生态建筑及其设计.docx

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生态建筑及其设计

谈生态建筑及其设计

【摘要】.随着社会的进步和人们生活条件及水平的日益提高，尤其是可持续发展战略的提出并逐渐被人们所认识，生态建筑及其设计已经成为我国及世界许多国家建筑设计的一个新的理念，并逐渐成为建筑领域的一个新的热点和一种发展趋势。

本文简要论述了生态建筑的发展趋势，说明了生态建筑设计的基本原则和目标，分析了生态建筑的特征及其对设计的基本要求，并举出了国外生态建筑的范例，以引起人们对生态建筑的关注。

.【关键词】.生态建筑；可持续发展；建筑设计；生态环境【abstract】.withtheincreasingofsocialprogressandpeople’slivingconditionsandthelevelofsustainabledevelopmentstrategyproposedunderstandingofecologicalbuildinganditsdesignhasbecomeanewconceptinourcountryandinmanycountriesoftheworldarchitecturaldesign,andgraduallybuildinganewhotspotandadevelopmenttrend.thisarticlebrieflydiscussesthedevelopmenttrendofecologicalarchitecture,describesthebasicprinciplesandobjectivesoftheecologicalbuildingdesign,andanalysisoftheecologicalcharacteristicsofthebuildinganditsdesignrequirements,citingtheexampleofeco-buildingabroadtocauseecologicalbuildingconcern..【keywords】.theecologicalbuilding;sustainabledevelopment;architecturaldesign;ecologicalenvironment1.序言.

（1）在过去相当长的一段历史时期内，人类社会的发展几乎无节制地消耗着地球上宝贵的能源和其他不可再生资源，在大量消耗不可再生资源的同时，还造成大气环境破坏，全球气候变暖。

（2）从70年代后期开始，国际社会越来越认识到环境问题和能源问题是关系到人类自身生存和发展的核心问题。

1976年联合国召开第一次人居环境大会，1989年联合国环境署理事会会议通过了“可持续发展”的声明，1992年在巴西的里约热内卢召开的“联合国环境与发展大会”发表了《21世纪议程》，1996年在伊斯坦尔联合国召开了第二次人居大会。

随着社会的进步和人们生活条件及水平的日益提高，尤其是可持续发展战略的提出并逐渐被人们所认识，生态建筑及其设计已经成为我国及世界许多国家建筑设计的一个新的理念，并逐渐成为建筑领域的一个新的热点和一种发展趋势。

.2.生态建筑的涵义.生态是自然、生态、生命秘活力的象征，它代表了人类与自然和谐相共处、协调发展的文化，贴切直观地表达了可持续发展的概念和内涵。

生态建筑的产生和发展，是将生态思想引入建筑领域的结果。

生态建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地保护环境、节约资源（节能、节水、节地、节材）和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，最终实现人与自然共生的建筑物。

.3.生态建筑的发展趋势.所谓生态，可以解释为生物的生理特性及其对自然环境的适应状态。

由此，生态建筑亦可理解为既能满足人们居住生活等生理特征需要，又与自然环境协调友好的建筑模式。

关于生态建筑的定义和内容，全世界尚无完全一致的意见，但是，在以下3个基本点上，世界各国的专家学者是没有分歧的：

在全生命周期内，生态建筑将消耗最少的能源和资源，对环境和生态产生最小的影响，同时为居住和使用者提供一个健康、舒适的工作、居住、活动的空间。

可见生态建筑是实现“人——建筑——自然”三者和谐统一的重要途径，也是我国实施21世纪可持续发展战略的重要组成部分。

生态建筑有方方面面的特征，其中降低能源消耗是最重要的特征之一。

1972所联合国第一次人类环境会议在瑞典的斯德哥尔摩召开，会议提出了人类“只有一个地球”的口号，从此以关注生态环境为主旨的绿色生态运动便一直活跃在国际社会的前沿。

.4.生态建筑设计的原则和目标.

