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什么是生态?生态源于人类对自身生活条件的不断提高,健康就成了目前人类最关心的话题。世界卫生组织(W H O)对健康的定义是,所谓“健康”就是指人在身体上、精神上、社会上完全处于良好的状态。据此定义,而“健康住宅”不仅仅是房地产住宅+绿化+社区医疗保健,并且是指在生态环境、生活卫生、立体绿化、自然景观、噪音降低、建筑和装饰材料、空气流通等方面,都必须以人的健康为根本。因此人在这个墓础上发展上,建立了生态建筑,为人类提供舒适居住环境的场所。作为一名建筑设计人员在设计的时候应该时时刻刻从生态角度考虑问题,下面其体谈谈设计中的问题
1生态建筑设计要点
生态住宅设计,指的就是综合运用当代建筑美学、建筑技术科学、人工环境学、生态学及其它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。简单说来,其技术策略主要体现在以下几个方面:
住宅区物理环境(声、光、热环境)与能源系统设计,包括建筑规划、建筑单体设计、建筑能源系统的设计等,同时又与绿化设计以及建材的选择息息相关,是当前生态住宅设计中最重要而又最容易被忽视的问题,智能化住宅区,包括信息管理和通讯白动化、物业管理自动化、设备自动化控制、安全防护自动化以及家庭智能化等。
1.1水资源的节省以及废弃物处理
从这个思路出发,要实现住宅设计生态化,需综合考虑三个方面的因素:住宅住区规划。建筑单体设计(包括建筑造型、朝向、定位以及细节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。下面将从风环境设计、白然景观、光环境等方面,分别阐述可应用到生态住宅设计中的相关技术。
1.1.1住宅区风环境设计
建筑物布局不合理,会导致住区局部气候恶化。高层建筑由于单体设计和群体布局不当而导致强风卷刮物体撞碎玻璃的报道屡见不鲜。很多事例提醒规划师和建筑师,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,当建筑师们在对建筑住宅区进行规划时,更为常见的做法是过多地把注意力集中在了建筑平面的功能布置、美观设计及空间利用上,而很少(或仪仅凭经验)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在住区内出现人们举步维艰的情况,还应该在炎热夏季有利于室内自然通风(即避免在过多的地方形成旋涡和死角)。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。
1.2绿化‘水景设计和防止住区热岛现象
住宅区周围建筑的热环境不仅和气流流动有关系,同时还和住宅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,住宅区室外气温有可能出现“热岛”现象。“热岛”现象在夏季的出现,不仅会使人们高温中暑的机率变大,同时还促使光化学烟雾的形成,加重污染,并增加建筑的空调能耗。合理地建筑设计和布局,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,生态住宅不等于简单地提高绿化率,如果住宅区绿化仅仅使用大规模绿地而不考虑与林地、水景设施以及自然通风等手段有效地结合起来,不仅不能充分发挥林地在改善室外热环境方面的巨大作用,还会把大量的金钱浪费在绿地浇灌上,可谓得不偿失。在绿化系统设计中如何改善住宅区室外环境,除了避免以上误区外,还应做好两个方面的工作:一是合理选择和搭配绿化植物和水景设置,要与整个小区的热环境设计协调起来,除了给人以视觉上的美感外,还应充分发挥植物、水在改善住宅区微气候方面的作用。二是设计中要以人为本,如果绿化设计的最后结果是把人和绿色隔绝开来,仅仅“可以远观而谢绝入内”是不可取的。
1.3日照、遮阳与采光
太阳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。遮阳问题是指由于建筑物的外形设计、特别是凸凹变化的外型而引起的建筑围护结构(墙和窗等)实际按受的太阳辐射热量减少的问题。相应的,互遮阳则是指由于建筑群布局而影响到建筑物实际接受的太阳辐射热量减少的问题。
自然采光有利于人体健康和提高工作效率.我国北方冬季对自然采光就有严格要求。在住宅区规划与单体设计中需仔细考虑遮挡和自遮挡对自然采光乃至建筑物的热环境的影响。
1.4护结构布置
这里主要是指外墙和外窗等围护结构的布置,体型系数这一概念并不能充分反映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,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。比较好的解决方法是利用目前国内外比较流行的建筑物能耗模拟软件(如美国的DOE一2,国内的DSe T,等等)进行模拟分析,才能得到一个比较合理的方案。
1.5噪声和污染的防止和控制
住宅区规划应有效地设计防噪系统,如将住宅区和主要交通干线相隔绝,防止主要交通干线的噪音传过来。污染控制问题也需重视,建筑物内部空气质量不好,一定是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,技术人员就应该深入现场进行调研和测试,检验当地的噪声或污染是否符合标准。如果不能满足要求,一定要采取相应的补救措施。如果居室噪卢超标,可考虑采用错开设计的双层玻璃窗,既能有效降低噪声,又不影响自然通风的利用。
