关于生态节能型建筑设计的几点思考

杨 茜 雷言清 孙鲁堂

(沈阳联保中心第四工程代建管理办公室，辽宁 沈阳 110000)

1 概述

目前我国正面临自身发展的重要战略机遇，需要投入大量资源，而与之不相适应的是我国能源并不充足，虽总量大但人均占有量远低于世界平均水平。这种状况决定我国必须提高能源的使用效益，优化军队资源配置，科学管理使用能源，确保有限的资源用于我国现代化建设的刀刃上。

基本建设系统是我国资源管理大头，也是能源消耗的大户。因此，大力建设生态节能型建筑，降低建筑的能耗，是当前我国基础建设系统面临的急需解决的问题。

2 生态节能型建筑概念的提出

生态节能型建筑，就是从生态的角度进行建筑的节能设计，强调建筑在与自然融合的过程中实现节能。生态节能建筑的实质，就是能使得建筑内外的物质、能源、信息最大限度地循环和高效使用且对环境的冲击小，能营造出一个高效节能、舒适、健康的工作与生活环境的建筑。

1)生态节能建筑同周围的环境是一个有机的整体，不能孤立地把建筑从环境中作为实体分割出来。

2)生态节能建筑在整个使用过程中与周围环境进行能量的输入与输出，从而完成其承担的生态角色和功能。

3)生态节能型的建筑应当使整个生态系统处于良性循环的平衡状态。

3 生态节能型建筑设计的思考

3.1 建筑设计与气候条件的融合

为了对不同气候区的建筑设计进行进一步的研究，可以根据我国建设部制定并实施的GB 50178—93建筑气候区划标准，根据各区气候特点，有针对性地提出其气候技术策略。以成渝气候区为例，该区气候大部分区域夏季闷热，冬季湿冷；年降水量大；日照偏少。通过对气候特征的分析，该区冬季不舒适程度与夏季大致相当，在进行节能设计时应同时考虑冬季保温设施，以及夏季通风、遮阳和隔热。区域内夏季气候湿热指数很高，所以夏季自然通风与隔热、植被降温的综合设计很重要。经上述分析，该区气候技术策略为：

被动式太阳能采暖设计+自然通风设计+遮阳+植物降温设计。

根据各区气候特点，有针对性地提出其气候技术策略，是进行生态节能型建筑设计的第一步。

3.2 建筑设计与地形地貌的融合

建筑与地形的契合可以有效保护原有地貌，对生态保护有积极的作用，同时可以节省建筑材料，利用岩体恒温作用减少空调、采暖等能耗，具很好的节能效益。

建筑设计与地形地貌的融合主要有三种形式：地表型山地建筑、架空型山地建筑、掩土型建筑。地表型山地建筑对山体环境的改变极少，适用于坡度7%～8%至15%～17%的地形(见图1)。其通风、采光效果比较好，与自然的沟通更为紧密。其设计要点为：

根据地形确定相契合的平面形式+合理的剖面设计。

架空型山地建筑对地形地质的影响最小，以点状与建筑基地相联系，同时，使山地原有植被得到保留。因此，对不同地形条件均能够适用，特别是临河坡地、陡坡、悬崖峭壁等的修建建筑。其设计要点为：

地质分析+地势分析+功能布局。

掩土建筑保留了山体本身的地形地貌，可以最大限度的保留自然植被，同时能躲避外界的剧烈变化，营造舒适的小气候。

根据地形地貌，以及建筑的性质特点，做好建筑与地形地貌的融合,是山地生态节能型建筑的重要一步。

3.3 建筑设计中自然通风的充分利用

自然通风是建筑设计普遍采用的生态技术之一,建筑自然通风可以实现有效被动式制冷，在不消耗不可再生能源的情况下而降温除湿,降低能耗。

建筑的自然通风设计方法,广泛应用的主要有三种:风压通风、热压通风、利用导风板导风。风压通风的大小主要取决于建筑外环境对风的引导及建筑的平面布局。建筑门窗的相对位置直接影响到室内风速及流场分布，不论是平面位置，还是剖面位置，都会直接影响气流路线。此外还应避免出现小于直角的转折，在平面转折处，宜圆角处理，在建筑内部适当部位设置通风口，便于空气流通。设计要点为:通风口相对位置+通风口面积+房间外部通风条件。

