《生态建筑分析及其设计方法》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生态建筑分析及其设计方法（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、生态建筑分析及节能设计摘要：创造良好的居住与生活环境一直是人类的需求和理想。但是以往 不够注重环境与生态的建造方式已经加剧碳排放和环境的恶化。在这个背景 下，生态建筑设计已成为时代发展的潮流和可持续发展的迫切需要。关键词：生态建筑；节能设计方法；可持续发展；自然环境；节约能源；正文：当今世界，人口剧增，资源锐减，生态失衡，环境遭到严重破坏， 人类生存和发展与全球的环境问题愈演愈烈，生态危机几乎到了一触即发的 程度。在严峻的现实面前，人们不得不重新审视和评判我们现时正奉为信条 的城市发展观和价值系统。人们开始对自然观和价值观进行深刻反思和变革，包括许多建筑师和规划师， 探索在建筑设计中使建筑环境
2、与自然环境进行有机结合，整体地思考建筑、生 态、社会、环境等问题。20世纪60年代，意大利建筑师保罗索勒瑞把生态学(Ecology)和建筑学(Architecture)合并成Areology,提出了 生态建筑学的概 念。：L969年，美国景观建筑师麦克哈格的著作设计结合自然的出版，标志着生 态建筑学的正式诞生。生态建筑的含义：所谓生态建筑，是根据当地的自然生态环境，运用生态学、建筑技术科 学的基本原理和现代科学技术手段等，合理安排并组织建筑与其他相关因素 之间的关系，使建筑和环境之间成为一个有机的结合体，同时具有良好的室 内气候条件和较强的生物气候调节能力，以满足人们居住生活的环境舒适， 使人
3、、建筑与自然生态环境之间形成一个良性循环系统。建筑及其建成环境在人类对自然环境的影响方面扮演着重要角色，因 此，符合可持续发展原理的设计需要对资源和能源的使用效率、对健康的 影响、对材料的选择等方面进行综合思考，从而使其满足可持续发展原则 的要求。生态建筑及生态城市的建设理论，就是以自然生态原则为依据，探 索人、建筑、自然三者之间的关系，为人类塑造一个最为舒适合理且可持 续发展的环境的理论。生态建筑是21世纪建筑设计发展的方向。一般来讲，生态是指人与自然的关系，那么生态建筑就应该处理好人、 建筑和自然三者之间的关系，它既要为人创造一个舒适的空间小环境(即健 康宜人的温度、湿度、清洁的空气、好的
4、光环境、声环境及具有长效多适的 灵活开敞的空间等)；同时又要保护好周围的大环境一一自然环境(即对自 然界的索取要少、且对自然环境的负面影响要小)。同时，生态建筑所包含的生态观，有机结合观，地域与本土观，回归自然观 等等，都是可持续发展建筑的理论建构部分,也是环境价值观的重要组成部分, 因此生态建筑其实也是绿色建筑，生态技术手段也属于绿色技术的范畴。生态建筑的设计手法：在生态建筑设计上，首先应该有一些基本的设计原则：首先应该有对自然环境的尊重和关心，并且增加使用者与自然的沟通。 建筑设计不应该太过破坏原有的自然环境，而是应该努力与环境结合为一 体。合理利用自然资源，用最少的投入产生最多的效益，保
5、护好可再生资源 和不可再生资源。为了加强使用者与自然环境的沟通，应该尽可能多地将自然的元素引入 使用者的身边，让建筑物作为联系使用者与自然环境的桥梁，而不是隔绝人 类与自然环境的厚重屏障，人们在浓郁的具有自然情调的建筑中生活与工 作，更加健康、舒适、充满活力。体现在尽量自然采光；良好的通风空气循 环系统；引入水环境；多层次立体绿化；改善小气候；开敞空间，方便接近 自然。再次应该有对使用者的关心。以人为本一直是各项设计的基本原则。在 生态设计中，对人的关心应该通过创造合适的室内物理气候环境（宜人的温、 湿度环境；良好的声环境；合理的空间布局；良好的照明）来实现。同时，应该坚持整体协调设计。生态建
