可持续发展的生态建筑探析

　　摘要：本文通过阐述生态建筑的基本概念，探析了生态建筑的表现形态，同时提出了生态建筑设计的具体要求，通过结合实例来进行深入探讨，为生态建筑设计发展提供思路。
　　关键词：可持续发展；生态建筑；建筑设计；建筑能耗
　　1. 引言
　　生态建筑是根据当地的自然生态环境，通过采用生态学和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，使建筑和环境之间成为一个有机的结合体，同时具有良好的室内气候条件和较强的生物气候调节能力，以满足人们居住生活的环境舒适，使人、建筑与自然生态环境之间形成一个良性循环系统。
　　2. 生态建筑的表现形态
　　从生态建筑的概念来看，生态建筑要凸显其生态特性，其必须在建筑外观设计上满足生态、建筑环境舒适上满足生态、建筑能源上满足生态。生态建筑在这三方面上的“生态”表现形态各不相同。结合实践，笔者深入探讨生态建筑在这三方面所表现的生态形态。
　　生态建筑在建筑外观上所表现的“生态”，更注重的是建筑内涵，即建筑本身内部空间和技术理念，而不是仅仅关注建筑外观。同时笔者认为，考虑到建筑形态同时对建筑周围环境有着直接影响，因此建筑形态上的生态是不可忽视的。视觉是我们认识建筑一个很重要的途径，就如看见绿色植物会让我们感觉心情愉快一样，如果建筑形态表现自然而富有生命力，必然会观看者感觉舒服。而要创造建筑形态上的生态，就笔者看来应当从建筑上的角点改变以往生硬的建筑形式，多运用曲线，让建筑流行更加流畅自然，同时建筑应较多可能与当地地形结合，如果一个建筑能够让人们看起来是与环境浑然一体的，那么它对周围环境的空间影响将减至最小。虽然单纯的从建筑形态上去达到“自然”状态并不是所有人赞同，但如果能够从形似而达到神似，让人感受到这个建筑并不是冰冷的混凝土，而是一个富有活力的生命体，满足人们心理上的某种需要，这是知道建筑师追求。最好是能让建筑本身能够对外界的环境产生反应，使得建筑能够对外界的变化产生变化，会“呼吸”的建筑才是富有生命力的，这是我们需要继续深入发展的。
　　生态建筑在建筑环境舒适上所表现的“生态”，归根到底就是让人们在建筑空间中拥有足够的舒适度。建筑功能都是为了满足人类的各种需求，建筑空间拥有足够的舒适度，人们才会愿意在这种空间内长时间的停留。目前建筑已不再仅是个提供人们遮风挡雨的场所，还要求建筑在空气质量、在采光条件、在温度气候等等方面有着良好的舒适度，以便人们更乐意的在建筑空间里进行各种活动。
　　生态建筑在建筑环能源上所表现的“生态”，是生态建筑真正本身的意义。通过生态建筑的形成，有效地解决能源问题和污染问题，进而达到社会的可持续发展。因此，笔者认为没有任何能源技术的生态建筑不算是真正意义上的生态建筑。现在的建筑，因为巨大的体量，复杂的功能空间，以及地下层的使用，使得建筑某些空间的舒适度并不能满足人们的要求，这就要通过耗费巨大的能源，通过机械通风、照明、中央空调系统来解决，有些建筑更会对周围的环境造成不同方面的污染，通过节能上的生态将会减小建筑自身给环境带来的麻烦，使建筑本体能够成为一个能够独立运作的生命体，有着自己的新陈代谢，甚至能给周围的环境带来改善的作用，使得建筑、环境、人类三者能够和谐长久的发展下去。
　　3. 生态建筑的设计手段
　　从以上所分析的要达到生态建筑境界，建筑必须在建筑外观设计上满足生态、建筑环境舒适上满足生态、建筑能源上满足生态。这就要求建筑要达到“生态性”，必须从以上三方面入手。
　　3.1建筑设计上
　　对于建筑总平面布局上考虑，首先合理选址，综合考虑自身建筑与周边自然环境及已建成建筑之间的关系，利用有利地形，改善不利环境，在优化建筑周边小气候的同时，建立起后防护体系，形成适宜的地区微气候。采取合理的建筑形态，其中重点注意办公建筑体形系数，即建筑物与室外大气接触外表面积与外表面积所包围的建筑体积之比，体形系数越小，能耗越低。采取合理间距，优化建筑位置及朝向；另外对建筑采取合理组织自然通风设计。
