摘要:伴随着生态文明建设理念的日益推进,建筑领域将生态文明引入其中,为建筑设计带来了全新的发展指向。本文在指出生态文化视域下常见的建筑设计类型的基础上,分析建筑设计技术,提出生态文明视域下建筑设计的实践发展路径。
关键词:生态文明;建筑设计;绿色建筑;生态建筑
生态文明(Eco-Civilization)是继工业文化之后的新型文明形态,是指人、社会、自然和谐共存、全面发展、绿色生态、持续繁荣的新型文化形态。生态文明映射于建筑领域之中,则是绿色生态建筑的发展,聚焦于“绿色文明”。《2017年全球绿色建筑趋势报告》中,在被访企业中,25%的企业计划新建绿色商业楼宇,45%的企业计划新建绿色高层住宅,36%的企业计划新建绿色高层住宅,这一数据均高于全球比例,而对于现有绿色建筑的翻新,则仅有19%的企业有所计划,低于全球平均比例。巨大的市场需求是推动中国未来绿色建筑项目发展前景的主要驱动因素,另外,环保法规、业主需求、人们对健康生活的追求等,也都成为现代绿色生态建筑行业发展的重要驱动力。可见,生态文明建设设计已成为现代建筑行业的主流发展趋向。此外,习近平总书记在十九大报告中提出“加快生态文化体制改革,建设美丽中国”,而将其引入建筑设计之中,打造生态绿色建筑是现代建筑行业的应然之选,为天蓝地净的生态文明画卷增光添彩。
1生态文明视域下建筑设计类型
生态文明建设要义在于绿色环保、低碳节能、持续发展、和谐共存等,将其融入建筑设计之中,便有了现代的绿色、节能、生态建筑,即通过生态化的建筑设计节约建筑全寿命周期中所耗费的能源、资源,基于地区环境,合理利用资源、能源及相关技术进行绿色生态建筑设计。如,南方多雨地区,在建筑管道设计上,可选择塑料管材,防止管道生锈而寿命缩短,同时,节约资源、降低成本。
1.1节能建筑设计
生态文明以绿色节能为核心追求,放诸于建筑设计之中,则要求在建筑设计中尽可能地减少资源消耗,合理高效的利用资源与能源,有效实现节能降耗。如,建筑能耗中以降温采暖最为耗费能源资源,究其原因,主要在于建筑围护结构整体保温性能不佳,而现今广为流行的透明热阻材料组合墙、硅气凝胶特种玻璃等的使用皆可有效降低能耗。此外,太阳能技术的利用,通过采取可再生能源太阳能,将其通过适当的技术转化为电能、热能等为建筑采暖等提供了源源不断的能源支撑。太阳能电池结合建筑材料而形成太阳能光电屋顶、太阳能光电玻璃,利用太阳热量提高建筑热能,减少因建筑供热而产生的能耗。此外,有太阳电池构成的性幕墙、窗户和遮阳棚,为建筑设计提供了更多的绿色节能材料,生态节能建筑的发展之路更为广阔。如图1为利用太阳能遮阳棚而设计的建筑。
图1
1.2健康建筑设计
生态文明视域下,建筑领域朝向着健康方向发展,“健康住宅”这一理念成为生态建筑的又一焦点,这里的健康建筑指生态环境、立体绿化、噪音控制、生活卫生、建筑及装饰材料、空气质量等均符合健康要求。健康建筑在设计上要从整体布局出发,对房屋构造、节能措施、自然能源利用等角度出发,以提高人的居住环境为宗旨。具体而言,设计上应保证建筑物结构与绿色布局的相得益彰,建筑材料的生态环保性等,做好防震、防尘、防噪音污染、防辐射污染等。以人为本,既要满足人们的功能需求,还应实现人与自然空间的和谐共存。
1.3生物建筑设计
生物建筑是基于宏观视角开展的建筑设计,体现人本理念,从人的生物性出发,把握其特点,按照其需要及工作生活规律,进行有针对性的设计,保证建筑设计与生态环境之间的和谐与平衡,使建筑设计更好地而人所服务。如,在室内供暖与冷却上,可根据人的生理需求及作息特点,合理利用风能、太阳能等,减少机械作用,使其建筑设计更符合人们的生活需求与生活规律。如图2所示为迪拜生物建筑设计图样。
图2
1.4自保持建筑
自保持建筑是指建筑可自行补充风能、太阳能等自然能源,对资源能源的浪费进行自动化处理,可以放弃煤气、水电等的使用,构建起新型建筑支持系统。简而言之,即建筑在独立的空间内进行能量转换,利用这种能量转化可满足居民基本的生活需求。如图3所示为青岛中德生态园建筑设计。
图3
2生态文明视域下常见的建筑设计要点
2.1缓冲设计
建筑主体与室外以幕墙构建大空间形成缓冲空间,对室内外环境进行有效缓冲。这一缓冲设计可以起到良好的保暖作用。此空间与集热器有同等效用,有效吸收并存储热量。当太阳光照到建筑中,缓冲空间可集聚温度,间层温度明显高于室外温度,继而提高了内层幕墙温度。此外,空气间层在热力作用下,在室内外构成温度过渡层,其间温度呈现由内而外的梯度变化,室内外温差有效降低,减少了内部热量的流失。因此,该设计在满足舒适度前提下,提高建筑节能效果。