6、筑的设计应该综合考虑各种因素，除了平面布局和立面造型外， 更应该注意建筑内部物理的、化学的、生态的、社会的环境，以满足人的身 体和心理、精神方面的各种需要。环境的综合考虑将不仅包括室内空气质量， 也包括热舒适度、良好的光照、声学环境以及空间大小、关系等。同时，除 了要处理好建筑自身这一人工系统，更要处理好建筑与整体生态环境的关 系。最后，也应该可持续设计。生态建筑的动态思想就是建筑应具有足够的 弹性，以适应未来的发展，体现在建筑结构、建筑设备等灵活性的要求上。 所以设计中要预见建设阶段和使用运作阶段的变化，使用寿命终结之后的循 环利用及对环境的影响。具体的设计手法上，包括：1）尽量使用当地的材
7、料。合理选用建筑节能材料也是全面建筑节能的一重要方面。建筑材料的选择应遵循健康、高效、经济、节能的原则。一 方面，随着科技的发展，大量的新型高效材料不断被研制并应用到建筑 设计中去，更好地起到节能效果。另一方面，要结合当地的实际情况，发 掘出一些地方节能材料，更好地应用到建筑节能中去。材料中蕴涵的附加能源是指其生长或生产、成型、加工和装运所耗去 的能源。我们在房屋设计的过程中要追溯到材料来源的提供和提炼、 制造、增加物处理、运输、使用、最后的再回首或者处理过程。这一 使用周期的衡量,可以确保所用材料对环境产生最小程度的影响。2）减少屋顶的热传递。屋顶是冬天热量流失最多而夏天热量吸收最多的地方。
8、除了考虑在混凝土屋顶上的使用的土壤层的厚度以及聚苯乙烯隔 离层，需要注意的是，一个纺织有3M后的土壤层的屋顶,其能源效率与 带有0. 46M的土壤同时带有0. 1M厚的聚苯乙烯隔离层的房屋顶相比只 高出2.4%。隔离屋顶最好的手段就是将隔离层和土壤层一起使用。为 了建设一个有能源效率的屋顶最好的手段就是增加隔离层的厚度。3）正确选择朝向。日照及朝向选择的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向，夏季能利用自然通风并防止太阳辐射。然而建筑的朝向、方 位以及建筑总平面的设计应考虑多方面的因素,建筑受到社会历史文 化、地形、城市规划、道路、环境等条件的制约，要想使建筑物的朝向 均满足夏季防热和冬季保
9、温是困难的，因此，只能权衡各个因素之间的 得失，找到一个平衡点，选择出这一地区建筑的最佳朝向和较好朝向， 尽量避免东西向日晒。4）建筑选址。建筑选址需要考虑三个因素：日照、遮阳、通风。建筑为满 足冬季采光的要求，利用太阳能是最经济、最合理的有效的方法，因 此在设计时应充分考虑地区的气候条件、日照特点、地形特点、前后 建筑的遮挡情况、通风要求及节约用地等因素，正确设计建筑体形、 窗口位置及大小、遮 阳处理等，以满足日照对建筑的要求。5）遮阳是为了防止夏季过多的太阳辐射的有效途径之一。绿化遮阳，通过枝叶产生的阴影遮挡阳光；建筑自遮阳，利用建筑之间互相形成的阴 影遮挡阳光；地貌遮阳，利用自然地形的起
10、伏变化遮挡阳光。外部 风环境的状况直接影响室内热环境。在设计的时候应考虑建筑通风， 应以当地的主气候为基础调节微气候，充分利用自然通风。6）建筑围护结构和合理设计。建筑围护结构组成部分（屋顶、外墙、门和窗、遮阳等设施）的设计对建筑能耗与用户所处热舒适环境有根本的影 响。一般增大围护结构的费用仅为总投资的3%6%,而节能却可达 20%40%。通过改善建筑物围护结构的热工性能，在夏季可减少室外 热量传入室内，在冬季可减少室内热量的流失，使建筑热环境得以 改善，从而减少建筑冷、热消耗。不同的气候条件对建筑外围护结 构的传热性能要求也不同，外围护结构的热工性能的提高将是节能的 主要措施。改善围护结构的
11、热工性能主要通过采用保温隔热性更好的 新型墙体材料和建筑材料，其次是合理设计建筑节能构造。墙体是 建筑外围护结构的主体，其功能主要是承重、防水、防潮、隔热、保 温。其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量，一般情况下，单 一墙体材料往往难以同时满足保温、隔热要求，因而在节能的前提下, 应进一步推广空心砖墙及其复合墙体技术。其一般做法是，用砖或钢 筋混凝土作承重墙，并与绝热材料复合。7）自然采光技术。采光系统的设计需要考虑室内要求的照度水平，建筑的朝向，窗户的位置及当地的气候，以保证最高的照明效能。根据窗的 位置、形式的不同，可以将天然采光划分侧窗采光系统、天窗采光系 统、中庭采光系统和新型天然
