張辰辰 （安徽新時代建筑設(shè)計有限公司，安徽 合肥 230031）

0 前言

在建筑設(shè)計中融入生態(tài)建筑學(xué)思想，已經(jīng)成為當(dāng)前建筑行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，生態(tài)建筑學(xué)的應(yīng)用是十分有必要的，并且在應(yīng)用過程中已經(jīng)得到了廣大用戶的高度認(rèn)可。為了能夠進一步優(yōu)化生態(tài)建筑學(xué)在建筑設(shè)計中的應(yīng)用，我們必須對具體應(yīng)用方法以及應(yīng)用原則等內(nèi)容進行深入的探究。

1 生態(tài)建筑的內(nèi)涵和原則

1.1 生態(tài)建筑內(nèi)涵

生態(tài)建筑是建筑學(xué)體系中一個非常重要的內(nèi)容，主要關(guān)系到建筑構(gòu)造以及周圍環(huán)境之間的協(xié)調(diào)共生關(guān)系。生態(tài)建筑指的是利用生態(tài)學(xué)的相關(guān)理論知識，以及實踐技巧將其應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計與規(guī)劃之中，從而能夠?qū)⒔ㄖ镌O(shè)計為整體環(huán)境系統(tǒng)中的組成部分，減少人工建筑物與自然環(huán)境之間的不協(xié)調(diào)性和突兀性，在建筑物與周圍環(huán)境之間，找到一個科學(xué)的平衡點，使二者之間能夠始終保持巧妙的平衡。與此同時，我們還應(yīng)該通過對生態(tài)學(xué)相關(guān)原理與知識理念的學(xué)習(xí)，來獲取更多的相關(guān)建筑元素設(shè)計以及結(jié)構(gòu)單元設(shè)計，在提高建筑物與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)性的同時，減少建筑建造過程中以及使用過程中所造成的能源消耗，提高生態(tài)建筑的生態(tài)性和綠色性[1]。

生態(tài)建筑的含義主要包括以下兩個方面，首先是在對建筑物以及周圍環(huán)境之間的關(guān)系進行考慮的過程中，應(yīng)該既能發(fā)揮當(dāng)前建筑物的使用性能以及使用效果。與此同時又不破壞周圍環(huán)境的整體性，盡可能與周圍環(huán)境形成協(xié)調(diào)融合的效果，并且最大限度地減少在建造過程以及生活過程中所產(chǎn)生的能源消耗，做到綠色環(huán)保。其次是在對建筑物進行設(shè)計的過程中，應(yīng)該根據(jù)當(dāng)前環(huán)境以及空間布置進行對建筑物形狀、規(guī)模、方向等關(guān)鍵因素和參數(shù)的合理設(shè)計，從而使建筑物能與周圍環(huán)境融為一體，并且彼此之間相互襯托，極大地提高當(dāng)前建筑物建設(shè)的美感，提升業(yè)主的居住體驗，改善建筑物使用舒適度，對于當(dāng)前承建單位經(jīng)濟效益增長和社會效益增長有著至關(guān)重要的作用。

1.2 生態(tài)建筑原則

目前，隨著環(huán)境破壞情況的日益加劇，以及各種環(huán)境破壞因素的活躍，導(dǎo)致全球范圍內(nèi)自然環(huán)境破壞越發(fā)嚴(yán)重，甚至已經(jīng)對人民群眾的日常生產(chǎn)生活造成了嚴(yán)重的影響，如極地已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了臭氧層空洞的存在，全球變暖、沙塵暴等極端天氣頻繁出現(xiàn)，甚至海平面上升已經(jīng)對沿海國家造成了一定的威脅。自然環(huán)境的破壞嚴(yán)重，影響到了人民群眾正常的生產(chǎn)生活，并且引起了社會各界乃至全世界范圍內(nèi)的高度重視，因此我們必須對環(huán)境破壞狀況進行反思。隨著社會經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)水平的迅速發(fā)展，無論是經(jīng)濟社會還是人類社會都需要大量的能源作為發(fā)展的依托。那么是否有辦法，既能夠滿足人類日常生產(chǎn)生活的需求，又能夠盡可能地減少對環(huán)境造成的破壞，這就是生態(tài)建筑設(shè)計的初衷。我們根據(jù)對生態(tài)建筑的相關(guān)研究來看，生態(tài)建筑的目標(biāo)是能夠以最低的成本投入來獲得最大的價值，并且在此過程中盡可能減少不可再生能源的使用。多使用新型能源，比如風(fēng)能、地?zé)崮艿葋硖娲鷤鹘y(tǒng)的污染能源，從而盡可能地減少建筑能耗，從建筑方面做到節(jié)能減排，減少對環(huán)境的破壞，進一步推動人類社會的健康發(fā)展。