（1）生态建筑设计是将建筑这一人工产物置于自然环境中时，筑成建筑与生态环境之间相互左右的生态系统，应充分考虑其对自然环境污染的适应和影响，以及建筑与自然环境之间物质能量的交换。

（2）根据系统中物质不断循环使用的原理，将建筑中的各种资源，尤其是稀有资源、紧缺资源或不能自然降解的物质尽可能志加以回收、循环使用，或者是通过某种方式加工提炼后进一步使用。

同时选择建筑材料的时候，预先考虑其最终失效后的处置方式，优先选用可循环使用的材料。

对于生态建筑的探讨，也是倡导能促进人类健康的建筑形式，适应建筑所在的环境，尽可能地减少对环境的破坏。

其的三个基本问题是：

资源利用，舒适和可持续性。

（3）另一方面，随着人们对生活质量的要求不断提高，以及长期工作生活于空调环境中现导致所谓病态建筑综合症的出现等，使得人们开始思索什么是更高水平、更真正意义的健康舒适的人居环境。

作为消耗能源和破坏生态环境的大户，建筑界责无旁贷地成为了推动这一潮流的中坚力量建筑师在对大气污染、全球变暖、资源枯竭等一系列问题忧心忡忡的同时，也深刻地反省了西方文化所造成的奢靡浪费的生活方式，并积极探求社会层面和技术层面的解决途径。

（4）对于资源的保护已经从简单的节约土地、保护水资源、合理开采矿藏资源发展到资源的高效利用、再利用等问题的研究及其在建筑中的实施。

生态建筑还应该是舒适健康的建筑。

由于建筑环境在很大程度上影响着每个人的心理感受，因此，健康和舒适应该是生态建筑设计的宗旨和目标，从分析人们在生活环境中受到的生理、心理等方面的影响入手，研究人——机（建筑、设施）——环境系统中交互作用着的各项指标（效率、健康、安全、舒适等）的最优化问题。

生态建筑的可持续性，不公体现在使用过程中最在程度地减少对环境的影响，其道德所体现的应该是建筑设计所具有的前瞻性。

任何建筑的设计都是源自于对其所在地的气候、技术、文化和用地等环境要素的反映。

确定其是否具有可持续性节能特性，也是与这些环境要素不可分的，而且会直接关系到建筑设计的中心内容。

这些设计过程就是生态建筑学。

也就是绿色运动议程中所提到的“为减少对环境破坏而努力”这一思想在建筑领域的确切表现，对环境设施的评价、分析和组织与场地规划、结构选型、辅助设施设计、空间形态和外观形式等在建筑设计中占有同样重要的地位，事实上，前者对于后者起着决定性的作用，对于生态的关注应该融合在所的建筑，甚至成为某些佳作的点睛之笔。

.5.生态建筑的特征.5.1生态建筑就其本质应具有下面三个基本特征：

（1）是建筑物与其所处自然环境的友好与协调。

（2）是建筑物应让使用者舒适与健康。

（3）一个合理的建筑设计，为降低使用过程中的能耗创造了重要前提条件。

5.2对上述基本特征，可理解为生态建筑应包括以下几个方面的内容：

（1）资源方面，应考虑包括土地、能源、水源、建材在内的自然资源的消耗；应考虑对包括土地、空气和水源在内的自然环境的污染；应考虑对建筑物周围生物物种多样性的破坏，其后两者尤为重要，因为人们往往容易对其忽视。

