諧共處的前提,同時也是促進生態系統恢復及國土資源保護的前提。建筑設計的生態化符合我國環境保護的總體戰略方針,間接提升了人們生產及生活水平,及社會的發展水平。
2.3符合生態文明要實現建筑設計的一體化
首先,從橫向上看,建筑設計要實現人與自然的一體化,即對人、建筑和自然之間的關系進行適當地處理,它需要為人類創造一個舒適的小空間,同時又要對大的周圍環境實施很好的保護,促使有利于人類發展的資源能夠持續存在。其次,從縱向上看,建筑設計要實現當前與未來的一體化。即在不損害基本生態環境的前提下,使建筑空間環境得以長時間滿足人類從事社會和經濟活動的身心健康需要。
2基于自然風的建筑防熱設計
夏季防熱是生態建筑設計需要考慮的一大問題。夏季氣溫持續過高,室內熱量無法及時排出,降低了“舒適感”,對生活、生產等均是不利的。自然風的生態設計方案提出,充分利用自然風源,增強室內通風效果,強化室內建筑熱量的調控力度。夏季防熱是為了避免室內熱量過于集中,減少熱量對室內人員帶來的不適感,優化建筑空間層的節能系數。設計主要包括:
1)溫控。生態建筑注重溫度控制方案設計,盡可能降低建筑室外的綜合溫度,增加建筑內外部的熱量流通性。一般來說,溫控設計是在結構外表面采用淺色的涂料,利用光滑的飾面材料,例如磁磚等,減少結構表面對太陽輻射的吸收。也可在屋頂或墻壁的外側設計相應的遮陽設施,例如遮陽幕墻等,以便有效地降低太陽輻射強度。設計時需充分利用風能、太陽能等可再生能源,從而減小室內能耗量。
2)導熱。合理地選擇護結構,設計與建筑物相配套的導熱通風系統,充分發揮自然風的利用價值。在材料的選擇方面,應選導熱系數和導溫系數小的材料,增加室內自然通風工作的協調性。護結構可采用實體材料層和帶有空心封閉間層的屋頂或墻體,在空氣間層內鋪設反輻射材料,如鋁箔等,以減少輻射換熱量。導熱系統布局要符合建筑物的空間構造,維持室內空間通風散熱的穩定性。
3)散熱。自然通風由于有風壓作用,從間層內帶走一部分熱量,減少傳入室內的熱量,有利于白天隔熱和夜間散熱。及時散熱,防止室內熱量過高,需設計足夠的熱量進出口結構安裝于建筑墻體表面。設計人員要現場考察自然通風系統,選擇合適的通風方案。另外,散熱也可采用蓄水屋頂,利用水的蒸發,消耗屋面上的太陽輻射熱,例如有浮蓋蓄水屋頂、淋水屋頂等。
3基于自然風的建筑防寒設計
冬季防寒是生態建筑設計面臨的另一大問題。利用自然風進行防寒設計,主要是結合建筑保溫等相關措施。當前,生態設計建筑保溫是指為防止冬季室內過冷,減少室內熱量損失,在設計中采取的綜合性措施。自然風的建筑防寒設計要充分利用可再生能源,合理進行建筑規劃設計,提高圍護結構的保溫性能,防止冷風的不利影響,使房間具有良好的熱特性和合理的供熱系統。
1)抗寒。設計人員要根據建筑所處區域的氣候條件,對建筑設計相應的冬季抗寒措施。抗寒設計關鍵在于保證充足的日照時間,避免室內遭受寒風的侵襲,控制建筑寒風的進出狀況。可利用防寒材料進一步優化室內保溫效果,由自然通風口自行調節內外溫差。
2)圍護。選擇有效的護結構的保溫措施,對室內形成良好的抗寒保護層,這也是降低寒風帶來影響的一種方式。當前,生態建筑提倡新型保溫系統的綜合應用,選擇高分子外墻材料做保護處理,增加自然通風與室內抗寒之間的關聯性。比如,在建筑外墻表面設計一層圍護設施,利用吸熱材料及時聚集自然熱量,配合通風系統改善室內熱量環境。
3)材料。隨著建筑行業的快速發展,建筑材料工程研究取得了顯著成就,多種新型保溫材料在項目建設中得到廣泛應用,這些都為生態建筑設計提供了條件。目前,建筑保溫材料包括氣凝膠氈、外墻保溫網格布、維耐隔熱毯、絕熱泡沫玻璃、聚氨酯等,這些材料不僅便于自然通風的系統運行,而且對建筑物室內抗寒起到顯著的作用。
