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序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇生态建筑论文范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。

生态建筑学是把生态学和建筑学有机结合的一门综合性学科,它能够找出传统自然植物、生态和建筑之间的微妙关系,寻找之间的同存点,形成相互合作、相互融合的关系。随着城市建设步伐的加快,生态学迅速渗入到建筑学中,给人们带来了生理上的舒适和精神上的愉悦。建筑是一个生命有机体,也是一个人、自然、建筑三者之间相互平衡的生态系统。生态建筑观能够使建筑在设计的过程中合理组织建筑内外中的物质恩能源,获得一种平衡的生态建筑环境。
2生态建筑观在建筑设计中的表现形态
2.1节约资源
生态观建筑设计能够在提高建筑质量的同时,对自然条件和各类资源进行充分利用,保证资源的合理利用,降低了能源消耗。比如保温隔热系统能够节省资源,在建造过程中使用可再生建筑材料等。
2.2健康无害
生态设计必须是健康无害的,给人们以清洁、舒适的居住环境,比如选择较好的朝向,合理布局室内空间以及健康无害的装饰材料等。
2.3充分利用自然资源和可再生资源
生态建筑观能够充分利用自然环境,尽可能保证当地生态和气候的平衡。适当改善周围绿地景观。生态建筑设计减少了对不可再生资源的依赖,如石油、煤炭等,反而,大量开发和使用可再生资源,如太阳能、风能、生物能等。建筑设计可以结合不同的光照设计建筑朝向,还可以利用太阳光和通风来达到节省耗能的措施。比如利用太阳能进行冬季取暖、夏季降温等。
2.4与环境相协调
生态建筑需尊重自然、尊重生态。在设计过程中要充分考虑好建筑、环境、经济、人四者之间的关系。重视选址,处理好与新、旧建筑之间的矛盾。设计过程中从实际出发,因地制宜,突出生态环境和自然风光的优美性。
3生态建筑设计的原则
3.1效率最优原则
生态建筑就是要结合生态学原理和建筑学原理,在遵循生态平衡的原则上满足人们对建筑功能的需要。在设计的过程中要对室内外空间要素进行组合,对物质和能源进行合理配置,对能量进行有序循环和转换,然后实现低能高效,保证建筑的生态型。
3.2健康和谐原则
健康主要是指生态建筑对于居住者的身心健康。生态建筑除了在温度、湿度、日照、通风条件上满足人们的基本生理需求,还需要从健康性出发,减少有害物质对人身体健康的伤害。在心理方面,保证居住者心情愉悦、开朗,尽可能保证居民的安全性和隐私性,形成开放和隐秘相结合的和谐环境。健康还指对建筑和自然之间的正确处理。建筑建设需要保证整个生态环境的健康,减少对自然生态环境的破坏,减少废弃物的污染,减少对气候的改变,形成一个健康的大环境。
4生态建筑观在建筑设计中的应用
4.1建筑环境的规划
生态建筑需要注重当地自然环境和人为环境,建筑环境受到自然环境、社会环境、政治环境等因素的影响。建筑环境的规划需要和这些环境相适应,使建筑和周围环境能够融为一体。建筑环境进行规划需要建立在生态学的基础之上,调节生态系统之间的关系,保护自然资源和生态环境不受到破坏,使人和自然能够平衡、和谐发展。还要保证当地自然环境和人文相融相合,形成一个统一有机整体。
4.2生态建筑方案设计
生态建筑方案设计时首先遵循可持续发展原则,尊重自然和保护自然的多样性。生态建筑和普通建设方案设计方式有很大区别。很多生态建筑采用概念性设计,能够凭借建筑设计师的理论知识和实践经验处理好建筑、环境、经济效益之间的关系,保证建筑方案具有创新性。生态建筑方案设计首先要遵循从实际出发的原则,把握与新、旧建筑之间的关系,突出自然风光。建筑的发展使得建筑不可避免的受到时尚审美趣味的影响,而影响最为深刻的则是建筑形态。生态建筑方案设计中的形态设计就是建筑的艺术造型。很多生态建筑注重视觉效果,注重外部形态,能够让人们感受到建筑带来的愉悦感和美感。但是注重形态设计并不是说外部形态设计感要超越使用性,建筑形态不管怎样创新都不能影响其居住功能,不能影响其内部空间的实用性。建筑外部形态还要与自然环境相融合,否则会造成不良的第一印象。如果融合恰当,则会让起到内涵深蕴、赏心悦目的效果。作为生态建筑设计师,一定要研究建筑形态和自然形态之间的关系,使两者形成一个整体。
4.3建筑技术节能化
节能化是指生态建筑能够降低空间布置和物质能源使用上的消耗,保持建筑物结构简单、建设和使用能耗低、维护费用低等。节能化具体表现是减少对不可再生资源的使用,增加对可再生资源的利用。现代科技发展,各种新技术、新材料层出不穷,很大程度上保证了建筑设计的生态性充分使用太阳能可再生资源,使用太阳能热水器为生态建筑提供热能,使用太阳能电池为居住用户提供无污染、无噪音、干净、健康的电能,使用太阳能集热器收集热量,转化成储存能量;利用风能、谁能等天然清洁的能源实现供冷。除了利用可再生资源来节能,还可以采用节能型材料进行节能。比如使用吸热玻璃、热反射玻璃等,组成复合构造形式,满足生态建筑的保温和采光要求;采用挤塑板、聚苯板或涂刷保温材料等给建筑外墙进行保温;使用复合墙体或者加厚废渣做成的轻质砌块等建设内墙,增加保温功能,加长建筑寿命;使用绿色植物作为阻挡视线的屏障,形成绿色环保空间分隔;使用绿色墙或者树木代替墙壁、梁柱,使建筑和景观融为一体。
