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        生態(tài)建筑的特征與設(shè)計策略研究

        2018-11-09 12:00:10甯嵐姜成業(yè)
        美與時代·城市版 2018年7期
        關(guān)鍵詞:生態(tài)建筑設(shè)計策略特征

        甯嵐 姜成業(yè)

        摘 要:生態(tài)建筑設(shè)計理念的出現(xiàn),為目前生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化的問題提出了新的解決方法。簡要介紹了生態(tài)建筑的概念以及特征,并提出了生態(tài)建筑設(shè)計的相應(yīng)策略,以供相關(guān)工作人員參考。

        關(guān)鍵詞:生態(tài)建筑;特征;設(shè)計策略

        現(xiàn)如今,生態(tài)建筑的設(shè)計理念已經(jīng)越來越引起人們的興趣,許多建筑設(shè)計師和地產(chǎn)開發(fā)商熱衷于將其應(yīng)用到公共建筑以及住宅建筑的建設(shè)中來,以達到綠色節(jié)能、減少環(huán)境污染物的排放等目的。我國是一個人均資源占有量較低的國家,生態(tài)建筑在我國擁有廣闊的發(fā)展前景。

        一、生態(tài)建筑的概念

        生態(tài)建筑設(shè)計就是通過生態(tài)學(xué)理念的合理運用,將建筑物和周邊自然環(huán)境有機融合在一起。不僅建造一個適宜人們居住的空間環(huán)境,還要將其和諧地融入到周圍的自然環(huán)境中去,從而形成一個良好的自然生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。生態(tài)建筑能夠通過各種技術(shù)的合理搭配,使得能源能夠在整個建筑生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部得以高效的循環(huán)利用,從而降低能源的消耗、減少資源的浪費、減少環(huán)境的污染,以有效確保生態(tài)體系的平衡。

        (一)生態(tài)建筑設(shè)計的意義

        生態(tài)建筑設(shè)計是在可持續(xù)發(fā)展理念上建立的,不僅具有著經(jīng)濟意義,還有著一定的環(huán)保意義。從經(jīng)濟上看,生態(tài)建筑設(shè)計更多需要的是前期費用,實現(xiàn)經(jīng)濟目標(biāo)比較緩慢的建筑項目。生態(tài)建筑設(shè)計所帶來的經(jīng)濟回報更多體現(xiàn)在使用者和社會上,只有經(jīng)過漫長的使用期限,生態(tài)建筑的能源節(jié)約價值才能得以體現(xiàn),且能源節(jié)約價值要遠大于建設(shè)投資的價值。因此,推動生態(tài)建筑的使用還需要得到政府的政策支持,需要從立法和稅收兩個方面,推動生態(tài)建筑應(yīng)用。生態(tài)建筑在應(yīng)用過程中,也必須要堅持能源節(jié)約和節(jié)能材料的使用原則。從環(huán)保角度上看,生態(tài)建筑設(shè)計是以環(huán)保為原則進行的設(shè)計,其環(huán)保價值本身就具有獨特的意義,在建筑領(lǐng)域內(nèi),越來越多的聲音提倡生態(tài)技術(shù)的應(yīng)用,越來越多的從業(yè)者重視生態(tài)建筑的研究,這無疑是生態(tài)建筑設(shè)計推廣的大好趨勢[1]。

        (二)生態(tài)建筑設(shè)計的發(fā)展前景

        在很多發(fā)展國家,生態(tài)建筑設(shè)計已經(jīng)進入到良好的發(fā)展階段,例如柏林的奔馳辦公室、法國法蘭克福商業(yè)大樓等等。在我國,生態(tài)建筑設(shè)計還處于起步階段,但是在建筑行業(yè)從業(yè)人員的潛心研究基礎(chǔ)上,建筑設(shè)計已經(jīng)呈現(xiàn)出兩種方向,一種是讓建筑融入自然,另一種是將自然引入建筑設(shè)計。這兩種方向無疑是為生態(tài)建筑設(shè)計發(fā)展提供了良好的環(huán)境,生態(tài)建筑設(shè)計不僅符合可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保理念,是對我國科學(xué)發(fā)展觀的踐行,也是我國建筑行業(yè)甚至是國際建筑行業(yè)發(fā)展的重要趨勢。

