生态建筑设计与建筑设计生态化趋势

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  摘要:如今资源问题已经成为世界性焦点话题,科技进步及工业发展十分迅速,各行业能源消耗问题逐渐成为重点,同时对人类社会的可持续发展有重要影响。在各行业中建筑业已经成为高能耗的先锋,其能耗问题更加严重。目前随着科学发展观的普及,人们生态意识不断提高,因此建筑行业的生态化发展成为日后的必然趋势。本文对生态建筑的含义、设计原则、生态建筑发展中的问题、生态建筑设计中的技术要求及生态化发展趋势进行了探讨,仅供参考。
  关键词:生态建筑;建筑设计;生态化;趋势
  中图分类号: TU2 文献标识码: A
  引言
  当前,我国建筑发展的速度越来越快,其中生态建筑的建设已成为今后建筑发展的主要方向。生态建筑就是运用生态学原理和方法,把建筑环境作为一个具有有机、结构和功能的整体系统,利用自然环境的优势,有节制地改造,寻求最适合人类生存和发展的可持续支撑环境。 
  一、生态建筑的含义 
  生态建筑涉及面广,是多学科、多工种的交叉,是一门综合性的系统工程,它需要整个社会的重视与参与。从其本质上说,即运用生态学的理论来指导建筑设计,使建筑像一个有生命的健康的肌体一样,既有自身的良性循环系统,又与周围的自然生态系统保持平衡,实现建筑与自然共生。它是当今可持续思想和生态意识在建筑设计中的具体体现。 
  生态建筑是将人类社会与自然界之间的平衡互动作为设计理念的起点,重新寻找人在自然环境中的位置,重新审视人类自己以及努力寻求人与自然和谐发展。生态建筑不是朝夕之间就能完成的,更不是仅仅靠几位建筑设计师就可以来实现了,生态建筑设计代表了人类社会的未来,需要更多的设计师和人们一起来完成。生态建筑是连接自然、人和建筑的一条纽带,是对自然大环境的保护,也为人类的生存和生活创造出一个更加适合居住的一个小环境。从建筑设计上来讲,生态建筑其优势主要表现为:可以改善小气候,通过多种绿化方式,注重遮阴与自然采光,更加注重自然通风设计,还可以利用太阳能等可再生的清洁能源;在增强空间适应性方面,生态建筑设计一般采用大跨度轻型结构;而其他方面,诸如:水资源的循环再次利用,生活垃圾的分类、处理等等,都充分表现出生态建筑人性化的设计特征。 
  二、生态建筑设计的原则
  1、节约高效原则
  生态建筑设计首先要坚持节约.高效原则,在资源占有及耗能方面应符合建筑结构的生命周期和服务功能条件下,以最少资源消耗实现建设价值。高效原则要求建筑结构的建设.拆除都要本着人与自然和谐相处的原则进行,并可以满足宜居健康要求,同时还采用了一些集成技术来提高建筑结构的功效,从而实现优化管理体系之目的。
  2、舒适性与经济性原则
  首先,生态建筑设计的最终目的在于充分的实现建筑结构的价值,其中舒适性是最基本的功能性价值,而舒适性要求总是与各种资源的占有及能源消耗相对立,难以共存。因此,在生态建筑设计过程中,注重舒适性原则并不意味着要以牺牲建筑结构舒适性为代价,它主要是以满足人类居所的舒适要求为设定条件,通过人类的经验及科学技术的进步总结形成的一套建筑生态体系;其次,要表现出一定的经济性。通常情况下,生态建筑物的建造.使用以及日常的维护都是非常复杂的,同时也表现为一种社会化组织体系。笔者认为,通过不断的加大资金投入和科技水平提高,虽然可以使生态建筑能够有效的反映出预定的生态化建筑设计目标,但这并非是我们真正想要得到的。由于建筑物生态化发展过程不是建立在靠资金的大量投入基础之上的,因此经济性原则只是要求其在这方面不要无限制的膨胀就可以了。
  三、我国生态建筑发展存在的问题 
  1、缺乏对生态建筑的正确理解
  生态建设的内容的核心是根据当地的自然环境,通过使用体系结构的基本原理,达到生态平衡,合理安排管理和施工情况让其和其他相关因素之间的关系和谐发展,让建筑与周边环境成为一个有机的组合,同时具有良好的室内气候条件和结构的自我调节能力。但是一些人认为只要增加一些绿色植物是生态建筑,把建筑节能当成是一个简单的生态建筑。这些观念只是把生态建筑停留在表面上,对生态建筑的理解是不全面的。