12、采光系统。新型天然采光系统往往通过 光的反射、衍射、折射等方法将天然光引到需要的地方，为了满足 人们需要，现在出现了导光管、光导纤维、采光搁板、棱镜窗等到新 的采光形式。8）自然通风技术。自然通风作为一种传统的建筑防热技术，在建筑中得到广泛的应用。实现自然通风的方法有：Ca）利用风压实现自然通风。（b）利用热压实现自然通风。Cc）风压和热压相结合实现自然通风。Cd）机械辅助式自然通风该自然通风系统有一套完整的空气循环 通道辅，以符合生态思想的空气处理手段，并借助一定的机械方式加速室内 通风。9）可再生能源的利用。可再生能源具有对环境的危害极小，资源分存广泛等特点。节能建筑在提高围护结构的热工性
13、能的同时，在建筑设计中 应充分利用可再生能源，尽量减少消耗常规能源，并用可再生能源代 替常规能源的消耗。（a）太阳能应用是建筑设计的主要手段。(b) 风能在建筑中的应用，风 能作为一种无污染和可再生的新能 源有着巨大的发展潜力，但与此同 时它也有着不足之处，风能相对其他 能源最大的问题是不稳定。(c) 地热能在建筑中的应用，地 源热泵是利用浅层和深层的大地能 量，包括土壤、地下水、地表水等 天然能源作为冬季和夏季的冷热源， 然后再由热泵机组向建筑供冷供热 的系统，是一种利用可再生能源的 既可供暖又可供热的新型中央空调 系统。生态建筑案例：1.马来西亚IBM办公楼太阳能的利用梅纳 拉商厦是 一幢
14、15层 高的办公 楼,建筑在 内部和外 部采取了 双气候的 处理手法 使之成为 适应热带 气候环境 的低耗能 建筑。植物 从楼的一 侧护坡开始，然后螺旋式上升，种植在楼上内凹的平台上，创造一个遮阳且富含氧的环境。办公室布置在正中而不是外围，这样的设计保证良好的自然采光，同时带有阳台开有落地门调节自然通风量。楼顶有一个钢和铝合金构成的棚架遮盖，遮阳顶提供一个圆盘状空间以安装太阳能电池板。2. 新加坡展览塔楼杨经文在热带高层建筑设计中运用生物 气候学所采用的理论和方法大体上有下列几 个方面：1、在高层建筑的表面和中间的开敞空间中 进行绿化。他认为建筑物用大量植物覆盖不仅 能减少所在地区的热导效应，
15、还能产生氧气和 吸收二氧化碳几一氧化碳。2、沿高层建筑的外面设置了不同凹入深度 的过渡空间。它可以是遮荫的凹空间（广场大 厦、吉隆坡、1986）,凹阳台（包斯泰德大厦）, 凹入较大的绿化平台（梅拉纳商厦、雪莱俄、 1992）o这种手法不仅丰富了呆板的建筑外表, 并且在阴影区提供了开窗的客观可能性，阳台 和大平台创造了让人们可以在高层建筑的上 部走到室外，直接地接触室外环境。这可以说 是在更高的程度上满足了人们的生理需求。3、在屋 顶上设置 固定的遮阳格片。设计中根据太阳从东到西各 季节运动的轨迹，将格片做成不同的角度，以 控制不同季节和时间阳光进入的多少。在屋顶 上有了这样一个遮阳格片后，使得
16、屋面空间成 为很好的活动空间，如设置游泳池和绿化休息 平台，同时由于层面减少暴晒，有利于节能。4、创造通风条件加强室内空气流动，降低 有日晒引起的升温。对于不设中央空调的建筑 物来说，利用自然风能带走热气，可明显的改 进居住环境和节省能耗。5、平面处理上主张把交通核心设置在建筑 物的一侧或两恻。一是利用电梯的实墙遮去西 晒或东晒；二是让电梯厅、楼梯间和卫生间有 条件自然采光通风。特别是电梯厅可以给人们 眺望窗外，意识到所处的高度，并可减少照明 和省区防火所需的机械风压设备。6、外墙的处理上除了做好隔热，他还通过研究，建议采用墙面水花系统。这 办法可以促进蒸发以冷却墙面。这些都是可以借鉴的内容。发展生态建筑是应对建筑全球化挑战，提高建筑健康性、舒适性的迫切需 要，也是转变建筑设计、建设方式，
