楊陽 左森文 閆磊 柴悅

中聯(lián)西北工程設(shè)計研究院有限公司 陜西 西安 710077

當下隨著社會的進步，人類活動的日益頻繁，資源和環(huán)境遭受了嚴重的破壞，天氣、氣候的變化無常，溫室效應(yīng)也開始不斷加劇，自然災(zāi)害更是頻頻發(fā)生，這些都對地球的循環(huán)系統(tǒng)造成了一定的損傷，甚至有些對人們的日常生活開始造成了一定程度上的危害。人們的生活和工作離不開建筑，現(xiàn)如今設(shè)計理念和設(shè)計技術(shù)正在不斷完善，現(xiàn)代技術(shù)在建造、設(shè)計以及后期的維修保養(yǎng)上都會用到大量的能源，因此生態(tài)建筑就成了現(xiàn)如今城市未來發(fā)展的一項必然趨勢。生態(tài)建筑對于場地設(shè)計、建筑的整體形態(tài)、結(jié)構(gòu)、細節(jié)上的設(shè)計都屬于被動式設(shè)計。通過采用生態(tài)被動設(shè)計策略以及設(shè)計技術(shù)，能夠盡可能地對建筑過程當中的各個細節(jié)實現(xiàn)優(yōu)化，降低在建筑過程當中環(huán)境的污染，不僅能夠彰顯建筑的美學，與此同時還能夠提高整個建筑的安全經(jīng)濟性，對未來建筑行業(yè)的發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義[1]。

1 生態(tài)建筑被動式設(shè)計策略

1.1 建筑的設(shè)計層面

建筑的整體形態(tài)。建筑的整體形態(tài)能夠更加直接地給人們帶來視覺上的沖擊，一處建筑也能夠在某種程度上反映當?shù)氐淖匀伙L光、人文社會、歷史地貌等，換句話說，當下的建筑正是建筑設(shè)計師從理性和感性的角度下綜合分析而創(chuàng)作出來的藝術(shù)作品，現(xiàn)如今的建筑不但能夠體現(xiàn)建筑設(shè)計師獨特的設(shè)計觀念之外，還能夠給人們營造一種舒適、健康、綠色的生活氛圍以及居住空間。例如國際著名的建筑設(shè)計師諾曼福斯特設(shè)計出來的法蘭克福商業(yè)銀行，該處建筑一經(jīng)建成就已經(jīng)成為了迄今為止在高層生態(tài)建筑層面的代表之作，他所設(shè)計出來的高層建筑在外觀上呈現(xiàn)三角形，這也是當今世上首座具備高層生態(tài)辦公的建筑。這座舉世聞名的銀行大樓共有50多層，在縱向上分成了4個部分，每一個部分都具有12層，除此之外整體的建筑還具有一個4層樓高左右的空中花園，這個空中花園不僅僅起到了美觀的作用，還在某種程度上實現(xiàn)了建筑中庭的煙囪效應(yīng)，有助于提升整體建筑的通風性和采光性。法蘭克福商業(yè)銀行大樓不但給人們帶來了更加舒適、生態(tài)的辦公體驗，與此同時憑借著自身特立獨行的設(shè)計形態(tài)，還讓該建筑成為了整個城市的地標性建筑；佇立在美國紐約的“太陽能雕刻塔”也是生態(tài)建筑的一個重要的代表作，“太陽能雕刻塔”現(xiàn)如今地處紐約市的中心地段，周邊布滿了高樓大廈，為了能夠符合當?shù)卦诮ㄖ用娴娜照障嚓P(guān)要求，在進行設(shè)計的過程當中設(shè)計師曾經(jīng)對太陽的光線進行了詳細的分析與探究，并且根據(jù)紐約當?shù)夭煌瑫r期太陽的射入角對整個建筑的形體進行了分解和設(shè)計，最終經(jīng)過無數(shù)次的探究之后才敲定形態(tài)，保證了該建筑能夠獲得最大程度上的光照，該建筑的窗戶采用了特有的鉆石形形狀，這樣做的目的是為了能夠拓展窗面，便于采光。與此同時，正是經(jīng)過這種大膽的設(shè)計才使得整體的建筑形態(tài)得到了徹底的解放，給人們營造一個開放的公共空間，“太陽能雕刻塔”不但彰顯設(shè)計師獨特的設(shè)計理念，在保留了該建筑所具有的功能性的同時也積極貫徹了自然和社會的相互統(tǒng)一的建筑設(shè)計理念。