5结束语
摘要:本文对我国生态建筑的研究现状进行了回顾,指出我国生态建筑存在的问题,提出了我国生态建筑的发展的思路与对策。生态化的思想是人类的取向和必然选择,城市和建筑设计的生态化是历史发展的必然趋势。
牛态工程是既古老又年轻,既通俗又深奥的一门学科。研究内容涉及到农业生态工程、生态,及生态城镇建设、节水与废水处理及利用、山区小流域治理与开发等众多领域。生态建筑作为其中的一个领域引起建筑界的高度重视,其作为一门学科诞生至今不过40多年的历史,20世纪60年代美籍意大利建筑师保罗·索勒尔把生态学Ecology和建筑学Architecture两词合并成为Arcology,即生态建筑学。此后麦克哈格、吴良墉等建筑师开始了生态建筑的研究,经过几十年的探索,生态建筑在理论与实践方面取得了一定的进展。
一、我国生态建筑设计的研究现状
在20世纪80年代顾孟潮就提出了“未来的世界是生态建筑学的时代”的观点,1994年5月,中国政府颁布了《中国21世纪议程—中国21世纪人口、环境与发展白皮锄,从我国的具体国情出发提出人口、经济、社会、资源与环境协调、可持续发展的总体战略。1972年斯德哥尔摩联合国人类环境会议以后,我国环境保护运动日益扩大和深人,以追求人与自然和谐共处为目标的绿色革命蓬勃展开。1996年3月,中国国家环保局推出两大举措:一是实行污染物排放总量控制;二是实施“中国跨世纪绿色工程计划”—在九五期间重点治理淮河、海河、辽河等的污染。1996年国家自然科学基金委员会正式将“绿色建筑体系研究列为九五重点资助课题”,1998年又将“可持续发展的中国人居环境研究”列为重点资助项目。2000年我国颁布了《建筑节能技术政策》;2001年,建设部通过雄录色生态住宅小区建设要点与技术导贝邸首次明确提出了绿色生态小区的概念、内涵;2001年开始实行仁夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》;2001年我国第一部生态住宅评估标准《中国生态住宅技术评估手删出台,以可持续发展战略为指导,以节约资源、防污染、保护生态为主题,创造健康、舒适的居住环境,推进住宅产业的可持续发展。
二、我国生态建筑发展存在的问题
1、缺乏对生态建筑的正确理解
生态建筑的概念国内外学术界有许多不同的解释,但核心的内容是根据当地的自然环境,运用建筑学、生态学的基本原理,合理安排组织建筑与其他相关因素的关系,使建筑物与其周围环境成为一个有机的结合体,同时具有良好的室内气候条件和建筑物的自我调节能力,并具有节地、节水、节能、减少污染、延长建筑寿命、改善生态环境等优点。但是有人认为只要将建筑物周围加一些绿化就是生态建筑,在建筑物内部点缀一些植物就是生态建筑,建筑物单纯的节能就是生态建筑,还有人认为建筑的平面将来有重新划分的可能就是生态建筑等等。但这些观点只停留在生态建筑的表面,对生态建筑的理解是不全面的。
2、缺乏对农村生态建筑的系统研究
我国作为发展中国家生态建筑的系统研究不平衡,其中城乡的差别较大。目前各个学科研究的重点大多局限在比较发达的城市,缺乏对农村居住环境的系统研究,特别是东北地区。大部分的研究都从本学科(生态学、环境学、城市规划学、建筑学、农业建筑学、能源学)的专业角度出发,虽然研究的内容较为丰富,但是各个学科之间没有很好的结合起来进行深人的研究,特别是如何在特定地区将人居环境与植物环境工程结合起来是函待解决的课题。
3、缺乏生态建筑的广泛实践
目前,我国建筑界发表了许多关于生态建筑的论文,这些论文对于宣传可持续发展的思想、推动生态建筑的发展起到了一定的积极作用,但绝大多数的论文都停留在关于生态建筑设计的理论框架、设计原则及生态学理论对建筑学的指导、国外先进生态建筑的经验介绍,缺乏实际工程实践模式、计算机模拟、环境效果的测试分析。
三、我国生态建筑设计的发展思路与对策
从本质上讲,生态建筑设计是一种由生态伦理观、生态美学观共同驾驭的城市建筑发展观。在实践中的生态建筑设计思路可着重从以下几个方面:
1、贯彻以人为本的人文原则。
国际建筑师联合会第十四次会议宣言指出:“经济规划、城市规划、城市设计和建筑设计应当是探索并满足人的各种需求”。满足人类生存和发展的需求,不仅是建筑发展的最终目标,而且是人类社会进步的根本动力。在未来建筑设计中,要充分认识和确定人的主体地位和人与自然的双向互动关系,强调把关心人、尊重人的宗旨具体体现在城市空间的创造中,以适应不同阶层、不同年龄、不同职业的市民的多样化需求。
2、善于因地制宜,尊重环境属性。
根据生态学的进化论,生态建筑设计包含着资源的经济利用问题,其中首要的是土地的利用问题。今后城市的发展,势必在有限的土地资源内展开,为了节省有限的土地,必须建立高效的空间体系,如在地面上建立亲和大自然、充满人情味的低层高密度建筑;利用生态技术建立起巨构城市,向地上空间要效益;充分开展城市地下空间的综合利用研究等,使城市地面、地下、空中连接为有机协调的立体网络。生态建筑设计强调与环境具有最佳关系,对环境破坏最小,一并充分发挥环境效益。与环境互选共生、共同增长是生态建筑设计的重要原因之一。建筑的选择做到充分利用原有的地形、地貌,与周围的环境特点以及当地的地理与气候特征相适应,做到“因地制宜”。
