淺談生態住宅建筑設計

時間：2024-09-22 00:06:11 環境設計我要投稿

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淺談生態住宅建筑設計

　　生態住宅是多種技術集成的結果，它需要科學技術的進步，更不能離開在政府相關政策法規的鼓勵和正確引導。只有在設計過程中各專業人員的相互合作與共同努力，綜合運用當代建筑學、建筑技術科學、生態學及其它科學技術的成果，從技術、經濟、環境、能源及社會等角度出發系統地評價與設計住區的室內外環境，才會有更多更好的生態住宅出現。

　　生態建筑設計要點

　　生態住宅設計，指的就是綜合運用當代建筑美學、建筑技術科學、人工環境學、生態學及其它科學技術的綜合成果，把住宅建造成一個小的生態系統，為居住者提供舒適、健康、環保、高效、美觀的居住環境的一種設計實踐活動。這里所說的“生態”絕非一般意義的綠化，而是一種對環境無害而又有利于人們工作生活的標志。

　　在工程實施過程中，生態住宅涉及的技術體系極其龐大，包括能源系統(新能源與可再生能源的利用)、水環境系統、聲環境系統、光環境系統、熱環境系統、綠化系統、廢棄物管理與處置系統、游憩系統和綠色建材系統等。簡單說來，其技術策略主要體現在以下幾個方面:

　　住宅區物理環境(聲、光、熱環境)與能源系統設計，包括建筑規劃、建筑單體設計、建筑能源系統的設計等，同時又與綠化設計以及建材的選擇息息相關，是當前生態住宅設計中最重要而又最容易被忽視的問題，智能化住宅區，包括信息管理和通訊白動化、物業管理自動化、設備自動化控制、安全防護自動化以及家庭智能化等。

　　水資源的節省以及廢棄物處理

　　從這個思路出發，要實現住宅設計生態化，需綜合考慮三個方面的因素:住宅住區規劃。建筑單體設計(包括建筑造型、朝向、定位以及細節處理如維護結構材料選擇、保溫方式、門窗形式等);建筑物內的環境控制系統設計。下面將從風環境設計、白然景觀、光環境等方面，分別闡述可應用到生態住宅設計中的相關技術。

　　住宅區風環境設計

　　建筑物布局不合理，會導致住區局部氣候惡化。高層建筑由于單體設計和群體布局不當而導致強風卷刮物體撞碎玻璃的報道屢見不鮮。很多事例提醒規劃師和建筑師，風環境和再生風環境問題已不容忽視。然而，可能是對室外風環境的預測不夠重視或缺乏有效的技術手段，當建筑師們在對建筑住宅區進行規劃時，更為常見的做法是過多地把注意力集中在了建筑平面的功能布置、美觀設計及空間利用上，而很少(或儀僅憑經驗)考慮高層、高密度建筑群中氣流流動情況對人的影響。事實上，良好的室外風環境，不僅意味著在冬季風速太大時不會在住區內出現人們舉步維艱的情況，還應該在炎熱夏季有利于室內自然通風(即避免在過多的地方形成旋渦和死角)。從這一點上來說，在規劃設計中僅僅考慮對盛行風簡單設置屏障的做法顯然是不夠的。"

　　住宅區周圍建筑的熱環境不僅和氣流流動有關系，同時還和住宅區建筑周圍的輻射系統有關。受住宅設計中建筑密度、建筑材料、建筑布局、綠地率和水景設施等因素的影響，住宅區室外氣溫有可能出現“熱島”現象。“熱島”現象在夏季的出現，不僅會使人們高溫中暑的機率變大，同時還促使光化學煙霧的形成，加重污染，并增加建筑的空調能耗。合理地建筑設計和布局，選擇高效美觀的綠化形式(包括屋頂綠化和墻壁垂直綠化)及水景設置，可有效地降低熱島效應，獲得清新宜人的室內外環境。

　　特別值得指出的是，生態住宅不等于簡單地提高綠化率，如果住宅區綠化僅僅使用大規模綠地而不考慮與林地、水景設施以及自然通風等手段有效地結合起來，不僅不能充分發揮林地在改善室外熱環境方面的巨大作用，還會把大量的金錢浪費在綠地澆灌上，可謂得不償失。在綠化系統設計中如何改善住宅區室外環境，除了避免以上誤區外，還應做好兩個方面的工作:一是合理選擇和搭配綠化植物和水景設置，要與整個小區的熱環境設計協調起來，除了給人以視覺上的美感外，還應充分發揮植物、水在改善住宅區微氣候方面的作用。二是設計中要以人為本，如果綠化設計的最后結果是把人和綠色隔絕開來，僅僅“可以遠觀而謝絕入內”是不可取的。

　　日照、遮陽與采光

　　太陽輻射是影響居室熱環境的一個重要因素，同時也是影響住戶心理感受的重要因素。遮陽問題是指由于建筑物的外形設計、特別是凸凹變化的外型而引起的建筑圍護結構(墻和窗等)實際按受的太陽輻射熱量減少的問題。相應的，互遮陽則是指由于建筑群布局而影響到建筑物實際接受的太陽輻射熱量減少的問題。