2生态住宅原则
生态住宅是运用生态学原理和遵循生态平衡及可持续发展的原则,即综合系统效率最优原则,设计、组织建筑内外空间中的各种物质因素,使物质、能源在建筑系统内有秩序地循环转换,获得一种高效、低耗、无废无污染,生态平衡的建筑环境。这里的环境不仅涉及住宅区的自然环境,如空气、水体、土地、绿化、动植物、能源等,也涉及住宅区的人文环境、经济系统和社会环境。培育生态住宅概念主要是在这种观念的影响下,在住宅建设与发展中始终以生态问题为中心,在环保、绿化、安居、道路管网等方面进行系统规划与管理,使住宅区生态环境处于良性循环状态之中。
3生态住宅的技术策略
3.1追求舒适和健康是生态住宅的基础
生态住宅首先要满足的是人体的舒适性,例如适宜的温度、湿度以满足人体热舒适。此外还应有益于人的身心健康,如有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,以及无辐射、无污染的室内装饰材料等。在心理方面,生态住宅既要保证家庭生活所需要的安全性、私密性,又要满足邻里交往、人与自然交往等要求。健康还有另外一层很重要的含义,是指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、二氧化碳的排放。
3.2追求高效是生态住宅的核心内容
所谓高效,是指尽可能有效地利用资源和能源,特别是不可再生的资源和能源。我们知道,建筑业以及与建筑业相关的其它产业(如建材生产、运输等)消耗了大量的能源和资源。而生态住宅正是要杜绝这种粗放、浪费的模式,以最低的能源、资源成本去获取最高的效益。
3.3追求美观是生态住宅与大自然相和谐的完美境界
生态住宅与大自然相和谐不仅体现在能量、物质方面,也同时体现在精神境界方面,包括生态住宅与自然景观相融合,与社会文化相融合。生态住宅立足于将节约能源和保护环境这两大课题结合起来,所关注的不仅包括节约不可再生能源和利用可再生洁净能源,还涉及节约资源(建材、水)、减少废弃物污染(空气污染、水污染)以及材料的可降解和循环使用等,因而它所占据的视点最高,所关注的领域也最广。
洁净能源的开发与利用。要尽可能节约不可再生能源(煤、石油、天然气),并积极开发可再生的新能源,包括太阳能、风能、水能、生物能、地热等无污染型能源。
充分考虑气候因素和场地因素。如朝向、方位、建筑布局、地形地势等。尽可能利用天然热源、冷源来实现采暖与降温。充分利用自然通风来改善空气质量、降温、除湿。
材料的无害化、可降解、可再生、可循环。建筑材料应尽可能利用可降解、可再生的资源,同时还要严格做到建材的无害化(无污染,无辐射)。
水的循环利用与中水处理。在适当的范围内进行雨水收集、中水处理、水的循环利用和梯级利用,特别是对于水资源匾乏的地区。
结合居住区的情况(规模密集、区位、周边热网状况)采取最有效的供暖、制冷方式。加强能源的梯级利用。
结合居住区规划和住宅设计来布置室外绿化(包括屋顶绿化和墙壁垂直绿化)和水体,以此进一步改善室内外的物理环境(声、光、热)。
使用本土材料、降低由干材料运输而造成的能耗和环境污染。
以可持续发展为指导思想,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,利用自然条件和人工手段创造一个有利于人们舒适.健康的生活环境。绿色生态住宅小区是一个技术与自然达到充分融合,各种资源的利用最有效,环境清洁.优美.舒适,可大大降低因自然灾害.生态环境破坏或暂时失衡等影响而产生的各种风险,有利于提高小区文明程度的稳定.协调.持续发展的人工复合系统。同时,绿色生态住宅立足于节约能源和保护环境两大课题,所关注的不仅是节约不可再生能源和利用可再生洁净能源,还涉及节约资源(如建材.水等).减少废弃物污染(大气污染.水污染等)及材料的可降解和循环使用等。它的实际释义为:消耗最少的地球资源与能源,产生最少废弃物的住宅和居住小区,其本质可概括为“健康舒适.高效清洁.和谐优美”三大特点。
二、住宅中的生态建筑设计分析
1.建筑与自然环境共生
建筑大师赖特将建筑视为“有生命的有机体” ,他所遵循的设计原则是设计作品与其时 .其地环境融为一体,他认为建筑始终影响着周围环境与使用者的生活,当建筑师把一个新的元素——建筑体引人周围的环境中,而这个环境本身已经处于长期的平衡之中,因此建筑师对建筑周围的环境应从生态上注重人与自然 .建筑与自然的和谐共生 。
从空间环境上 ,绿色生态要满足人的活动要求,提供充分的空间环境是营造 以人为本居住区的基本条件。建筑风格一致 .色彩协调 .构件有序等良好的视觉环境应以追求宁静典雅为主 ,建筑单体设计应以简洁明快.和谐为主 ,平面设计必须注意视觉的干扰,以保证住户的私密性。而电话 .电视等线路最好铺设在地下 ,避免影响空间景观。从人文环境上要体现邻里交往 .方便老人和残疾人 .安全措施以及住区活动等功能的要求 ,创造一个适合居民生活 .休闲 .社交的环境 ,巧妙地配合公共空间和私人空间,居住区的文化环境要达到陶冶情操的要求。住区 内的公建 .小品绿化 .建筑形体均要具有文化品位,使人们感受到一种高雅的文化环境氛围。
2.居住建筑节能与新技术的应用
