龔靜黃明

（1.武漢輕工大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院 430023 2.武昌理工學(xué)院城市建設(shè)學(xué)院 430223）

生態(tài)建筑設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)方法研究

龔靜1黃明2

（1.武漢輕工大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院 430023 2.武昌理工學(xué)院城市建設(shè)學(xué)院 430223）

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)生態(tài)環(huán)境的要求也越來(lái)越高。而生態(tài)建筑已經(jīng)成為一種時(shí)代的選擇，代表了新世紀(jì)建筑的發(fā)展方向。本文將從人與自然和諧相處的角度入手，分析生態(tài)建筑設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)方法，并提出一些合理的解決方案，促進(jìn)我國(guó)生態(tài)建筑的進(jìn)一步發(fā)展。

生態(tài)建筑；設(shè)計(jì)原理；設(shè)計(jì)方法；研究

引言

隨著生態(tài)環(huán)保理念不斷融入現(xiàn)代社會(huì)的各個(gè)行業(yè)，建筑行業(yè)也在大力發(fā)展建筑節(jié)能技術(shù)，提高建筑住宅的舒適度，降低建筑的投入成本。隨著新型環(huán)保建筑材料出現(xiàn)，以及節(jié)能施工技術(shù)的發(fā)展，環(huán)保技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越多地被城市的高層建筑所使用。所以本文將對(duì)生態(tài)建筑設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)方法進(jìn)行仔細(xì)的研究分析，提出合理的方法，為新技術(shù)的發(fā)展提供科學(xué)的借鑒。

1 進(jìn)行生態(tài)建筑設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)方法研究的意義

由于近年來(lái)，建筑行業(yè)的發(fā)展速度較快，尤其是房地產(chǎn)開發(fā)產(chǎn)業(yè)日趨火熱。這就是人們對(duì)建筑質(zhì)量的要求越來(lái)越高。所以說(shuō)進(jìn)行生態(tài)建筑設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)方法研究，提出科學(xué)的設(shè)計(jì)方案，對(duì)于建筑行業(yè)的發(fā)展來(lái)說(shuō)具有重要意義。除此之外，高質(zhì)量的房屋是每個(gè)購(gòu)房者的需求，人們總是希望買到價(jià)格合理且生態(tài)環(huán)保的房屋。由此可見，生態(tài)建筑設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)方法的研究是非常必要的，可以更好地滿足購(gòu)房者的消費(fèi)需求。最后進(jìn)行生態(tài)建筑的研究可以提高我國(guó)建筑行業(yè)的整體發(fā)展，促進(jìn)中國(guó)生態(tài)建筑的發(fā)展。

2 生態(tài)建筑的設(shè)計(jì)原理

2.1 與自然環(huán)境和諧相處

通過(guò)對(duì)歷史的考察不難發(fā)現(xiàn)，中國(guó)古代的建筑一直不斷追求人與自然的和諧相處。而生態(tài)建筑所體現(xiàn)的根本理念就是人與自然的和諧相處，充分延續(xù)著人類最古老的自然情懷。對(duì)于建筑工程來(lái)說(shuō)，在建造過(guò)程中它對(duì)自然環(huán)境有著非常大的影響。例如在建造過(guò)程中所產(chǎn)生的垃圾、廢氣、廢物等，都會(huì)對(duì)大氣、水源、周邊環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞。所以說(shuō)在進(jìn)行房屋建造的時(shí)候，一定要遵循人與自然和諧相處的設(shè)計(jì)原則，減少對(duì)照明及制冷設(shè)備的使用，盡量減少對(duì)生態(tài)的破壞，只有這樣才可以更好地促進(jìn)生態(tài)建筑的發(fā)展。

2.2 降低能源消耗

建筑物的能耗損失一般情況有以下兩種：①通過(guò)建筑幕墻的墻體結(jié)構(gòu)與外界產(chǎn)生熱傳遞而帶來(lái)的能耗損失；②由于空氣的深入帶來(lái)的能耗損失。因此為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能施工，一般是通過(guò)合理的設(shè)計(jì)遮陽(yáng)系統(tǒng)，提高幕墻的氣密性能進(jìn)行節(jié)能施工的。所以為了更好地遵循降低能源消耗的設(shè)計(jì)原則，可以設(shè)計(jì)合理的遮陽(yáng)系統(tǒng)、加強(qiáng)建筑幕墻的氣密性設(shè)計(jì)等。例如，玻璃幕墻作為近些年建筑行業(yè)使用較多的建筑技術(shù)，在當(dāng)前的高層建筑中有著廣泛地運(yùn)用。通過(guò)這一技術(shù)不但可以減少建筑的成本，降低建筑的能耗，提升建筑的綜合經(jīng)濟(jì)價(jià)值，同時(shí)也能夠降低建筑的總重量，增加建筑的現(xiàn)代美感，只有這樣才可以更好的促進(jìn)生態(tài)建筑的進(jìn)一步發(fā)展

2.3 為使用者提供健康舒適的環(huán)境

建造房屋的目的是為了保證人們可以更好的居住，所以說(shuō)必須要堅(jiān)持為使用者提供健康舒適的環(huán)境的設(shè)計(jì)原則，讓每個(gè)居住者都可以享受到舒適的居住環(huán)境。首先建造的生態(tài)房屋必須要擁有充足的采光以及良好的通風(fēng)設(shè)計(jì)只有這樣才可以保證居住者的身體健康，提升住戶的滿意度和舒適度。