首先生態(tài)建筑設(shè)計過程中，應(yīng)該堅持節(jié)約資源、高效利用的原則。生態(tài)建筑設(shè)計的基礎(chǔ)和前提就是對于資源的有效利用和保護。在此過程中，應(yīng)該盡可能地減少不可再生能源的使用，為了能夠保障我國人民群眾的正常生活以及社會經(jīng)濟的常規(guī)發(fā)展，就必須尋求可再生能源的替代，并在此過程中不斷探尋節(jié)能減排的新方向和新道路。由于長期以來，我國將發(fā)展重點放置在經(jīng)濟社會的發(fā)展上忽略了對環(huán)境以及自然資源的保護，造成了對資源的超前開發(fā)甚至破壞，從而導(dǎo)致我國自然環(huán)境遭受了巨大的負(fù)面影響，出現(xiàn)了水污染、噪聲污染、光污染，空氣污染等嚴(yán)重的污染情況，環(huán)境和氣候也出現(xiàn)了各種各樣的問題，因此我們在社會生產(chǎn)生活的過程中，必須注重節(jié)能減排，盡可能地保障自然環(huán)境的健康維護和改善。建筑能耗通常是社會總體能源消耗中的重要組成部分，為了能夠減少建筑能耗的產(chǎn)生，優(yōu)化我國自然環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)就必須進行綠色建筑設(shè)計，也就是生態(tài)建筑的建筑設(shè)計重點是減少對于各種污染性較強且不可再生的傳統(tǒng)能源的過度依賴，并在此基礎(chǔ)上對新能源以及可再生能源如風(fēng)能、地?zé)崮?、太陽能進行最大限度的開發(fā)，并且在施工過程中盡可能使用環(huán)?？苫厥盏慕ㄖ牧?。在施工后，將各種可回收的資源以及材料進行回收，從而減少對環(huán)境的破壞和污染。

其次，生態(tài)建筑在設(shè)計過程中，其目標(biāo)是使建筑物以及建筑物的使用者能夠與環(huán)境之間實現(xiàn)和諧相處，并且能夠滿足業(yè)主對于當(dāng)前建筑環(huán)境的舒適性和實用性的要求，這也是進行生態(tài)建筑設(shè)計的前提和基礎(chǔ)。在當(dāng)前傳統(tǒng)建筑模式下，建筑物舒適程度的提高，主要是通過能耗的提高來進行控制，尤其是對于冬季以及夏季的溫度控制來說，如果降低了能源消耗那么就很難對傳統(tǒng)建筑物進行相應(yīng)的溫度控制，從而導(dǎo)致建筑物的使用舒適度降低。生態(tài)建筑很好地解決了這點問題，生態(tài)建筑與人類活動和建筑設(shè)計的可持續(xù)發(fā)展以及可持續(xù)使用之間是密切相關(guān)的，比如當(dāng)生態(tài)建筑長時間接受陽光的照射，可以有效地減少室內(nèi)病毒細(xì)菌的產(chǎn)生與存在，通過自然通風(fēng)能夠有效地使空氣進行流通，改善屋內(nèi)空氣環(huán)境和溫度水平。進行綠植的種植和擺放不但能夠作為裝飾物提高建筑設(shè)計的美觀程度，而且還能有效地減少建筑物內(nèi)出現(xiàn)的各種有毒有害氣體，并且提高建筑物使用的舒適程度。所以進行生態(tài)建筑的設(shè)計需要在確保降低能耗的同時，提高建筑的綠色程度和居住的舒適度，這也是生態(tài)建筑與傳統(tǒng)建筑相比最大的優(yōu)勢所在。

2 生態(tài)建筑設(shè)計的方法

2.1 建筑整體的設(shè)計

環(huán)境體系結(jié)構(gòu)不但能夠?qū)Ξ?dāng)前建筑的整體設(shè)計問題提供新的解決方案，而且能夠有效地改善當(dāng)前建筑物與環(huán)境之間所產(chǎn)生的集成和交互關(guān)系，明確當(dāng)前建筑物在周圍環(huán)境中的具體位置以及相應(yīng)身份。我們在進行生態(tài)建筑的設(shè)計過程中，必須滿足兩方面要求。首先，生態(tài)建筑必須與周圍環(huán)境，尤其是外部所處的自然環(huán)境相融合，從而能夠有效地避免對當(dāng)前環(huán)境產(chǎn)生破壞，另外還要盡可能提升建筑物本身與周圍環(huán)境的風(fēng)格協(xié)調(diào)統(tǒng)一程度，從而保持充分的平衡和和諧[2]。其次，為了能夠保障生態(tài)建筑設(shè)計的完整性，還應(yīng)該對當(dāng)前建筑環(huán)境的人文環(huán)境進行深入的調(diào)查和分析，并根據(jù)環(huán)境的具體情況與信息進行相應(yīng)的設(shè)計，做到尊重和保護當(dāng)前建筑環(huán)境的人文環(huán)境，并且充分利用當(dāng)?shù)氐娜宋奈幕攸c來進行建筑設(shè)計，不但能夠有效提高建筑設(shè)計的文化內(nèi)涵，而且能夠更加方便快捷地獲得當(dāng)?shù)厝嗣袢罕姷慕蛹{與認(rèn)可。生態(tài)建筑的整體設(shè)計是為了能夠營造一個良好的生存和生活環(huán)境，必須根據(jù)當(dāng)前已知已有的自然條件和人文條件來進行相應(yīng)的設(shè)計，在與自然環(huán)境充分融合的前提下，完整地保存并發(fā)揚建筑物所在地的人文特征以及文化歷史面貌，形成當(dāng)前建筑物的豐富文化內(nèi)涵[3]。