3、增强使用者与自然环境的结合和协调。
建筑物作为联系使用者与自然环境的桥梁,应尽可能多地将自然的元素引人使用者身边,这也是生态原则的一个重要体现。人是自然环境的一分子,人的活动必须建立在生态化的基础上,必须与环境建立起一种新的结合和协调关系。从建筑设计到建筑建造、使用、报废的全过程中,生态建筑对环境的破坏影响最小。与以往建筑设计相同,生态建筑应致力于为人类提供品质最佳的空间和环境,即使建筑本身对环境污染很小,极为节能,但如果人们的各项活动无法在建筑空间中顺利展开,其空间的存在与人的功能需求格格不人,这样的建筑无疑是失败的。生态建筑的功能应更趋合理,空间更加宜人,更有助于使用者与自然环境间的交流。它应该具备更良好的物理环境,尽可能地采用自然采光、自然通风,并具有抵御自然灾害的能力。
4、增加“绿色”面积,保护生态平衡
生态建筑外部与自然相呼应,内部空间的设计也应绿色化,即通过精心的室内设计,将室外的绿色引人室内环境。绿色植物可以制造氧气,吸收各种有害气体、虑尘、调节湿度、温度、减少噪音等。生态建筑的兴起为绿化环境开辟了广阔天地。通过建筑设计,可以使室内空间室外化,运用绿化、水面等划分空间,这些设计手法在建筑创作上最为常见。如建筑物内的共享大厅、内庭院,在其上部加一个可调节的开启式屋顶,根据时间季节的变化,由计算机或人工控制,达到室内温湿度的调节,又可使室内外空间连成一体。另一种设计手法也被建筑师经常应用:屋面绿化。不仅美化了环境,获得了良好的景观,而且对屋面刚性防水有维护作用。生态建筑在保护生态平衡、提高人居的自然度方面大有作为。
根据以上发展思路,生态建筑设计对策可以在以下几个具体环节上进行操作。
首先,在宏观环境方面,城市规划设计要根据生态原则了解城市发展的自然过程,用它来指导土地的利用和开发建设,同时协调好城市内部结构与外部环境的关系,在空间利用方式、强度、结构和功能配置等方面与自然生态系统相适应;区域规划,则要与城市整体环境所设立的系统相衔接,研究探讨城市改造、更新过程中的复合生态问题等。其次,在微观环境方面,如单体建筑设计、园林景观设计等,要处理好整体与局部、建筑与自然因素的关系。由于微观环境方面极具广泛性和灵活性,所以,其具体途径和式、法非常丰富,蕴含着广阔的创造性生机。
另外,要完善生态建筑设计法律和规范。法律规范是建筑设计的基本依,直接影响我国生态建筑研究的战略方向。在生态建设方面,目前我国已颁布了仲华人民共和国节约能源法》、《中华人民共和国大气污染防治M-)、《民用建筑节能管理规Z}、佚于推进住宅产业现代化提高住宅质量的若干意R113等法律法规,对我国节约建筑能耗,保护环境,保障人体健康,推进住宅产业现代化起到了积极的推动作用。政府通过立法对建材选择、每平米能耗标准,对生态技术研究、对可再生能源的开发等进行规范,不仅使建筑设计中采用的生态策略具有法律依,而且限制不利于生态环境和人体健康的建设行为,鼓励有利于生态环境和人体健康的建设行为,从而推动生态建筑的发展和小康社会的全面建设。
对于现代城市良好居住环境而言,最直接有效的宏观控制方法应从以下二方面进行:
1.1有效的利用土地
在高层建筑的功能布局中,强调土地的综合利用是十分重要的一个环节。亦即在建筑功能布局时,把工作、居住、交通和其他服务设施结合起来综合予以考虑,把人们能够就近入学、就近工作、就近享用各种服务设施,缩短人们每天的出行距离,减少能耗。
1.2合适的密度
建设生态化城市人居环境,需要在满足人们适度舒适的前提下,适当提高人口密度,以达到节约能源的目的。与此同时,亦有助于城市中心的复兴,提高城市中心的活力。但是另一方面,又要避免局部地区过分密集,高层建筑对城市的许多负面影响大多是由于高层建筑的过分密集造成的。
2高层建筑营运系统的生态性设计
对高层建筑而言,从能源和环境的角度看,其生命周期是指从材料与构件生产(含原材料的开采)、规划与设计、建造与运输、营运与维护直至拆除与处理(废弃、再循环和再利用等)的全循环过程。高层建筑营运期间所消耗的能源在整个生命周期中占有很高的比例。调查发现,营运过程中能耗最高的是建筑的HVAC系统,其次是人工照明系统;其他因素(如电梯、管道和排放)在建筑营运能耗中只占很小部分。因此我们的设计目标应该是选择一种建筑形式和营运系统,可以尽可能的利用自然采光和通风,以减少高层建筑营运期间所需的能源。设计的第一步是根据基址气候条件找到适合的被动设计方案,并使之最大化。被动设计本质上是不通过电子-机械手段,而是通过建筑特殊的形态组织达到的低能耗设计。以下是一些用于绿色生态高层建筑中被动模式营运系统最大化的生态设计策略。如果不能达到理想的效果,可以通过主动系统或混合模式系统的辅助作用来加以补充。
2.1建筑平面与体型系数
