基于生态建筑设计原则及应用研究

摘要：文章结合笔者从事建筑设计工作的实践总结，阐述了生态建筑设计的几项基本原则，在此基础上，提出了生态理念在住宅建筑设计中的应用并进行了分析研究，旨在建设现代化的生态建筑，达到有效地降低建筑能耗，节约和合理利用能源，实现绿色建筑的可持续发展。

关键词：生态建筑；设计原则；自然通风；节能设计

1 前言

近年来，随着我国能源消耗的日益提升，可使用和开采资源的缺乏和供不应求，也严重制约着建筑业可持续发展的脚步。节能减排迫在眉睫，因此，节约能源，减少二氧化碳的排放，大力提倡低能量和低消耗的生活方式是大势所趋。其中生态建筑就成为人们所倡导低碳生活方式的重要组成部分。生态建筑不仅能够满足健康居住的需求，而且能够实现有效的能源利用，最大限度地减少能源消耗，实现建筑的可持续发展的目标。本文结合笔者的工作经验，主要就生态建筑设计原则及在住宅设计中应用进行论述，以供大家参考。

2 生态建筑的概念及设计原则

生态建筑也称为可持续性建筑，主要是指在建筑设计的过程中，通过新技术的研究与应用，降低建筑资源和能源的浪费，减少二氧化碳的排放，加强生态环境保护，为建筑使用者提供一个健康、环保的绿化环境，实现人与自然的协调与共存。从目前来看，生态建筑设计主要具有以下几点原则：

2.1 节能原则。随着世界能源的欠缺，将会对人类生存造成一定的威胁。而在生态建筑设计中坚持节约资源、能源，减少次生污染，实现建筑的可持续发展具有重要的意义。因此，在生态建筑设计过程中，我们应当尽量采用无污染的建筑材料，并加强对污染材料的无害处理，以保证减少有害材料对使用者身体的危害和环境的破坏。同时，还应充分利用太阳能、风能等自然能源，减少建筑对电能供应的需求，降低建筑的能源消耗。

2.2 环境友好原则。环境友好是人类与自然共同生存的必要条件，对生态建筑来说也不例外。在生态建筑设计过程中应强调建筑与环境的内在关系，在考虑到建筑可持续发展的同时，还应注重建筑对环境的影响，尽量保证建设地区的环境不受到建设方面因素的影响（如材料运输、施工机械和人为因素等），保证人们正常生活、工作的环境质量。另外，还要加强生态建筑室内环境和外部环境的协调，实现生态建筑整体的协调性效果。

2.3 以人为本原则。以人为本是生态建筑设计的重要组成部分。在生态建筑设计过程中，应当从人的需求角度出发，充分考虑到人对建筑的使用要求，力求建筑功能布局符合人的尺度，满足人在建筑使用过程中的舒适性和方便性，创造健康环保的生活和工作空间，从中提升人们的生活和工作质量。同时，还要提高自身的设计标准，让生态建筑设计更加具人性化。

2.4 整体性原则。生态建筑设计还要注重整体性原则，在保证生态建筑的使用功能得以满足人的需求的基础上，着重强调建筑的整体性。对建筑整体性的考虑，应结合建设地区的自然环境、经济条件和人文因素等方面进行综合考虑，充分体现生态建筑的特色，实现生态建筑与周围环境的完美融合。

3 生态理念在住宅建筑设计中的应用

根据生态设计原则分析，如果要实现生态住宅建筑设计目标，应综合考虑以下3个方面的设计要素：居住区环境规划、建筑单体设计和建筑内部环境控制。

3.1 居住区风环境设计

根据笔者设计经验分析，建筑物的空间布局不合理，将会导致居住区局部出现比较恶劣的微气候，造成这种现象的主要原因在于建筑物的总体规划受到风向影响而造成的通风不良或者形成大的风口，因此在居住区的总体规划中应当对风环境设计予以重视。通过研究分析，造成室内通风不良的主要原因在于设计师对室外风环境的设计不够重视，在总平面布置中未对风向予以思考。因此，在进行生态建筑居住区规划时，在把设计重点集中在平面功能布置、美观设计及空间利用的同时，还要重视高层、高密度建筑群产生的气流流动对建筑通风的影响。

