生態建筑的環境設計探討

摘要:通過對可持續發展生態建筑的分析,闡述生態建筑的類型以及設計方法與理念,為分析國內外生態建筑的實踐應用為生態建筑設計提供參考依據。

關鍵詞:生態建筑環境設計

城市的規模不斷擴大,市區面貌日新月異;欣喜之余,卻不能忽視這樣建筑長期困擾我們的問題,據統計分析,全世界大約一半的溫室效應氣體來自于建筑材料的生產運輸、建筑的建造以及運行管理有關的能源消耗。

隨著人類面臨迫在眉睫的環境危機,世界性的生態觀念和共識的逐步形成,我國政府又將“可持續發展”確定為基本國策,建筑的生態化作為解決環境問題的有效措施,我們應該給予充分重視并積極推廣,這將對我國生態環境的改善、國民經濟的可持續發展有著重要的意義。

1生態建筑的類型

1.1綠色建筑

“綠色建筑”就是資源有效利用的建筑,即減少建筑材料、各種資源和不可再生資源的使用;利用可再生能源和材料;利用回收材料和排水,設置廢棄物回收系統;在結構允許的情況下重新使用舊材料。

作為綠色建筑經典的澳大利亞堪培拉國際機場的一座新辦公樓比標準建筑節水43%。這座辦公樓每年能夠節水687000公升。大樓內部安裝了數臺節水裝置和12座無水座便器。辦公樓的三層都會安裝這樣的節水座便器。他們沒有蓄水池,不用沖水。專門的下水管將排泄物吸走,防止氣味散發。其他節水裝置還包括自動出水的龍頭、雙水流的洗池和受到控制的淋浴噴頭等。

1.2環境友好材料的生態建筑

美觀、有利環保的綠色建筑要面向未來,必須重視材料和能源的數量和生命周期,使建筑保持旺盛的生命力。環境友好材料的生態建筑在破土之前,需要經過勘查,以確定所在地有沒有地下水脈和地球磁場對人體的干擾;它完全以天然材料——木材、黏土、土磚建造而成,并從植物中提取裝飾用材和著色顏料,這一潮流在德國以發展為建立“生物住宅區”。其目標是建立居民入住后就不想遷離的社區,以降低對各種能源的消耗。

1.3整合生物氣候建筑

生物氣候建筑的設計思想最初源于節能的需要,繼而上升到保護環境的高度。正如人們所希冀的那樣:將來有一天,建筑的結構和維護系統能根據氣象和舒適度的變化而自動調節,那時將產生真正的“整合生物氣候建筑”。

“整合生物氣候建筑”不僅考慮美學的問題,而且還從設備的角度來決定建筑的供熱、制冷和照明。例如在上海的Armoury大廈,該大廈的平面為圓形,電梯、樓梯和衛生間組成的服務核置于外圍一側,內部有中庭,中庭被當作空氣井,并在大小與形狀上隨各層的具體情況而變化。

1.4生態屋頂系統

據德國環境與自然保護聯盟(BUND)調查的數據顯示,綠色屋頂首先能夠蓄含雨水,高度保持水分。根據屋頂的綠化設計,直接的水分流失量將減少50%-90%,大大緩解水處理系統的工作壓力,因而能夠節省大量建筑費用和公共事業開支。德國夏季有植被覆蓋的屋頂與裸露屋頂之間的溫度差異最高可達40攝氏度。過大的溫差會對建筑的防水層材料、連接處和其他材料造成極大的負擔,加快老化過程。而綠色植被覆蓋的屋頂則能保護防水層不受氣候、紫外線以及其他損傷,延長建筑物的使用壽命。再者,屋頂上的綠色植物還能凈化大氣,幫助過濾灰塵和煙霧顆粒,從大氣和雨水中吸收危害性物質,降低灰塵并減少潛在的煙霧威脅。植物蒸騰的水分吸收熱量并冷卻大氣,減輕工業化給城市帶來的熱島效應。

2生態建筑的設計方法與理念

2.1與環境相協調

在設計生態環境建筑的時候我們應該考慮到太陽的季節性移動獲取冬天的太陽能并利用其來供暖能夠減少冬天的供暖需要。冬天的太陽能夠進入房屋,照射在地板上和墻上并被轉化成熱能并在室內溫度下降時釋放出來,通過實施這些低技術性的方法,供暖所需要的能量就少之又少了。另外窗口位置可以考慮進一步利用自然光,不只是在房屋的外部可以獲取光能,也可以通過在屋頂設置天窗和采光窗而從內部采集陽光。

2.2材料內部的附加能源

對于生態建筑房屋的設計,在選材方面就應該考慮使用本地的,而不要選擇從很遠的地方云傳送過來的材料。材料中蘊涵的附加能源是指其生長或生產、成型、加工和裝運所耗去的能源。我們在房屋設計的過程中要追溯到材料來源的提供和提煉、制造、增加物處理、運輸、使用、最后的再回首或者處理過程。這一使用周期的衡量,可以確保所用材料對環境產生最小程度的影響。

2.3屋頂的設計

屋頂是冬天熱量流失最多而夏天熱量吸收最多的地方。除了考慮在混凝土屋頂上的使用的土壤層的厚度以及聚苯乙烯隔離層,需要注意的是,一個紡織有3M后的土壤層的屋頂,其能源效率與帶有0.46M的土壤同時帶有0.1M厚的聚苯乙烯隔離層的房屋頂相比只高出2.4%。隔離屋頂最好的手段就是將隔離層和土壤層一起使用。為了建設一個有能源效率的屋頂最好的手段就是增加隔離層的厚度。

3生態建筑的前景

生態建筑的發展還處于起步階段。各國建筑師都在潛心研究生態建筑的技術和設計手法。總的來說有兩種設計的趨勢,一種是將建筑融入自然。就是把建筑納入與環境相通的循環體系,從而更有效地使用資源,使建筑成為生態系統的一部分,盡量減少對自然景觀、山石水體的破壞,是自然成為建筑的一部分。如日本建設的“Acros福岡”,是一個集文化、商業、辦公一體設施,該建筑向公園層層退臺,在退出平臺上做屋頂綠化,實現能量循環利用。另一種是將自然引入建筑,促進生