岳建文

(山西省建筑标准设计研究院，山西太原 030013)

作为一种新的文明范式，生态文明在人类社会发展过程中的地位越来越突出，生态文明的核心理念是强调人与自然环境的和谐相处，达到“依生之美”的境界。生态文明所倡导的“依生之美”不仅融入传统的人文学科，其对应用学科的影响也十分显著，在建筑设计中所倡导的生态设计理念即是生态美学思想与建筑设计学的有机结合，而生态建筑也是未来建筑设计发展的最终方向。

1 生态建筑的设计原则

生态建筑所体现的是系统化的技术集成，其融合了多种专业技术，因此相对于传统的建筑设计，生态建筑设计需遵循以下几点原则。

1．1 以人为本原则

建筑产品的最终目的是服务于人的日常生活及工作，人是建筑的主体，因此设计过程中要遵循以人为本的原则，以满足人的交流、学习、健身、娱乐等活动为设计目标。设计方案不得对人的生活质量产生影响，不得影响到人的身体健康及应用的便利性。建筑产品以其体量、格局、形态、功能等作为其外在表现形式，建筑活动的主要目的是为人类的生产、生活提供更为舒适的环境，并利用自然条件为人类创造更加优美的外部视觉景观效果，满足人的生理需求与心理需求。

1．2 重构共生原则

生态建筑的设计要具有重构意识，利用建筑所在地的各种自然资源与社会资源，积极营造一个人与建筑、人与自然和谐共生的氛围。针对一些环境污染较为严重的地区，更要突出生态设计理念的重要作用。比如将有条件的污染源采用绿化措施改变成风景怡人的公园，为生态建筑的建设提供更好的环境条件。生态化设计理念并非只是一个抽象性的概念，设计师要将自身改造自然界的能动性充分发挥出来，将重构、共生的理念融入到建筑设计中，对其周围的生态环境予以改善，实现区域内的生态平衡。

1．3 因地制宜原则

所谓因地制宜即就地取材，将气候因素、地形地势等自然因素充分考虑进来，充分尊重环境的生态价值及效益，将有价值的生态要素保留下来，最大程度上减少对自然环境的破坏，实现建筑环境与自然环境的和谐共生。因此设计过程中，要全面了解建筑场地周围的地形地貌、植被水文、日照、土壤等各个自然要素，分析建筑物对这些自然因素产生的负面影响，针对其本质特性开展建筑设计，保证建筑类型与当地自然环境相得益彰，控制对自然环境的污染与破坏。

1．4 旧材料的回收与新型材料的开发

生态理念下的建筑是生态系统的一部分，相应的建筑所用的材料也要尽量做到回收利用，实现与生态系统的再次整合。如果住宅建筑结构条件允许，尽量保留原有建筑，采取科学、合理的改建措施以适应新功能，减少建筑材料的消耗;即使必须拆除旧有建筑，也要尽量保护砖石、钢材、木料、板材等建筑材料的完整性，再根据实际情况回收利用，实现由建筑材料到新建筑的良性循环。

2 现代建筑设计中生态理念的应用实例

某综合性建筑工程项目集商场、住宅为一体，总建筑面积55 000 m2，建筑高度39．6 m;地上建筑面积45 000 m2，地下建筑面积10 000 m2。项目设计初期进行了全方位的设计论证，详细分析当地气候条件、能源状况及建筑性质，最后得出如下生态节能方案:分析建筑围护结构的热惰性，改善其热工性能;对太阳辐射的影响做出改善;分析自然通风及自然采光优化的可行性;研究诸如水源热泵、热电联产、太阳能等新型生态能源系统应用的可行性;将冰蓄冷技术、天然免费冷源的优势充分发挥出来，利用电价峰谷差异降低运行成本，提高工程的社会效益;对供热系统、通风空调系统进行优化，在建筑内部合理划分空调区域，采用独立分层空调系统，实现空调系统的灵活调节与启停;采用大温差冷冻水系统及地板辐射采暖系统，并实现各个控制系统及运行方式的优化。具体措施如下。

2．1 建筑围护结构及通风系统的设计

本建筑项目中，为保证围护结构的热工性能，建筑的玻璃门窗、透明幕布等采用双层中空Low-E镀膜玻璃，Low-E镀膜的位置视结构的具体朝向而定，最大程度上满足结构保温、隔热的功能。在不影响建筑立面的前提下，尽量增加非透明幕墙的面积，对窗、墙的面积比进行优化、调整。此外，对冷桥进行精心、严格的处理。围护结构采用Low-E镀膜玻璃，可有效控制夏季太阳辐射热量进入室内，并在冬季减少室内的热量损失。采用固定或电动的铝合金翼板外遮阳，与建筑外立面设计相结合，不仅可实现节能的设计目标，而且建筑的立面质感及空间层次感也有所改善，增加建筑整体的美感。针对面积较大的建筑空间，在其顶部及底部设置电动控制的可开启外窗，保证室内的自然通风;针对封闭的屋顶结构层，在两侧设置同样的电动控制的通风窗，夏季开启形成有效的自然通风，最大程度上降低建筑的冷负荷。