3.2 自然通风设计

在住宅建筑设计中，自然通风是最经济的和最实用环境调节方法。而从建筑的平面、立面和空间设计方面来说，实现建筑的自然通风变得极其重要。在住宅设计过程中，可以通过在东南方向设置空中花园或者阳台等半室外空间，通过可调节性的百叶在夏天引入凉风；而在北向设置功能空间时，可尽量将卫生间，厨房等不需要大面积开窗的房间放在北侧，以阻挡冬天冷风；同时，保持建筑物与周边环境的距离，在立面处理中根据需要合理开窗，既要保证了房间充足的日照，又要符合建筑的节能要求，使建筑外窗开窗面积占整个窗总面积的30%；并且，建筑外窗的气密性应符合《建筑外窗气密性能分级及检测方法》规定的4级要求。

3.3 日照和遮阳设计

夏天阳光的照射与热辐射是影响住宅室内热环境的一个重要因素。遮阳设计应当结合建筑的围护结构进行自身遮阳或百叶等遮阳处理，降低室内接受阳光照射和辐射的热量。比较好的方法就是充分利用该地区的地理和气候条件，结合科学的计算，对整体建筑布局和个体建筑之间的关系，对日照、遮阳、采光的情况进行计算分析，检测是否满足国家规定的日照和遮阳的要求。

3.4 室内噪声的防止与控制

在生态住宅建筑设计过程中，噪声设计是首要考虑的因素之一。在设计准备阶段，设计师首先要对建设场地进行调查，了解建设周边的噪声和环境污染是否满足要求，如果不符合规定要求，应采取有效地控制措施来改善居住的环境。如合理布置绿化带，设置隔音墙等。如果噪声污染比较严重的话，可以在建筑外墙上选用双层玻璃，这样不仅可以降低噪声污染，也能够保持自然通风。

3.5 建筑节能设计

建筑节能设计主要是指外墙和外窗等建筑结构的布置和材料的选用。所以在住宅建筑设计过程中，应在满足建筑结构要求的基础上合理布置空间，节约材料。例如，根据钢筋计算，采用适当的钢筋的用量，以满足最小配筋率的要求，或添加水泥药剂减少水泥的用量等。另外，还可通过平面布局、平面形状、体形系数、表面面积系数、长宽比和朝向等方式实现建筑体形的节能效果，以及提高建筑的墙体、门窗、屋顶的的保温隔热性能，从而达到节约建筑材料的目的。

3.6 防止“热岛”现象的出现

生态住宅建筑周围的热环境与气流流动和周围的辐射系数相关。在生态建筑设计中通常会受建筑密度、建筑材料、建筑布局、绿化率等方面的影响，在住宅区有可能出现“热岛”现象。因此，坚持合理的建筑密度设计、绿化布局、水景设计，不仅有效地降低“热岛”现象的发生，而且能够营造一个良好、舒适的居住环境。尤其在生态住区的建设方面，应采取的措施有：（1）增加绿化面积，并与水景设施、保持良好通风等因素相互结合，以发挥改善热环境的作用。（2）选择绿化植物需要充分考虑到住宅区的热环境问题，除了发挥绿化的景观作用，并且要有效降低“热岛”的发生率，以改善居住区的环境。（3）还要坚持以人为本的设计原则，将居民与绿色居住环境相互结合，从而满足生态建筑的设计要求。

4 结语

总之，随着我国现有的能源危机的日趋严重，建筑业的能源消耗不断增加，生态建筑设计受到了各行人士的格外关注，为缓解我国现有的能源危机，以求于得到很好的控制，应加强和提倡生态建筑设计，保护生态环境，提高人民的生活质量，实现建筑设计的可持续发展。

参考文献：

[1]郭明.浅谈生态建筑设计[J].建筑探索，2004（3）

[2]彭星.建筑设计中节能要点分析[J].中国新技术新产品，2010（16）.

[3]刘雪琴.生态建筑设计的原则及对策[J].科技风，2009，（20）

[4]郭大坤.浅析现代生态建筑设计的原则及方法[J].黑龙江科技信息，2010