2生態宜居住宅設計策略
2.1堅持綠色建筑的設計理念綠色建筑主要是指在建筑物的有效使用年限內,盡可能的減少資源的浪費和環境的污染,以有效的為人們創造一個健康、舒適、安全、高效的生產、生活環境,并與自然生態互利互惠的節能環保建筑。它是通過能源的有效節約和利用的途徑來實現低負荷環境下節能生態住宅的建設,是全面實現人與環境和建筑三者互利互惠、相互依存的生態建筑模式。綠色建筑不僅有效體現了以人為本的建筑設計理念,而且為人們提供了一種全新的健康、舒適、安全的生產、生活空間,在極大程度上有效滿足了人們生理以及心理上的需求,極大地提高人們的生活水平和質量;在進行綠色建筑設計時主要是按照零污染和資源的重復利用的原則,以極大地促進資源的綜合利用;它充分體現了科學發展觀的思想和理念,有效促進了傳統建材和建筑業的改造和提升,改變了我國建筑結構的增長模式和房地產的產業結構。同時,綠色建筑還對居住城市的生態系統的安全、穩定產生了極為深遠的影響,對有效維護生態環境建設系統的健康起著決定性的作用。所以,堅持綠色建筑設計理念,積極發展和推廣綠色建筑,對我國的生態文明建設和可持續發展戰略的實現具有十分重要的意義,勢在必行。
2.2堅持綠色建筑發展目標我國將有效實現綠色建筑的總體發展作為戰略目標,以有效推動我國建設綠色建筑的步伐,其戰略的重點在于以極為全面的法律法規以及國家政策來積極推動綠色建筑的發展,以高端的科技創新水平來支撐綠色建筑的發展,以正常使用年限的視角來作為綠色建筑的實踐。我國綠色建筑最基本的發展政策是大力推進建筑節能、積極引導綠色建筑向著科學、合理、穩定、健康的方向發展,并制定出符合我國基本國情的綠色建筑設計和發展規劃,從而建立起科學合理的評估體系等。
2.3堅持綠色評估標準準則我國于2005年頒布了關于綠色住宅建設的相關規范和標準,其主要目的就是為了有效推動和實施適宜的建筑工程技術,使建筑的資源和能源都能得到最大程度的利用,并能有效的在適用、環境、經濟、安全以及耐久等五大性能方面具體列出了詳細的技術指標,這有效體現了綠色建筑的真實內涵。為有效促進我國綠色建筑的發展和進步,我國住房和城鄉建設部又于2006年和2007年相繼頒布了一系列評估標準,奠定了綠色建筑評價標識制度建立的基礎。2008年我國又對首批綠色建筑設計者進行了獎勵,指明了我國綠色建筑的發展方向。
2.4堅持建筑節能環保原則綠色建筑理念重點主要體現在綠色環保、節能高效以及環境友好等幾個方面。其最為關注的問題就是能源問題。我國雖然地大物博、資源豐富,但是資源的消耗量也非常大、利用率較低、浪費也十分嚴重。如何有效地節約資源,提高能源的利用率,盡可能的降低能源的消耗,合理協調能源的結構和開發利用新能源以及可再生能源等,都是今后我們在進行綠色建筑生態住宅設計和施工過程中需要解決的問題。近年來,隨著人口的急劇增長,我國的土地資源嚴重匱乏,節約土地已成為當前我國高度貫徹的政策,有效地節約土地資源,并有效地改變居住環境和模式,就需要人們從人均生態足跡以及土地生態價位等幾個角度來進行考慮,有效的評價一個建設項目對土地資源所產生的影響,就要看其對土地的生態總價位的影響,政府要積極鼓勵利用荒地、劣地來進行項目建設,從而有效的提高建設項目的生態價值。在進行項目建設時,要盡可能的選擇綠色建材,它對構建綠色節能和環保建筑具有十分重要的作用。選擇節能環保和經濟性能較合適的建筑材料最有效的方法就是就地取材,要盡可能的避免使用會釋放有害氣體的建筑材料,并盡可能的選擇可再度利用的建材,例如:鋼結構高層建筑和一體化鋼結構住宅等。