2.4 充分利用新技術(shù)、新材料

在進(jìn)行生態(tài)建筑的設(shè)計(jì)時(shí)還要充分利用新技術(shù)和新材料，例如對(duì)于玻璃幕墻的設(shè)計(jì)，就可以充分運(yùn)用新型的玻璃材料。玻璃材料也是進(jìn)行建筑幕墻的重要材料之一，其熱輻射率較高，表面換熱性較強(qiáng)，是進(jìn)行建筑幕墻的優(yōu)良材料。在太陽(yáng)光較為強(qiáng)烈的夏季，多余的太陽(yáng)能會(huì)通過(guò)玻璃進(jìn)入到室內(nèi)，而冬季的時(shí)候由于室內(nèi)溫度較高就會(huì)和外部空氣產(chǎn)生熱傳遞，從而增加空調(diào)的負(fù)荷，增加室內(nèi)的能耗。根據(jù)國(guó)際門窗相關(guān)數(shù)據(jù)表明，單層玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)為5.5，中空玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)為2.75，Low-E中空玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)為1.58，由此可見Low-E中空玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)較小，隔熱效果最好，因此在建筑幕墻多采用這一材料。目前采用的Low-E中空玻璃類型分為單銀Low-E中空玻璃、雙銀Low-E中空玻璃和三銀Low-E中空玻璃。我們可以看出三種Low-E中空玻璃的透光性能基本類似，但是三銀Low-E中空玻璃的遮陽(yáng)系數(shù)Sc以及太陽(yáng)紅外熱能總透過(guò)率比另外兩種玻璃要低很多，也就是說(shuō)該種類型的玻璃可以最大限度將太陽(yáng)光吸收掉，從而降低室內(nèi)與室外的熱循環(huán)。所以說(shuō)在建造生態(tài)建筑的時(shí)候，使用新材料和新技術(shù)是非常必要的。

3 生態(tài)建筑的設(shè)計(jì)方法

3.1 實(shí)現(xiàn)自然采光

對(duì)于目前的普通建筑設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，在照明方面都是采用傳統(tǒng)的電力照明方式。但是隨著生態(tài)建筑的發(fā)展和節(jié)能理念的流行，對(duì)生態(tài)建筑的設(shè)計(jì)方法要求越來(lái)越高。例如在采光照明方面，可以利用玻璃幕墻或者是反光設(shè)計(jì)來(lái)充分利用太陽(yáng)光，減少對(duì)電力照明設(shè)備的使用，這樣就可以大大減少能源的消耗，促進(jìn)生態(tài)建筑的發(fā)展。

3.2 合理利用降溫隔熱措施

對(duì)于生態(tài)建筑的設(shè)計(jì)方法來(lái)說(shuō)還必須要進(jìn)行因地制宜，根據(jù)每個(gè)地區(qū)的具體特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，充分利用自然環(huán)境，減少對(duì)能源的消耗。例如在氣候較為炎熱的地區(qū)，就必須要考慮對(duì)室內(nèi)的降溫隔熱設(shè)計(jì)，挑檐板、窗簾以及水幕等設(shè)計(jì)來(lái)避免過(guò)多的陽(yáng)光射入，這樣就可以實(shí)現(xiàn)降溫隔熱的效果，實(shí)現(xiàn)生態(tài)房屋的設(shè)計(jì)。

3.3 充分利用太陽(yáng)能

要知道太陽(yáng)能是一種充足的自然資源，在進(jìn)行生態(tài)建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須要加以充分利用。目前大家所熟知的太陽(yáng)能的利用方法就是太陽(yáng)能熱水器的利用，除此之外，在進(jìn)行生態(tài)建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候，還可以利用太陽(yáng)能進(jìn)行冬季取暖。例如在寒冷的北方地區(qū)，可以將冬季過(guò)多的陽(yáng)光進(jìn)行充分利用，轉(zhuǎn)化為熱能進(jìn)行取暖，這樣就可以降低對(duì)電力的使用，實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)建筑的環(huán)保設(shè)計(jì)。所以設(shè)計(jì)人員必須要掌握這些設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)方法，促進(jìn)生態(tài)建筑業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

3.4 利用壓力以及溫差的作用

對(duì)于建筑的建筑幕墻來(lái)說(shuō)，由于建筑幕墻與外界環(huán)境不是完全隔絕的，會(huì)存在一定程度的透氣性要求。而由于外界大氣壓與內(nèi)部氣壓產(chǎn)生一個(gè)壓差，那么就會(huì)在壓差的作用下使得空氣進(jìn)而到建筑幕墻內(nèi)部。而建筑幕墻的氣密性是降低這一氣體流動(dòng)帶來(lái)的能耗損失?？梢圆捎脙?yōu)質(zhì)的硅膠條對(duì)于建筑幕墻的框架結(jié)構(gòu)內(nèi)部框體空腔進(jìn)行填充，這樣就可以降低室內(nèi)外的壓差，減少氣體的滲透。在分割的前空氣腔內(nèi)填充發(fā)泡材料，并且選用密封膠圈對(duì)于結(jié)構(gòu)銜接的部分進(jìn)行封閉，提高整體建筑的氣密性。除此之外，還要注意充分利用季節(jié)的溫差變化，來(lái)保證室內(nèi)的空氣流通，提高室內(nèi)的環(huán)保程度，保證住戶的身體健康，促進(jìn)住戶舒適度的提高。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文的進(jìn)一步研究，可以發(fā)現(xiàn)生態(tài)建筑是當(dāng)今建筑業(yè)發(fā)展的主流趨勢(shì)，所以必須要對(duì)生態(tài)建筑設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)方法進(jìn)行科學(xué)的分析和研究，促進(jìn)生態(tài)建筑的發(fā)展。希望本文的研究可以為以后的生態(tài)建筑質(zhì)量的提高，提供科學(xué)的借鑒和啟發(fā)。

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2015-1-15