1.2 中庭空間設(shè)計

隨著建筑設(shè)計理念的不斷完善以及建筑工藝的不斷成熟，為了提高建筑整體的空間感和功能性，促進建筑內(nèi)部上下層空間的互相融合，現(xiàn)如今建筑在設(shè)計的過程當中都會加入中庭空間的設(shè)計。建筑設(shè)計師在進行中庭的設(shè)計時通常采用更加新型的空間形式設(shè)計理念，這樣能夠體現(xiàn)建筑的生態(tài)價值。中庭空間可以確保整體建筑中的光線與氣流通過通道進行流通，這樣能夠在某種程度上起到煙囪和采光井的作用，其中最為典型的代表要數(shù)香港的匯豐銀行，匯豐銀行以所有支撐結(jié)構(gòu)外露，內(nèi)部無支撐而聞名于世，匯豐銀行的中庭空間采用的是反光鏡的設(shè)計方案，這樣每當陽光照入到銀行時，通過中庭空間的反光鏡將光線不斷地折射，這樣經(jīng)過折射的光線就能夠照亮整個建筑的底層，根據(jù)物理中的動力學，中庭還能夠為整體的建筑起到通風的作用，充當了“煙囪”的功能?！盁焽栊?yīng)”正是由于建筑內(nèi)部的熱空氣不斷的上升，拉動建筑內(nèi)的自然通風，然后通過上方的出口排放出去，進而隨著壓強在建筑的底部不斷吸入冷空氣，憑借著空氣的流通將室內(nèi)底層的濕氣和廢氣進行有效的排除，加速了建筑內(nèi)部空氣的流動性，這樣在提高人與自然密切接觸與互動的同時，還能夠有效地避免過度使用空調(diào)和機械通風，在環(huán)保層面也達到了節(jié)能減排的目的。

1.3 底部開敞空間設(shè)計

現(xiàn)如今人們的生活質(zhì)量不斷提高，因此對于建筑的功能性也提出了更高的要求，為了積極響應(yīng)國家相關(guān)部門所提出的生態(tài)環(huán)保理念，在現(xiàn)代建筑設(shè)計規(guī)劃的過程當中應(yīng)該更加注重建筑的底部環(huán)境與整個城市氛圍以及環(huán)境的各種關(guān)系。當下國內(nèi)的很多現(xiàn)代建筑都提高了建筑底層的空間，這樣做的目的是能夠確保在建筑的底層空間留出更多的活動范圍和開放性的空間，通過這樣的設(shè)計策略來促進建筑底層空間與城市之間的融入。將建筑的底層進行架空形成開放性的空間，這樣不僅對城市內(nèi)部的綠地景觀能夠進行覆蓋之外，還有助于提高自然風的流動性。底部開敞空間設(shè)計策略利用建筑的整體形式來提高自身的功能性，不僅提升當下建筑的功能性，與此同時還能夠?qū)崿F(xiàn)城市與經(jīng)濟之間的協(xié)調(diào)發(fā)展。為了積極響應(yīng)國家所提出的建筑節(jié)能以及綠色建筑的相關(guān)理念，深圳市作為國內(nèi)首批的示范試點。其中萬科中心就成為了示范項目當中的重點項目。萬科中心地處深圳市的大梅沙內(nèi)湖公園，在設(shè)計策略上建筑設(shè)計師采用了斜拉索結(jié)構(gòu)的設(shè)計，這樣能夠使整體的建筑底部架空將近幾十米，讓從遠處來看，整體的建筑仿佛懸浮于空中，不僅讓地面在炎炎的夏日獲得了更多的陰影，與此同時還便于海風的流動。在夏季可以便于人們躲在陰涼處進行避暑乘涼，還能夠盡情地感受海風，建筑下面還有一個小湖，湖面由三座小島環(huán)繞其中，它們形態(tài)各異，猶如一個個明珠點綴其中，頗有野趣。正是這種懸浮式的建筑形態(tài)給綠地景觀在設(shè)計上帶來了更多的創(chuàng)作空間。萬科中心在設(shè)計策略上針對深圳市的亞熱帶氣候進行了全面的分析，并充分地借助這種特有的氣候進行設(shè)計，正是由于這種架空式的設(shè)計使得在萬科中心底層形成了一個沒有邊界的公園，為周邊的人們提供了一個在餐后漫步、休息以及孩子自由玩耍的天然場所。

2 生態(tài)建筑被動式設(shè)計技術(shù)

2.1 生態(tài)建筑材料技術(shù)