（2）健康方面：

应考虑建筑物周边环境（如空气、水源等）对人们健康的影响以及建筑物室内环境（如建筑材料、室内空气等）对居住者健康危害等因素。

（3）环境方面：

应考虑建筑与周围环境，诸如周边建筑群及交通、通讯状况和其他生活设施的协调配置等因素。

.6.绿色建筑的整体设计要点..绿色建筑的设计不是简单的某种技术的运用或某几种技术的叠加，绿色建筑需要各专业之间综合考虑、整体协调才能得以实现。

.6.1生态建筑的建立和目标的确立。

6.1.1建立一个生态建筑并设立项目目标是实现绿色建筑最基础的步骤之一，但在激烈的市场竞争中，由于时间和资金的压力这一步往往被忽视。

为了从绿色建筑提供的新机遇中获益，项目的所有参与者应了解并朝着这一目标努力。

为了保证效率，这一过程应是横向和纵向的整合，并且是跨学科的。

（1）绿色团队应一起确定项目的要求和协作的时机，应分享每个系统和分系统的专顶技术，以达到高度的综合，实现高水平的建筑功能。

（2）众所周知，项目团队包括业主、建筑师、工程师、咨询顾问、承包商等，传统的设计过程，是由每个成员完成他们的职责然后传递给下一家，面在绿色建筑设计中，焦点应从划区块工作转移到多学科融合的方法，项目成员应协调一致，确保交来的决策有助于项目目标的完整。

在开展工作前，可按以下步骤来确立和达成绿色建筑的目标：

第一步，业主年出建议，希望尽量减少项目对环境的影响。

第二步，针对建议提出目标，为主的这一建议可能包含希望使用被动技术和采用自然照明来节省能源的目标。

第三步，目标要形成定义，以确定采用的设计标准。

最后，项目组成员应区分设计标准的优先次序，如果高质量的自然照明比高效照明灯更重要，那么如果预算许可，最终的决策就很容易作出。

6.1.2建立团队和确立目标的工作要点：

（1）通过团队协作的方法，仔细研究每个项目的潜在特性。

（2）如果综合团队决策的方法不适用，那么尽可能地将利益相关者结合进设计过程中。

（3）如果利益相关者没有时间或相关的专业知识，也可以借重当地非赢利社团、大学、其他设计单位或专业设计机构的技术力量。

（4）利用现有的大量文献和参考资料，培训员工和参与者了解综合团队设计的工作特点和益处。

（5）从环境效益到经济效益各方面对项目进行评估。

（6）从项目的全过程和建筑的全寿命周期，来考虑建筑方案对外界的影响和副作用。

（7）确定所有与项目利益相关的人或组织，了解真实的开发成本，包括开民对社会和项目全寿命周期方面的影响。

（8）如果可能的话，运用计算机模拟和全生命周期成本分析工具。

6.2绿色建筑的选址。

应关注建筑与周围环境的和谐共处。

首先应避免将建筑建在不适宜的场地，其次应减少建筑选址对环境造成的负面影响。

（1）了解建筑与场地界外的关系以及对其的影响，避免建筑行为造成水土流失或其他灾害。

（2）明白地貌景观是相互依赖和相互关联的，充分利用原有场地上的自然生态，减少对场地的扰动。

（3）促进生物多样化，应维持城市、郊区和农村与生俱来的植物和动物的生长环境。

（4）重复使用已被扰动过的的用地，使用贫瘠，特别要避免使用可耕地和自然保护区用地，要反复掂量放弃现有建筑的后果，包括场地、基础设施、资源和能源的重复消耗。

（5）评估用地资源以确定所选的用地对项目有益，如所选用地是否有利于最大限度利用太阳能和风能。

（6）将建筑建在对环境影响最小的地方，尽可能减少建筑占地，建筑可相对集中经避免大面积的扰动，如有呆能俦选用已开发，且具有城市改造潜力的区域，强调土地的集约化利用，合理规划用地。

（7）选择最佳的建筑形状和朝向，发充分利用阳光、风和自然因素。

合理利用地下空间。

（8）采用新型墙体材料，充分利用矿渣、粉煤灰等工业废料，减少环境污染。

（9）利用园林绿化和建筑外部设计以减少热岛效应。

（10）采用雨水回渗措施，维持土壤原有的水生态系统。

（11）选择维护成本低、用水量少的本地材料和绿化植物，充分发挥植物的各种功能和观赏特点，栽植多类型植物群落，构成多层次的复合生态结构，达到人工配置的植物群落自然和谐。

