對生態建筑的探索

陳小芳 汪建

摘要：文章從前期選址、場地規劃、建筑設計到后期運營管理全面系統的進行了探索，從而實現建筑生命全周期的生態理念。

關鍵詞：生態建筑；可持續能源；建筑節能

中圖分類號：TS958文獻標識碼： A

20世紀70年代石油危機引發了節能建筑和太陽房，人類便開始了生態建筑的探索。生態建筑簡稱ECO，即將建筑及其周邊環境看成一個生態系統，通過設計、管理等手段，使建筑內外空間中的各種物質、能源在建筑生態系統內部有秩序地循環轉換，獲得一種高效、低耗、無廢、無污、生態平衡的建筑環境。生態建筑的三個宗旨是：1、減少資源、能源消耗對環境的影響；2、創造健康、舒適的居住環境；3、與周圍自然環境的和諧共處。生態建筑的形成與實現，主要可由以下幾個方面進行把控。

一、生態建筑的選址

任何建筑都必然要處于一定的環境當中，并且和環境密切聯系，環境的好壞對建筑的影響非常大。要實現生態建筑，在思想觀念上，必須尊重自然，必須關注建筑所在地域與地段的環境特征，必須將建筑與其周圍環境作為一個整體的、有機的、具有結構和功能的生態系統對待，并從可持續發展的角度仔細研究建筑與周圍環境個因素間的關系，以及整體生態系統的機能。

前期選址的意義重大，因為它具有長期性和固定性，并且直接影響設計以及造價。生態建筑場地選擇的基本原則是：建設項目應符合所在地區、城鄉、鄉鎮的總體規劃規定；綠色生態建筑要節約用地，不得占用農村耕地；要有利于保護環境與景觀，要嚴格執行環保部門胡規定和要求，不得污染水源、河流、湖泊，有利于廢水、廢氣、廢渣的三廢處理，并維持生態平衡。

二、生態建筑場地規劃肯建筑空間布局

要進行生態建筑場地規劃，首先必須改變人與自然對立的觀點，樹立新的生態自然觀和可持續發展觀；其次是用系統和整體的思想分析處理各構成要素間的關系，遵循相應的生態設計原則和持續發展設計原則，進行生態建筑內容和因素的設計，從而實現人、建筑、自然三者的和諧統一。

生態建筑的規劃布局會根據地區特點和建筑性質，巧用地形條件，將建筑與自然融為一體。城市熱導效應是指城市中的氣溫明顯高于外圍郊區的現象。城市熱導效應是由于人們改變城市地表而引起的小氣候變化的綜合現象，在冬季最為明顯，夜間也比白天明顯。生態建筑的規劃設計會充分利用原有地形，將對地形地貌的不利影響減至最少。這樣一來可以避免熱導效應，而來可以降低造價減少工期，節約能源。

古今中外，優秀的建筑大師都十分注意對地形、環境的利用?，F代“有機建筑”大師賴特極力主張“建筑應該是自然的，要成為自然的一部分”。這種建筑與環境的統一在我國古典園林的運用達到“雖由人做，宛若天開”的境界。比如，在住宅規劃布局中，我們應根據場地周邊環境及地形特點，靈活運用行列式、周邊式、點群式、院落式，還可以將高層、低層進行合理搭配，組成空間多變、層次豐富的組群。

三、生態建筑設計

建筑從選材到主體結構，從平面布置到細部構造，從建筑節能到設備節能各個方面都應該堅持生態理念。在建筑設計中，我們可以從下面幾點進行思考。

1、建筑物體型系數

建筑體型系數等于建筑物與室外大氣接觸的外表面積與其所包圍的體積的比值，即S=F0/V0。外表面積中，不包括地面和不采暖樓梯間隔墻和戶門的面積。建筑物體型系數越大，相對建筑外表面積增大，建筑物維護結構耗熱量就會越大。因此，在建筑方案設計時，要嚴格控制建筑體型系數。

減少建筑物的體型系數可以從這些方面入手：（1）建筑面積相同，平面形式為圓形時體型系數最小，依次是正方形、長方形。（2）加大建筑進深尺寸，這一措施既可以減少建筑體型又可節約用地；（3）平面空間盡量減少凹凸變化，減少建筑物與室外大氣接觸的外表面積；（4）嚴寒地區采用東西向住宅，可在冬季獲得更多的太陽能，減少建筑采暖能耗。（5）增加建筑物的層數；（6）加大建筑物的體量即可減少建筑體型系數。