        二、生態(tài)建筑設(shè)計的主要特征

        (一)可再生資源的使用

        建筑在建造的過程中應(yīng)盡量使用環(huán)保節(jié)能的新型建筑材料,并通過其蓄熱和隔熱的特性來減少能源的消耗。在進行建筑設(shè)計的過程中,要充分考慮到當(dāng)?shù)氐奶柤帮L(fēng)的運行規(guī)律,通過對太陽能和風(fēng)能的有效利用,使得建筑物具有良好的采光通風(fēng)、冬天保暖、夏天隔熱的效果,從而減少對不可再生資源的消耗。

        (二)建筑材料的可循環(huán)利用

        首先,在建筑物的建造過程中積極使用可再生或者可重復(fù)循環(huán)使用的新型建筑材料;其次,盡量減少從外地采購建筑材料,以減少長途運輸而產(chǎn)生的費用以及廢棄物的排放。這樣不僅能夠有效控制建筑物的造價,還能有力減少建筑垃圾,從而降低建筑物在建造的過程中對于周邊環(huán)境的負面影響。

        (三)降低廢棄物的排放

        生態(tài)建筑在建造和使用的過程中,難以避免會向周圍的環(huán)境中排放一定的廢棄物。應(yīng)充分考慮到建造過程中對周圍環(huán)境以及人們健康的負面影響,盡量減少使用會排放有毒有害污染物的建筑材料,對可能產(chǎn)生有毒有害污染物的建筑材料進行無害化處理。

        三、生態(tài)建筑的設(shè)計策略

        (一)工程實例

        某綠色生態(tài)工程建設(shè)在一個三面環(huán)山,一面望海的位置,其具有人文與自然環(huán)境都非常好的優(yōu)勢。此項目的占地約為16.6萬平方米,其建筑的總建筑面積大概是20萬平方米,而住宅面積為17萬平方米,容積率是1.2。下面就對這一項目進行設(shè)計,并以此項目作為案例,對一些概念進行具體的設(shè)計,方便讀者的理解。

        (二)生態(tài)建筑的設(shè)計目標(biāo)

        生態(tài)建筑系統(tǒng)是一種理想的建筑系統(tǒng),是將非再生能源進行絕對的控制,積極使用可再生能源,期望將建筑融入到生物循環(huán)系統(tǒng)中,最大程度上減輕對生態(tài)系統(tǒng)的破壞。進行生態(tài)設(shè)計的目標(biāo)在于實現(xiàn)功能性空間的同時,降低對環(huán)境的污染,同時減少資源的使用。在生態(tài)建筑設(shè)計中,設(shè)計目標(biāo)主要分成五個層次,一是減少資源和能源的使用;二是降低環(huán)境污染;三是保護周圍自然環(huán)境;四是創(chuàng)建健康的環(huán)境;五是形成建筑功能性和質(zhì)量的統(tǒng)一目標(biāo),形成生態(tài)目標(biāo)和經(jīng)濟目標(biāo)的平衡[2]。

        (三)生態(tài)建筑設(shè)計的原則

        進行生態(tài)建筑的設(shè)計,需要以能源節(jié)約為原則,在合理的時間和條件下,使用節(jié)能技術(shù),對環(huán)境進行保護,最大程度上節(jié)約能源。由于建筑施工所在的地理環(huán)境不同,所處的生態(tài)系統(tǒng)也不同,因此,在設(shè)計過程中,需要從人們的生活環(huán)境出發(fā),對節(jié)約能源、美觀和實用這些角度進行思考。通過生態(tài)建筑設(shè)計,為人民提供良好的生活環(huán)境,建造良好的生活系統(tǒng),讓生態(tài)建筑成為良性循環(huán)的人工生態(tài)系統(tǒng)。

