浅谈生态理论在住宅建筑设计中的运用之艺术设计论文

　　摘要：生态建筑系基于生态学原理规划、建设和管理的群体和单体建筑及其周边的环境体系。其设计、建造、维护与管理必须以强化内外生态服务功能为宗旨，达到经济、自然和宜居三大生态目标。
　　关键词：生态理论；住宅建筑；应用
　　一、生态住宅理念概述
　　生态建筑理念，主张将建筑及其环境看成一个生态系统，本质就是能将数量巨大的人口整合居住在一个“超级建筑”中，通过组织（设计）建筑内外空间中的各种因素，使物质、能源在建筑生态系统内部有秩序地循环转换，获得一种高效、低耗、少废、少污、生态平衡的建筑环境。
　　1.生态住宅的特征
　　生态住宅运用生态学原理并遵循可持续发展的原则，即综合系统效率最优原则，来设计、组织建筑内外空间中的各种因素，使物质、能源在建筑系统内有秩序地循环转换，从而获得高效、低耗、微污染的建筑环境。生态住宅以可持续发展的思想为指导，意在寻求自然、建筑和人三者之间的和谐统一，即在“以人为本”的基础上，利用自然条件和人为手段来创造一个舒适、健康的生活环境，合理控制对于自然资源的使用，努力实现向自然索取与回报之间的平衡。
　　2．生态住宅的标准
　　生态住区的总体布局、生态住宅建筑单体的空间组合，结构构造、自然能源的利用、绿化环境以及生活服务配套的设计，都必须以改善和提高人的居住环境、生命质量为出发点和目标。
　　3.生态住宅的宗旨
　　舒适和健康是生态住宅的宗旨。生态住宅首先要满足的是人体的舒适性，例如适宜的温度和湿度。此外还应有益于人的身心健康，如充足的日照以实现杀菌消毒，有良好的通风以获得高品质的新鲜空气。在心理方面，生态住宅既要保证家庭生活所需要的居住功能——安全性和私密性，又要满足邻里友好交往、人与自然环境和谐交融等要求。健康还有另外一层很重要的含义，即住宅与大自然的和谐关系。住宅应尽可能减少对自然环境的负面影响，如减少有害气体、二氧化碳、固体垃圾等污染物的排放，减少对生物圈的破坏。
　　二、生态住宅理论的价值
　　目前，世界各国新型的生态住宅可谓方兴未艾，从可持续发展的角度出发，发展生态建筑在我国也必然是大势所趋。作为国家的重要产业，城镇住宅建设必将快速发展。所以，如果不抓住时机，及时把“生态理念”引入到住宅设计中，解决住宅节能和住区环境保护问题，将会对社会、经济、环境产生不可挽回的后果。
　　生态住宅设计，就是综合运用当代建筑学、建筑技术科学、人工环境学、生态学以及其他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。
　　在工程实施过程中，生态住宅涉及的技术体系极其庞大，包括能源系统(新能源与可再生能源的利用)、水环境系统、声环境系统、光环境系统、热环境系统、绿化系统、废弃物管理与处置系统、游憩系统和绿色建材系统等。
　　三、生态理论在住宅建筑设计中的运用
　　从上述思路出发，要实现住宅设计生态化，需综合考虑3个方面的因素：住宅住区规划、建筑单体设计(包括建筑造型、朝向、定位以及细部处理。如维护结构材料选择、保温方式、门窗形式等)、建筑物内的环境控制系统设计。本文将从住区风环境、自然通风绿化、水景设计和防止住区热岛现象、日照遮阳与采光外围护结构布置、噪声和污染的防止和控制等与建筑设计相关的几个方面，浅谈生态建筑理论在住宅建筑设计中的运用。
　　1.住区风环境设计
　　建筑物布局不合理，会导致住区局部气候恶化。规划师和建筑师已经认识到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，当建筑师在对住区进行规划时，更为常见的做法是过多地把设计重点集中在建筑平面的功能布置、造型设计及空间利用上，而很少或仅仅凭经验考虑高层、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出现人们举步维艰的情况，还应该在炎热夏季保持室内自然通风。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。在实际的规划设计中，要获得良好的住区风环境，了解住区风环境及科学运用环境控制学，是建筑师在设计初期就要做到的。
　　2.绿化、水景设计
　　住区周围建筑的热环境不仅和气流流动有关系，同时还和住区建筑周围的辐射系统有关。受住宅设计中建筑密度、建筑材料、建筑布局、绿地率和水景设施等因素的影响，住区室外气温有可能出现“热岛”现象。合理的建筑设计和布局，选择高效美观的绿化形式(包括屋顶绿化和墙壁垂直绿化)及水景设置，可有效地降低“热岛”效应，获得清新宜人的室内外环境。特别值得指出的是，建设生态住区不等于简单地提高绿化面积，如果住区绿化仅仅使用大规模草地而不考虑与林地、水景设施以及自然通风等手段有效地结合起来，不仅不能充分发挥绿化在改善室内外热环境方面的巨大作用，还会有草地浇灌的维护费用。
　　3.冬季日照与夏季遮阳
　　阳光的直射和热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。冬季日照时间短，建筑室内需要充足的阳光，为了保证住宅具有良好的天然采光，住宅的进深不宜过大，同时单体楼之间要满足日照间距。遮阳是指运用建筑的外形设计、悬挑和凸凹变化而形成建筑围护结构，使室内实际接受的阳光直射和辐射热量减少。综合以上两者关系，比较好的方法是根据当地地理与气侯条件，通过精确计算，对住区的建筑布局以及单体住宅的相对关系，进行建筑群日照、遮阳以及自然采光分析，检验是否满足日照和遮阳的要求。
　　4.外围护结构布置
　　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，日间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，这要求在规划设计时就要充分考虑到。
　　5.噪声和污染的防止和控制
　　住区规划应有效地设计防噪系统，如将住区和主要交通干线相隔绝，防止主要交通干线的噪音污染。空气污染问题也需重视，建筑物内部空气质量不好，一般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，设计人员就应该到现场进行调研和测试，检验当地的噪声和空气污染是否符合标准，如果不能满足要求，就要采取相应的补救措施。例如居室噪声超标，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。
　　四、论文总结
　　保护自然，实现可持续发展是人类能够长远发展的前提。作为建筑师应该在住宅设计过程当中，考虑功能、空间、造型的同时更应充分考虑建筑对于环境的影响。生态住宅根据当地的自然生态环境，在有限空间内构建一个节约资源和能源，充分利用自然资源和能源，景观怡人，符合美学和传统观念，生活和管理方便的节约型生态体统。只有在设计过程中综合运用生态学、建筑技术科学的基本原理和现代科学技术手段等，合理安排并组织建筑与其他相关因素之间的关系，使建筑和环境成为一个有机的结合体，才会建造出更宜居的生态住宅，以满足人们居住生活的舒适环境，使人、建筑与自然环境三者形成一个良性循环的生态系统。
　　参考资料
　　[1]《科技资讯》2007年第07期作者：曹犇;彭涛;
　　[2]绿色生态住宅建筑设计研究师立德倪茜
　　[3]王立红.绿色住宅概论[M].北京:中国环境科学出版社,2003..