　　自然采光有利于人體健康和提高工作效率.我國北方冬季對自然采光就有嚴格要求。在住宅區規劃與單體設計中需仔細考慮遮擋和自遮擋對自然采光乃至建筑物的熱環境的影響。

　　外圍護結構布置

　　這里主要是指外墻和外窗等圍護結構的布置，體型系數這一概念并不能充分反映外圍護結構對建筑物熱環境的復雜影響。實際上，對于不同朝向角和傾角的外墻和外窗，由于當地主導風向的不同而造成的滲透情況的不同，外表面的對流換熱系數也相差很大，接受的太陽輻射隨著時間變化而千差萬別，夜間背景輻射狀況也不相同。比較好的解決方法是利用目前國內外比較流行的建筑物能耗模擬軟件(如美國的DOE一2，國內的DSe T，等等)進行模擬分析，才能得到一個比較合理的方案。

　　噪聲和污染的防止和控制

　　住宅區規劃應有效地設計防噪系統，如將住宅區和主要交通干線相隔絕，防止主要交通干線的噪音傳過來。污染控制問題也需重視，建筑物內部空氣質量不好，一定是與室外空氣污染有關，而通過有效的綠化、有效的組織建筑周圍氣流流動，可以改善室內空氣品質。在設計初期，技術人員就應該深入現場進行調研和測試，檢驗當地的噪聲或污染是否符合標準。如果不能滿足要求，一定要采取相應的補救措施。如果居室噪盧超標，可考慮采用錯開設計的雙層玻璃窗，既能有效降低噪聲，又不影響自然通風的利用。

　　生態住宅原則

　　生態住宅是運用生態學原理和遵循生態平衡及可持續發展的原則，即綜合系統效率最優原則，設計、組織建筑內外空間中的各種物質因素，使物質、能源在建筑系統內有秩序地循環轉換，獲得一種高效、低耗、無廢無污染，生態平衡的建筑環境。這里的環境不僅涉及住宅區的自然環境，如空氣、水體、土地、綠化、動植物、能源等，也涉及住宅區的人文環境、經濟系統和社會環境。培育生態住宅概念主要是在這種觀念的影響下，在住宅建設與發展中始終以生態問題為中心，在環保、綠化、安居、道路管網等方面進行系統規劃與管理，使住宅區生態環境處于良性循環狀態之中。"

　　追求舒適和健康是生態住宅的基礎

　　生態住宅首先要滿足的是人體的舒適性，例如適宜的溫度、濕度以滿足人體熱舒適。此外還應有益于人的身心健康，如有充足的日照以實現殺菌消毒，有良好的通風以獲得高品質的新鮮空氣，以及無輻射、無污染的室內裝飾材料等。在心理方面，生態住宅既要保證家庭生活所需要的安全性、私密性，又要滿足鄰里交往、人與自然交往等要求。健康還有另外一層很重要的含義，是指住宅與大自然的和諧關系。住宅應盡可能減少對自然環境的負面影響，如減少有害氣體、二氧化碳的排放。

　　追求高效是生態住宅的核心內容

　　所謂高效，是指盡可能有效地利用資源和能源，特別是不可再生的資源和能源。我們知道，建筑業以及與建筑業相關的其它產業(如建材生產、運輸等)消耗了大量的能源和資源。而生態住宅正是要杜絕這種粗放、浪費的模式，以最低的能源、資源成本去獲取最高的效益。

　追求美觀是生態住宅與大自然相和諧的完美境界

　　生態住宅與大自然相和諧不僅體現在能量、物質方面，也同時體現在精神境界方面，包括生態住宅與自然景觀相融合，與社會文化相融合。生態住宅立足于將節約能源和保護環境這兩大課題結合起來，所關注的不僅包括節約不可再生能源和利用可再生潔凈能源，還涉及節約資源(建材、水)、減少廢棄物污染(空氣污染、水污染)以及材料的可降解和循環使用等，因而它所占據的視點最高，所關注的領域也最廣。

　　潔凈能源的開發與利用。要盡可能節約不可再生能源(煤、石油、天然氣)，并積極開發可再生的新能源，包括太陽能、風能、水能、生物能、地熱等無污染型能源。

　　充分考慮氣候因素和場地因素。如朝向、方位、建筑布局、地形地勢等。盡可能利用天然熱源、冷源來實現采暖與降溫。充分利用自然通風來改善空氣質量、降溫、除濕。

　　材料的無害化、可降解、可再生、可循環。建筑材料應盡可能利用可降解、可再生的資源，同時還要嚴格做到建材的無害化(無污染，無輻射)。

　　水的循環利用與中水處理。在適當的范圍內進行雨水收集、中水處理、水的循環利用和梯級利用，特別是對于水資源匾乏的地區。

　　結合居住區的情況(規模密集、區位、周邊熱網狀況)采取最有效的供暖、制冷方式。加強能源的梯級利用。

　　結合居住區規劃和住宅設計來布置室外綠化(包括屋頂綠化和墻壁垂直綠化)和水體，以此進一步改善室內外的物理環境(聲、光、熱)。

　　使用本土材料、降低由干材料運輸而造成的能耗和環境污染。

　　在技術成熟、經濟允許的情況下，適當地使用新材料、新技術.提高住宅的物理性能。注重不同社會文化所引發的生活方式上的差異以及由此產生的對住宅設計的影響。提倡基于健康、節約的基礎上的生活方式。

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