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生态建筑理念在建筑设计中的应用研究王明政

发表时间：2020/6/19 来源：《基层建设》2020年第6期作者：王明政

[导读] 摘要：现如今，科学技术日新月异，在建筑设计领域也较淋漓尽致的体现出来，依照生态理念，促进建筑项目和生态环境和谐相处。

        重庆上书房建筑设计顾问有限公司重庆 400032
        摘要：现如今，科学技术日新月异，在建筑设计领域也较淋漓尽致的体现出来，依照生态理念，促进建筑项目和生态环境和谐相处。基于生态理念的建筑设计，可以最大限度的利用自然资源，力争做到循环应用，并有节制性的开发，进而取得低能耗、无污染的设计效果，本文将对生态建筑理念的应用进行深入探讨，以供借鉴。
        关键词：生态建筑；建筑设计；节能环保
        1生态建筑的相关概论分析
        1.1生态建筑设计的含义
        生态建筑的含义主要涉及两个方面：其一生态建筑能够为市民构建一个健康、舒适、无污染的居住环境，促使国民的生活品质得到显著的提升；其二生态建筑能够减少能源的损耗，避免对生态环境造成破坏，促使建筑建设与自然环境协调发展。生态建筑设计主要是将建筑视作一个完整的生态系统，通过建筑的内外空间对各类要素进行构建，继而在建筑内部实现资源循环、能源转化，促使建筑的运行更加的高效、环保、节能。
        1.2生态建筑的特征
        生态建筑建设的目的是通过各种绿化设计方式促使其内外部环境得到优化，在建筑结构设计中采用大跨度、轻型结构，不仅能够减少成本的投入，还能够节省能源的损耗，使得建筑质量得到有效提升。生态建筑的特征主要包含以下五方面：其一是促进建筑设计内外部环境的交互；其二注重建筑与自然地强调人和自然和谐相处；其三采用节能、环保材料，同时加强对可再生能源的利用；其四通过数字化技术对建筑环境进行污染治理及防护；其五将先进的生态理念、低碳理念融入到建筑设计中，凸显建筑的生态内涵。
        2生态建筑设计应遵循的原则
        2.1生态和谐原则
        生态建筑设计应有效地满足使用者的需求，同时也应遵循建筑与所处生态环境、社会的和谐共存。在宏观层面上，设计中要遵循自然规律，充分利用自然资源和社会资源，把握气候特点，合理利用通风、采光、太阳能等自然条件，最小限度地改变自然景观，使建筑成为自然环境中不可分割的一部分。在微观层面上，因地制宜地进行建筑设计，综合考虑场地的特殊性，让建成空间环境与周围环境交相呼应，让建筑和生态系统实现协调发展，为人们创造健康舒适的空间环境。
        2.2环保化原则
        生态建筑理念要求在进行建筑设计时遵循“四节一环保”（节约土地、节约能源、节约用水、节约材料以及环境保护）基本思想。生态建筑要求从实际出发，顺应自然、保护自然。设计中要考虑地域性，合理规划建筑室内外的空间格局，提高小环境的舒适性；积极使用环保建筑材料，对建筑外墙、门窗、遮阳等部位进行合理地构造设计，提高建筑热工性能；提倡绿色施工，减少建设用地给周围环境造成负面影响。建筑的生态节能设计必须要解决好能耗高的问题，应引入经济、适宜的节能减排技术、环境友好的材料和设备，促进建筑本身的低能耗运行；同时，使相关资源得到优化配置，尽可能实现资源的循环利用，从而降低建筑费用支出，用最少的投入来获得最大的效益。
        2.3人性化原则
        在设计和应用建筑的过程中，生态建设学不能以牺牲人们的生活体验和生活质量为代价来促进生态建设。生态建筑学需要关注到人和生态环境以及建筑这三者的平衡，因此，在建筑设计过程中，应遵循人性化原则，将人类的居住体验放在首位。
        2.4可持续发展的原则
        可持续发展作为我国科学发展观的基本要求，是我国所有行业应该坚持的基本原则，因此建筑设计也要坚持可持续发展的原则。具体来说，在进行建筑时，既要考虑建筑本身的生态性，又要考虑环境的发展要求。在进行建筑设计时，对环境的利用和开发要满足人性化要求，也要符合未来环境的可持续建设，保证资源和生态的相互协调，减少污染，才能适应社会的进步，提高人们生活环境的质量，才能更好地提高人们的生活水平。同时，要尊重自然，因地制宜，要善于利用环境优势，为人们提供可持续发展的艺术生活环境，充分提高资源的利用率。所以也要对建筑周围地区的发展状况、资源形式以及人口的分布进行调查，以设计出最符合当地生活特性的生态建筑。总的来说，就是要最大限度地保留当地的资源和特点，减少破坏。