能耗最低且运行费用最低的生态建筑设计应通过开发利用可再生资源来获得。如何降低居住建筑常规能源 的消耗和增加建筑物对太阳能的利用 ,是生态住宅建筑设计的重要组成部分。在保证舒适健康的室内环境基础上,采取有效的节能措施改善建筑的热工性能,降低建筑全年能耗,积极采用对环境污染小的可再生资源 ,最大限度地减少建筑对能源的需求和对空气环境的破坏。尤其对于像中国这样一个仍然处于发展阶段的国家而言 ,要充分利用 自然资源 ,降低对日益紧缺的不可再生资源的消耗,获得适宜的居住环境,明显地需要进一步的发展传统的基于自然资源的建筑设计方法。
(1)建筑主体节能
绿色住宅建筑主体设计时,主要通过对建筑各部位的结构构造设计,建筑内部空间的合理分隔设计及一些新建筑材料和设备的选择,来更好的节约能源 ,改变微气候。建筑主体包括:屋顶 .墙体.楼板 .体形.热工等。屋顶在居住建筑中除了起围护作用外,主要还表现在它对风 .降水 .日照等气候因素的影响作用 上,屋顶的设计主要通过造型构造和材料选择设计达到节能的效果。如在寒冷地区屋顶设计主要考虑保温 ,屋顶内部采用重型结构以便稳定温度,常把绝热层设置在重置构件外(冷)的一侧。
建筑外围护墙体的设计除了适应气候条件做好保温 .隔热防潮等措施外,还应体现在能够改善微气候条件的特殊构造设计上 ,像寒冷地区的夹芯墙体设计,被动式太阳能房中的各种蓄热墙体设计,还有在墙体中设通风口等措施,均能起到很好的节能效果 。建筑门窗设计对住宅节能起着很重要的作用。它来调节建筑室内的通风 .采光及空气质量 .门窗设计合理,冬季可充分利用太阳能取暖,夏季将门窗打开 ,使空气对流 ,形成良好的通风效果 。另外,建筑物的外形.楼板.热工的设计是否合理,也直接影响着居住建筑的节能效果。
(2)合理选用建筑材料
建筑材料的选择应遵循健康.高效.经济.节能的原则。随着科技的发展 ,大量的新型材料不断被研制并应用 到居住建筑设计中去,像新的防水材料,保温材料在墙体 .屋顶中的应用都达到了很好的保温 .防潮效果 ,新型透光隔热玻璃在门窗中的应用起到了更好的透光.隔热效果。另外,像透明的热阻材料(TLM)组合墙.吸热中空玻璃.低辐射.热反射中空玻璃,都具有极好的保温 .隔热性能,像太阳能光 电玻璃及太阳能电力墙等材料都具备获取大量的阳光,产生更多的能量 ,集多种功能于一身,如装饰.保温 .发电 .采光等是未来生态建筑的复合材料。 3.居住建筑的空间与室内环境 合理的空间设
计应在充分满足建筑功能要求的前提下 ,对建筑空间进行合理分隔,以改善室内保温 .通风.采光等微气候条件。在平面设计中,不同的室内分隔会对室内空间产生较大的影响。如在北方地区住宅设计中,常将住宅使用频率较少的房间如厨房.餐厅.次卧室等房间布置在北侧,以保证使用合理 的空间,体现“以人为本”的设计思想 ,反映追求自然 .崇尚科学的生态思想。室内环境质量包括室内空气质量.热环境 .光环境和声环境四个方面 ,室内环境质量应以满足居住者健康.舒适生活的基本要求为前提,通过创造良好的自然通风和机械通风来降低污染物的浓度,充分利用天然光资源合理进行住宅的人工照 明设计。采取行之有效的措施进行住宅楼内外噪声的控制,重视住宅建筑本身的防噪声设计,合理选择建筑构件并严格控制施工质量,确保必要的隔声性能 。节约 能源 ,提高住宅的声.光 .热环境质量 ,为居 民提供一个满足生理 .心理.卫生要求的居住环境。
三、发展生态建筑的意义
以住宅建筑为代表的中国建筑业,目前正处在由数量型向质量型转换的重要时刻,建设生态住宅是建筑品质提高的重要标志,也是中国建筑也转向可持续发展的绿色道路的一个重要切入点。建设生态建筑意味着从建筑材料的生产,建筑规划,建筑设计,建筑施工以及建成后使用管理的每个环节,都将发生一场以保护环境.节约资源.促进生态平衡为内容的深刻变革。住宅建筑面大.量广,影响深远,发展生态住宅是建筑绿色化.生态化的重要内容。
发展生态住宅,坚持以人为本。虽然国际上对生态住宅还没有一个标准的定义,标准也不尽相同,但国际上公认有三大主题,即:以人为本,呵护健康舒适;资源的节约与再利用;与周围生态环境相协调与融合。其核心是“以人为本”。生态住宅,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,利用自然条件和人工手段来创造一个有利于人们舒适.健康的生活环境,同时又要控制对于自然资源的使用.实现向自然索取与回报之间的平衡。
发展生态住宅,满足人们对健康的追求。根据世界卫生组织(WHO)的定义,所谓“健康”就是指人在身体上.精神上.社会上完全处于良好的状态。据此定义,“健康住宅”不仅仅是“房地产住宅+绿化+社区医疗保健”,而是指在生态环境.生活卫生.立体绿化.自然景观噪声降低.建筑和装饰材料.空气流通等方面,都必须以人的健康为根本。生态住宅即是运用生态学原理和遵循生态平衡及可持续发展的原则,是物质.能源在建筑系统内有序地循环转换,获得健康的居住环境。
发展生态住宅,促进人与自然协调发展。人们购房关注的焦点,从最开始的面积.地段.房型,转变为现在的生态型,这也反映了人们对以人为本.回归自然的渴望。在住宅建设中引入生态理念,就要强调人类的自然的一部分,人类既要改造自然,更要尊重.遵循自然规律,从而实现人居环境和自然系统良性互动的循环关系。
参考文献:
[1] 师立德,倪茜. 绿色生态住宅建筑设计研究[J]. 安徽农业科学, 2009,(14) .
