生態建築設計原理及其設計方法研究

摘要：在社會主義市場經濟高速發展的今天，生態建築已經成為我國建築行業發展的必然趨勢。因此需要我們在現有的基礎上藉助高新科技手段，向可持續發展的目標進行邁進。因此加強對生態建築的相關方面的研究非常有必要，基於此本文分析了生態建築設計原理及設計方法。

關鍵詞：生態建築；設計原理；設計方法

1、生態建築概述

所謂生態建築，一是要根據當地的自然生態環境，運用生態學、建築技術科學的原理，採用現代科學技術手段等，通過組織（設計）建築內外空間中的各種物態因素，使物質、能源在建築生態系統內部有秩序地循環轉換，減少耗能，保護環境，尊重自然，使人、建築與自然生態環境之間形成一個良性循環系統。二是從生態建築廣延的概念來看，應包括物態因素和文態因素兩大方面，建築的物態是人類社會活動空間的載體，建築文態則是活動空間的靈魂，在建立人居環境循環體系時，應充分考慮為使用者提供具有人文內涵的可持續建築，即物質價值和精神價值相統一的建築，以此滿足人的物質需求、精神需求和生態需求，提高人類整體生活質量，實現社會與自然的永續和諧發展。可以説，生態文明已經成為未來建築與未來城市可持續發展所必須具備的意識和準則，並越來越受到世界各國的重視。

2、生態建築設計的原理和原則

2.1、生態建築設計的原理

2.1.1、與自然環境的相融性

在建造生態建築時可利用的自然資源有很多，為了保護建築周邊的自然環境和生態平衡，要充分利用自然資源，併發揮其最大效用。在建築設計時，要重點考慮周邊環境，比如光、風能、水源等；綠化佈置儘量與周邊的綠化體系形成系統的網絡化關係。此外，還可利用自然光線採光，利用水池等親水設備降低周圍環境的`温度，調節周邊的小氣候。

在建造生態建築時，要注意減少能源以及物質資源的使用及浪費，儘量不作多餘的設計，不特意追求建築外表及裝修上的華麗、獨特。在必要的內部設計中，應儘量節約資源；在非必要性的設計中，應根據其實用性作適當的調整，儘可能地運用建築本身具有的自然環境優勢。總之，生態建築設計和建設都要遵循“節約能源”的原則。

2.1.3、資源的循環利用

在設計生態建築時，要充分考慮如何延長建築的使用壽命。當建築不能繼續使用時，需將其用料儘可能地回收再利用。好的建築設計也可在建築的內部創造水、生物養分、能源資源的循環利用，比如地下水、中水、下水、淨化水的循環再利用，太陽能、電能、熱能、生物能的轉換利用，從而維持生態建築使用上的長遠效益。

2.2、生態建築的設計原則

2.2.1、整體原則

生態建築的設計不僅要保證建築本身的特性能夠滿足人們的基本需求，並在此基礎上還要將建築與周圍的自然環境、社會環境、經濟環境等和諧地統一起來，尊重當地文化特色，將建築與人文相結合，達到和諧、統一的狀態。

2.2.2、舒適原則

在生態建築中，舒適度總與能源資源的消耗成反比關係，並且這個矛盾一直未能徹底解決。生態建築在滿足舒適度要求的同時，還要儘量符合可持續發展的理念。只有有效運用科學技術手段，積累建築經驗，總結符合可持續發展理念的建築建設技術，才能堅持生態建築的舒適原則。

2.2.3、高效、環保原則

生態建築要實現高效、環保的目標，就需要降低建築物對能源資源的過度消耗和使用，提高能源的利用效率；要運用高新科技，比如新的建築材料等，以降低建築當中的能源消耗；同時還要避免使用帶有污染性或者危害人體健康的建築材料，創造健康、舒適的自然環境。建築作為人們生產生活中的重要依託，其建造、使用、維護和拆除均應符合人與自然和諧相處的要求。