2、建筑維護結構用材和構造。

堅持建筑節能設計，提高建筑維護結構的保溫隔熱性能。對于不透明的維護結構入墻、屋頂、懸挑樓板，其保溫性能用熱阻和熱穩定性來衡量。保溫措施有：增加墻厚；利用保溫性能好的材料；設置封閉的空氣間層等。對于透明維護結構如窗、門、玻璃幕墻等，在增加熱阻降低傳熱系數的同時，應提高其氣密性、水密性，并在建筑材料與構造上不斷地開發利用新的建筑節能技術。

綠色建材是指健康、環保、安全型的建筑材料，在國際上通常也稱為“健康建材”、“環保建材”。綠色建筑材料既能夠降低環境污染又能夠減少使用過程中對能耗的使用，如具有輕質、高強、防水、保溫、隔熱、隔聲等功能的新型墻體材料。充分利用當地建材，就地取材，節約能源。。

3、正確理解并利用自然通風

在我國低于北緯25度的地區，由于天氣炎熱，建筑通風與視覺的要求更甚于日照。加強建筑自然通風既可以提高建筑舒適度又可以節約能源，尤其對于夏熱冬冷、夏熱冬暖地區在平面布局及立面開窗上要注重運用夏季穿堂風改善室內環境，降低建筑空調能耗。

在我國嚴寒及寒冷地區，建筑群的總體布置，單體建筑的平面、立面設計和門窗的設置，就應該考慮冬季利用日照并避開冬季主導風向。

4、開拓新型可持續能源的利用

可持續能源主要至太陽能、風能、水能、沼氣能等各種非化石可再生能源。它的特點是清潔、安全、永久性、可再生。太陽能用之不盡，取之不竭，在每天可利用日照達到4小時以前的地區就可以利用太陽能。在我國華北地區，可采用鋁木復合陽光室，它有獨特的保溫效果，即使在寒冷的冬日，在居室內也能夠享受到陽光的溫暖，為家人營造一個生態的居室環境。在建筑平面布置中，為了盡可能多的接收太陽熱，應使被動房集熱面的朝向方位限制在真南±30度以內。超過這一限度，不但影響冬季太陽能的采暖效果，而且還會造成其它季節過熱的現象。

我國西北內蒙古高原地區和東南部沿海地區的風能資源豐富，青藏高原地熱能源豐富，黃河、長江和珠江上游地區水能資源豐富，我們做設計時可以根據地區的特點充分利用這些新型潔凈可再生能源。

5、有效利用植被

有效利用植被，積極開拓綠化空間。建筑物屋頂綠化既可以美化環境，又可以改善城市熱導效應。建筑物東西向，種植垂直綠化，夏季可降低東西墻得熱，改善室內環境，節約空調能耗。

6、其它方面

建筑物的雨水回收，有效減少噪聲，減少光污染等等，為人們提供一個高效、舒適、綠色的空間環境。

四、生態建筑的施工

建立綠色施工管理體系和管理制度，實施目標管理。施工組織設計及施工方案應有專門的綠色建筑施工篇章，重點是“四節——環?！币?，施工應選用綠色、環保材料，據“就地取材、減少能耗”充分利用地方材料，施工過程中臨時建筑采用可拆遷、可回收的材料。

五、生態建筑后期運營和管理

對于生態建筑來說，成熟的后期運營管理才是保障。對建筑、設備進行定期的檢查、管道定期清理、綠化的定期維護，應實行能源審計制度，用以實時記錄設施設備的折舊及維修狀況，以及能量使用情況，確保營運管理方隨時掌握各耗能設備的能源使用數據，以便提供更好的管理建議。同時，盡可能少采用化學品類清潔劑或殺蟲劑產品。對服務供應商如保潔公司的作業環境影響水平也提出一定的要求等。

生態建筑是從前期選址到后期管理貫通建筑生命全周期的一種理念。建筑選址到施工完成是形成生態建筑的必要條件，只有加強后期管理和維護才能獲得真正的生態建筑。

參考文獻：

［1］、《生態建筑技術及BIM技術專題學術講座》王亮。

［2］、《廣義建筑學》吳良鏞選集。