[2] 曾进. 浅谈绿色生态住宅的设计[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊), 2009,(01) .
[3] 许志敏,彭铖. 绿色生态住宅小区的设计理念[J]. 中国住宅设施, 2009,(07) .
关键词:生态住宅;建筑;设计
中图分类号:[F287.8]文献标识码:A文章编号:
1.生态住宅原则
生态住宅是运用生态学原理和遵循生态平衡及可持续发展的原则,即综合系统效率最优原则,设计、组织建筑内外空间中的各种物质因素,使物质、能源在建筑系统内有秩序地循环转换,获得一种高效、低耗、无废无污染,生态平衡的建筑环境。这里的环境不仅涉及住宅区的自然环境,如空气、水体、土地、绿化、动植物、能源等,也涉及住宅区的人文环境、经济系统和社会环境。培育生态住宅概念主要是在这种观念的影响下,在住宅建设与发展中始终以生态问题为中心,在环保、绿化、安居、道路管网等方面进行系统规划与管理,使住宅区生态环境处于良性循环状态之中。
2.生态住宅的具体设计
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,分别阐述生态建筑理论在住宅建筑设计中的运用。
2.1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。当建筑师们在对建筑住区进行规划时,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、美观设计及空间利用上,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,了解小区内气流流动情况,是建筑师在设计初期所必须做到的
2.2自然通风
在住宅建筑中,自然通风是最经济和有效的环境调节手段,而建筑物的平面布局、立面设计与三维空间布置等,都对自然通风的效果有重要的影响。充分考虑这一影响而进行建筑设计能有效地解决住宅中热舒适性和空气质量问题,而且在不增加住户投资的情况下,就能营造一个健康、舒适的居室环境。
2.3绿化、水景设计和防止住区“热岛”现象
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,还会把大量的金钱浪费在草地的浇灌上,可谓得不偿失。在绿化系统设计中如何改善住区室外环境,除了避免以上误区外,还应做好以下2个方面的工作:①合理选择和搭配绿化植物和水景设置,并与整个小区的热环境设计协调起来,除了给人以观赏的美感外,还应充分发挥植物、水在降低“热岛”作用、改善住区微气候方面的作用;②设计中要以人为本,如果绿化设计的最后结果是把人和绿色隔绝开来,仅仅“可以远观而谢绝入内”是不可取的。
2.4日照、遮阳与采光
夏天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。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。比较好的方法是根据当地地理与气候条件,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。
2.5护结构布置
这里主要是指外墙和外窗等围护结构的布置,体型系数这一概念并不能充分反映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。
2.6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传过来。污染控制问题也需重视,建筑物内部空气质量不好,一定是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,技术人员就应该深入现场进行调研和测试,检验当地的噪声或污染是否符合标准,如果不能满足要求,一定要采取相应的补救措施。如果居室噪声超标,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。
3.生态住宅的技术策略
3.1追求舒适和健康是生态住宅的基础
生态住宅首先要满足的是人体的舒适性,例如适宜的温度、湿度以满足人体热舒适。此外还应有益于人的身心健康,如有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,以及无辐射、无污染的室内装饰材料等。在心理方面,生态住宅既要保证家庭生活所需要的安全性、私密性,又要满足邻里交往、人与自然交往等要求。健康还有另外一层很重要的含义,是指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、二氧化碳的排放。
3.2追求高效是生态住宅的核心内容
所谓高效,是指尽可能有效地利用资源和能源,特别是不可再生的资源和能源。我们知道,建筑业以及与建筑业相关的其它产业(如建材生产、运输等)消耗了大量的能源和资源。而生态住宅正是要杜绝这种粗放、浪费的模式,以最低的能源、资源成本去获取最高的效益。
3.3追求美观是生态住宅与大自然相和谐的完美境界
生态住宅与大自然相和谐不仅体现在能量、物质方面,也同时体现在精神境界方面,包括生态住宅与自然景观相融合,与社会文化相融合。生态住宅立足于将节约能源和保护环境这两大课题结合起来,所关注的不仅包括节约不可再生能源和利用可再生洁净能源,还涉及节约资源(建材、水)、减少废弃物污染(空气污染、水污染)以及材料的可降解和循环使用等,因而它所占据的视点最高,所关注的领域也最广。
4.结束语
居住行为的展开是通过人的活动在不同的场所实现的,场所的人格化和场所精神的营造是建筑居住区生态环境设计的要旨,应充分表达对人的尊重和关怀,对自然的尊重,通过对居住行为的深刻理解,组织空间形态,创造一个高质量、高技术、高情感的生态型园林式居住小区环境,从根本上提高人们的居住水平和生活质量。
参考文献:
[1] 周滔,李启明.绿色生态住宅小区在中国的发展分析[J].建筑管理现代.