在建筑剖面设计中，可以利用设计高差来促进自然通风(见图2)。设计要点为:进出风口面积的确定+进出风口高差的确定+风路设计。

导风板适用于由于地形或特殊要求等，导致建筑开口和风向夹角不能在30°范围以内的建筑通风设计，利用导风板创造正负压区从而引导通风。导风板的形式较多，要根据风向和房间开窗方式进行确定。深度应该在0.5倍～1倍窗宽范围内。导风板的设计要点:导风板形式及位置+导风板尺寸。

3.4 建筑设计自然采光的充分利用

从节能的角度来看，自然采光要比利用电气照明更有意义。自然采光节约所有的照明用电和用来降低普通电气照明热量空调的一半用电。

侧面采光是一种常见采光方式，设计重点在于窗体面积的确定。在确定窗户面积时，首先，要考虑需要多少光照量，所需的照明等级是多少；其次，根据各种不同的照明任务对阳光进行分配，确定出哪些区域需要的光照量较多、哪些需要的较少等；最后，确定所需要的自然光性质，是需要某种特定的光照氛围还是其光照特征等。侧窗采光设计要点:确定建筑所需光照量+确定侧窗尺寸+确定开窗位置。此外,顶部采光和利用构件(反光扳折光板等)进行自然采光的补充设计,也是有效的途径。

3.5 充分利用植物

植物可以有效对建筑物进行降温增湿，同时植被的利用可以绿化、美化建筑，改善生态环境。植物的综合利用应该从两个方面入手，建筑屋顶绿化和营房的垂直绿化，营房的屋顶绿化设计要点：适合的植物种类+种植形式+栽培基质+技术处理。首先根据当地植物资源状况选择适合屋顶生长的植物，然后根据建筑的性质选择合适的种植形式，最后是对栽培基质的配制和一些构造上的技术处理。建筑的墙面绿化设计要点：适合的植物种类+合适的墙面材料+种植槽+种植基质，同屋顶绿化，首先根据当地植物资源状况选择适合垂直生长的植物，然后根据建筑的性质选择合适的种植形式，其次，对墙面做一定的处理，使之方便植物的攀爬，同时还要考虑种植槽和种植基质的问题。

3.6 充分利用自然能源

太阳能是已知最廉价、最广泛、最原始的能源，充分利用太阳能，使建筑合理地利用太阳能资源，可以降低建筑对能源的消耗，减少环境污染、保护生态环境。地热能作为一种可再生能源，具有分布广、成本低、无环境污染等优点。可以节约煤炭和石油，对实现经济可持续发展，有着重要的意义。

首先，应该分析建筑所在地太阳能与地热能的蕴涵量。然后根据可利用能源的状况对其利用的方式进行确定，如图3，图4所示。

3.7 生态建材的应用

生态节能建材不但能够在建筑使用的过程中为建筑的运行节省能源的消耗，还要考虑建材在整个生态系统中的影响。建材的生命周期包括原料采集、产品制造、产品使用、废弃物再循环等四个阶段，由此，生态节能建材的概念应概括为采用清洁生产技术、少用天然资源和能源、大量使用工业或城市固态废弃物生产的无毒害、无污染、无放射性、有利于环境保护、人体健康的节能型建筑材料。

1)用粉煤灰砖、矿渣砖、页岩砖、煤矸石砖、煤渣砖等替代黏土砖。

2)用垃圾制造烧结砖替代原有砖材，生活垃圾进行系统化处理，制成各种路基砖、地板砖、墙板等建筑材料。

3)建筑固体废物在建筑中的再生应用。

4)农业剩余物再生利用。用农植物剩余物与无机胶凝材料复合生产出来的水泥刨花板、矿渣刨花板和石膏刨花板，有很好的生态效益。

5)可循环材料的应用。这类型的材料最大的特征是可进行无害化的自行解体，从自然中来，最后回归自然，包括草、竹、原木、生土、石、稻草等天然材料，既包括了传统的建筑材料，也有非传统的材料在建筑上的利用。

4 结语

生态节能型建筑的应用，可以为人们提供舒适的学习、工作、生活场所；同时，生态节能技术的应用能够节约建筑建设、使用、废弃整个过程中的费用，进而节省国家资源，有着良好的生态效益、社会效益。因此，生态节能型建筑有着广泛的应用前景。