2.5堅持以綠色奧運為特色我國奧運場館的建成,充分展示了綠色建筑的設計理念,所有的奧運場館都有效實現了50%以上的節能目標,有些建筑甚至能達到65%-75%以上,同時還在外窗和護結構上有效實現了節能目標。在積極推廣和使用新型能源方面,主要采用了地源、水源熱泵、太陽能光伏發電和集熱技術等技術,有效提高了綠色能源節能的比例。在進行奧運場館的建設過程中,無論是從方案設計、選址以及現場的建筑施工,均在一定程度上考慮到了土地資源的節約和利用情況,例如:奧林匹克公園中心的地下通道,主要呈樹枝狀分布,能通往“鳥巢”以及“水立方”等比較重要的比賽場館;其中心區的地下車庫更是充分考慮了土地的有效利用,能有效提供超過千余個停車位;同時,對于“水立方”地下空間的有效利用,還在一定程度上達到了有效控制水溫和水流等多種功能。我國的奧運場館在進行設計和建設時都落實了中水和雨水的并用,有效滿足了節約水資源的要求。因為在全部的場館中都應用了中水技術,有效實現了污水的零排放,能分別滿足奧林匹克公園景觀水系和綠化沖洗水量每年312萬噸和157萬噸;另外,還在極大程度上加大了對雨水的回用力度,6個地下蓄水池一年內能有效處理水資源5.8萬立方米。綠色奧運場館的建設,無論是在設計、規劃、建設以及使用等諸多方面,都有效實現了綠色、節能、環保的目標。它為我國基于綠色建筑理念的生態宜居住宅設計提供了參考和借鑒,并指明了我國綠色建筑發展的方向和標準,為我國綠色建筑設計人員樹立了學習榜樣。
1. 生態文明在建筑設計中的重要作用
將生態文明的理念運用于建筑設計中,不僅有利于為建筑設計人員提供設計思路,創造新一領域的美學作品,更能夠實現建筑與自然的相互融合,人類生存于自然環境中,與自然協調的建筑能夠提高人們的生活質量。最為重要的是,將生態文明的理念應用于建筑設計中,有助于減少對環境的破壞,對人類生活環境的改善起著舉足輕重的作用。建筑設計人員在設計的過程中必須充分考慮人與自然和諧發展的問題,實現建筑設計的人性化、生態化、一體化,一方面可以提高人們的生活質量,另一方面也符合國家有關可持續發展的戰略要求。
2. 基于生態文明理念下建筑設計的類型
2.1 節能節地建筑
節能節地建筑主體思路的出發點是節約能量和物質資源,并在一定程度上實現物質材料的循環使用,或者實現一些廢舊材料的再利用。比如,生活垃圾可以用做生產沼氣的原材料,所以在最初進行建筑設計的時候將這一思路添加到方案設計中,不僅可以減少居民處理垃圾的勞動量,還可以節省處理垃圾的費用,并且實現了廢物的循環使用,節能環保。
節地建設并不能單純地理解為“將建筑物建得越高越好”,而是需要充分考慮空間的分配規律,并與人們的生活習慣相結合,優化空間配比,在節省占地面積的同時,方便人們的生活。
2.2 生土建筑
生土建筑是利用覆土的方式來改善建筑的熱學性能,使得在建筑使用的過程中減少能源的消耗。因此,生土建筑有很多的優點,不僅可以節省能源和土地,還具有防震防塵、防噪聲等獨特性能,還可以減輕放射性污染、大氣污染、沙塵暴等的侵害。生土建筑受周圍環境的影響較小,所以設計較為自由, 還有助于保持生態平衡及保存原有自然風景。
2.3 生物建筑
生物建筑是從人與建筑的關系去考慮建筑設計的問題,將建筑看作是一個活的有機體,采用非常接近自然的方法來進行建筑設計,例如,在建筑中考慮自然能,比如利用太陽能供電供暖,風力水空調制冷通風等用于居住著的日后生活中,可以減少如今存在的電力消耗以及使用空調暖氣等對能源的消耗和二氧化碳的排放。再如,建筑師為紐約設想昂達信息生物建筑―“蜻蜓”農場塔[1],采用獨特的硬件方法,采取自然的設備進行供暖和通風,提倡溫和的建筑藝術,另外選用科學的建筑材料并考慮在人們的生活方式上提高生活的質量。