2.2 節(jié)能減排的設(shè)計

建筑行業(yè)是能源消耗最大的行業(yè)之一，我們進行生態(tài)建筑設(shè)計的最主要目的就是減少建筑在建設(shè)以及使用過程中所產(chǎn)生的能源消耗，從而達到對生態(tài)和環(huán)境的改善作用。門窗作為建筑物隔熱系統(tǒng)中最重要的組成部分，其能量的損失能夠達到當(dāng)前整個建筑物供暖系統(tǒng)以及制冷系統(tǒng)產(chǎn)能的一半甚至以上，另外，建筑物外墻也在使用過程中，會產(chǎn)生大量的能量散失。所以我們在進行生態(tài)建筑的設(shè)計時，應(yīng)該首先將門窗的隔熱性能和儲能作用放在設(shè)計的第一位。通過改善門窗的材料結(jié)構(gòu)等方法加強門窗的性能，從而有效地減少門窗造成的熱量散失，進而降低能源的消耗。其次，我們還應(yīng)該對建筑外墻的隔熱功能進行相應(yīng)的設(shè)計，使用外墻保溫技術(shù)對其進行保溫操作，并且根據(jù)當(dāng)前建筑物及其外墻的具體情況進行保溫技術(shù)的選擇。另外，還應(yīng)該根據(jù)建筑所在地的氣候要素以及溫度要素進行建筑材料和保溫隔熱材料的選擇。最后，我們在進行建筑建造的過程中，還應(yīng)該盡可能地做到節(jié)能環(huán)保，減少工業(yè)廢水、工業(yè)廢氣、工業(yè)廢物，這三廢的排放在完成建筑建設(shè)之后，應(yīng)進行有機處理，盡可能減少這些垃圾廢料對土壤以及水源的破壞，另外還應(yīng)該對建造過程中所使用的可回收材料以及工具進行回收。

2.3 合理選擇建筑材料

圖1 項目俯瞰圖

合理地進行建筑材料的選擇，是生態(tài)建筑設(shè)計和建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，建筑材料是建筑質(zhì)量，提高的前提和關(guān)鍵，為了能夠有效地提升建筑物的質(zhì)量，我們不但要對建筑材料的質(zhì)量進行嚴(yán)格的把關(guān)與挑選，還應(yīng)該對材料的生產(chǎn)情況處理情況以及儲存情況進行相應(yīng)的把控。生態(tài)建筑最大的特點就是其生態(tài)性，所以在建筑材料選擇的過程中，也應(yīng)該選擇綠色環(huán)保的建筑材料，盡可能地使用可再生材料來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的不可再生建筑材料，從而減少對各種不可再生能源的消耗，達到保護環(huán)境的目的。

3 建筑生態(tài)設(shè)計的具體應(yīng)用

3.1 項目概況

案例項目為筆者2021年參與設(shè)計的空港國際小鎮(zhèn)小學(xué)項目，位于安徽省合肥市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)空港國際小鎮(zhèn)施水路與新民北路交叉口東南角，緊鄰小鎮(zhèn)中軸的城市生態(tài)公園?？傆玫孛娣e34951m2，總建筑面積41482m2，其中地上32478m2，地下9004m2。綠色建筑設(shè)計為二星級。

3.2 整體布局

本項目行政教學(xué)辦公樓與公共教學(xué)樓布置在北側(cè)靠近主出入口;六棟相對獨立的年級教學(xué)樓單體靠南側(cè)布置，相對僻靜；食堂和風(fēng)雨操場布置在西南角，靠近次出入口和室外運動場地，使得食堂具有便捷的后勤貨運流線，以及風(fēng)雨操場與室外運動場地緊密結(jié)合。