        (四)建筑空間的有效利用

        生態(tài)建筑的設(shè)計對建筑物的節(jié)能和舒適性有著較高的要求,必須要對建筑物之間的空間設(shè)計,公共空間的合理布局進行綜合的部署。在節(jié)約用地資源上,盡量只用低層低密度以及高層高密度等的設(shè)計方案,避免黏土實心磚的應(yīng)用。例如本項目中使用的節(jié)地成套技術(shù),在進行土地空間的設(shè)計時,通過以下兩個方面的設(shè)計,實現(xiàn)了土地利用最大化的目的。首先利用山形錯臺的特點,設(shè)計了地下車庫,進而在使車庫的數(shù)量得以增多的同時容積率也沒受到影響。其次車庫建設(shè)在地下超過4米的位置,并沒有使用地上空間,不僅使得地下的使用面積增大了15160平方米,而且提高了20.8%的土地使用率。

        要合理運用交換空間的存在,使得室內(nèi)外的溫度得以平穩(wěn)過渡,使之成為建筑內(nèi)外環(huán)境的緩沖區(qū)。這樣能夠有效減少能源的消耗,生態(tài)建筑的設(shè)計要從熱工效應(yīng)和環(huán)境舒適度的角度出發(fā),進行建筑結(jié)構(gòu)的合理布置。

        (五)設(shè)計結(jié)構(gòu)體系的生態(tài)化

        建筑設(shè)計師們要將樹系結(jié)構(gòu)充分應(yīng)用到生態(tài)建筑的設(shè)計中去,可以有效改善建筑物的通風(fēng)、日照等問題。在建筑的結(jié)構(gòu)上,需要盡量使用百葉窗、遮陽構(gòu)架等方式方法,從建筑結(jié)構(gòu)上達到節(jié)能的目的[3]。

        (六)建筑物的外圍生態(tài)設(shè)計

        建筑物的外圍生態(tài)包括外墻、墻面以及樓面等建筑物外圍護結(jié)構(gòu),這是遮擋陽光和外部綠化的重要組成部分。外維護結(jié)構(gòu)的設(shè)計要充分考慮到通風(fēng)平衡和陽光的需求,要考慮到建筑場地的地理位置,提供適合于建筑地點氣候條件的濕熱保護。作為建筑物內(nèi)外空間轉(zhuǎn)換的載體,外圍護結(jié)構(gòu)對內(nèi)外空間的聲音、光、熱量等環(huán)境產(chǎn)生巨大的作用。

        (七)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

        為了提高能源的有效利用率,從而達到節(jié)能減排的目標(biāo),可以充分運用新能源開發(fā)建筑物的隔熱保溫的技術(shù)。在進行生態(tài)建筑的設(shè)計中要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況,在建筑建造和運營的過程中充分利用太陽能、風(fēng)能、生物能源等新能源。

        以本項目的節(jié)電設(shè)計為例,通過合理的生態(tài)化的設(shè)計,做到了對潔凈能源的高效利用,本小區(qū)中給所有住戶均配備了140升的光電兩用太陽能熱水器,通過對太陽能熱水器與電能熱水器進行比對后得知,其電能的使用節(jié)約了95%,進而使得本小區(qū)的用電節(jié)約了至少有200萬度。

