建筑设计中的生态化模式及策略 邱彬

发表时间:2016/1/26   来源:《工程建设标准化》2015年11月供稿   作者:邱彬
[导读] 中国市政工程西北设计研究院有限公司,甘肃 通过新观念和技术的应用,结合当代生态学、建筑学等科学技术,进行系统的分析设计,推动建筑设计中的生态化模式全面的发展。

邱  彬
  (中国市政工程西北设计研究院有限公司,甘肃,730000)
  【摘  要】伴随我国国民经济快速发展,城市化进程的加快,能源需求的持续增高,自然生态环境负荷不断加大,使得建筑的生态设计成为我国可持续发展战略的重要组成部分。本文阐述了建筑生态设计的概念及目标,并详细说明了建筑生态设计的具体策略。
  【关键词】建筑设计;生态化模式;研究策略
  一、建筑生态设计的概念及目标
  建筑生态设计,“任何与生态过程相协调,尽量使其对环境的破坏影响达到最小的设计形式”。建筑生态设计的意图在于优化、调和人与自然之间的关系,生态设计的目的实质上是两个层面的反映:一方面是保证人得到舒适的居住生活环境,另一方面则把建设活动对自然生态的破坏减少到最低程度,保证自然的可持续性,具体体现为:
  (一)共生,充分考虑建筑与所在区域的自然环境、社会环境、经济环境各方面的共生关系,尊重传统文化和地域文化特点,自觉促进技术与人文的有机结合,将各种因素统一考虑,权衡比较,从中选择最优的解答,建立不破坏区域环境、技术运用适当、人性化的居住社区和城市环境。
  (二)高效,降低建筑对物质与能量的消耗,一方面提高建筑的能源利用效率,运用新材料、新结构、智能建筑体系以降低建筑消耗的能量,根据建筑所在地区的气候特点,合理利用阳光、风能、雨水、地热等自然能源,合理进行建筑设计以减少不可再生资源的损耗和浪费,提倡能源的重复循环使用。
  (三)和谐,针对建筑室内声、光、热、空间等环境的营造,以及室内空气质量的控制,提高建筑室内环境质量,营造和谐舒适的居住与工作环境。
  二、建筑生态设计具体应用策略
  (一)保温隔热设计策略
  (1)外墙节能措施:墙体面积和构造设计决定室内的小气候,因此,外墙的节能保温措施,是结合建筑特点及气候特征,针对不同朝向,设计不同的保温隔热形式,以及浅色涂料的墙面外饰面,以降低太阳辐射吸收系数,降低的建筑内表面温度,节省建筑空调能耗。
  (2)屋面节能措施:屋面保温结构不宜选择容量大的材料,以防屋面重量、厚度过大,同时保温材料对防水性能要求较高,因此屋面适合采用复合保温隔热结构,包括通风屋面、种植屋面、蓄水屋面与遮阳屋面,对于降低建筑室内空调采暖负荷、改善室内热环境、调节室外气候、节约建筑能耗具有重要作用。
  (3)外窗节能措施:改善外窗热工性能的措施可通过对窗户的选型、朝向、材料与构造方面进行。当采用一般外窗时,应采用方窗形式,结合地区气候特点,东西向尽量少开窗或开小窗,选用各种热反射玻璃,南向加强防辐射,北向提高保温性能;采用双层玻璃幕墙形式、缓冲层形式。
  (二)自然通风设计策略
  (1)自然通风结构体系:
  1)风压式自然通风,根据当地风环境选择适宜的布局形式,朝向与夏季主导风向保持合适的角度,以小进深的形式以形成“穿堂风”,组织好平面和开口位置及面积,从平面、剖面及细部来考虑引风入室,根据自然风变化规律,适时采取相应的措施,调节室内气流状况,如洞口构造形式、百页等等。
  2)热压式自然通风,通过增加室内外进排风口之间的高度差制造“烟囱效应”,利用热空气上升、室外冷空气从建筑底部被吸入的原理,促成热压作用下的自然通风。
  3)混合式自然通风,利用风压和热压进行自然通风往往是互为补充、密不可分的。


