原標題:生態建筑設計及生態化發展趨勢
一、引言
生態建筑設計理念在于追求降低環境負荷,減少對環境的破壞,通過減少污染、減少耗能、節約能源,達到保護生態環境的目的。在建筑設計過程中,生態建筑設計是當代建設設計的重要內容。
二、生態建筑設計案例
上海生態建筑示范樓屬于上海生態建筑關鍵技術研究及系統集成的成果之一,位于上海閔行區內,建筑面積為1900平方米。該生態建筑示范樓平面基本為長方形,樓內設置共享空間(如圖一所示)。中庭屋頂有可以隨意角度開啟的透明玻璃天窗。維護結構中采用多種符合墻體保溫體系和雙玻中空LOE-E窗及多種遮陽技術。(外墻外保溫體系如下表)。建筑中部的綠化中庭能夠建筑可移動百葉遮陽板來遮蔽陽光,冬季形成全封閉暖房,在過渡季節形成開敞空間,從而利于空氣流通。此外,還采用多種通風方式(如圖二所示),改善建筑通風,減少能源消耗。
三、生態建筑設計
1.生態建筑的特點
生態建筑是在建筑中結合生態學以實現可持續發展的目的,也就是將生態學中的整體、循環再生、反饋平衡及自我調節等原則融入建筑當中,使得建筑學以生態學基本理論為依據。生態建筑是將建筑作為一個生態系統,通過組織建筑內外所有物態因素,使得建筑系統成為一個高效低耗、無污染可再利用,與大自然和諧相處的環境系統。
生態建筑具有以下特點:
(1)節能及再生資源的利用;生態建筑是結合當地氣候特點,利用太陽能、風能、水利能、海洋能、生物能等再生資源,減少不可再生資源的使用,提高能源使用效率,減少能源損耗,達到節能及循環使用的效果。例如利用太陽能燒水,減少對電能、煤氣或天然氣的使用。外墻涂料使用保溫隔熱材料,減少空調的使用。
(2)減少廢氣廢料向環境中的排放;通過各種手段措施,使得廢氣廢料在排放前進行處理,減少有害物質向環境中排放。同時,室內環境對居住者的健康影響也是生態建筑應該考慮的方面。
2.生態建筑設計基本策略
(1)節水措施。節水是建筑生態節能的重要措施,需要提高對水資源的利用率,合理利用不同等級的水資源。合理選擇供水方式,可以選擇變頻供水或氣壓供水系統,要盡量減少供水過程中的二次污染。生態建筑要將消防用水和生活用水分開。要盡量收集雨水或處理后的中水便于綠化澆筑使用。此外,要設置必要的節水便器和節水水龍頭。
(2)廢熱利用。由于建筑的面積較大,建筑的采暖負荷容易受到外界氣溫的影響,因此要對廢熱進行反復利用。按照房間的不同功能,合理劃分不同功能區間,在不同區間上設置不同的空調系統,最大程度實現能源的節約。
(3)照明系統設計。生態建筑由于建筑空間較大,面積較廣,需要具有有效的照明系統。生態建筑照明系統設計的主要目的是降低電能的消耗,要盡量選擇效率高的燈具,同時要盡量減少燈具的使用時間,避免對燈具進行頻繁維修,提高燈光使用率。按照空間功能不同,合理調整燈具的照明亮度,在確保正常用光需求下,確保用光質量,減少電能損耗。要盡量選擇高效率的光源和附件,改善燈具使用壽命,要注重燈具的合理組合,避免多樣燈具作為整體進行管理。此外,要加強照明系統智能控制的設計,在滿足居住、工作空間照明需要的同時,不斷提高照明系統管理水平。由智能照明控制系統控制燈光開閉時間及照明亮度,有效整合各區域照度值,加強燈具之間的聯系,充分發揮照明系統的效用,從而減少管理資金,降低電能損耗。根據建筑需要,在考慮經濟性的前提下,盡量選擇清潔能源,將照明智能控制系統和清潔能源結合起來,為建筑提供可靠供電,實現優勢互補,提供能源利用率。