        (八)建筑技術(shù)的生態(tài)化

        生態(tài)建筑設(shè)計不能僅僅在設(shè)計方案中體現(xiàn),還需要在施工材料、施工技術(shù)以及節(jié)能技術(shù)中體現(xiàn)出來。在生態(tài)建筑的前期施工中,需要注重使用先進的技能技術(shù),節(jié)約建筑材料的使用,控制建筑施工對環(huán)境的污染。在施工過程中,要注意多使用當(dāng)?shù)刭Y源,減少材料運輸過程中產(chǎn)生的污染。在施工中,同樣需要注意信息技術(shù)的使用,盡量使用電子資料替代紙質(zhì)資料,讓資源得到進一步節(jié)約。以本項目設(shè)計為例,在施工過程中,盡量使用平板電腦、移動設(shè)備等,避免不必要的紙資源浪費,減少資源的浪費,保護生態(tài)環(huán)境。

        在用水系統(tǒng)施工中,使用節(jié)水型水龍頭,加強水資源保護。同時,還可以在項目中使用中水系統(tǒng),利用先進的生活污水處理技術(shù),讓生活污水再次利用,再次處理的生活污水可以用來對項目中的綠化區(qū)域灌溉,或者用于公共空間的清潔。另外,生態(tài)建筑設(shè)計可以使用太陽能、風(fēng)能等天然清潔資源設(shè)計供暖供冷系統(tǒng),讓新能源得到再次利用。

        (九)節(jié)能材料的使用

        生態(tài)建筑的設(shè)計過程中要積極使用具有環(huán)境協(xié)調(diào)性的建筑材料。例如使用生態(tài)水泥、混凝土等作為建筑物承重材料和填充的材料;使用外墻保溫材料、絕熱材料等作為墻體保溫的材料;使用吸熱中空玻璃、光電玻璃、熱反射玻璃等作為建筑物的圍護材料;使用非有機溶劑型的涂料,環(huán)保衛(wèi)生的陶瓷材料,以減少對人們的健康損害。

        在本項目進行建設(shè)的時候,并沒有使用粘土實心磚或者是粘土空心磚,而是使用的新型墻體。這種墻體不僅僅擁有較強的保溫隔熱性能,而且對整個建筑的節(jié)能效果的作用也非常顯著,同時也減少了鋼筋的使用量。

        (十)智能技術(shù)的應(yīng)用

        在生態(tài)建筑的設(shè)計過程中,可以使用建筑智能管理技術(shù),利用計算機及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、環(huán)境監(jiān)控與熱敏反應(yīng)技術(shù)對建筑物進行智能化管理。例如自動溫濕控制系統(tǒng)可以利用空氣的熱運動原理,將建筑物內(nèi)部空間中不新鮮的空氣抽出,通過進出風(fēng)口將新鮮的空氣導(dǎo)入;在溫度適宜的時候,將窗戶智能開啟,用導(dǎo)入的自然風(fēng)來調(diào)節(jié)建筑物內(nèi)部空間的濕熱負荷,從而最大限度地獲得自然通風(fēng),以節(jié)省能源的消耗。

        四、結(jié)語

        生態(tài)建筑設(shè)計是將綠色能源的使用和優(yōu)化、環(huán)保問題與建筑物等有機結(jié)合在一起,以可持續(xù)發(fā)展的角度對建筑物進行綠色生態(tài)化的設(shè)計。中國建筑設(shè)計師要將生態(tài)建筑的原則融合到建筑設(shè)計中去,設(shè)計出適合生態(tài)環(huán)境保護需求的生活以及工作的空間結(jié)構(gòu),從而為居民創(chuàng)造一個有益于身心健康的生活環(huán)境。

        參考文獻:

        [1]宮鵬,楊軍,徐冰,張勇.發(fā)展中國的健康城市建設(shè)理論與實踐[J].科學(xué)通報,2018,(11):979-980.

        [2]李旭東.基于需求層次理論的低碳城市建設(shè)對策研究[J].現(xiàn)代經(jīng)濟信息,2017,(13):1-2;4.

        [3]柏媛.簡析綠色生態(tài)可持續(xù)發(fā)展建筑設(shè)計的要點[J].經(jīng)營管理者,2013,(15):54.

        作者單位:

        長安大學(xué)

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