        3建筑设计中生态建筑理念的应用
        3.1建筑形体结构的合理规划
        对于住宅建筑来说，越简单的形体结构，越能够发挥出生态建筑的功能，减少危险的发生。所以在设计过程中，应尽可能以简单结构造型为主，规避复杂及奇特造型，以免影响内部空间结构的合理划分，破坏空间结构承力的均匀性。不仅如此，复杂结构设计还会造成一定的材料和成本的损耗，不利于节约目标的实现。再者，在建筑形体设计中，不宜采用纯装饰性构件，且控制造型要素中没有功能要求的装饰构件，对于有功能作用的室外构件，则应在设计时与建筑形成一体化设计。
        3.2节能环保材料的应用
        建筑行业在快速发展过程中，其施工材料的种类也在不断丰富，越来越多的节能环保型材料应运而生，这为建筑行业的可持续发展提供了助力。在生态环保理念作用下，生态建筑设计需加强绿色节能型环保材料的应用，尤其是新型节能环保材料，具有节能、保温以及绿色等功效。比如，将建筑废渣、废料的重新利用；改进设计和施工中使用的砂石、石膏等材料，就可以在改进工程建设质量的基础上，节约能源、发展循环经济、减少环境污染。另外，生态建筑设计中，还需较多的如纤维板与胶合板等材料，选择以上建筑材料时，要尽量选择环保性能较好的材料，以免产生环境污染。在生态建筑设计中，建筑材料及设施的选用是不可忽略的重要内容。如建筑外墙，考虑采用保温和结构一体化设计材料；建筑外窗，可采用断热铝合金低辐射中空玻璃；雨水系统，采用雨水收集、中水利用系统；照明设施，采用智能建筑电气系统，优先考虑设施的节能效果，以降低电能损耗。
        3.3外墙的保温隔热设计
        外墙是建筑的主要结构，外墙区域大，也有着较大部位的门窗和
        屋顶的面积，因此做好外墙的节能保温工作十分重要，从而保证内部能量的稳定性。

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外墙的保温设计工作有助于在夏季隔热和冬季取暖的过程中发挥更好的作用。墙体保温层的构建过程中需要进行结构层的设计和保温材料的填充的工作，使得结构完整化否则将容易出现较为严重的热量损失的现象。在墙体保温层的施工过程中需要进行保温材料的恰当选择，对保温材料的使用性能和适用性进行准确的分析以提升保温效果。为了更好提升保温工作的性能，可以选择建立多个层次的保温层的设计工作，使得热传导能够得到有效的阻止，也使得建筑物的外墙起到较好的装饰作用。多合一的保温装饰一体板材料进行了三明治结构的构建工作，是目前市面上较为优质的墙体结构的设置工作。目前的建筑工程中室内保温的技术方面并不成熟，会导致建筑工程材料的浪费，外墙保温技术的不断升级改造，可以更好的解放室内空间，但是室外墙体面临着外部环境因素的影响，承受能力方面还需要加强。
        3.4立体绿化节能
        立体绿化是指在地面以外的其他建筑空间种植绿色植物，可以根据不同空间，选择不同种类的植物和各种绿化方式。立体绿化主要在屋顶、外墙、中庭、阳台等建筑部位上进行绿化，如种植屋面、外墙遮阳、景观庭院等立体绿化方式。立体绿化不仅有利于人的心理健康发展，而且能够改善工作生活环境、净化城市空气。立体绿化主要是通过降低空调能耗来实现建筑节能。
        通过立体绿化来实现建筑生态节能主要有三个原理：一是立体绿化通过改变建筑区域的微气候环境来改变室内外温度；二是立体绿化通过遮挡大部分太阳辐射从而影响辐射换热；三是通过植被及其埋土部分，增加了室内外空气间的传热热阻。
        在建筑中引入立体绿化后，绿色植被因受到太阳辐射，根系从土壤中吸收水分，并且通过蒸腾作用散发到空气中去。这不仅增加了空气湿度，而且带走了建筑表面大量的热量，从而降低了建筑物室内外的温度。同时植物繁茂的枝叶能够吸收和反射太阳光线，避免了太阳直射，减少了围护结构的得热量、蓄热量。总之，人与自然和谐共生是一个永恒的话题，自然因素也越来越受到人们的重视，人应该生活在自然之中，而不是与自然分离。将绿色植物引入建筑中，可以使人们更加亲近自然，不仅有利于提高人们的生活品质，还能实现建筑的生态节能，可谓一举两得。
