浅析生态住宅建筑设计

陆燕妮

摘要：文中阐述了生态建筑的基本概念，建筑生态化的基本特征，发展生态建筑的社会条件以及目前生态建筑发展的动态，并就发展中国家发展生态建筑提出自己的看法。

关键词：生态建筑；建筑生态化；可持续发展；建筑设计

Abstract: in this paper, the basic concept of ecological construction, the basic characteristics of the ecological building, the development of ecological construction of social conditions and the present ecological architecture development trends, and the developing countries in the development of ecological building opinions are put forward.

Keywords: ecological architecture; Ecological building; Sustainable development; Architectural design

中图分类号：S891+.5文献标识码：A 文章编号：

1 生态技术和生态建筑

人、建筑、环境是建筑发展的永恒主题，随着全球环境的恶化，生态问题日趋严重，人们越来越关注人类自身的生存方式。特别是1992年178个联合国成员国通过了《里约宣言》，为促进地球生态系统的恢复，实现地球的可持续发展起到了导向作用。生态技术在这一背景下，发挥出越来越重要的作用，成为各国实现可持续发展的绿色快车和实现保证。生态技术是利用生态学的原理，从整体出发考虑问题，注意整个系统的优化，综合利用资源和能源，减少浪费和无谓损耗，以较小的消耗获得丰厚的目标，从而获得资源和能源的合理利用，促进生态环境的可持续发展。

在建筑领域内，从德国托马斯《太阳能在建筑与城市规划中的应用》一书出版到近年来美国建筑界的绿色建筑运动，从北京大兴义和庄的“新能源村”建设到国外在生态高技术下建造的各种形式的生态建筑，可以说，生态建筑的发展在理论上、技术上以及建筑设计的实践上都取得可喜的成就。生态建筑有时又被称为“节能建筑”,“绿色建筑”，严格地讲都是不全面的。现代意义上的生态建筑，是指根据当地自然生态环境，运用生态学、建筑技术科学的原理，采用现代科学手段，合理地安排并组织建筑与其它领域相关因素之间的关系，使其与环境之间成为一个有机组合体的构筑物。

2 生态建筑的特点及设计要点

生态住宅设计，指的就是综合运用当代建筑美学、建筑技术科学、人工环境学、生态学及其它科学技术的综合成果，把住宅建造成一个小的生态系统，为居住者提供舒适、健康、环保、高效、美观的居住环境的一种设计实践活动。这里所说的“生态”绝非一般意义的绿化，而是一种对环境无害而又有利于人们工作生活的标志。

生态建筑则是把资源耗费和环境污染作考虑的基本因素，在充分满足人们对建筑物的使用功能的同时，尽可能实现对自然生态环境的保护和对使用者身健康的提升。由此，生态建筑就其本质应具有下面两个基本特征：一是建筑物与其所处自然环境的友好与协调；是建筑物应让使用者舒适与健康。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：a．应考虑包括土地、能源、水源、建材等在内的自然资源的消耗；b．应考虑对包括土地、空气和水源在内的自然环境的污染；c.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。

特别值得指出的是，生态住宅不等于简单地提高绿化率，如果住宅区绿化仅仅使用大规模绿地而不考虑与林地、水景设施以及自然通风等手段有效地结合起来，不仅不能充分发挥林地在改善室外热环境方面的巨大作用，还会把大量的金钱浪费在绿地浇灌上，可谓得不偿失。在绿化系统设计中如何改善住宅区室外环境，除了避免以上误区外，还应做好两个方面的工作：一是合理选择和搭配绿化植物和水景设计，要与整个小区的热环境设计协调起来，除了给人以视觉上的美感外，还应充分发挥植物、水在改善住宅区微气候方面的作用。二是设计中要以人为本，如果绿化设计的最后结果是把人和绿色隔绝开来，仅仅“可以远观而谢绝入内”是不可取的。

2.1 住宅区风环境设计

建筑物布局不合理，会导致住区局部气候恶化。高层建筑由于单体设计和群体布局不当而导致强风卷刮物体撞碎玻璃的报道屡见不鲜。很多事例提醒规划师和建筑师，风环境和再生风环境问题已不容忽视。然而，可能是对室外风环境的预测不够重视或缺乏有效的技术手段，当建筑师们在对建筑住宅区进行规划时，更为常见的做法是过多地把注意力集中在了建筑平面的功能布置、美观设计及空间利用上，而很少(或仪仅凭经验)考虑高层、高密度建筑群中气流流动情况对人的影响。事实上，良好的室外风环境，不仅意味着在冬季风速太大时不会在住区内出现人们举步维艰的情况，还应该在炎热夏季有利于室内自然通风(即避免在过多的地方形成旋涡和死角)。从这一点上来说，在规划设计中仅仅考虑对盛行风简单设置屏障的做法显然是不够的。