（12）绿地配置合理，达到局部环境内水土保持、调节气候、降低污染和隔绝噪声的目地。

（13）利用市政交通网络，减少个人机动车的使用。

6.3外围护结构系统。

外围护结构系统直接影响着合用者的热舒适感和视觉舒适感。

外围护结构系统还是能源消耗的主要影响因素之一，室内视觉舒适感主要是通过日照和景观来体现的。

6.3.1热舒适性。

（1）在求助于空调系统进行环境控制之前，应先考虑优化外围护结构的保温隔热性能。

（2）如有可能，利用现有的计算机模型，研究各种不同材料和开头的外围护结构的性能。

（3）了解辐射表面温度和舒适性之间的关系，高性能的玻璃窗和外围护结构可提供适宜的内表面温度，从而减少使用空调系统的费用。

（4）场地和建筑物的朝向对外围护结构系统有影响，根据朝向来选择墙体和玻璃材料，以适应风和太阳负荷的变化。

（5）了解建筑质量与室内热舒适度控制之间的关系，质量大的建筑有助于稳定温度的波动，如可利用夜晚的蓄冷在白天达到冷却的作用。

（6）设计一体化的中庭、采光井或与天井和平台相连，可发将自然采光和通风结合起来。

（7）合理选择密封材料和建筑装配大样，减少无序渗漏。

（8）在采用机械系统之前，尽量依靠外围护结构保温隔热性能和自然空间调节与通风策略。

（9）如果室外的条件满足舒适的要求，应将建筑设计成能利用流动的微风最大限度实现自然通风。

6.3.2视觉舒适性。

（1）提供具有视觉激励的环境，在变化着的照度水平、在光影的舒适对比和愉悦变化中对人的行为能产生激励作用。

（2）尽可能多地提供自然光，将补充光源与可利用的自然光结合起来。

（3）考虑将日光、高能效照明和能效控制策略结合起来。

6.4建筑室内。

建筑室内设计要满足功能和舒适性的要求。

首先功能和空间的设计应从不同层面上来进行考量，如使用人体工程学考虑从窨的安排到用户桌子布置。

其次声环境的设计应能为用户提供私密的、界线清晰的和免受干扰的环境。

最后照明系统的设计应结合建筑采光的设计，以营造出亮度适宜，无眩光和光线的强烈对比。

6.4.1功能和空间。

（1）按使用需求来设计空间，使专用的交通空间最小化。

（2）允许用户控制和调整他们的私人环境。

（3）去除不必要的冗余、设计可共享的服务设施。

（4）利用人体工程学来决定窨设计和家具、设备的选择参数。

（5）通过可开启窗户、日光、新鲜空气等，尽量让用户感受到自然环境，这一策略应与空调系统结合起来。

6.4.2隔声性能。

（1）评估场地和周围区域是否有噪声污染源。

（2）在设计建筑布局、造型和组团关系时，考虑声音的反射和消散。

（3）入口使用风幕或旋转门，以减少声音的传入并有利于节能。

（4）在设计机电设备和系统时，首先应考虑声学性能。

（5）评估开敞式办公和工作环境的噪声情况，仔细分析所有表面、家具和设备对噪声性能的影响。

6.4.3照明系统。

（1）一体化考虑高性能器具、灯具和控制系统，努力降低每平米的用电量和实际负荷。

（2）使用户可以控制每个工作位或小区的照明，而不是只能大范围、一致的开关设置。

（3）将照明系统纳入日常维护工作程序中，以保证优化照明输出和提高用能效率。

（4）以有效的自然采光为先导，优化自然光的使用。

（5）通过整合所有照明、周围环境和工作位照明，营造具有视觉情趣和激励感的的环境。

6.5建筑材料。

作为绿色建筑，需要对材料的使用进行综合评价。