【关键词】现代生态住宅小区;现状问题;建筑设计要点;设计方案
引言
现代生态住宅是未来住宅发展的方向,它需要科学技术的进步,更不能离开在政府相关政策法规的鼓励和正确引导。只有在设计过程中各专业人员的相互合作与共同努力,从技术、经济、环境、能源及社会等角度出发系统地评估与设计住宅的室内外环境,才会有更多更好的现代生态住宅出现。本文通过对某住宅小区建筑设计的分析,从生态住宅的组成要素、生态住宅的类型及特点,对现代生态住宅进行了讨论,并提出了建设生态住宅的建议,旨在为今后的现代生态住宅建设提供借鉴与参考。
1 现代生态住宅的概念
现代生态住宅在国际上亦被称为绿色住宅、生态住宅、可持续发展住宅。它以可持续发展为指导思想,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,利用自然条件和人工手段创造一个有利于人们舒适、健康的生活环境。现代生态住宅小区是一个技术与自然达到充分融合,各种资源的利用最有效,环境清洁、优美、舒适,可大大降低因自然灾害、生态环境破坏或暂时失衡等影响而产生的各种风险,有利于提高小区文明程度的稳定、协调、持续发展的人工复合系统。同时,现代生态住宅立足于节约能源和保护环境两大课题,所关注的不仅是节约不可再生能源和利用可再生洁净能源,还涉及节约资源(如建材、水等)、减少废弃物污染(大气污染、水污染等)及材料的可降解和循环使用等。它的实际释义为:消耗最少的地球资源与能源,产生最少废弃物的住宅和居住小区,其本质可概括为“健康舒适、高效清洁、和谐优美”三大特点。
2 我国现代生态住宅的建设现状
2.1 相关技术原则与建设标准的制订
2001年5月,建设部颁布了《生态住宅小区建设要点与技术导则》,首次明确指出了“生态小区”的概念、内涵和技术原则,要求住宅在能源、水、电、气、声、光、热环境及绿化、废弃物处理、建筑材料9方面符合国家有关的定性定量指标,提出了相关技术手段,保护、利用、防御自然,做到与环境共生,节约能源,创造循环再生型的建筑生涯,提供舒适健康的室内环境,牵涉到的学科领域相当广泛。
2.2 加大建设力度
全国工商联住宅产业商会是我国现代生态住宅的积极倡导者,自2001年成立以来一直致力于“生态住宅”的标准制定和推广工作。“现代生态住宅”的概念一经提出,响应者众多,无论是从生态保护角度看,还是从保护人的健康角度看,先行一步总是主动、有利的。商会积极推动现代生态住宅的建筑标准应用于实际。
2.3 社会各界对其重视程度提高
近年来,政府从可持续发展的角度,积极提倡现代生态健康住宅,陆续提出了“绿色住宅”、“生态住宅”和“健康住宅”等理念,而购房者也将整个住宅小区的现代生态状况作为判断小区优劣的主要指标。从广度深度上创建现代生态住宅区,必将给中国住宅业注入无限的活力和生机,迎来中国现代生态健康住宅消费的春天。
3 发展现代生态住宅的必要性
3.1 时代与社会发展的需要
可持续发展是时代的主旋律,是经济社会发展的新战略,而生态环境建设是实施可持续发展的前提和基础,生态环境质量直接影响着可持续发展的潜力。住宅是城市建设的基础,生态城市应该为居民提供良好的居住、生活和工作环境,从而使居民的生活得更美好、更舒适、更和谐。
3.2 节约能源和资源的需要
住宅建设每年消耗大量能源和资源,随着社会的进步和人们生活水平的日益提高,合理规划项目用地,以提高土地使用效率,采用科学的建筑体系,以提高建筑的有效使用面积和耐久年限,限期淘汰能耗大的建筑材料,节约不可再生原料和短期资源,多使用自然建材和当地材料。
3.3 提高居民生活质量的需要
随着我国经济、信息、科技、文化的高速发展,物质和精神生活水平的不断提高,人们对所居住的生活环境在安全、健康、舒适、美观等方面提出了更高的要求。生态住宅能够减轻居住区环境的污染,能使废弃物减少到零排放或零污染,做到再生、循环使用和重复使用,生态住宅可为人们提供最大的自然度和自由度,充分有机地利用自然的原材料,大大减少了有害建筑材料对人体的污染,使人们居住更加舒适。
4 生态住宅设计要点
生态住宅设计,指的就是综合运用当代建筑美学、建筑技术科学、人工环境学、生态学及其它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。
4.1 住宅区风环境设计