2.2.4、經濟原則

生態建築的建造、使用和維護是一個多元性的建築系統問題，更是一個社會組織體系的問題。高投入和高技術的生態建築雖然可以滿足人們高水平的生產生活需求，可以反映最新的科學技術水平，但是，並不是只有高投入的建設才能夠實現生態建築的全部功能，適當的技術、因地制宜的材料選取以及符合地域特色的建造風格同樣可以引導生態建築的發展。

3、生態建築的設計方法

對於生態建築來説，其組成部分與普通建築物並無多大區別，主要可分為建築基礎、外牆、屋頂、門窗、樓梯、樓地面等，生態建築在設計的過程中必須要滿足採光、遮陽、保温、防雨雪等方面的要求。具體而言，生態建築的主要設計方法有以下幾點：

3.1、實現自然採光

在生態建築設計中必須要充分利用自然光進行照明，可以通過通窗、中庭以及玻璃幕牆等方式確保建築室內的光線充足，改善採光質量。另外，還可以在室內設計日光反射板或是反射器等裝置，將日光引入室內，以此減少對照明設備的使用，降低能源消耗。

3.2、降低建築能耗

決定建築物能耗大小的主要因素是建築物的表面積以及其體積。曲面建築比直面建築的能耗要小，集中式佈局的建築物比分散式佈局的建築物的能耗要小。在生態建築設計時，要儘量減少建築物的層高以及外牆面積，減少建築物體形的凹凸變計化。總體而言，規則平面形式的建築物，其能耗相對較低。

3.3、合理利用降温隔熱措施

在進行生態建築設計時，必須要對當地的氣候特點進行仔細的研究和分析，在設計降温隔熱措施時必須要重點考慮氣候因素。利用智能控制的挑檐板、窗簾以及水幕等構件控制太陽光輻射對建築室內的温度以及濕度的影響，減少降温設備、散熱設備的使用。

3.4、實現自然通風設計

通風是建築物設計中非常重要的一個方面，其設計是否合理直接影響着建築室內的空氣質量。對於生態建築來説，其通風設計必須要與當地的氣候條件相結合，確保室內氣流與室外氣流能夠進行實時互換保證空氣流通的通暢度，淨化室內空氣。

3.5、充分利用太陽能

現今時代，在生態建築設計中利用太陽能，減少對電力能源以及礦物質能源的使用已經成為一種普遍現象。合理利用太陽能，不僅可以減少太陽輻射對建築物的影響，同時還可以降低對其他能源的消耗。因此，在生態建築設計時必須要重視對太陽能材料的使用，集取、貯存太陽能，並對其進行充分的利用。

3.6、利用壓力以及温差的作用

在自然條件下亦或是通過智能設計控制温差、壓力的轉變，實現熱量傳遞，促進室內外空氣流通，這是生態建築設計中常用的方式。採用這種方式可以對室內微環境進行改變和控制為建築使用者提供更加舒適、更加安逸的生活環境。

4、建築設計生態化趨勢

面對當前的社會經濟發展形式，在建築領域已經就生態建築達成了某種共識，目前生態建築有兩個發展方向。

1）研究原生的生態建築，探索現代生態建築的發展之路。從建築物出現的原因出發對建築物進行分析，建築物是人類活動的內在機制與自然環境相互聯繫、相互作用的邏輯產物，包含了內在的生態精神簡而言之人之所以會定居，就是因為人類體驗到在建築中生活與自然環境的和諧穩定，這種建築精神可以稱之為原生的生態建築

2）探索和運用新的生態技術，加快建築的生態化。在人類的發展歷史中，建築物的發展伴隨着人類從古至今，在建築領域建築的設計形態和具體建築技術工藝都在不斷的發展，在未來的建築領域這一特比也會延續，並以建築的生態化為目標，所以在建築活動中不斷探索、應用新的技術，將會是未來建築的一個主要的發展方向。

總之，隨着社會的發展，可持續發展觀得到了越來越多人的認同，因此我們需要科學地利用自然環境，尋找最適合人類生存、發展的生態建築環境，使對人類有益的能源在建築和環境中高效地循環運轉，從而創造一個最佳的建築環境。