我们必须根据基址周边环境能量和当地气象特征来设计高层建筑的形状以获得最佳能量。减少采暖能量的需求(例如通过优化进入热量)并不仅仅是建筑朝向问题,也受到建筑平面形式和体型系数的影响。建筑的体形系数是围值,因此它不仅仅是一个热工性能参数,而且还体现了作为手段的外界面对空间的建构面积成线性正比,而对于正多面体而言,表面积与体积呈几何基数关系,此时建筑的体积,即空间的量和维持室内气候的能耗之间不是线性关系,而是几何关系,因此建筑在体积扩大时可以只投入较小的能耗增量而获得较多的舒适空间增量,这意味着减少体型系数可以降低舒适空间的平均成本。在常见的平面形式中,圆形平面可以拥有最小的面积,其次是方形(见图1)。
同时,小的体型系数往往与空间布局紧凑、功能流线短捷相联系,所以小的体型系数在某种意义上还常常与较高的功能运作效率相联系。通过控制体型系数往往可以一举三得:节能、节材及提高功能运作效率。通常可以通过以下途径来减小建筑的体型系数:①加大建筑进深;②规整建筑体型;③集中建筑体量。图2分别表明在每个气候带,最适宜的建筑比率,正立面最好的是南北朝向。研究表明,建筑可取的边长长度,即X、Y值最适宜的建筑比率,如图2所示。
建筑服务核的布置决定了平面的哪些部分对外开放(例如为了通风和更好的视野),合适的位置有利于建筑的热表现。设计者在平衡设计时必须结合其他因素考虑太阳光路径和当地的风向(如最佳的视野方向、基址形状和领近建筑等)。在热带地区,服务核可以设在建筑“较热”的东边、西边或两边,以作为太阳光缓冲带。研究表明,在温带和寒带地区通过双核外形设计,窗户开在南北向,服务核放在东向或西向,可以大大节约空调的能耗。这种方案亦适用于赤道地区的纬度小于40°的地区。这种布置通过“空间隔热”缓冲区,大大减少了进入建筑内部空间的热量,同时也最大限度地防止了建筑内部热量的流失。在各种可能的服务核布置中(即中心核、双核或单边核),双核是最可取的(见图3)。围服务核的优势在于:
a没有消防加压管,降低了最初和营运成本;
b使用空间更具有灵活性;
c电梯间提供自然通风,从而节能;
d太阳光缓冲效应和风力缓冲效应。
2.2朝向的选择
建筑朝向的被动设计与建筑的平面形态、基址上的位置及对太阳光路径的朝向和当地的风向有关。例如,根据热带地区的太阳路径,建筑形态应该是以东西向为轴线的矩形,以减少建筑开阔面的太阳辐射。这是因为获得热量最大的来源是通过窗户的太阳辐射。
当然,热量获得随着时间和角度的不同而不同。建筑朝向的决定将影响后续的每个设计决策。每个建筑基址都有其特殊性,因此高层建筑的设计毫不例外也与基址相关。在决定如何使基址内的新建筑有利于环境时,必须考虑两个主要的基址因素:当地气候和基址内建筑的环境影响。当地气候的影响可以是正面的也可以是负面的建筑朝向可以通过遮阳带植物或渗透性墙体加以缓和。通过仔细研究基本微观气候条件,就可以确定最合适的基址和建筑外形,消除不适合的基址区域(如被污染的和过于遮避的区域);通过建筑形式、植被和遮避带最大限度地开发基址剩余区域的潜能。
2.3建筑外界与双极控制
高层建筑的外界面设计与一般建筑相比有其特殊性。首先高层建筑拥有得天独厚的通风优势,而且随着高度的不断增加,上面的风速和风压越来越大,在这种情况下上部直接开窗狂风可能吹袭室内,形成紊流和噪声,而且会导致建筑与外界热交换迅速增加,不利于建筑中的能量保存,热工能耗增多。此外高层建筑较少受到临近的建筑遮挡,所以投射在其上的日照包括直射的、漫射的或被低层建筑屋顶反射的辐射,要比照射在多层建筑上的日照辐射强度高,这在冬季是有利的,但在夏季却是不利的。
另外,气候是由多重对立要素综合决定的,各种气候要素总是在舒适要求的两极之间摆动变化,建筑随着气候的变化,要面临采暖与制冷、通风与防风等相互矛盾的要求,因此建筑外墙应该结合被动系统、混合模式和主动系统的优化来加以设计。因此,理想的外墙应该是对气候“用”和“防”的辨证统一,是有利于环境的过滤器。外墙上应该像过滤器一样提供自然通风,控制交叉通风,提供对外景观,予以太阳光保护,调节风雨,在寒冷季节提供保温,在炎热的夏天提供通风、隔热,使得与外部环境有更直接的关系。双层立面系统是目前处理高层建筑外界面比较理想的手段。
2.4建筑采光
高层建筑在生态设计中的目标之一,是优化日光的使用,减少人工照明的耗能需求。大部分被动日光技术都是控制进入的直射光线,减少其对视觉舒适度的潜在负面影响,如眩光;以及通过减少热量获取来减少建筑制冷的负担。当太阳光有效地分布到建筑各处而没有眩光的时候,就可以认为是很好的室内照明了。先进的日光采集系统设计有以下方法:
①通过将阳光反射至屋顶平面,日光可以到达比那些靠传统窗户或天窗采光更深的工作区域,但不增加窗户附近的日光强度;
②通过利用相对小的进光区域有效传统日光,可以不对阳光辐射产生严重的制冷负荷,从而达到节省能耗的目的;
③仔细设计阻挡阳光直射的系统,可以减少阳光直射导致的眩光和温度不适。设计的难度在于每天和全年阳光位置及获得的不断变化。自然采光的建筑无论设计得多好,只有在日光有效利用和代替人工照明的情况下才能节约能源。当然,进行采光设计时,可以在人工照明节能和少量增加阳光热量获得之间寻求平衡。我们可以完善座位和工作平面规划,通过更好的窗户和立面设计来减少眩光,获得自然采光。研究表明,太阳光的适当获得和开阔视野可以提供一种舒适感。然而,为保证一个安全、舒适的工作环境,使用者应该可以控制光线的数量和质量;设计者需综合考虑能耗、背景光线、屋顶灯和窗户的自然采光等因素,并为使用者提供最好的视觉环境。