        3.5利用可再生能源
        可再生能源包括太阳能、风能、沼气、地热等绿色能源。在日常的工作生活中，饮食和供热，以及制冷等活动应尽量做到利用清洁能源、自然能源或再生能源。在建筑设计中，合理的设计也可以充分利用可再生能源，从而实现生态节能的目标。例如在建筑设计中，通过侧窗采光、天窗采光以及中庭采光等方式，将天然光引入建筑内部。充分利用天然光不但能节省大量照明用电，还能提供更健康、高效、自然的光环境。可以通过合理设计实现建筑的自然通风，自然通风可以在不消耗不可再生能源的情况下，带走室内多余的热量和水分，降低室内温度和相对湿度，并提供新鲜干净的自然空气。自然通风有利于人的生理和心理健康，减少人们对于空调系统的依赖，从而实现节约能源、降低污染。
        另外，在建筑中还可以引入新型能源技术，例如光伏建筑一体化技术，就是用光伏组件取代建筑的某一部分，从而使得光伏组件成为建筑中不可分割的一部分，如光伏采光顶、光伏幕墙、光伏遮阳板等。它可以使建筑从耗能转变成供能，产生的电能可以独立存储，也可以并网应用。光伏建筑一体化集发电、隔声、隔热、遮阳、安全和装饰功能于一身。同时，地源热泵也是一项值得推广的建筑供能技术，地源热泵利用了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热源和夏季冷源，然后再由热泵机组向建筑物供冷供热，地能不受地域、资源等限制，并且该能量可以无限再生。与空气源热泵相比，地源热泵的污染物排放可减少40%以上，与电供暖相比可减少70%以上，从而做到节能环保。
        4建筑设计中生态建筑设计的发展路径
        4.1创新设计人员的设计理念
        对于当下管理人员生态建筑设计理念不足的问题，建议建筑施工单位有必要进行定期培训与教育，让全体管理人员明确生态建筑设计理念的主要意义。在具体实践过程中，最好利用实践操作让管理人员明确优先实施生态建筑设计理念的重要意义。举例而言，从施工设计管理入手，选择绿色、环保的施工材料作为原材料，控制有害材料，解决以往施工污染问题。与此同时，优先采用具备节约能源特点的施工材料作为主要设备。如此一来，建筑设计质量基本上可以得到充足保障。并且在某些层面上可以有效促进设计过程与生态环境的友好共处。
        4.2践行以人为本的设计理念
        以人为本精神始终是生态建筑设计理念予以重点践行的精神理念。该理念要求设计人员应该以人类实际需求为设计出发点，从多个方面渗入现代建筑领域以及生态建筑的理念内容，全力促进人与自然的协调发展。最好可以从用户群体需求方面入手，秉持尊重人、关心人的设计理念，设计出自然、和谐的建筑作品。与此同时，借助绿色化、环保化、节约化设计理念，优化建筑工程设计环节及工作内容，以期可以尽早达到预期管理效果，并实现预期的设计目标。
        4.3积极运用新科技、手段
        生态建筑设计工作必须注重可持续发展理念的继承与延续，强调在落实生态建筑学理念及知识的同时，应该积极运用新科技手段等推动生态建筑设计理念的发展进程。在具体实践过程中，建筑单位设计人员必须迎合时代发展趋势，即生态建筑设计发展趋势，不断加大生态建筑设计理念的渗透力度，确保绿色建筑设计质量。举例而言，设计人员可以借助太阳能资源等，加强生态建筑设计质量。针对建筑物的通风性能、采光性能等进行重点设计，确保生态建筑设计工作得以较好落实。
        5结语
        综上所述，当前建筑行业的发展、国民生活水平的提升对于建筑建设有着更高的要求，为了给居民提供更加健康、舒适的居住环境，构建具备节能、环保功能的生态建筑，通过生态建筑理念设计不仅能够改善建筑的功能、结构，还能够为市民提供更加自然化、绿色化、生态化的居住空间，这样一来既能够推动建筑行业朝着现代化、生态化方向发展，还促使生态环保理念能够深入城市化发展之中。
        参考文献
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