浅谈生态建筑设计的技术思考

浅谈生态建筑设计的技术思考
摘要：21世纪以来，节能环保成为了全人类所共同关心的话题，生态建筑正是在这样的背景下所提出的。

生态建筑与现代建筑是两个不同的概念。

现代建筑的设计思想强调以人为本，强调科技为人服务，强调人是自然的主人，强调征服自然、战胜自然。

本文从人与自然的角度来看，对生态建筑和设计方法的原理进行了讨论。

关键词：生态建筑；设计方法；技术
一、生态建筑简介
所谓生态建筑，即生态和建筑的结合。

1869年德国科学家海克尔首先将“生态”这一概念用于科学意义，提出了生态学的概念。

我们从多方面研究生态学，以生态系统至个体层级递减，结构由复杂至简化。

20世纪60年代，建筑师保罗•索勒瑞将生态学与建筑学相结合，提出“生态建筑”这一概念。

生态建筑不仅仅是高端的名词，也不止是高科技的手段。

事实上，典型的生态建筑是由世界各地民居根据当地气候、材料及文化，所创造的具有地域特点的建筑演化而来，传统民居便是生态建筑的原型。

工业革命使人类社会生产力大幅提高，也带来随之而来的环境破坏，而人与环境的尖锐矛盾一直由工业革命演化到了现在。

生态建筑便是为了缓解这种矛盾，寻找人与生态环境间的良性循环。

这一观点在1933年《雅典宪章》中提出城市“四大功能”得到了体现，在不同程度上缓解了大工业城市中人与环境的矛盾。

20世纪60年代，在经济高速发展的前提下，人们开始追求建筑中融合人文环境，注重新建筑与环境的关系，出现了整体思想。

而之后1999年UIA大会的三个趋势，即：地域文化与建筑设计、生态环境与建筑设计、新技术与建筑设计，都与生态建筑概念紧密相关。

二、设计目标和生态建筑的原则
1.讲求生态和谐与节能生态建筑
首先要遵循的当然是讲求生态和谐与节能原则，也就是节约能源、资源，无害化、无污染、可循环。

例如，要尽可能节约不可再生能源（煤、石油、天然气），并积极开发可再生的新能源，包括太阳能、风能、水能、生物能、地热等无污染型能源。

建筑材料使用应尽可能利用可降解、可再生的资源，同时还要严格做到建材的无害化（无污染，无辐射）。

生态住宅的设计，要求利用自然条件和人工手段来创造一个有利于人们舒适、健康的生活环境，同时又要控制对于自然资源的使用，实现向自然索取与回报的平衡，构建一个和谐的生存环境。

2.科学设计，以人为本
这是因为人毕竟是这个社会的主体，追求高效节约不能以降低生活质量，牺牲人的健康和舒适性为代价。

在以往设计的一些太阳能住宅中，有相当一部分是服务于经济落后地区的，其室内热舒适度较低。

随着人们生活水准的不断提高，这种低标准的“生态”住宅很难再有所发展。

3.善于因地制宜地利用
因地制宜地利用一切可以利用的因素和高交地利用自然资源。

今后城市的发展，势必在有限的土地资源内展开，为了节省有限的土地，必须建立高效的空间体系，如在地面上建立亲和大自然、充满人情味的低层高密度建筑物利用生态技术建立起巨构城市，向地上空间要效益，充分开展城市地下空间的综合利用研究等，使城市地面、地下、空中连接为有机协调的立体网络。

三、生态技术在建筑工程中的应用
随着能源需求的不断增加，地球上不可再生能源的资源将进一步减少直至枯竭。

为了社会的发展和人类的进步，在提高能源的使用效率，节约能源的同时还
必须要开发和利用绿色环保并可再生的新能源。

1.墙体技术生态化
现代化高层建筑的玻璃幕墙采用了由镜面玻璃与普通玻璃组合，隔层充入干
燥空气的中空玻璃。

中空玻璃有两层和三层之分，两层中空玻璃由两层玻璃加密
封框架，形成一个夹层空间；三层玻璃则是由三层玻璃构成两个夹层空间。

中空
玻璃具有隔音、隔热、防结霜、防潮、抗风压强度大等优点。

据测量，当室外温
度为-10℃时，单层玻璃窗前的温度为-2℃，而使用三层中空玻璃的室内温度为13℃。

而在夏天，两层中空玻璃可以挡住90%的太阳辐射热。

阳光依然可以透过
玻璃幕墙，但晒在身上大多不会感到炎热。

使用中空玻璃幕墙的房间可以做到冬
暖夏凉，极大地改善了生活环境。

2.通风系统生态化
采取“顺应”的方式适应自然变化，通过对建筑造型、结构、构件的改进，大
大减低能耗，同时利用“主动”的设备进行通风，对抗较恶劣的气候条件，实现公
共建筑通风设计的生态化。