2.5使用自然通风
基址环境一个重要的能源就是风。在需要良好通风或风力支持下的舒适通风时,通过优化当地全年和每天不同时段的风力条件,我们可以利用规划建筑的平面形态和外墙以达到自然通风和更有效的制冷。在最简单的层面上,自然通风确保了新鲜空气进入室内。大型项目可以利用混合模式系统的"烟囱效应",新鲜空气可以进入到低楼层,在与冰冷的水泥地板相接触后进一步降温。随着空气升温,它也升温并最终在屋顶排出。合理的自然通风设计可以降低成本和节约能量。此外,减少对机械通风和空调系统的需求可以提供一个健康的建筑环境。使用自然通风的能耗要比使用空调的能耗减少一半,而且减少了维护,以及建筑综合症的发生,二氧化碳的排放量也减少了。因此,在可能的条件下,不要设计全封闭的建筑,以减少对空调系统的依赖。
通过利用封闭的中央庭院或中庭来引入新鲜空气进入建筑内部并提供“预热”,这样可以减少能耗。另外,使用这种中庭的设计有利于自然通风,因为中庭的设计将改变进深过深的建筑形式,而在室外立面上开窗,形成良好的的交叉通风。然而,并非所有的建筑都是完全自然通风,实际上冬季应该注意避免过度通风和由于过度新鲜空气降温导致的能量损失。所以,在高层建筑中,混合模式替代通风系统可以作为一种冬季保存能量的方式。
2.6被动制冷
被动制冷适用于各种简单的制冷技术,使建筑室内温度能通过自然能源的使用而降低。在炎热潮湿的赤道地区,生物气候的设计技术涉及建筑设计和材料的选择,以最小量的制冷能耗来换取更舒适的环境。这要求最小化建筑的热量获得,减少建筑外层太阳光热量的获得和太阳光通过窗户的渗透,通过自然通风和其他技术来提供舒适环境。适当的应用一些设计元素(例如建筑的布局、朝向、窗户细部、遮阳装置、通风、隔热和外墙的热系数)能够将室内温度达到一个比室外平均温度更舒适的水平。对于夏季炎热的项目基址而言,被动制冷系统应用的一个前提是当地的建筑生物气候设计,两种方法相辅相成。建筑通过利用各种自然散热口,如周围空气、上层空气、水和地层下的土壤,这种被动系统来降温。每种降温资源都有多种使用方法,从而产生各种降温系统。以下是各种被动降温方法:
①舒适通风:主要是在白天提供直接通风的舒适感;
②夜间通风降温:通过夜间通风降低建筑内部的温度,而在白天关闭建筑,从而降低室内白天的温度;
③辐射降温:在夜晚通过屋顶散热,或利用特殊的屋顶散热器,用白天的冷能储藏,将获得的冷能量传送到建筑内部;
④直接蒸发降温:机械或非机械蒸发空气降温,而将湿冷的空气引入室内;
⑤间接蒸发降温:通过屋顶的蒸发降温,例如屋顶水池降低室内温度而不增加湿度;
⑥外部空间降温:应用于外部空间的降温技术,如建筑旁的院子。
3高层建筑室内环境的生态设计
作为建筑重要组成部分的室内环境,虽处于比建筑更低的层次,但它与建筑本身之间、与自然环境之间以及室内诸要素之间都是一种相辅相成的整体关系,不可割裂。符合生态原则的室内环境设计,必须处理好室内与自然环境之间的关系问题,建筑室内环境作为整体环境的一部分,作为地球总生态链中的一环,它必须与其他各个环节协调发展。生态室内环境设计主要着眼点有两方面:一是提供有益健康的室内环境,并为使用者创造高质量的生活环境;二是保护环境,减少消耗。因此生态室内环境设计应该在节能、环保等方面进行周密的考虑。
高层建筑的室内生态设计同一般建筑相比除了室内热舒适度、室内声环境、室内空气质量等要达到标准以外,可以采用过渡空间与中庭的处理方法作为内外部的过渡空间。这些空中花园以有机形式平衡了建筑硬件和组成部分的无机性,从而达到更平衡的生态系统。除了为建筑提供遮阳,这些中庭还有多种用途:作为紧急疏散区域、种植和园林、用于未来扩大(例如将来增加土地使用率)的灵活过渡区域、将来空间的增加(洗手间、厨房等等)。中庭还可以给高层建筑使用者一个更人性化的环境,使他们走出封闭的办公区域可以直接体验外部环境欣赏景色。这些过渡空间可以保护建筑的“热”边或形成一个重要的景观。不管是布置在建筑中央或是周边,这种多层过渡空间都与传统过渡角色功能相当。这种空间实际上是在半封闭条件下“对外开放的空间”。
4结语
综上所述,高层建筑的“生态性”具有实现的意义。对于高层建筑的生态设计,我们应该从城市的宏观层面、建筑本身的营运系统的中观层面、建筑室内环境的微观层面进行综合考虑,使建筑与外界环境统一成为一个有机的、互动的整体,实现建筑与现代城市未来的可持续发展。
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建筑是艺术与技术的结合,并且随着技术的发展与进步,建筑中的技术含量有着明显的增长和专业化的趋势,具体到生态建筑更是如此,很难想象一个缺乏生态技术的生态建筑会是个什么样子,可以说,生态建筑的持续性在很大强度上是依赖于技术的有效性。