2.2屋顶设计
生态文明视域下建筑屋顶的设计可根据地域特点进行,例如,干热地区建筑应做好防晒,寒冷地区做好保暖。在生态建筑屋顶设计上,设计师根据建筑及地理环境特点进行了适应性的设计,如杨经文为了更好的利用太阳能,将遮阳格片先应用于低层建筑之中,再将其引入高层建筑,结合太阳在不同时段的运行轨迹,对格片角度进行设计,以控制阳光进入量。这一设计减少了阳光对屋面的辐射,同时屋面设置遮阳格片后,在格片与屋面之间留有空间,其间仍旧可以进行绿化设计,以增强建筑的绿色面积与效果。如图4为梅拉纳商厦遮阳格片设计。
图4
如图5所示为IBM大厦在各层阳光栏板下种植植物,并将这些植物进行斜向连接,犹如绿色丝带,不仅美观,同时更具绿化效果。
图4
2.2幕墙设计
现今生态建筑中常用双层幕墙,有“具有呼吸能力的建筑皮肤”之称,减少了幕墙能耗,优化了室内空气,同时双层围护结构,实现了更为优化的采暖与制冷效果。双层幕墙种类较多,但究其本质,均是在双层体系间置留空气间层,其中的缓冲空间有空气“廊”分割开来。现今,我国建筑行业中对于双层幕墙的应用越来越多,外墙拓展到里面,对内墙有包裹作用,利用此构造,更有利于自然通风。而传统高层建筑中,倘若直接开窗通风,易导致紊流状况,难以有效控制通风,而现代建筑中利用双层幕墙后,内部风压有效减少,避免了紊流问题。基于热压原理可见,双层幕墙排风口被打开之后,在双层幕墙的空气间层中可进行热交换,热空气由此排出,内墙开启则可排除顶部热空气。此外,不断增大的室内外风压,使得进、排风口压力增大,形成高差压力,从而强化了热压作用,使自然通风更为顺畅。
3生态文明视域下建筑设计实践思路
3.1人性化设计
生态文明视域下建筑个性空间成为建筑设计的重要议题,在保障建筑基本功能的基础上,展现个性化色彩,遵循人本理念,满足人们的身心需求。基于人性化设计原则,设计人员在建筑设计上应结合建筑所处的环境,了解当地文化,将地域文化符号融入其中。同时,分析人与建筑环境之间的关系,围绕为人服务进行建筑设计,确保最终建筑满足用户需求,这也是生物建筑所追求的方向。总之,建筑设计人员应秉承生态文明理念,坚持人本原则,围绕人类活动需求进行建筑设计。
3.2建筑设计的生态化
生态文明视域下开展建筑设计,要以生态化为中心,保证建筑低碳节能、绿色环保等生态效果。对此,建筑设计师在设计上应在对施工场地地理环境,地质、地貌、地形、水文等环境的综合勘察前提下进行优化设计。根据生态环保的要求,在设计上与生态理念相融合,将建筑与生态系统相融合,确保建筑与生态系统的和谐共存。设计过程中,为使生态文明理念充分融入,可采用时下成熟的绿色生态环保技术及材料,如,太阳能技术、雨水收集技术等,提高建筑的节能环保效能。为实现最佳的节能效果,建筑设计人员应顾及到综合热源的影响,合理应用新设施,如,在建筑采暖上,可装配采暖温控节能设备,如图1所示,以此体现现代建筑的生态化设计要求。
图5 采暖温控节能装置
(三)建筑设计的一体化
生态文明视域下建筑行业以实现人与自然一体化为其目标,因此,在建筑设计上应将人、自然环境因素充分考虑其中,着力为住户提供更为优质的居住生活环境。建筑设计的一体化还体现在建筑工程全寿命周期内减少对自然环境的不良影响。例如,在深基坑设计中,可将能源再生技术引入到设计之中,对地下空间进行封闭,在开展混凝土浇筑施工,减少建筑活动对环境的影响。同时,多使用节能材料也可实现此目的,如,合理配置模板,减少施工引发的污染。对于噪声污染,设计人员在设计阶段便应提出相关要求,例如采取相应的振动控制技术,加大噪声管理,防止因施工而产生噪声污染,影响人们正常生活。建筑一体化设计需要建筑设计人员掌握建筑全寿命周期内可能出现的各种问题,在设计上既要起到与周边生态环境和谐共处的效果,还要满足人们的工作生活及身心发展需求,这样才是最成功的一体化设计。
4结语
生态文明视域下的建筑设计,应始终秉持生态文明理念,并将其融入设计之中,合理应用绿色建筑设计技术与绿色资源能源,如太阳能资源、采暖温控技能装置、雨水收集技术等,走人性化、生态化、一体化建筑设计之路,打造高品质生态建筑工程。
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论文作者:吴永学
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/2/13
标签:建筑论文; 建筑设计论文; 生态论文; 视域论文; 幕墙论文; 节能论文; 太阳能论文; 《基层建设》2018年第36期论文;