对于通风生态化设计，可以将常见的生态式通风方式
约略分成大循环、小循环、微循环3类。

它们在不同层次上实现建筑生态化通风
发挥自己的作用。

大循环，指的是从建筑物尺度上考虑的通风设计，主要表现为
建筑造型上对通风的考虑。

大循环主要指的是在建筑尺度上的通风循环，实现的
形式也多种多样。

林茨的会议展览大厅的屋顶结构设计成一个扁平的、由玻璃表
面覆盖的拱。

钢梁架使屋顶结构可以承受荷载，跨度达到76m，覆盖了一个
204m×80m的范围。

小循环，指的是从房间尺度上考虑的通风设计，主要表现为
替换式通风等形式。

小循环的典型方式包括最近国外正流行的一种替换式通风，
在这种方式下，比室内气温约低1℃的空气从地板下以很低的速率（一般0.2m/s）提供。

这些空气被使用者体温、计算机等设备和照明光源加热，然后上升通过天
花板和高窗排出，提供更好的室内空气质量和舒适程度。

坐落于英国伦敦的HELICON是一个比较典型的例子，这一建筑占据了伦敦一整个街区。

包括6层办
公室以及其下的5层零售商店（其中2层位于地下）。

微循环，指的是从建筑构
件尺度上考虑的通风设计，主要表现为双层幕墙等形式。

微循环的一种典型的形
式是双层外墙系统。

外墙是建筑室内外环境之间的分界，其设计往往直接影响到
室内环境质量和建筑在生态方面的表现，特别是玻璃幕墙。

外墙应该能满足自然
光照、太阳能的主动或被动利用防止过度热辐射、减少室内热损失。

在新时代的
公共建筑中，通风生态化设计正在被日益广泛地采用，它在不同尺度上把握建筑
的形体、结构与构造，降低了能耗，提升了建筑内部空气环境质量，最大限度地
使改善建筑内部微气候，保护使用者的健康。

3.保护生态平衡，增加“绿色”面积
生态建筑外部与自然相呼应，内部空间的设计也应绿色化，即通过精心的室
内设计，将室外的绿色引人室内环境。

绿色植物可以制造氧气，吸收各种有害气体、滤尘、调节湿度、温度、减少噪音等。

生态建筑的兴起为绿化环境开辟了广
阔天地。

通过建筑设计，可以使室内空间室外化，运用绿化、水面等划分空间，
这些设计手法在建筑创作上最为常见。

如建筑物内的共享大厅、内庭院，在其上
部加一个可调节的开启式屋顶，根据时间季节的变化，由计算机或人工控制，达
到室内温湿度的调节，又可使室内外空间连成一体。

另一种设计手法也被建筑师
经常应用：屋面绿化。

不仅美化了环境，获得了良好的景观，而且对屋面刚性防
水有维护作用。

生态建筑在保护生态平衡、提高人居的自然度方面大有作为。

总结：生态建筑的兴起是建筑业走向可持续发展的重要一步。

生态建筑理论应用于建筑设计中是未来建筑设计的必然发展趋势，也是历史潮流的必然选择，生态建筑理论使建筑与人、自然和谐共处，这样生态系统才能维持平衡，保护生态、回归自然的绿色生态建筑将为建筑设计师提供一片崭新的天地。

参考文献：
[1]张可.生态建筑被动式设计策略与设计技术研究[D].长安大学，2013.
[2]王鑫，郑卫.生态建筑的整体性设计问题研究[J].浙江大学学报（理学版），2012，39（04）
[3]段刚强.生态建筑技术的适应性研究[J].山西建筑，2017，43（31）。