生态建筑的涉及面很广,是多学科,多门类,多工种的交叉,是一个系统工程,其涵盖的技术也是多层次的,从目前来看有所谓“低技术”、“中间技术”和“高技术”。
眼下,“高技术”的生态建筑是建筑行业的一大热点,许多媒体和建筑师都热衷于这一话题,源于高技术的生态建筑将会是生态建筑发展的一个方向。但是,是不是生态建筑就非“高技”不可,非“高技”不做呢,显然未必。就我国现有的经济、技术条件而言,我们关于生态建筑工作的落脚点仍应放在“适宜技术”上,更不用说在我国这一目前全球最大的建筑工地上建造的大多数工程仍然是投资规模中等甚至较小的工程,要在这些工程上试用身价昂贵的“高技术”更加缺乏可行性。
但是生态建筑并不是一项可以等我们“万事俱备”才可以着手的工作,生态建筑的实施有着相当的迫切性。如果我们不从今天开始,不从手边仅有的工具开始着手,等到工程建设的高峰期过后,将空留余恨和愧对子孙。
再回首我们身边,不用说“高技术”即便是“中间技术”,普及率又如何呢,又有多少被运用到了实际工作中去的呢?显然,在我国现有的状况下,我们的生态技术与一味追求“高”“新”相比,更应重视技术的具体化,现实可行性及效率,重视技术的推广和普及。
就生态建筑的目前发展状况而言,从建筑设计的角度出发,适用技术主要表现在以下几个方面,太阳能利用,自然通风,自然采光与遮阳,中水利用,整体绿化,建筑废弃物的回收利用等。
当然,与许多设计学科一样,在技术设计前有着总体设计和概念设计的阶段,众所周知,在概念设计中蕴含的偏差甚或错误,想通过后续手段来弥补将是极其困难和代价昂贵的。所以,我们在生态建筑的设计过程中要首先重视总体设计、概念设计的问题。
要重视生态层次的概念,生态城市与生态建筑按地理范围可以如分为四个层次,区域城市级、区级、地段级和建筑单体。建筑师的工作主要集中于地段级和建筑单体这两个层次。在城市设计中要和整体城市的生态规划,生态原则协调一致,确保任何一个局部都是整个城市生态链中的一个链条,能促进整个系统的生态效果。
要强调因地制宜的原则,在总体设计中贯穿生态设计策略,为建筑单体创造良好的生态环境,催化生态建筑单体的生成。利用场地周边地理环境和建筑形体组织外部空间促进自然通风和降温,避开冬季风主导方向,避免不利风道产生;通过群体的组合形成完整的院落空间,创造良好的微气候,利用场地中的水体和绿化,调节微气候;通过建筑群体的组合,采用更适宜的结构方式,节约土地,发展地下建筑,掩体建筑,凡此种种都要求我们深入研究环境特征,充分利用环境优势,在设计中通过新建的建筑物发掘出环境最优的生态潜能。
二、关于常用的几种适宜生态技术
1.自然通风:近年来,每到炎夏高温季节,许多城市都出现了电力紧缺的状况,以至不得不拉闸限电,究其原因很大程度上是由于空调的用量大幅提开,有调查表明建筑制冷能耗已占到建筑总能耗的10%-20%。而自然通风可以在不消耗任何不可再生能源的情况下降低室内温度,带走潮湿气体,补充新鲜空气。
自然通风的主要动力是风压和热压,通过建筑的平面和剖面设计制造出正压区和负压区,可以实现引风,导风的目的,另外,还可以通过制造温差和加大进排风口高差达到造风的目的。
在夏季常通过三种途径使室外热空气自然降温后再进入室内。一是通过建筑物周围组织的成片,整体绿化,二是通过在建筑物附近设置水体,三是让热空气通过引导经由地下空间再进入室内。
2.遮阳:国外有研究表明,通过玻璃进入室内的太阳辐射量是墙体的30倍以上,但一定的遮阳措施可以使热通过量减少2/3。可见,适当的遮阳设计对于减少太阳辐射的热通过量,降低室内温度是十分有效的。而且一个通过精心设计的遮阳装置不但是夏季可以遮蔽太阳辐射,在冬季还可以将热量带进室内。
目前常见的遮阳种类有绿化遮阳、活动遮阳、构件遮阳等,在建筑设计中使用频繁的遮阳板主要有水平、垂直、综合以及挡板等几种形式。
1.1高效、清洁
生态建筑必须满足高效、清洁的特点。近些年来,我国一直在推进城市化进程,而在这一过程中,城市对住房的需求将逐渐增加在,这一情况势必会加大对土地资源的需求。普通居民在选购住房之后,一般都要使用很长时间,因此,在对住房进行设计时,就必须加强对一些基本设施的合理设计,例如供热、供水、供电等等。人们在利用自然资源的过程中,只有切实做到索取与回报两者间的平衡,方能确保人类社会的可持续发展,方能有效的保护自然生态环境。因此,这就要求城市住宅设计建设时,应当做好高效、清洁。
1.2健康、舒适
生态建筑设计与建设的一大主题就是健康、舒适,在“可持续发展战略”的指导下,生态建筑的设计与建设旨在追求人、自然以及建筑三者彼此间的统一。换而言之,在“以人为本”的前提下,通过各种人工手段,且结合自然条件,为人们打造一个健康、舒适、美好的居住环境。因此,这就对生态建筑室内、室外的环境提出一定的要求,首先,在室外环境方面,应当打造土壤绿色环境与水环境,且种植各种树木以遮阳,应当打造良好的休闲环境,以供居民休闲娱乐。其次,在室内环境方面,空气内各化学污染物的含量应当控制在一定的标准之内,要保持较好的通风与采光,进而满足人们对居住环境“声舒适”、“光舒适”、“热舒适”的要求。
1.3优美、和谐