3. 基于生態文明理念下建筑設計的技術
3.1 綠色化的建筑技術
綠色建筑技術是基于物質循環規律和能量轉換規律,并結合氣候的變化對建筑物與外界環境的熱交換而發展的技術。這種建筑技術對于建筑物的節能有很重要的影響,比如在建筑中考慮墻體、門窗、屋頂的保溫、隔熱等性能,在節能設計中優先考慮新型材料的使用[2],比如在墻體的設計中,采用輕便的空心磚、高強度混凝土材料、合金鋼、高強度玻璃等,不僅可以減少建筑物自身的重量,還可以增大建筑物內部的空間,節省材料,還具有較好的保溫效果。在建筑的結構設計中充分考慮新型材料的獨特性能,或許根據一定的結構要求去選擇滿足條件的建筑材料,二者互相結合,并且優先考慮對環境的保護作用。
3.2 利用原生態自然能源的建筑技術
顧名思義,該項技術是利用原生的自然能源來完成建筑的。太陽是人類生存的能量來源,利用煤炭、石油、電力等能源是消耗太陽能的很多倍,因此直接利用太陽能進行采暖、干燥等來滿足建筑的要求則可以實現能量的高效利用。比如,在建筑頂部鋪設太陽能發電板可以為建筑供電,太陽能熱水器可以將太陽的光能轉化成熱能實現供暖等。還可以利用豐富的地熱資源進行供暖,養生等項目,地熱資源清潔無污染,是人類社會的發展中一種可以廣泛使用的清潔能源,在建筑設計的過程中,考慮建筑位置是否有可以利用的地熱資源,將其融入建筑中很有意義。
4. 基于生態文明理念下建筑設計的路徑選擇
4.1 實現建筑設計的人性化
建筑設計的最終目的是為了滿足人們的生活需求,隨著人們生活質量的不斷提高,也對建筑工程的設計提出的更高的要求。建筑并不只是為了居住,更要滿足一定的美學特征和藝術效果,使人們的生活在作息行為和心理方面都能夠有滿意的體會,在生活中感受藝術的氣息,愜意的氛圍,這也是建筑設計的目的所在。然而,目前建筑多得不計其數,要想在現有的基礎上設計出高端大氣上檔次的建筑,構思出既有個性又漂亮的設計圖,并能夠實現人們的身心健康和安全,就必須在設計中考慮人性化要素,綜合處理人與環境、人際交往等多項關系,滿足使用功能、經濟效益、舒適美觀等要求,并符合當地的文化特征,滿足人們的精神需求。
4.2 推進建筑設計的生態化
實現建筑設計的生態化是社會經濟發展的產物,在目前的環境形勢下,建筑設計者們也必須充分考慮建筑的生態要求。隨著人們生活水平的提高和思想的不斷成熟與進步,人們也越來越多地向往親近自然,在生活環境中拉近與自然的距離,實現人與自然的和諧相處[3]。在建筑設計中考慮能源和資源的流動特征,盡可能的減少能量的浪費和消耗,使資源最大限度的為人類服務。將建筑的設計、施工中的能量使用納入到整個的生態系統中進行考慮,實現能源的多向循環使用,實現良性循環。生態化不僅僅要考慮減少能源的消耗,更要去考慮清潔能源的發現和使用,并嘗試去發現具有獨特性能的對環境友好的新型材料,從三個方向,即來源、途徑、消耗三個方向實現建筑設計的生態化。
4.3 實現建筑設計的一體化
建筑設計的一體化是指人與自然的一體化、現在與未來的一體化,這不僅僅是生態環境對人類提出的要求,更是人們在不斷進步中的迫切需要。正確的處理人和自然之間的關系,不僅僅為人類提供舒適的生活居住環境,還要保證自然環境不會受到破壞,實現人與自然的可持續發展。人類是自然界中高度發展的物種,具有獨特的思維方式和責任感,人類不僅僅要為自身的生存考慮,更要為子孫后代著想,實現建筑設計的現在與未來的一體化,不僅滿足現在人們的需要,未來人們也能夠欣然接受,發揮建筑長時間的使用價值。從長遠考慮,實現建筑的一體化也是為生態化建設服務的。
