生態建筑設計與趨勢研究

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一、生態建筑的概念和特征

1.現代生態建筑內涵

“生態”來源自古希臘語言Oikos，本身含義為住所、家等，上個世紀60年代，建筑設計家保羅•索勒瑞率先提出了“生態建筑”的概念。作為現代全新的建筑概念，生態建筑的解釋較多，歸結起來主要是把建筑本身看作生態系統，在堅持生態學方法以及原理的前提下，在對建筑范圍內的物態因素進行組合的基礎上，在該生態系統之內實現內部能源、物質的循環轉化，從而形成低能高效、無污染的平衡生態體系。生態建筑內涵包括：（1）降低能源消耗，尊重自然，保護自然，建筑物與自然環境構成和諧有機體；（2）提供和諧無污染的建筑空間，向區域內的使用者提供質量較高的活動和生存空間。

2.生態建筑特征分析

站在建筑設計立場來看，生態建筑本身包含了以下主要特征：通過各種各樣的綠化形式對建筑物周圍小范圍的氣候進行調節，利用輕型的、跨度較大的結構提升空間的適應程度。在對生態進行設計時，主要考慮以下要點：人同自然環境的互相依存、和諧相處；全面、完整分析建筑區域內和區域之外的環境之間存在的聯系；重視利用防水防污措施；盡最大可能對再生能源、天然能源進行利用；在建筑地址選擇時遠離污染；體現出生態藝術與生態文化的內涵；因地制宜，設計過程中，重視環境、植被以及當地土地的特點；體現生態建筑的多個學科的綜合特點。

3.生態建筑設計過程中的主要原則

在進行生態建筑施工之初，需重視生態建筑的設計，其主要似乎對建筑的內部結構進行整體布局，實現規劃統籌，初步構建生態建筑范圍內的生態循環系統，以便提升生態建筑完工后的相關功能的正常使用。作為一項十分復雜的建設工程，生態建筑包含了人類文化、自然循環、社會經濟以及建筑技術等方面的知識，以便能夠確保生態建筑能夠正常使用，確保生態建筑的特色功能能夠順利實施，在進行生態建筑設計過程中，主要遵循下列原則。（1）經濟型原則這一原則主要體現出生態建筑需要符合經濟性，其并非對建筑項目施工過程中應用到的技術以及施工材料進行經濟方面的約束，而是強調的是生態建筑在使用過程中體現的經濟性能。在進行生態建筑施工過程中，牽涉到多個科學理論以及先進技術，并與建筑材料進行配合，確保生態建筑的高效運行、低耗運行以及節能運轉，最大程度減小生態建筑在環境使用過程中的破壞程度，降低對自然的能源消耗，實現經濟的優勢運行。（2）可持續發展的原則作為生態建筑設計過程中最主要的原則，可持續發展是確保生態建筑能夠實現預定建設標準的關鍵，是確保生態建筑持續、有效發展的重要手段。可持續發展主要是在設計生態建筑過程中，需要從自身的生態循環體系統出發進行規劃，以便實現生態建筑工程的持續以及穩定性。（3）節約原則該原則即是在保證建筑本身消耗能源的前提下，實現能源的有效節約，并且降低建筑對能源的依賴程度，保證建筑區域內的能源能夠維持建筑的正常運行。這一原則也是對建筑可持續發展補充，更能夠突出生態建筑本身含有的建設意義。（4）舒適原則舒適原則主要是在確保建筑物的持續發展基礎上，合理優化建筑環境，以便確保建筑內部的生態環境滿足住戶的需要，構建舒適性較高的居住空間。在經濟不斷發展的基礎上，現代人們對工作區域、生活區域的環境要求也不斷提高。所以，在生態建設設計中需重視舒適性的設計，建筑運行中舒適性是重要保障，同時也是人們接受生態建筑這一概念的前提和保障。

二、生態建筑設計過程涉及技術研究

1.生態建筑中高新材料的使用

現代建筑行業已經廣泛使用了高新材料，其有效能提升生態建筑內室內環境和空間與住戶需求之間的符合程度。在建設良好的生存環境的基礎上，在一定范圍內降低能源的消耗，這也是確保生態建筑能夠有效運轉的主要因素。高新材料的類型也十分廣泛，例如，吸熱玻璃、熱反射玻璃在生態建筑中獲得應用，能有效減少建筑內環境收到高溫的影響程度，保持室內環境的穩定性。又如，防水材料以及水循環系統的科學使用能，科學應用以及管理建筑范圍內的水資源，通過冷水實現建筑物冷卻功能，最終達到降溫效果。

2.生態建筑中對清潔能源的使用

生態建筑可以合理有效運用新能源材料，提升對有限資源使用功效，減少對能源使用、能源消耗中對環境的影響，能很好體現建筑設計中的可持續發展的原則，是生態系統較之傳統建筑的優勢所在。當前，生態建筑中能夠使用到的清潔能源包括生物能、地熱能、風能以及太陽能，而其中應用最廣泛、種類最豐富的太陽能技術。對這一能源技術的應用實踐中，利用建筑外的蓄熱板構建起太陽能小型系統，該系統性質主要為由蓄熱設備、空氣導管、集熱板共同構成的玻璃盒子，該盒子中包含的集熱板能實現能源轉化，把太陽能轉變為熱能，風扇充當驅動系統對空氣進行加熱，接著利用空氣導氣管對已經收集到的熱能進行傳送，傳送到建筑的內部后再完成熱量的存儲。另外，利用空氣集熱板也能形成太陽能系統，其操作原理為：將集熱板的熱量向空氣供熱體系進行傳輸，是吸納對供熱系統熱能的補充，在短時間內積累熱能，提升太陽能技術的使用效率（如圖1）。

三、建筑設計在生態化發展過程趨勢研究

在經濟不斷發展、生存環境不斷遭到破壞的前提下，因為生態建筑本身含有的特征以及優勢能夠為可持續發展帶來積極影響，同時符合人們對于居住和生存環境的要求，因此社會開始越來越重視生態建筑設計。當前，建筑設計十分重視生態構造，在新型能源技術不斷研究開發的基礎上，整個建筑行業的建設模式不斷向生態設計思路貼近。

1.建筑利用的生態趨勢

在對廢舊建筑進行處理時，為了獲得更多更廣的使用范圍，拆除這些建筑是最基本的手段，保證城市發展以及建設進度，確保開展社會活動時擁有足夠空間。在拆除廢舊的建筑物時，會對建筑附近的環境造成環境污染等方面的影響，極大浪費了資源。當前國外發達國家十分重視保護及改造廢舊建筑物，減少拆除建筑物的工作。

2.建筑能源的生態趨勢

主要是指對可再生能源進行利用，降低非再生資源的利用，減少人類活動對環境的影響。上文提過地熱能、太陽能等再生能源的利用已經成為生態建筑設計趨勢，是未來能源獲取的重要途徑。另外，加強應用隔熱設備、自然光的采集、自然通風，合理使用保溫材料，也是實現建筑節能的重要途徑。

3.建筑結構的生態趨勢

作為建筑工程的主要部分，建筑結構實現對建筑的支撐功能，建筑結構的趨勢表現在對拉索結構、薄殼結構、輕鋼材料以及輕質墻體的研究開發，減少建筑施工材料的使用，全面提升建筑結構的質量，強化建筑物的持續發展。

四、結語

在資源快速消耗、環境惡化的當下，建筑行業需重視生態建筑設計，加強建筑設計的生態化研究，重視的對節能環保材料的使用，減小建筑對生態環境的破壞，全面提升人們的生存和居住質量。

本文作者：武建強張洪杰工作單位：河北筑美工程設計有限公司