当建筑师们在对建筑住宅区进行规划时,更为常见的做法是过多地把注意力集中在了建筑平面的功能布置、美观设计及空间利用上,而很少考虑高层、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在住区内出现人们举步维艰的情况,还应该在炎热夏季有利于室内自然通风。从这一点上来说,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。
4.2 绿化、水景设计和防止居住区热岛现象
住宅区周围建筑的热环境不仅和气流流动有关系,同时还和住宅区建筑周围的辐射系统有关。受到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,住宅区室外气温有可能出现“热岛”现象。“热岛”现象在夏季的出现,不仅会使人们高温中暑的机率变大,同时还促使光化学烟雾的形成,加重污染,并增加建筑的空调能耗。合理地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,生态住宅不等于简单地提高绿化率,如果住宅区绿化仅仅使用大规模绿地而不考虑与林地、水景设施以及自然通风等手段有效地结合起来,不仅不能充分发挥林地在改善室外热环境方面的巨大作用,还会把大量的金钱浪费在绿地浇灌上,可谓得不偿失。在绿化系统设计中除了避免以上误区外,还应做好两个方面的工作:一是合理选择和搭配绿化植物和水景设置,要与整个小区的热环境设计协调起来。二是设计中要以人为本,如果绿化设计的最后结果是把人和绿色隔绝开来仅仅“可以远观而谢绝入内”是不可取的。
4.3 日照、遮阳与采光
遮阳问题是指由于建筑物的外形设计、特别是凸凹变化的外型而引起的建筑围护结构实际按受的太阳辐射热量减少的问题。自然采光有利于人体健康和提高工作效率。我国北方冬季对自然采光就有严格要求。在住宅区规划与单体设计中需仔细考虑遮挡和自遮挡对自然采光乃至建筑物的热环境的影响。
5 现代生态住宅的建筑建设设计方案
在设计院承接的某住宅小区建筑设计过程中,通过对国内外生态型建筑尤其是住宅区的理论和实践研究,设计院在设计过程中尝试了一些新技术,力图打造出一个具有高品质的现代生态住宅小区。
5.1 建筑山墙节能处理
在设计过程中考虑到小区地形特点,住宅西山墙较多,因此如何解决西晒问题是较突出的一个问题。通过参考清华大学建筑设计研究院办公楼的设计思路,该办公楼从关注环境健康的角度创造了一个“绿色化”的办公建筑。该建筑的主入口为西向,因此如何有效地防止西晒成为建筑生态策略的重要组成部分。为了防止西晒,采用了缓冲层的概念设计,即在西向主入口处建立一面大尺度的防晒墙(图1),这是一面与建筑完全脱开的混凝土实墙。在炎热季节,可以最大限度地遮挡西晒的直射阳光。同时,防晒墙与建筑主体之间宽达4.5m的空隙具有较强的拔风作用,利于室内外空气的互动。
在住宅建筑设计中,建筑师仿照“双层表皮”原理,在西外墙上做构架处理,即从每层圈梁上挑梁与从地面升起的柱一起形成一道西外墙构架,在每层构架上设置连梁,沿梁柱构架种植爬藤类植物,可形成西山墙的一道绿色屏障。该绿色屏障与西墙之间又形成通风井,这加强了西外墙的散热性能,并且可以从立柱侧为构架上的爬藤植物浇水。这种应用在住宅中的“双层表皮”做法造价较低,既降低了夏季热辐射对西墙的影响,又改善了室内热环境,美化了建筑。
5.2 建筑外墙保温
目前,节能墙体主要包括两种:内保温节能墙体、外保温节能墙体。在实施建筑节能设计标准的初期,普遍采用内保温方法。但内保温方法存在的问题较多,一是热工效率较低,外墙有些部位(如丁字墙、圈梁处)形成“冷桥”,使保温性能有所降低;二是保温层在住户室内墙面出现虚鼓,对二次装修造成不便;三是内保温厚度占据室内空间,使室内建筑面积减少。因此,目前大多采用外保温法,外保温节能墙体克服了内保温墙体的不足,薄弱环节少,热工效率高,不占室内空间,对保护结构有利,既适用于新建房屋,更适合节能改造。尽管目前外保温法的工程造价略高于内保温法,但若以性能价格比衡量,外保温优于内保温。
5.3 水资源循环
水环境建设是现代生态住宅小区建设的重要内容之一,水环境在住宅小区中占有重要地位,在住宅内要有室内给水排水系统,以供给合格的用水和及时通畅的排水,住宅小区内要有室外给水排水系统、雨水系统。大面积的绿地及区内道路也需要用水来养护与浇洒。这些系统和设施是保证住宅小区优美、清洁、舒适的重要物质条件。其中,雨水回收利用是水环境规划中的一个重要内容,小区的雨水收集、处理后,在一定范围内作为非饮用水系统使用,是节约水资源、补充地下水、改善小区环境的途径之一。在小区水环境规划中都考虑了水资源的充分利用问题,其使用目标主要是作为住户冲厕用水、景观及绿化用水、道路浇洒用水等。