5. 總結
本文通過對目前人類居住環境的考量,并結合目前所面臨的環境壓力和人們對居住環境和建筑藝術審美較高的要求,對基于生態文明理念下的建筑設計進行研究,生態化的建筑設計是未來建筑行業發展的必然趨勢,是提高和改善人類生活水平的有效措施,也是響應國家可持續發展戰略的具體表現。
參考文獻
牛態工程是既古老又年輕,既通俗又深奧的一門學科。研究內容涉及到農業生態工程、生態,及生態城鎮建設、節水與廢水處理及利用、山區小流域治理與開發等眾多領域。生態建筑作為其中的一個領域引起建筑界的高度重視,其作為一門學科誕生至今不過40多年的歷史,20世紀60年代美籍意大利建筑師保羅?索勒爾把生態學Ecology和建筑學Architecture兩詞合并成為Arcology,即生態建筑學。此后麥克哈格、吳良墉等建筑師開始了生態建筑的研究,經過幾十年的探索,生態建筑在理論與實踐方面取得了一定的進展。
一、我國生態建筑設計的研究現狀
在20世紀80年代顧孟潮就提出了“未來的世界是生態建筑學的時代”的觀點,1994年5月,中國政府頒布了《中國21世紀議程—中國21世紀人口、環境與發展白皮鋤,從我國的具體國情出發提出人口、經濟、社會、資源與環境協調、可持續發展的總體戰略。1972年斯德哥爾摩聯合國人類環境會議以后,我國環境保護運動日益擴大和深人,以追求人與自然和諧共處為目標的綠色革命蓬勃展開。1996年3月,中國國家環保局推出兩大舉措:一是實行污染物排放總量控制;二是實施“中國跨世紀綠色工程計劃”—在九五期間重點治理淮河、海河、遼河等的污染。1996年國家自然科學基金委員會正式將“綠色建筑體系研究列為九五重點資助課題”,1998年又將“可持續發展的中國人居環境研究”列為重點資助項目。2000年我國頒布了《建筑節能技術政策》;2001年,建設部通過雄錄色生態住宅小區建設要點與技術導貝邸首次明確提出了綠色生態小區的概念、內涵;2001年開始實行仁夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》;2001年我國第一部生態住宅評估標準《中國生態住宅技術評估手刪出臺,以可持續發展戰略為指導,以節約資源、防污染、保護生態為主題,創造健康、舒適的居住環境,推進住宅產業的可持續發展。
二、我國生態建筑發展存在的問題
1、缺乏對生態建筑的正確理解
生態建筑的概念國內外學術界有許多不同的解釋,但核心的內容是根據當地的自然環境,運用建筑學、生態學的基本原理,合理安排組織建筑與其他相關因素的關系,使建筑物與其周圍環境成為一個有機的結合體,同時具有良好的室內氣候條件和建筑物的自我調節能力,并具有節地、節水、節能、減少污染、延長建筑壽命、改善生態環境等優點。但是有人認為只要將建筑物周圍加一些綠化就是生態建筑,在建筑物內部點綴一些植物就是生態建筑,建筑物單純的節能就是生態建筑,還有人認為建筑的平面將來有重新劃分的可能就是生態建筑等等。但這些觀點只停留在生態建筑的表面,對生態建筑的理解是不全面的。
2、缺乏對農村生態建筑的系統研究
我國作為發展中國家生態建筑的系統研究不平衡,其中城鄉的差別較大。目前各個學科研究的重點大多局限在比較發達的城市,缺乏對農村居住環境的系統研究,特別是東北地區。大部分的研究都從本學科(生態學、環境學、城市規劃學、建筑學、農業建筑學、能源學)的專業角度出發,雖然研究的內容較為豐富,但是各個學科之間沒有很好的結合起來進行深人的研究,特別是如何在特定地區將人居環境與植物環境工程結合起來是函待解決的課題。