當下國內(nèi)大力倡導節(jié)能減排的理念下，建筑行業(yè)在建設(shè)和發(fā)展過程中的生態(tài)環(huán)保問題也成為了社會各界關(guān)注熱門，假設(shè)不能合理的管控，這樣長久下去就會對國內(nèi)的發(fā)展造成嚴重的沖擊。對此，在建筑設(shè)計的過程中要大力提倡使用綠色節(jié)能建筑材料[2]。在2000年的德國世博會中日本國家館通過使用廢紙來作為建筑材料來充當整體建筑的支撐結(jié)構(gòu)，該建筑該建筑地上3層，建筑高度28m，通過利用人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷募垙埥?jīng)過后期的加工制造形成一個個空心紙筒。然后將紙筒通過組合排列式的排列搭建成巨大的拱形跨度展廳空間，在紙筒外側(cè)附著著白色膜結(jié)構(gòu)，這些紙筒在進行展出之后仍然可以作為廢舊的材料進行回收再利用，利用紙筒作為建筑材料是日本當?shù)氐慕ㄖ煘榱藢崿F(xiàn)“零污染、零排放”的建筑設(shè)計理念而采取的一項探索性的嘗試，也向人們展示了現(xiàn)如今生態(tài)建筑材料的各種可能性以及未來發(fā)展前景。

建筑材料是建筑中的一項重要參數(shù)，因此建筑材料的運用以及建筑材料的革新也能在某種程度上決定著整體建筑在設(shè)計過程中的表達形式。例如在上海世博會西班牙國家館，通過采用天然竹藤條編制的方式來使得整體的建筑呈現(xiàn)波浪形的效果，從遠處觀看建筑的整體外觀在竹藤條建筑材料的裝飾下仿佛一個巨大的“竹籃”，這樣的設(shè)計結(jié)構(gòu)能夠使室外的天然光通過建筑材料照射到室內(nèi)，使室內(nèi)獲得自然光，進而降低照明材料的使用，提高整體建筑場館的采光度。

2.2 太陽能資源利用技術(shù)

古往今來，人類在進行建筑的過程當中就與太陽能有著密切的關(guān)聯(lián)。起初對于太陽能這類資源的利用上，主要是通過被動的方式：就是在進行建筑的建造與設(shè)計過程當中將太陽能的熱能與光能直接拿來使用，這樣能夠通過太陽能讓建筑變得更加的光亮、溫暖；此后，隨著信息技術(shù)的進步以及人們對于建筑功能性需求的提高，人們對于太陽能資源的利用也開始逐漸由被動式開始朝著主動式的使用方向發(fā)展。

太陽能是一種可以循環(huán)再生的可利用型清潔能源，人們在建筑的過程當中對于太陽能資源的利用，除了可以采光、供暖之外，還可以利用主動式太陽能設(shè)備在建筑的過程當中利用太陽能技術(shù)，主要可以分為以下三種情況：首先，太陽能被動技術(shù)，例如在建筑的設(shè)計過程當中充分利用太陽能資源來進行整體建筑的采光和供熱；其次，通過利用太陽能集熱技術(shù)在進行設(shè)計的過程當中，通過建筑中的介質(zhì)來將日常生活當中的太陽能的熱能進行儲存，然后供給整個建筑，以此來滿足能耗的相關(guān)需求，例如將更換太陽能照明設(shè)備，提升建筑內(nèi)部的照明效果，這樣既可以提升光照還可以降低能耗，有條件的還可以增設(shè)智能開關(guān)，能夠根據(jù)光線、環(huán)境實現(xiàn)建筑內(nèi)部各個系統(tǒng)的控制，讓“人走燈滅”變?yōu)榭赡?；最后，就是通過太陽能的轉(zhuǎn)換技術(shù)，利用建筑中的相關(guān)設(shè)備，采集太陽能資源中的熱能通過一系列的轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化為人們?nèi)粘Ｉ钪兴枰哪茉矗@樣能夠在最大程度上提升能源的使用率，做到節(jié)能減排、綠色環(huán)保。

2.3 風能資源的利用技術(shù)

與太陽能相比，風能同樣的是作為一種清潔無污染的可再生能源在現(xiàn)如今的各行各業(yè)中都有著廣泛的應(yīng)用，具有著十分寬廣的發(fā)展前景?，F(xiàn)如今人們對于風能的利用還主要體現(xiàn)在一些風能密度較大的地區(qū)。通常以發(fā)電廠為主要的使用場景，但是科學技術(shù)的不斷進步以及人們對于生態(tài)環(huán)保理念的逐步重視，對于一些國內(nèi)的風能利用率相對較低的地區(qū)，在進行建筑和設(shè)計的過程當中，也勢必會得到重視和發(fā)展。