2.2 日照、遮阳与采光

太阳辐射是影响居室热环境的一个重要因素，同时也是影响住户心理感受的重要因素。遮阳问题是指由于建筑物的外形设计、特别是凸凹变化的外型而引起的建筑围护结构(墙和窗等)实际按受的太阳辐射热量减少的问题。相应的，互遮阳则是指由于建筑群布局而影响到建筑物实际接受的太阳辐射热量减少的问题。

自然采光有利于人体健康和提高工作效率。我国北方冬季对自然采光就有严格要求。在住宅区规划与单体设计中需仔细考虑遮挡和自遮挡对自然采光乃至建筑物的热环境的影响。

2.3 外围护结构布置

这里主要是指外墙和外窗等围护结构的布置，体型系数这一概念并不能充分反映外围护结构对建筑物热环境的复杂影响。实际上，对于不同朝向角和倾角的外墙和外窗，由于当地主导风向的不同而造成的渗透情况的不同，外表面的对流换热系数也相差很大，接受的太阳辐射随着时间变化而千差万别，夜间背景辐射状况也不相同。比较好的解决方法是利用目前国内外比较流行的建筑物能耗模拟软件进行模拟分析，才能得到一个比较合理的方案。

2.4 噪声和污染的防止和控制

住宅区规划应有效地设计防噪系统，如将住宅区和主要交通干线相隔绝，防止主要交通干线的噪音传过来。污染控制问题也需重视，建筑物内部空气质量不好，一定是与室外空气污染有关，而通过有效的绿化、有效的组织建筑周围气流流动，可以改善室内空气品质。在设计初期，技术人员就应该深入现场进行调研和测试，检验当地的噪音或污染是否符合标准。如果不能满足要求，一定要采取相应的补救措施。如果居室噪音超标，可考虑采用错开设计的双层玻璃窗，既能有效降低噪声，又不影响自然通风的利用。

3 生态住宅原则

生态住宅是运用生态学原理和遵循生态平衡及可持续发展的原则，即综合系统效率最优原则，设计、组织建筑内外空间中的各种物质因素，使物质、能源在建筑系统内有秩序地循环转换，获得一种高效、低耗、无废无污染，生态平衡的建筑环境。这里的环境不仅涉及住宅区的自然环境，如空气、水体、土地、绿化、动植物、能源等，也涉及住宅区的人文环境、经济系统和社会环境。培育生态住宅概念主要是在这种观念的影响下，在住宅建设与发展中始终以生态问题为中心，在环保、绿化、安居、道路管网等方面进行系统规划与管理，使住宅区生态环境处于良性循环状态之中。

洁净能源的开发与利用要尽可能节约不可再生能源(煤、石油、天然气)，并积极开发可再生的新能源，包括太阳能、风能、水能、生物能、地热等无污染型能源。

充分考虑气候因素和场地因素。如朝向、方位、建筑布局、地形地势等。尽可能利用天然热源、冷源来实现采暖与降温。充分利用自然通风来改善空气质量、降温、除湿。

材料的无害化、可降解、可再生、可循环。建筑材料应尽可能利用可降解、可再生的资源，同时还要严格做到建材的无害化(无污染，无辐射)。

水的循环利用与中水处理。在适当的范围内进行雨水收集、中水处理、水的循环利用和梯级利用，特别是对于水资源匾乏的地区。

结合居住区的情况(规模密集、区位、周边热网状况)采取最有效的供暖、制冷方式。加强能源的梯级利用。

结合居住区规划和住宅设计来布置室外绿化(包括屋顶绿化和墙壁垂直绿化)和水体，以此进一步改善室内外的物理环境(声、光、热)。

在技术成熟、经济允许的情况下，适当地使用新材料、新技术，提高住宅的物理性能。注重不同社会文化所引发的生活方式上的差异以及由此产生的对住宅设计的影响。提倡基于健康、节约的基础上的生活方式。

4 结语

总之，在建筑领域里，我们呼吁与环境共呼吸的建筑设计观，提倡各种建筑生态技术的应用，发展生态建筑。这不仅有助于推动全球环境品质的改善，而且有助于个人生活品质的提高。对于发展中国家，加大生态建筑的研究，推进建筑的生态化，无论从环境的角度、能源的角度或是建筑设计的角度都将有深远的现实意义。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。