2．2 空调系统冷热源设计

本工程空调系统的冷源设计，是在充分了解项目特点、当地资源情况与能源价格的基础上进行全面分析，最终确定采用复合能源系统。整个空调冷源系统包括水源热泵系统、冰蓄冷系统、湖水换热辅助冷源系统、市场热力备用热源系统等多个子系统。将这些系统科学、合理的结合在一起，既保证了建筑空调系统的冷热源需求，系统的能量消耗及运行成本也得到有效控制。本工程四周有丰富的地表水资源，因此水源条件得天独厚。当水源热泵处于制冷状态时，冷却水系统通过湖水进行冷却，可以取得优于冷却塔的冷却效果，所以，与常规采用冷却塔冷却的水冷冷水机组空调系统相比，水源热泵空调的COP值更高，至少可降低能耗5%～10%左右。当水源热泵处于制热状态时，由于热泵仅需消耗搬动热能的功，可获得4∶1的COP值，故节能效果十分明显;与传统的燃煤锅炉供热网络系统相比，其运行成本至少可下降15%～20%，有效实现空调系统的节能目标。此外，在冬季及过渡季节，湖水换热辅助冷源系统可以利用水源热泵对建筑物外区供热产生的冷水再实现对内区制冷，这种天然冷源的有效应用可有效降低空调系统的能量消耗。市场热力备用热源系统也作为太阳能生活热水系统的辅助热源，冬季还可实现热力供应。

2．3 空调通风系统的改善

通风系统采用全空气空调系统，可以获得较低的送风温度，从而降低总送风量的1/3左右，并至少降低10%的风机电能。排风与新风利用全热交换器进行热回收，可降低10%～20%的能量消耗。针对其他空调分区，采用独立的空调系统，可根据实际需要灵活调节开启数量;针对灯光散热，可以采用分层空调系统来实现，并对排风和新风通过热交换进行热回收，至少可回收60%以上的灯光散热。综合大厅无需设置独立系统，采用喷口射流送风的形式，同样，排风与新风利用全热交换器进行热回收，以降低10%～20%的能量消耗。前庭及休闲区域设置独立的全空气空调系统，灵活调节启停数量以满足实际需求。前庭设置低温地板辐射采暖系统，可降低1/3的能量消耗;为增加建筑环境的舒适度，可以沿落地玻璃幕墙设置地板条缝送风口。其他小空间可采用风机盘管加新风系统的模式进行空气调节，根据实际情况进行冷热调节。本工程所有全空气空调均采用双风机系统模式，新风比的调节利用控制焓值的方法来实现，尽可能采用新风冷量。

此外，空调水系统可以采用四管制系统模式，不仅可以实现同时供冷供热的要求，还可以防止由于冷热中和导致的能源浪费。尽量提高供回水温差，以降低输配水量，控制初期建设投资，降低水泵功耗。

2．4 其他节能措施

设置太阳能生活热水系统，白天利用太阳能集热板收集热能，晚上可供使用;并辅以市场热力备用热源系统，可保证全天候热水供应。对建筑室内灯光热能进行回收:本项目属于综合性建筑，会用到大量的照明设施，而照明设备会产生大量热量，如不加以处理不仅会导致能源浪费，而且会增加空调系统的负担。因此设置中间媒质热回收系统可回收40%的灯光散热。

3 结语

建筑设计是一项综合技术工程与艺术设计的综合性专业，而对于生态节能建筑而言，其各项技术应用只是手段，最终目的是实现节能环保的设计目标。生态建筑设计过程中，要在充分考虑建筑功能及特点的前提下，以功能决定形式，实现建筑技术与建筑艺术的完美结合，提高各项技术应用的针对性、系统性，将整个建筑及区域的建造、建筑全生命周期内运行的能源消耗、其对环境及区域生态链的影响控制在最小范围内，促使建筑融入生态循环中，促进生态环境的平衡发展，真正实现人、自然、建筑的和谐与统一。

［1］邹永华，宋家峰．关于生态建筑的哲学思考［J］．建筑学报，2012，13(12):55-57．

［2］赵晶晶．城市建筑设计的可持续发展性［J］．美术大观，2012，21(4):13-14．

［3］吴 彬，齐青萍．中国传统文化和现代设计［J］．艺术与设计(理论)，2010，5(3):89-90．