在生态建筑设计与建设过程中,最为关键的就是优美、和谐。人类可持续发展目标的实现,应当构建在和生态自然和谐相处的前提之下,对自然资源的合理开发与利用。融入了绿色生态理念的建筑中,应当能够切实体会到自然和人之间的和谐共处,体会到自身是生活在一个优美、和谐的环境当中,这是人类发展生态建筑的核心目标。
2绿色生态建筑设计的实现对策
以下笔者将对绿色生态建筑设计的实现加以分析,且提出对策以促使生态建筑设计的最终实现。
2.1建筑外部环境的设计
绿色生态建筑外部环境的设计,具体表现在环境绿化这一方面。首先,建筑在绿化上应当具有一定的创造性思维,将建筑与本地的人文、资源、自然环境等各方面因素有机融合,以实现对现有资源的充分利用。比如从整体角度出发,利用各种手段与方法,例如组景、借景以及分景等,以最终达到内外环境的和谐、统一。其次,必须强调建筑附近环境的绿化。对于硬质铺地的面积应当尽可能的减少,增加草坪绿化的面积,且多种植一些高大的乔木,以最大限度的增加绿化效果。当前,一些小区普遍使用水泥砖铺地,这一做法对住宅小区的环境带来了极大的不良影响,小区应当在条件允许的情况下,尽可能的选用一些拥有渗透性的生态铺地,以此进一步改善建筑外部的绿化环境。
2.2建筑内部环境的设计
2.2.1能源系统的设计
在绿色生态建筑中,要想加强对资源的有效利用,这就要求建筑在设计过程中,不仅要对常规的能源系统予以改进,同时还应当强化对绿色生态能源的高效利用。这就要求设计人员在建筑设计过程中必须做好三个方面的工作,其一,将建筑设计提升到较高的水平之上;其二,制定科学、合理的新能源改进方针;其三,追求建筑艺术和资源、能源的有机融合。此外,设计人员还应当做到因地制宜,对当地已有的绿色生态资源加以有效利用,例如地热资源、风能以及太阳能等等。
2.2.2声光环境系统的设计
就光环境设计而言,在对绿色生态建筑进行设计时,应倡导利用如太阳能等新能源来实现照明供应,以处理一些日常的照明。在室内应尽可能的使用自然光,且大力提倡使用节能型灯具,以降低能源消耗。就声环境设计而言,在对建筑进行设计时,设计人员应当把卧室安排在与噪声源相反的方向,亦或者是安装隔音窗,以降低室内的噪音,进而为人们提供一个舒适的生活空间。
2.2.3智能系统的设计
伴随着科技水平的不断提高,一些现代化的技术已经被广泛应用在建筑中,进而构成了智能化的建筑,人们能依据风力、温度等状况,对“智能壳体”的开关与空调量加以有效地调整。绿色生态建筑的发展同样应当促进智能化的进步,开展智能系统的设计。
3结束语
现阶段在建筑设计的发展进程中,如何做好将人的发展需求及环境保护问题融入进去,是实现生态文明的重要话题,并且成为建筑设计工作者的主要工作任务。
1.1建筑设计融入到生态文明中的意义
由于我国人与自然的可持续发展战略目标的提出,使人们逐渐认识到生态环境对人类生存及发展的重要意义,并且随着人们对自然资源的开采及生态环境的开发,使地球的生态系统已经处于不平衡状态。所以面临如此严峻的问题,就要在人类的生产及生活理念上下功夫,保证各类建筑设计能够融入生态文明中去,不断完善生态系统的平衡程度,以保证人类居住的家园更加美丽。
1.2符合生态文明的建筑设计
第一,节能及节地的建筑设计。这种建筑设计类型主要是在满足人们居住及工作的条件下,能够最大限度的实现建筑资源、运转能源及土地资源的节约,并且在运用材料的过程中实现物质资源的循环利用及可再生利用。可以在进行建筑设计的过程中利用生活及生产的废弃物,以及可再生的洁净能源来实现建筑材料的更新及完善,并且在进行建筑设计的过程中也可以大胆尝试新型设计,在保证土地资源的情况下实现人均居住面积的提升,从而提升了人们的生活质量。第二,生土建筑设计。生土建筑设计的理念主要是利用覆土的设计方法来实现建筑工程的保温功能,从而节省的供热能源的消耗。利用生土建筑的设计方案可以保证建筑物能够抵御一般的外界污染及自然侵害,例如由于其覆土的设计能够增强防震及防风效果,同时也能够减轻噪声污染给人们带来的烦恼,最关键的是生土建筑设计在保暖性能上能够大大减少能源的消耗,减少了大气排污量,进而促进了生态平衡的维护。第三,生物建筑设计。这种建筑工程的设计理念主要是指要从宏观的角度进行人与建筑之间关系的衡量及设计,从而使建筑设计时刻体现以人为本的观念。进行生物建筑设计的过程中要把握好人们的居住及工作规律,在传统的建筑设计的基础上实现自然资源的充分利用,及保证建筑物与生态环境之间的平衡协调,从而使建筑物的各项功能设计更加方便人们的居住及应用。第四,新陈代谢的建筑设计。新陈代谢建筑强调复苏现代建筑中被丢失或被忽略的一些要素,如历史传统、地方风格,提倡过去、现在两种不同文化的建筑的共生等。新陈代谢建筑积极地接受、吸收和保留过去建筑中有价值的成就,并在试图表现时代文化和识别性的同时也积极采用现代技术和材料。第五,少费多用建筑。少费多用建筑是使用较少的物质和能量创造更加出色的建筑作品。高技术建筑可以说是一种智能建筑,它的特点是利用计算机和信息技术等高科技的发展,使固定的建筑护结构成为可以跟随气候自我调整的围合结构,可以进行自由呼吸,控制建筑系统与外界生态系统、环境能量和物质的交换,增强建筑适应可持续发展变化的外部生态系统环境的能力,并达到节能的目的。