5.4 太阳能利用
目前,我国太阳能技术最为成熟、应用最为广泛、产业化发展最快的是太阳能热水技术,即家用太阳能热水器。另外,被动式太阳房太阳能空调示范工程也已建成,而太阳能光辐发电的技术仍处在起步阶段。太阳能热水器由于造价低廉、使用方便,被越来越多的普通老百姓接受,建筑师在住宅设计中,也在屋面统筹考虑太阳能热水系统,避免了出现二次安装、二次投入的问题。
6 结语
综上所述,走可持续性发展之路,维护生态平衡,营造现代生态住宅将是人类的必然选择。现代住宅建筑设计应从空间角度去关注人们的生活,要在现代住宅建筑的基础上从更加宏观的环境与资源角度关注人类生活,它将住宅与环境资源及人娄活动更加紧密地融为一体,它在注重空间使用效率的同时,更强调发挥环境和资源的效益。以贯彻“健康环保,以人为本”的设计理念的现代生态建筑的大量涌现无疑是值得肯定和赞赏的,从某种程度上也代表了未来建筑设计的发展方向。
参考文献
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[2]徐廷希.生态住宅基本特征及其启示[J].住宅科技,1991(12).
[3]曹伟.生态建筑,生态建材,发展战略[J].新建筑,2005.
关键词:生态型;建筑设计;地域特色;文化内涵
Abstract: This paper discusses in detail the basic feature and the design main point of the ecotype residential building design and the regional characteristics ecological residential building design.
Key words: ecological; architectural design; regional characteristics; cultural connotation
中图分类号: TU2文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)
1 前 言
近年来,人们不断研究有利于生态与可持续发展的途径和方法,其中“生态建筑”的设计概念成为了当今建筑设计的主流,绿色环保生态型住宅小区也就应运而生。生态型住宅首先是结合当地的自然生态环境合理地安排组织建筑与其它相关因素之间的关系,使住宅建筑与环境成为一个有机的结合体;其次是拥有良好的室内气候条件和较强的生物气候调节能力,满足人们工作生活所需的舒适环境,人与建筑和自然环境之间形成良性的循环,能实现未来可持续发展;再次就是在住宅的建筑精神上既要体现时代性,也要反映地域的历史与人文环境。
2生态型住宅建筑设计的基本特征
(1)建筑物要尽量保持和开辟绿地,在建筑物周围种植树木防风、遮荫,改善景观,保持生态平衡。重视室内空气质量,保持新风在室内的流动。重视人文景观的保护,建筑物附近有价值的古代文化或建筑遗址应予保留并妥善安置。
(2)建筑物的资源、能源和其他消耗至最低程度。建筑物应该充分有效地使用水、能源、材料和其他资源。尽量利用清洁能源(如地热与太阳能、水能、生物能和风能),保护与改善自然环境。
(3)建筑物应有合理的朝向布局,以充分利用太阳能。建筑物的形体布置合理,应减小建筑物的体形系数,以减少采暖与制冷能耗,建筑物的围护结构应该采用高效保温隔热构造,并具有良好的自然采风系统以及充分的自然通风条件;建筑物内的房间设置、布局恰当,既满足使用舒适度,又节省能源。
(4)回收并重复使用资源。从旧有建筑物中拆除的建筑材料,如砖石、钢材、木料、板材和玻璃等,尽可能保护好,并积极利用其他工农业废弃物料,使用先进技术,降低建筑运行管理费用。在结构条件允许情况下尽量不要拆除旧建筑,应对其进行改造以适应新的使用功能,节省建筑造价。
3生态型住宅建筑设计要点
生态一般是指人与自然的关系,生态型建筑应该处理好人、建筑和自然三者之间的关系,它既要为人创造一个舒适的空间小环境(即健康宜人的温度、湿度,清洁的空气,好的光环境、声环境及具有长效多适的灵活开敞的空间等);又要保护好周围的大环境———自然环境。对小环境的保护则体现在从建筑物的建造、使用,直至寿命终结后的全过程,建筑设计时应注意以下几方面:
3.1 以人为本,创建人与自然和谐共生的生态环境