(4)減少空氣的熱交換,降低能量損失。建筑設計時要保持空氣在建筑中具有適當的密封度,外墻不能自由開啟,內庭要封閉,確??諝獾挠行蛄鲃?。此外,利用地源熱交換系統,將夏季進入建筑的氣體進行冷卻,將冬季進入建筑的空氣進行加熱,利用土壤一年四季具有穩定溫度的特點,冬季作為熱泵供暖熱源,將高于環境溫度的地底熱能供給到建筑室內采暖,在夏季將土壤作為自然空調的冷源,將建筑室內熱能抽取釋放到環境溫度的土壤中,利用土壤環境溫度均衡的特點,減少建筑周圍空氣的熱交換,降低能量損失。同時,還可以對熱量排放進行再利用,通過空調熱回收系統將排出建筑室外的熱空氣進行回收,實現建筑供暖的目的。
(5)合理利用綠色植物。綠色植物是建筑環境中重要的景觀要素,同時也是重要的生態因子。建筑墻面綠化、窗臺綠化、屋頂花園、散水綠化、觀景陽臺等部位綠化的增加,可以降低綠化損失率,同時能夠最大程度實現保溫隔熱的效果。在建筑的北側種植常綠灌木,在南側種植闊葉樹木,夏季闊葉樹木可以阻擋陽光,而在冬季可以投射陽光來滿足建筑夏季制冷、冬季采暖的能耗需求。建筑規劃時,利用綠化風障的設置來降低低溫季風的侵入,減少建筑在冬季的熱損失。
利用設置的綠化風障,遮斷建筑物的背向避免冬季寒流風向,降低對建筑及庭院內的影響。采用常綠喬木及闊葉樹木等措施來進行防風,有利于在冬季寒冷氣候中創造適宜的微氣候。
綠化對于改善微氣候,具有較高的綜合價值。通過調節陽光對建筑的照射來改善小環境氣候,植物的蒸騰作用,能夠調節小環境內的相對濕度,具有較好的經濟效益,特別是在夏季具有明顯效果,同時還能起到凈化空氣和降低噪聲的作用。據相關統計數據顯示,在綠化面積較高的住宅小區冬季空氣相對濕度比沒有綠化的小區冬季空氣相對濕度高10%~20%,在夏季差距高達20%~30%。
四、建筑設計生態化趨勢
1.我國生態建筑與自然生態環境之間愈加相融,生態建筑設計在未來一段時間內也會朝著這一方向持續發展。如今的建筑的模式在不斷地發生著改變,更多地考慮如何利用自然風光達到節約能源,同時能夠使得建筑很好地融入到我們的實際的生活之中,這需要我們進行技術方面的不斷地創新,在多方位進行更為具體的研究考察,只有很好地運用起來才會取得良好的效果。
2.走可持續發展的建筑設計道路。人類越來面臨的問題越來越巨大,我們面臨著很嚴峻的生存的問題,怎樣才能更好地使我們這個文明的社會繼續發展下去是我們必須要考慮的??沙掷m發展就是進一步的進行改革創新,在很多的領域進行改革,對于當前的經濟、環境都起到很好的保護的作用模式,對于千百年后的發展都是非常有意義的。
3.生態建筑設計環?;l展。隨著人們生活水平的提高,人們更加注重居住環境的質量與品質,尤其是對生態綠色住宅的重視,促進了我國居住建筑設計在新時期必將向著生態環保方向發展。建筑設計者應堅持“以人為本”準則,堅持“經濟、安全、美觀”等建筑結構設計原則,創新設計方案,運用更多的生態環保材料和環保技,適當增加更多的自然景觀,使人們的居住環境更具環保性、健康性。不僅利于提高建筑物的環保型、舒適性,也能滿足人們對居住環境的高品質要求,因此,綠色環保的風格必將成為新時期我國建筑設計發展新趨勢。
五、結語
生態建筑設計是當代建筑設計的重要內容,在進行建筑生態設計時,要結合建筑所處區域的實際情況,合理采用生態節能措施,減少建筑能源消耗,提高建筑生態水平。