3.3 被動式節(jié)能

建筑能耗中50%以上是空調(diào)能耗,空調(diào)能耗—半是因為外窗(包括透明幕墻)的損耗，因此建筑外窗合理設(shè)置遮陽是非常有意義的。太陽輻射通過窗戶進入室內(nèi)，是夏季房間過熱、構(gòu)成空調(diào)負(fù)荷的主要原因，設(shè)置遮陽是減少太陽輻射進入室內(nèi)的一個有效措施。本項目建筑外窗采用Low-E玻璃，年級教學(xué)樓南側(cè)及部分東側(cè)設(shè)置有陽臺，具備很好的遮陽效果;7#樓南向設(shè)置有豎向百葉造型，分割立面的同時起到豎向遮陽的作用,將強烈的直射光線化為柔和的漫反射光線，室內(nèi)光環(huán)境品質(zhì)得到提升（見圖2）。

3.4 能耗監(jiān)測系統(tǒng)

本項目設(shè)計能耗量監(jiān)控系統(tǒng):能耗監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備通過中控計算機對采暖與空調(diào)制冷系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、電梯和給排水系統(tǒng)等系統(tǒng)消耗能源進行監(jiān)控和管理。

根據(jù)系統(tǒng)應(yīng)對各用能系統(tǒng)實施信息采集、顯示、分析、處理、維護及優(yōu)化管理的原則，應(yīng)用信息通信和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過能源采集控制器分別對空調(diào)、給排水、變配電、照明、雨水收集、回用處理及其他建筑設(shè)施等各類所納入監(jiān)控的機電設(shè)備使用及管理等運行信息，予以采集、接收、交換、傳輸，并通過能效管理系統(tǒng)專用服務(wù)器實現(xiàn)存儲、檢索和顯示等綜合的信息處理與通信功能。從而實現(xiàn)以下目標(biāo):①實現(xiàn)建筑能耗實時監(jiān)測，確切掌握用能總量及動態(tài)變化；②對建筑用能進行系統(tǒng)診斷，指導(dǎo)合理用能；③協(xié)助管理方建立節(jié)能長效機制；④對采用的節(jié)能新技術(shù)進行后評估；⑤在系統(tǒng)基礎(chǔ)上實現(xiàn)分項用能定額管理制度；⑥與大型公共建筑節(jié)能監(jiān)管平臺實現(xiàn)無縫連接；⑦能耗監(jiān)測可與BA等管理系統(tǒng)實現(xiàn)整合、集成。

3.5 海綿城市

本項目海綿城市建設(shè)全面采用滲、滯、蓄、凈、用、排”的理念完成設(shè)計布局并進行徑流組織設(shè)計。主要的雨水徑流控制措施采用了透水鋪裝、下凹式綠地、雨水溝渠、生物滯留設(shè)施和雨水回收系統(tǒng)等海綿措施，以減少城市徑流外排、減輕面源污染，來滿足年徑流總量控制率和年SS去除率的控制要求。海綿設(shè)施布置如圖3所示。

圖2 被動式遮陽效果圖

圖3 海綿設(shè)施布置圖

根據(jù)《合肥空港國際小鎮(zhèn)水生態(tài)系統(tǒng)綜合規(guī)劃》，本項目地塊內(nèi)雨水經(jīng)雨水花園、下凹式綠地下滲進入小區(qū)內(nèi)的清潔雨水管網(wǎng);經(jīng)透水鋪裝下滲進地庫頂板后收集集中排入市政傳統(tǒng)雨水管網(wǎng)，溢流的雨水通過溢流口排入小區(qū)內(nèi)傳統(tǒng)雨水管網(wǎng)。多余的蓄水經(jīng)濫流口進入場地內(nèi)雨水管，后排入市政雨水管。

本項目擬采用兩套雨水管網(wǎng)系統(tǒng)，分別為清潔雨水管網(wǎng)和傳統(tǒng)雨水管網(wǎng)系統(tǒng)。屋面雨水通過雨落管斷接至植草溝再匯入最近的海綿設(shè)施,地面產(chǎn)生的徑流可順植草溝或者順坡進入下凹綠地或雨水花園，過濾入滲排入清潔雨水管網(wǎng)，超量雨水通過溢流口排入雨水管網(wǎng)，傳輸排入市政雨水管。

4 結(jié)束語

生態(tài)建筑學(xué)已經(jīng)成為我國當(dāng)前建筑設(shè)計中頗受重視的理念和手段。成功應(yīng)用在建筑設(shè)計工作后，建筑工程的整體水平以及應(yīng)用水平得到了明顯的提升，不僅能夠符合當(dāng)前人民群眾對建筑日新月異的需求，而且能夠推動我國建筑行業(yè)進一步發(fā)展，這就需要建筑設(shè)計人員能夠從多個設(shè)計方面進行切入，針對如何解決以往建筑物應(yīng)用中存在的能源消耗以及環(huán)境破壞等問題進行解決，并且采取科學(xué)合理的設(shè)計手段來提高建筑物的節(jié)能效果。