2生态文明视阈下建筑设计的应用选择
在考虑生态文明的建筑工程设计环节下,如何协调好建筑与人及环境之间的平衡发展,是现阶段在建筑设计领域中存在的主要问题,需要科学合理的解决方案。
2.1符合生态文明的建筑设计要实现人性化
现代建筑物的设计理念多半从原有观念中转换出来,不断形成了多种风格的艺术效果,但统一的发展趋势就是要不断满足人的发展及需求。随着现代建筑设计个性的突出,可以体现出人类对居住环境的要求,所以在原有的建筑设计理念的情况下,要不断丰富新的建筑艺术效果,确保实现人的居住于自然环境相协调,并且满足人的生理及心理等多方面需求,在保证使用功能、及周围环境的基础上,实现经济、美观等其他附加效益。
2.2符合生态文明的建筑设计要实现生态化
由于国家及社会的环保意识不断升级,促使了人类各项活动及社会发展不断融入了生态文明的环保元素,能够逐渐从整体的角度考虑能源、资源及环境的平衡。所以在进行建筑设计的过程中,实现生态化的设计理念是保证人与自然和谐共处的前提,同时也是促进生态系统恢复及国土资源保护的前提。建筑设计的生态化符合我国环境保护的总体战略方针,间接提升了人们生产及生活水平,及社会的发展水平。
2.3符合生态文明要实现建筑设计的一体化
首先,从横向上看,建筑设计要实现人与自然的一体化,即对人、建筑和自然之间的关系进行适当地处理,它需要为人类创造一个舒适的小空间,同时又要对大的周围环境实施很好的保护,促使有利于人类发展的资源能够持续存在。其次,从纵向上看,建筑设计要实现当前与未来的一体化。即在不损害基本生态环境的前提下,使建筑空间环境得以长时间满足人类从事社会和经济活动的身心健康需要。
3结论
生态建筑环境设计应该是在顺应自然、亲近自然的基础上,有效利用自然资源的可再生性,减少对不可再生资源的浪费及消耗,创造舒适的、亲和自然的环境。作为设计者应该以保护自然生态资源的角度出发,以有效的利用自然资源进行设计。而不仅仅只考虑形象、美观的表面现象,生态建筑环境设计是讲究整体的、环保的、可循环的,符合可持续发展的设计思考。
为了实现建筑环境设计的生态化就要保证每个系统的绿色的可持续性,在建筑构建中要尽量的保有生态系统的原始面貌,针对生态环境影响较大的设计,应该积极的采取恢复原貌的方式进行生态的系统重构,减少对周围建筑环境的影响。绿色生态建筑环境的设计要考虑水环境、能源环境、绿色建材、绿化配置及废弃物处理等系统。水环境系统。在设计时采用雨水收集器和室外污水处理循环再利用系统。可以把收集来的雨水进行处理转换成灌溉用水,卫生清洁用水等,室内外采用节水器具和设施。能源系统。积极鼓励借助自然环境使用风能、太阳能、地热能源等。风能就是依据地区气候采用风车利用自然风力进行发电,没有污染、可循环使用的自然资源;太阳能主要是利用太阳能光伏板收集将太阳辐射能,通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。太阳能既是一次能源,又是可再生能源。并且资源丰富,既可免费使用,又无需运输,对环境无任何污染;地热能源是利用地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变来进行发电的,还可直接利用地热水进行建筑供暖、发展温室农业和温泉旅游等。地热能属于洁净能源,是可再生性热能。绿色建材。
建筑物室内涂料尽量避免无机化合物涂料的使用,采用无毒、无污染、无害、无挥发性、无放射性的材料,减少因使用有害材料造成的对周围环境及自然环境的危害。如使用环保涂料、硅藻泥、壁布、壁纸采用由自然原料制造的无害化物质。尽量使用天然可再生的材料并致力于可持续材料的创新。绿化配置系统。绿化布局合理,规划时要考虑因地制宜,从该地区所处的地形、地势和周围环境的实际出发,根据当地的气候、植被、物种的特性进行设计。在设计时要注重绿化的层次感、人文景观性、地区风格与建筑物相融合。考虑植物造景及绿化的容积率,有效的增加三维绿量,以景观绿化的社会生态性及自然生态性出发,坚持生态为主体,以人为本原则,发挥绿化配置系统在生态建筑环境设计中的更深层次的作用。废弃物处理。主要指生活垃圾进行分类并回收、提炼、再循环利用,有效控制生活垃圾的污染,进行无害化处理,改善周边生态环境,回归自然原貌。
2.生态建筑环境设计的未来发展方向
生态建筑环境设计的未来的发展方向具有一定的层次阶段性,在想法上可以拓宽思路,但在规划设计的具体上应该考虑人们在接受新的设计,新的产物,新的形式等各方向的可预见性。人们在对新事物的认识接受要有一个过程,不可能是一成不变的,生态建筑环境设计也是这样。比如早期的居住环境的规划设计,除了满足人们的生活实用功能外,还采用了供人们休闲、娱乐的庭院设计。当涂料成为居室装修材料时,墙面喷涂材料采用具有颜色倾向的装饰时,渐渐被人们所认同的接受形式发生相应的习惯性。因此,生态建筑环境设计的未来发展方向在具体的实践中慢慢实现,创新性的设计需要遵循自然规律及规划策略。适用于现今的创新性设计是与未来设计相过度的基本形态。未来生态建筑环境设计是人类对社会回馈的一种实践性,也是未来社会所需要创造的一种特定表达的方式,并具有一定的探索及不确定因素。
3.结语