3、缺乏生態建筑的廣泛實踐
目前,我國建筑界發表了許多關于生態建筑的論文,這些論文對于宣傳可持續發展的思想、推動生態建筑的發展起到了一定的積極作用,但絕大多數的論文都停留在關于生態建筑設計的理論框架、設計原則及生態學理論對建筑學的指導、國外先進生態建筑的經驗介紹,缺乏實際工程實踐模式、計算機模擬、環境效果的測試分析。
三、我國生態建筑設計的發展思路與對策
從本質上講,生態建筑設計是一種由生態倫理觀、生態美學觀共同駕馭的城市建筑發展觀。在實踐中的生態建筑設計思路可著重從以下幾個方面:
1、貫徹以人為本的人文原則。
國際建筑師聯合會第十四次會議宣言指出:“經濟規劃、城市規劃、城市設計和建筑設計應當是探索并滿足人的各種需求”。滿足人類生存和發展的需求,不僅是建筑發展的最終目標,而且是人類社會進步的根本動力。在未來建筑設計中,要充分認識和確定人的主體地位和人與自然的雙向互動關系,強調把關心人、尊重人的宗旨具體體現在城市空間的創造中,以適應不同階層、不同年齡、不同職業的市民的多樣化需求。
2、善于因地制宜,尊重環境屬性。
根據生態學的進化論,生態建筑設計包含著資源的經濟利用問題,其中首要的是土地的利用問題。今后城市的發展,勢必在有限的土地資源內展開,為了節省有限的土地,必須建立高效的空間體系,如在地面上建立親和大自然、充滿人情味的低層高密度建筑;利用生態技術建立起巨構城市,向地上空間要效益;充分開展城市地下空間的綜合利用研究等,使城市地面、地下、空中連接為有機協調的立體網絡。生態建筑設計強調與環境具有最佳關系,對環境破壞最小,一并充分發揮環境效益。與環境互選共生、共同增長是生態建筑設計的重要原因之一。建筑的選擇做到充分利用原有的地形、地貌,與周圍的環境特點以及當地的地理與氣候特征相適應,做到“因地制宜”。
3、增強使用者與自然環境的結合和協調。
建筑物作為聯系使用者與自然環境的橋梁,應盡可能多地將自然的元素引人使用者身邊,這也是生態原則的一個重要體現。人是自然環境的一分子,人的活動必須建立在生態化的基礎上,必須與環境建立起一種新的結合和協調關系。從建筑設計到建筑建造、使用、報廢的全過程中,生態建筑對環境的破壞影響最小。與以往建筑設計相同,生態建筑應致力于為人類提供品質最佳的空間和環境,即使建筑本身對環境污染很小,極為節能,但如果人們的各項活動無法在建筑空間中順利展開,其空間的存在與人的功能需求格格不人,這樣的建筑無疑是失敗的。生態建筑的功能應更趨合理,空間更加宜人,更有助于使用者與自然環境間的交流。它應該具備更良好的物理環境,盡可能地采用自然采光、自然通風,并具有抵御自然災害的能力。
4、增加“綠色”面積,保護生態平衡
生態建筑外部與自然相呼應,內部空間的設計也應綠色化,即通過精心的室內設計,將室外的綠色引人室內環境。綠色植物可以制造氧氣,吸收各種有害氣體、慮塵、調節濕度、溫度、減少噪音等。生態建筑的興起為綠化環境開辟了廣闊天地。通過建筑設計,可以使室內空間室外化,運用綠化、水面等劃分空間,這些設計手法在建筑創作上最為常見。如建筑物內的共享大廳、內庭院,在其上部加一個可調節的開啟式屋頂,根據時間季節的變化,由計算機或人工控制,達到室內溫濕度的調節,又可使室內外空間連成一體。另一種設計手法也被建筑師經常應用:屋面綠化。不僅美化了環境,獲得了良好的景觀,而且對屋面剛性防水有維護作用。生態建筑在保護生態平衡、提高人居的自然度方面大有作為。新晨