  2、缺乏对农村生态建筑的系统研究 
  中国作为一个发展中国家,生态建筑系统是不平衡发展的。城市和农村的差距较大,容易把研究的重点主要局限于一些相对发达的城市,缺乏了系统的研究。大多数在研究这个主题的时候,无论从生态、环境、农业、建筑、城市规划、建筑专业的哪个角度来看,虽然研究的内容是相对丰富的,但没有把每个方面进行良好的结合和进行深入研究,特别是在一个特定的区域,如何把生活环境与植物的环境相结合。
  3、缺乏生态建筑的广泛实践
  从现在的一些文献中可以看出,在建筑方面已经有很多文章和文献了,这些文献就是体现了生态建筑可持续发展的思想,这对生态建设的发展发挥了积极作用,但是大多数报纸还只是停留在生态建筑设计的理论框架中,并没有把这些理论運用到实际生活中去。
  四、生态建筑设计中的技术要求
  1、垂束导光
  垂束光导是对太阳光和其他可利用的光源进行采集的一种技术,组成包括采光器、反射管和追光器等,可以将光源通过设备通道室内采光较差的阴暗区域,同时具有清洁作用。这种技术很好地延长了光线的距离和加强了光的强度,减少了对于阴暗区域光电的需求,节省了用电费用。 
  2、光气源热泵 
  光气源热泵是在冬天进行制热时,同时将户外的空气和光能组合成热源优先,从而形成一个高效和节能的循环系统。在使用时,不仅可以进行开水的加热,而且有效地提升了加热的速度,对于单独加热时更是提高了加热的效率。这种系统解决了传统加热器使用受季节的影响,而不再依赖于季节的影响,能够充分保证一年四季热水的供应。
  3、建筑楼顶绿化
  目前,土地资源可谓是寸土寸金,建筑商想要更好的利用每一寸土地也无可厚非。在建筑群的设计上,建立越多的建筑物,就能够带来更大的经济效益,这一点在生态绿地建筑上,其经济效益远远比不上住房收益,这也是生态建筑发展的一大重要阻碍因素。因此,设计师们可以充分利用建筑物的楼顶面积,以在楼加盖“绿化层”的方式,降低顶楼住户感受到的热辐射,弱化城市的热岛效应。在建筑群上方进行绿化设计,能够有效加大建筑物的绿化面积,在不影响土地面积的使用情况下保障生态化的设计理念。
  五、建筑设计生态化趋势 
  人们关于对生态建筑的研究从过去仅停留在对气候、生物反应的关注,直到今天运用替代能源、注重生态技术和生态材料的研究,人们对建筑设计有着更为深层次的认识,建设设计生态化这一课题也成为界内热点关注问题,国内外各国掀起了一股生态建筑技术和设计方法研究热潮。在国外,西欧、北欧地地区生态建筑发展的比较好,日本、新加坡相继建成了具有现代意义的生态建筑。
  1、自我调控
  建筑设计生态化的自我调控主要分为被动式和主动式两种调控,其中被动式调控指借助于建筑本身的结构和组件,如建筑的门窗、阳台进行遮阳处理,建立起适宜的生存环境,这种被动式的调控源于解决传统建筑生态化改造的问题,如国外有些住宅的建筑师经由选取玻璃暖房及相应的构造形式使建筑取得了出色的保温和隔热效果。主动式调控则是将计算机技术运用到了建筑生态设计中,新兴的计算机技术可以很好地把设计师的外延思想以有效的形式表现出来,因此带动了建筑设计生态化的技术性革命。建筑设计师可以经过计算机技术把建筑生态的设计进一步精细化、准确化及严密化,在设计过程中,主动调控建筑后续发展的可能性,节能化要求,材料优化选择等一系列项目,从而最大限度的实现建筑设计生态化。经验技术的积累和先进科技的加入,更加推动了建筑设计生态化的未来发展。
  2、探索和運用新的生态技术,加快建筑的生态化