2.4 水資源的利用技術(shù)

水是萬物生存之本，從數(shù)據(jù)上來看我國的水資源人均占有量跟其它發(fā)達國家相比還有一定的差距，對此，在對建筑設(shè)計時就要優(yōu)先考慮水資源的節(jié)能，這樣能夠確保人們的日常使用和生活。在設(shè)計過程中可以在建筑中增設(shè)水資源回收處理系統(tǒng)，這樣能夠讓人們生活中的水資源實現(xiàn)回收再利用，實現(xiàn)真正意義上的“海綿建筑”，讓水資源得到最大限度的使用，還可以在建筑周圍開展人工濕地等項目，這樣不僅能夠?qū)⒕用裆町a(chǎn)生的污水進行二次處理循環(huán)利用，真正意義上的實現(xiàn)人與自然、社會和諧發(fā)展[3]。

2.5 墻體的節(jié)能施工

利用生態(tài)環(huán)保、綠色、高效的結(jié)構(gòu)是生態(tài)建筑最為重要因素之一，合理地進行建筑結(jié)構(gòu)上的設(shè)計能夠盡可能降低傳統(tǒng)建筑材料的使用，節(jié)約后期的材料成本。

通常情況下，在建筑設(shè)計中，如果相關(guān)的施工技術(shù)嚴格參照著設(shè)計工藝和設(shè)計中的數(shù)據(jù)進行施工，那么，在墻體層面完全能夠達到生態(tài)環(huán)保以及節(jié)能的作用。總的來說，建筑中的墻體自身就帶有防水和保溫的功能，但是對于一些冬季相對寒冷的地區(qū)來講，由于冬季的溫度特別低，整個冬季較為寒冷，在這種長期低溫的環(huán)境下，鋼筋混泥土的保溫性遠遠下降。對此，在建筑設(shè)計的過程中，就需要給墻體進行保溫。在保溫的方式上，可以通過兩種方式，內(nèi)保溫和外保溫的方式來進行解決。通常情況下，在北方的冬季都有供暖，因此在這種這兩種技術(shù)的選擇上，要根據(jù)室內(nèi)的供暖情況來進行決定。如果供熱時間相對較長的話，那么就可以在外墻上采用外保溫的技術(shù)。在施工的過程中也要格外注意，避免由于操作不當不但降低了墻體的保溫效果，而且還容易使墻體出現(xiàn)結(jié)露的現(xiàn)象。對于國內(nèi)的一些南方地區(qū)來說，通常情況下在建筑墻體的設(shè)計可以采用圍護結(jié)構(gòu)，這樣的設(shè)計能夠提升房屋建筑的保溫性，起到隔涼隔熱的效果，這樣不管是在南方炎熱的夏季還是寒冷的冬季都能夠降低對空調(diào)系統(tǒng)的使用，減少能源的使用。圍護結(jié)構(gòu)在設(shè)計過程中就要對建筑各個區(qū)域進行實地的考察，合理的規(guī)劃，選擇適用的材料以此來提升隔涼隔熱的效果。現(xiàn)如今最為常見的要數(shù)通過植物來形成保溫層，將綠植作為圍護結(jié)構(gòu)的外結(jié)構(gòu)，從而提升房屋建筑的牢固性，美化環(huán)境。通過將綠植作為圍護結(jié)構(gòu)的外結(jié)構(gòu)能夠減少在光線對建筑的直射，起到隔絕紫外線的效果，減少輻射[4]。

3 結(jié)束語

由此可見，在現(xiàn)如今建筑的設(shè)計過程當中，注重生態(tài)節(jié)能，提高建筑的功能性和使用效率，要深入探究當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，這樣能夠有助于開展生態(tài)建筑的相關(guān)設(shè)計工作。通過對生態(tài)建筑被動式的設(shè)計策略和設(shè)計技術(shù)進行深入的探究夠提高建筑整體形態(tài)的合理性，充分利用生態(tài)建筑被動式設(shè)計策略和設(shè)計技術(shù)不但能夠給建筑行業(yè)帶來了全新的發(fā)展機遇，也能夠使建筑行業(yè)朝著更加生態(tài)、高效、節(jié)能、綠色的層面發(fā)展。