根據以上發展思路,生態建筑設計對策可以在以下幾個具體環節上進行操作。
首先,在宏觀環境方面,城市規劃設計要根據生態原則了解城市發展的自然過程,用它來指導土地的利用和開發建設,同時協調好城市內部結構與外部環境的關系,在空間利用方式、強度、結構和功能配置等方面與自然生態系統相適應;區域規劃,則要與城市整體環境所設立的系統相銜接,研究探討城市改造、更新過程中的復合生態問題等。其次,在微觀環境方面,如單體建筑設計、園林景觀設計等,要處理好整體與局部、建筑與自然因素的關系。由于微觀環境方面極具廣泛性和靈活性,所以,其具體途徑和式、法非常豐富,蘊含著廣闊的創造性生機。
Abstract: the ecological construction is also known as the green building, sustainable architecture. Ecological architecture involves is very wide, is a multidisciplinary, multi-disciplinary, is a comprehensive system engineering. The construction of ecological architecture is an important sign of the improvement of the quality, an important starting point is also the Chinese construction industry to the green road to development.
Keywords: ecological building design
中圖分類號:TU2文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2013)
一、生態建筑設計的概念
所謂生態建筑設計就是運用生態學的思想,按照以人為本的設計理論,從人、建筑、自然所構成的整體環境為出發,設計出能夠實現人、建筑、自然三者和諧統一的最優關系的建筑,使建筑與環境之間成為一個有機的結合體,它既要為人創造一個舒適的空間小環境,同時又要保護周圍的大環境。生態建筑是更高層次上的回歸自然,它依賴于許多相關技術的最新發展以及根據具體條件面對這些技術的最佳搭配。無論使用何種技術,一定要將建筑作為一個有生命的機體,形成一個與自然生態相平衡的良性循環體系。將建筑視為一個生態系統,通過設計、組織建筑內外空間中的各種物態因素,使物質能源在建筑生態系統內部有序地循環利用,獲得一種高效、低耗、少廢、少污、生態平衡的建筑環境。
二、我國生態建筑發展中存在的問題
(一)對生態建筑的理念存在誤解
生態建筑的概念國內外學術界有許多不同的解釋,但核心的內容是根據當地的自然環境,運用建筑學、生態學的基本原理,合理安排組織建筑與其他相關因素的關系,使建筑物與其周圍環境成為一個有機的結合體,同時具有良好的室內氣候條件和建筑物的自我調節能力, 并具有節地、節水、節能、減少污染延長建筑壽命、改善生態環境等優點。但是有人認為只要將建筑物周圍加一些綠化就是生態建筑,在建筑物內部點綴一些植物就是生態建筑,建筑物單純的節能就是生態建筑,還有人認為建筑的平面將來有重新劃分的可能就是生態建筑等等。但這些觀點只停留在生態建筑的表面,對生態建筑的理解是不全面的。
(二)生態建筑領域的實踐匱乏