由于室外风的风速和风向是经常变化的,不是一个稳定的因素,可定性地考虑风压对自然通风的影响。
  (2)自然通风控制体系
  1)双层玻璃幕墙:利用双层玻璃作为围护结构,玻璃之间留有一定宽度的通风道并设有可调节角度的百页。
  2)天窗:自然通风设计,从座位下进风,建筑顶部设中央拔风口,通过天窗进行自然通风。
  3)风帽:风帽是自然进排风系统的入口或出口,它是利用风力或温度差造成的正压或负压,加强进排风能力的一种装置。风帽可以装在需要局部通风的地方,也可以装在屋顶上,促进全面进排风。
  (三)自然采光设计策略
  (1)采光结构体系
  1)侧窗:通过反射面和反光装置来利用反射光达到自然采光的目的。把反射装置装在比水平视线高的地方,在不遮挡水平视线的同时,反射板把反射光线反射到室内较深远的地方,从而提高室内远处的照度。
  2)天窗:常用的天窗形式有矩形、M形、锯齿形、横向下沉式横向非下沉式、天井式、平天窗等。天窗的采光形式弥补了侧窗在大进深建筑的照度不足问题,利用太阳扩散光为建筑中央部位提供自然采光,为了防止直射阳光给室内带来过热或眩光问题,可选用反射玻璃、可调节百叶与反射装置等天窗遮阳措施。
  3)特殊导光装置:定日镜根据太阳运行规律,用机械的方法来对阳光进行跟踪,使各个时段的阳光通过该装置后其反射光的方向不变,以保证最后的输送方向不变。
  (2)控制结构体系
  1)增进采光的构造:高窗和反光格板,在高低侧窗之间设置反光格板,提高远窗处的照度水平,增加采光进深;反光百叶,与遮阳百叶结合,使采光与这样分区控制;棱镜系统,利用有选择性的通过原理,避免正午或夏季的大部分时间内室内环境太阳辐射过强。
  2)遮阳措施:建筑遮阳可将可见光和辐射热反射或扩散,可减少室内眩光和过分接受太阳辐射。遮阳可分为固定遮阳和活动遮阳。固定遮阳有水平遮阳和垂直遮阳两种,分别遮挡高度角较大的阳光和遮挡从两侧斜射而高度角较小的阳光。
  (四)资源循环利用设计策略
  (1)节约再利用体系
  1)节约建筑用地:高效利用自然资源的基本要求之一就是节约土地,建筑生态设计应合理利用和调整土地使用方式,节约现有土地,开拓城市建筑空间。节约用地的方法主要有两种:开发高空空间与地下空间。
  2)节约建筑用水:首先是运用节水设备,生活用水是水资源消费的主要原因,推广节水设备既可减少生活用水量,又减少污水排出量,减轻环境压力;其次是收集利用雨水,雨水资源利用可缓解水资源的短缺现象。最后是废水循环使用,尽量减少废水的产生和废水处理消耗的自来水,同时充分利用经处理的建筑污水和废水。
  3)建筑材料利用:首先要减少使用,减少建筑材料的消耗,使用较少的材料制造轻质高强的结构空间,既提高资源的利用效率,又扩大建筑内部有效使用空间。其次是重复利用,回收建材与废弃物作为原料进行加工,生产出新的建筑材料以重复利用。最后是合理取材,采用地域性材料,充分利用地方自然资源,减少建材在运输过程中的能量消耗。
  (2)改造再利用体系
  1)建筑更新:寻找一种空间需求大致相同的使用功能,保留原基本结构形式进行扩建或局部改造,以保证建筑空间和功能得到充分的利用。此外,建筑更新还包括建筑环境的再利用,特别是整治和利用受破坏环境,这样既改善环境的质量,又实现地段的可持续发展。
  2)材料再利用:重复使用成型的旧建筑材料、构配件、设备和家具而不经过再造过程,既延长建筑废气材料的寿命,又减少环境中废弃物和生产新产品所耗费的资源和能量,有利于减轻环境的压力。
  结语:
  将环保思想和建筑设计互相融合,形成了建筑设计的生态化模式,这是社会发展的必然趋势,对我国的建筑事业起到了很大的推进作用,建筑设计师在设计时,应对自身设计理念及时的革新和优化,通过新观念和技术的应用,结合当代生态学、建筑学等科学技术,进行系统的分析设计,推动建筑设计中的生态化模式全面的发展。
  参考文献:
  [1]刘洋 建筑设计的绿色生态化模式及其策略研究【J】 科技资讯 2012(02)
  [2]孙逊 冰雪体育建筑生态化设计研究【D】 哈尔滨工业大学  2014(01)
  [3]胡佳 论建筑设计中的生态策略渗透【J】 门窗  2012(10)

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