　　在建筑平面布局上，分析建筑的开窗位置。对于地处热带的建筑，应避免直接日晒；对于地处寒带的建筑，应面向有利接受日照的方向。为减少建筑平面中交通走廊所占的比例，服务核可以起到“遮阳与挡风”的作用。将其布置于建筑的东、西两端，可遮挡日晒，能节省空调负荷20％。在寒冷和温和地区，服务核还可以做挡风的屏障，因此将服务核布置在周边有以下优点。对于无需防火压力管道，应降低初始费用和运营费，创造使用者有良好视线景观，从而增强其场所感能使楼电梯间获得自然通风能使楼电梯间获得自然采光，在建筑的整个动力系统出现故障时更安全。
　　3.2建筑环境舒适上
　　通过对建筑表面采取绿化技术效果，使得表面绿化能对室内空间和建筑外墙起遮阳作用，同时减少外部的热反射和眩光进入室内。同时植物的蒸发作用使其成为建筑外表面有效的冷却装置，并改善建筑外表的微气候，种植在室内环境中的植物还能吸收室内产生的二氧化碳、释放氧气、同时清除甲醛、苯和空气中的细菌等有害物质，形成健康的室内环境。
　　3.3建筑能源上
　　没有任何能源技术的生态建筑不算是真正意义上的生态建筑。为此在建筑能源上，生态建筑应该采取天然能源。而太阳能作为最清洁、最丰富的能源，通过在建筑屋顶上安装太阳能电池发电系统，可有效地把太阳辐射能直接转换成电能，利用蓄电池组贮存太阳能电池受光照所发出的电能，并可以随时向用电设备供电，从而满足楼内的动力和照明系统的用电需求。
　　对于建筑内的空调系统全面采用了地源热泵技术，通过利用地表浅层中蓄存的能量，室外空气温度波动很大，但地表面几米以下的地温全年相对恒定的特点，地球表面温度通常保持在15℃左右，在夏季将室内多余的热量不断地排出而为大地所吸收，使建筑物室内保持适当的温湿度。这项技术具有低能耗、对环境影响小、维护费用较低以及设计灵活等突出特点，是一种高效、环保的能源利用系统。同时通过采取光导纤维技术用于室内照明，在屋顶架设了风力发电系统等多项节能环保措施的应用等都可以作为节约能耗的方法。
　　4. 生态建筑实例探析
　　以上分析了建筑如何在设计手法上达到生态理念，现在将通过结合实例了探析这些设计手法是如何在建筑中得到充分应用。
　　（1）德意志商业银行总部作为世界上第一座高层生态建筑，其关键之处在于合理地利用建筑设计而达到了“生态”效果。整栋大楼全部采用自然通风和温度调节，将运行能耗降到最低，同时也最大程度地减少了空气调节设备对大气的污染。同时该建筑平面布局上呈三角形，三面围绕一个中央筒布置，办公室两边的窗户可开可闭，结合自然对流与中央筒体的“烟囱效应”使设计，大厦具有良好的自然通风特性，然而最具特色的是，办公楼每隔三层，设有三层高的温室绿化空间，并呈螺旋状交替向下旋转，由此在任何位置的办公室均能面对一个温室绿化空间。
　　（2）德国柏林国会大厦采取自然采光通风、联合发电及热回收系统，使该建筑整体能耗和运转费用降到了最低，通过采光来为电能和热能提供了主要来源。此外，生态技术的使用，还使整个大厦设备的二氧化碳排放量减少了94%。建筑在圆顶上设有太阳能发电装置，作为建筑部分动力来源。同时建筑利用地下蓄水层循环利用热能：夏季将多余热量储存在地下蓄水层中，以备冬季使用；冬季将冷水输入蓄水层，以备夏季使用。
　　5. 结论
　　文章从提出生态建筑概念出发，分析了生态建筑应当具有的表现形态为建筑外观设计上满足生态、建筑环境舒适上满足生态、建筑能源上满足生态。针对生态建筑的表现形态来提出其设计手法，最后通过结合实例来探析，有效地为生态建筑设计提供思路。
　　参考文献：
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