目前,我國建筑界發表了許多關于生態建筑的論文,這些論文對于宣傳可持續發展的思想、推動生態建筑的發展起到了一定的積極作用,但絕大多數的論文都停留在關于生態建筑設計的理論框架、 設計原則及生態學理論對建筑學的指導、 國外先進生態建筑的經驗介紹, 缺乏實際工程實踐模式、計算機模擬、環境效果的測試分析。
(三)忽視對農村居住環境的關注
我國作為發展中國家生態建筑的系統研究不平衡,其中城鄉的差別較大。目前各個學科研究的重點大多局限在比較發達的城市,缺乏對農村居住環境的系統研究,特別是東北地區。大部分的研究都從本學科(生態學、環境學、城市規劃學、建筑學、農業建筑學、能源學)的專業角度出發,雖然研究的內容較為豐富,但是各個學科之間沒有很好的結合起來進行深人的研究,特別是如何在特定地區將人居環境與植物環境工程結合起來是函待解決的課題。
三、生態建筑設計應把握的原則
(一)以滿足人的最高居住要求為前提
首先應明確生態建筑的最終目標是在滿足人們更高居住要求的同時注重對環境和生態的保護,離開人的居住這一前提談生態建筑是沒有意義的。“以人為本”這一原則對于生態建筑則應表現為健康舒適的建筑內外生活環境。
(二)生態建筑方案要具有經濟上的可行性
作為發展中國家或地區,生態建筑技術方案在經濟上的可行性至關重要。發達國家很多項目都是高投資的大型項目,在經濟發展水平不高的情況下,投資巨大的高新技術是難以實現的,至少在目前,當生態利益和經濟利益間發生矛盾時,經濟性就可能成為取舍的最終依據。
根據我國的經濟狀況,生態建筑的技術戰略應當是利用成熟的技術,通過工程設計各專業的密切配合,在規劃、設計層次上逐步地實現節約能源、減少污染、環境舒適的基本目標。所以,選擇生態建筑技術方案時不能片面強調高新技術而無視對傳統技術、材料的再開發、再利用。
(三)因地制宜的原則
由于建筑所處自然環境千差萬別,人們的生活習慣也不同,因此因地制宜地對不同的生態建筑技術方案有所取舍。如我國各地氣候差異極大,北方冬季采暖多用油、煤做燃料,對環境有嚴重污染,生態建設應平衡采暖效率和污染問題;而南方夏季炎熱、潮濕,自然防熱通風,降低空調能耗則是主要問題,需要針對不同問題尋求不同答案。
(四)彈性設計原則
具有足夠的彈性,以包容未來科技的應用與發展。可持續的概念是一種動態的思想,體現在生態建筑中就是建筑應具有足夠的彈性,以適應未來的發展。如:樓梯的可生長,預留的空間管道,家具系統的可變化性等。
四、生態建筑設計的模式
(一)建筑選址
在建筑設計的第一步—— 選址問題上,應當充分順應自然特征,自覺運用生態學原理,使建筑符合最理想的自然狀態。我國古代的風水之說,闡述了建筑與天候、地域、人事相互協調的哲理,分析了地質、水文、日照、風向、氣候、氣象、景觀等一系列自然地理環境因素,進行評價和選擇,以采取相應的規劃設計和建筑設計措施,達到趨吉避兇納福的目的,創造適宜長期居住繁衍生息的良好環境。
(二)最大可能增加綠色面積
生態建筑外部與自然相呼應, 內部空間的設計也應綠色化,即通過精心的室內設計, 將室外的綠色引人室內環境。綠色植物可以制造氧氣,吸收各種有害氣體、慮塵、調節濕度、溫度、減少噪音等。生態建筑的興起為綠化環境開辟了廣闊天地。通過建筑設計,可以使室內空間室外化,運用綠化、水面等劃分空間,這些設計手法在建筑創作上最為常見。
(三)盡可能多地獲得自然采光
屋頂是光線進入室內的主要途徑,于是各種光線收集、反射構件被應用于屋頂形式。中庭是中高層建筑中光線進入的主要通道,在生態高技建筑中可以看到大量采光中庭。陽光由中庭滲入建筑,通過陽光收集、反射裝置達到內部空間。與這個開敞空間相連的房間不僅可以減少一半的熱量流失,同時減少制冷需耗。
(四)利用新材料和新技術