在设计中强调以人为本,决不是“人类中心论”。建筑活动的主要目的是为人类生产、生活提供健康、无害、舒适的环境。我们强调高效节约不能以降低人的生活质量,牺牲人的健康和舒适性为代价。但也不能只强调人的健康和舒适,而不顾对自然环境造成污染与破坏。建筑应满足人与自然的和谐共生,利用自然条件创造优美的外部视觉景观,改善室内环境品质,提高舒适度,降低环境污染。满足人们生理和心理需求,才是绿色生态建筑的基本内涵。
3.2 使用洁净能源,降低能耗,保护自然资源及绿色生态
建筑要通过优良的设计、优化工艺和采用适宜的技术、新材料、新产品,改变传统建筑产业的粗放、浪费污染型的生产工艺,实现清洁生产、工艺生态化。要尽可能提高自然资源和能源的利用效率,降低能源消耗。积极采用洁净能源,采用清洁的生产技术(如自然通风和通风道技术),减少废弃物。把提高资源、能源利用效率和保护生态环境两大课题结合起来,以最低的资源,最少的污染获取最高的社会经济效益和环境效益。
3.3 循环、有效利用资源与能源
循环使用建筑材料,废物再生利用,水循环使用,能源的多级多层次利用,使用高效率的设备和控制系统。扩大代用、再生利用材料资料,将开发利用可再生能源等有用的经验转化为标准、规范条文,以利推广。
3.4 保护利用环境,尊重历史、自然设计与地方相结合
利用基地周边的自然条件,保留和利用地形、地貌、植被、湿地和自然水系,保持绿色空间,保持历史文化与景观的连续性,使建筑空间布局充满活力。并尽可能减少对自然环境的负面影响,如减少有害气体、废弃物的排放,减少对生物圈的破坏。
3.5 整体优先,全寿命设计
设计必须从整体出发,经济性应从全寿命周期通盘考虑。通过科学合理的建筑规划设计、适宜的建筑技术和绿色建材的集成,增强其性能及灵活性,延长建筑整体系统的使用寿命;通过技术进步和转变经营管理方式,提高建筑工业化、现代化水平;提高建筑业的劳动生产率和科技贡献率;积极发展智能建筑,提高设施管理效率和工作效率。
3.6 保护生态系统调控城市气候
创建舒适健康、高效清洁、和谐优美的生态环境是我们的生活追求。这要求设计及规划采取合理的城市结构与绿地系统布局,考虑建筑通风与遮阳,控制污染,合理处理与建筑相关的垃圾及工业废弃物,广种乔木并用当地杂草绿化(节约水资源)改善城市气候,铺地尽量用可渗透性地砖,以利于水和植物的生长。
4地域特色的生态型住宅建筑设计
4.1 加强现代住宅建筑空间结构与材料的生态设计
对于生态住宅建筑的空间结构与材料运用方面应尽量运用下面几种生态设计方法:
(1)生态住宅建筑空间中的少量化设计。我们可以运用多种设计手法与技术条件对材料及其它组成部件最大限度的利用,以减少物质与能量消耗。如在结构造型上以采用简约风格为主,从而减少复杂造型结构造成的材料物质消耗。另外建筑所用材料的本土化也减少了材料长途运输所带来的能量消耗。
(2)生态住宅中资源再利用化设计。住宅建筑空间中的装饰与结构部件应通过新技术、新材料的设计与运用实现其可拆卸、可替换、可重新组装,以此来延长结构使用寿命。
(3)生态住宅中流动空间的运用。现代建筑技术与材料的进步,使我们可以通过设计与改造打开建筑传统的封闭围合面,使室内外通透一体化,也可以通过这些面的开合设计使空间产生灵活多变的组织形式。
(4)生态环保型与天然材料的运用。生态环保型材料由于生产的洁净化和产品的生态化使其生产和使用过程都不对环境产生危害,更新的旧材料也易于降解与转化并可作为再生资源加以利用。在有条件的地区,可通过人工设计,将高地的溪流水源引导经过住宅建筑的玻璃屋顶,薄薄的水层沿东面的泻水屋檐泻下形成水幕,通过流水渠迂入江水中,循环的水层减弱了较强的辐射热,光影班驳的折射光使空间内弥漫着自然的绿,流水声与鸟语花香共同在这里创造动态自然居住环境。
4.2 生态型住宅建筑应表现出其独有的地域文化特色与内涵
生态型住宅建筑的生态内涵基本包括两方面的内容:一是生态型住宅建筑要表现出它的时代性。在历史时序的标轴上,不同时期人的物质、精神生活状态存在差异,住宅建筑的物质形态也应与时序中其应处的点段同步,以满足居者实际的供需关系。时代性体现着生态住宅建筑的精神与发展。再次,现代住宅应体现其所在地的地域文化,这是一个民族一个地区的人们长期生活所决定的历史文化的传统。我们应在地区传统中寻根,发掘有关“基因”与现代科技文化相结合,使现代生态型住宅建筑地域化,地域住宅建筑现代化,使居者在精神上获得亲切感。生态型住宅建筑在注重其现代特征的同时也注重传统文化内涵的溶入,建筑空间的流通性、室内设计的灵活性与简约作风、家具的实用性与装饰性、书画印章等造型饰物的象征性等都体现了中国建筑空间设计的永恒特色。