传统建筑项目选用材料时一般只评估一次性投资，面绿色建筑应评估材料在建筑全寿命周期内的的花费。

重复使用建筑材料、使用对环境友善的材料也是有益处的。

好的设计应考虑材料在开采、运输、加工、组装过程中的环境费用，同时也应考虑建成后对使用者的影响。

（1）重复使用既有建筑、材料和基础设施，以降低对新资源的需求。

（2）对于建设用地内需拆除的建筑，将拆下的可回用，可再生和可循环使用的进行分类处理、回收与再利用。

（3）考虑全寿命周期的投资，而不仅仅是一次投资，有助于提高设计和材料的质量。

（4）在工地循环使用废弃物，采用工厂生产的成品，减少现场加工。

（5）通过标准化设计和注重模数协调，减少施工废弃物的产生。

（6）避免使用对环境有害的材料，选用可降解、可回用和可再生的建材。

（7）不选用使用消耗臭氧的化学物质的设备和材料。

（8）在同等情况下优先选用蕴能最低的材料，以减少建材在从开采、加工到运输过程中的能源消耗。

（9）尽可能使用本地生产的材料和制品，减少建材在运输过程中的能源消耗。

（10）减少和循环使用包装材料。

（11）制定施工废物管理计划。

（12）使用不需要频繁和有害维护工序的材料。

6.6机电系统。

机电系统是关系到创造热舒适性和好的室内空气质量的重要环节。

机电系统的设计不光要满足用记使用功能和舒适性的要求，同时不应设法降低设备的一次投资和日后的运行费用。

6.6.1热舒适。

（1）通过选择最佳的建筑朝向和外围护系统，以减少机电系统的负荷。

（2）合理安排室内空间，减少设备的负荷。

（3）分析每个空间的冷热负荷需求，根据不同区域的需求选用最适宜的机电系统。

（4）使建筑用户能单独控制环境的状态，满足个体的不同需求，以避免过度消耗。

（5）使用建筑用能管理系统来监控和优化系统性能。

6.6.2室内空气质量。

（1）评估场地和周边区域是否有潜在污染源，仔细研究交通、中转站、停车场的影响和其他有可能对室内产生影响的污染物。

（2）特别注意对通风的需求和系统的配置与控制。

（3）采用无毒的清洁用品和操作程序，进行清洁和维护工作。

（4）尽可能减少除草剂、杀虫剂的使用，优先选用良性的、自然的方法和材料代有毒有害的药剂。

.7.国外绿色建筑范例.绿色区域福特汽车经销站，在瑞典乌默尔。

位于瑞典北部乌默尔市的绿色区域福特汽车营销站并不大，主体建筑只包括一座汽车展厅、一家麦当劳和一家挪威国家石油公司加油站，然而，它却是应用了目前最先进生态建筑的热调节系统，可以综合调节建筑物之间的温度，比如将麦当劳餐厅厨房中的多余热量给汽车展厅加热。

废水循环和再生系统的使用将对市政供水的需求减少90%，使雨水和湖水都成了可重复利用的资源，绿色植被覆盖屋顶的做法不仅有利于美观，还起到了净化室内空气和促进通风散热的作用。

.8.结论.要实现人与自然、建筑与环境共生的绿色建筑，需要设计师们对传统的建筑设计理念进行反思。

绿色建筑整体设计的理念强调了环境的整体（自杀环境、社会环境和人工环境）和建筑设计的关系，强调了建筑设计多学科、多层次的整体协作和融合。

任何一个绿色建筑目标的实现，需要来自项目各利益相关方的努力和多领域、多学科的协同工作。

设计师们整体环境意识的形成，特别是对绿色建筑整体设计实践的深入，将有助于建筑业改善和调整人与环境的相互关系，为人类创造适宜的生活环境。