  建筑的发展,已经从生物的进化走向了自觉的知识技术的进化阶段。根据萨克森的生态哲学,地球的进化分为三个阶段。第一阶段,从无机物向有机物的过渡,其进化的内因是原子、分子间的物理作用;第二阶段,是低级生命向高级生命的进化过程,这其中起作用的是遗传物质和自然选择;第三阶段,则是人类特有的知识技术进化的阶段。现代的工业技术改善了人们的生活水平,也给自然带来了一定的破坏,从而产生了生态技术。拥有这一类思想倾向的建筑师尝试将新技术运用到建筑环境的设计建造过程中去,与有生命的价值系统一样,建筑的进化过程在于环境的能源、材料的交换循环过程和本身自我控制方面的优化。 
  3、人与自然和谐共处
  建筑物是人和自然共处的主要桥梁,因此,对于生态建筑设计来说,必须要引入大量相关的自然元素,这样一来,人们可以更好的享受大自然。由于人们始终处在自然环境中,因此,人们的各种活动都是和自然环境有着密切的联系,所以,人们必须和自然建立良好的关系,这样才能促进人类和自然环境的共同发展。生态建筑要求不管是从设计环节还是到使用环节,对环境的破坏程度是极小的。生态建筑和传统的建筑设计目标都是相同的,给用户提供一个更为舒适的环境,从而使人们更好的学习与生活。生态建筑设计最关键的问题就是必须要满足用户的各种需求,一旦不能满足,那么此建筑物就是非常失败的。通过大量事实证明,只有在满足用户使用要求的前提下,不仅能使人们和大自然更好交流,让人们充分享受大自然。 
  4、节约原材料
  现代材料技术的发展,已大大改进了传统的砖石结构,厚砖胖柱的形成,高效轻质墙体,轻钢结构,薄壳屋盖,拉索结构等,都大大减轻了结构的自重,扩大了使用空间。如近年来发展起来的大空间膜结构就是节约结构用材的一种典型,它是一种预应力空门整体结构,将结构与建筑围栏部分融为一体,最大限度地发挥了材料的承载能力,创造出无柱的灵活大空间,并创造出一种具有自然形态美的外观,既飘逸,又刚劲有力。
  生态系统处于一种活跃的状态,即处于一种不停的流动状态之中,而生态系统之间的相互作用也是动态的过程。生物圈中所有的生态系统都是动态的,它们之间的相互依存关系随着时间的变化而不断的变化。而作为人类生活空间的建筑系统同样也是动态的,即建筑系统与特定设计地段的生态系统之间的相互作用是动态的,建筑系统将会不断地与周围生态系统环境相互作用,直至使用寿命终结。因此,建筑师需要建立建筑系统的全寿命概念:考虑建筑系统全寿命过程中,与周围环境的生态相互作用,正是在此基础上,提出生态设计概念。生态系统在生物圈中被定义为子系统,它是由有生命的和无生命的两个组成部分相互作用而构成。而我们现在的生活生产活动,尤其是当今建筑,正导致我们赖以生存的生物圈无机化,更让我们的生物圈的物种单一化。长此下去人类将无法平衡生物圈有生命和无生命的比例,降低生物圈原有的复杂性和多样化。因此当务之急是我们必须从平衡这个自我构建的环境入手,扭转这种趋势。 
  5、增加绿化面积
  生态建筑外部和大自然相呼应是远远不够的,必须对建筑物室内设计更要体现出绿色的概念。绿色植物不仅能够制造氧气,而且也具有吸收有毒气体、调节湿度、降低噪音的功能。所以,生态建筑的发展为绿化环境营造更为广阔的发展空间。例如:在建筑物客厅,可以在房顶安装一个具有可调功能的开启式屋顶,结合季节变化的特点,由计算机进行控制,这样一来,不仅可以调节室内温度与湿度,而且又可以将室外与室内联系在一起。除此之外,还有一种最常用的设计方法为屋面绿化,此方法既可以美化环境,又有很好的景观效果,与此同时,还能起到较好的防水效果。 
  结束语
  随着社会经济的发展,城市环境存在的问题日益增加,“城市病”严重影响了城市的发展和人们的正常生活。生态建筑设计理念的提出有助于改善当前的城市环境,同时也有助于提高建筑设计水平。今后建筑设计中需要充分体现生态建设理念,促进建筑设计的生态化发展,减少建筑设计不合理导致的城市环境问题。生态化建筑是当前城市发展的主要趋势,建筑设计人员需要充分提高自身的生态理念,建设舒适健康,经济适用,高效清洁的建筑,为人们提供良好的生活和工作环境。 
  参考文献
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