罗亚宇

上海市政工程设计研究总院集团第六设计院有限公司 上海 230031

引言

现代建筑生态设计的主要发展方向是物联网的生态设计和智能化设计。随着科技的积累和进步，今天的生态设计已经脱离了概念阶段，成为现实，走进生活。相信随着科技的不断进步，建筑必将达到与自然和谐共处、共同发展的目标。

1 生态建筑理论概述

生态建筑理论涵盖了生态学、建筑学、环境科学等知识体系，是实现绿色建筑目标的重要基础。通过对生态建筑理论的研究可以看出，它以人为本、因地制宜、功能协调为核心内容，为建筑设计提供帮助。其中，以人为本要求从用户的实际需求出发，加强建筑的功能性和可靠性，以满足用户日常生活的需要。因地制宜的原则要求，在建筑设计中，要了解场地环境，掌握地质地理信息、水文环境特征、气候变化特征等，做好建筑定位的科学规划，照明、通风等，充分利用建筑所在区域的自然资源，营造舒适健康的居住空间，节约材料和成本，减少环境污染。功能协调是科学规划建筑内部空间，科学利用现有土地资源，保护生态环境，实现建筑、人与环境的协调统一，促进我国可持续战略目标的有效实施[1]。

2 生态建筑理论的特点及原则

普遍认为，生态建筑理论的特点主要表现在美观、健康、绿色以及舒适等方面。科学地应用生态建筑理论，能够有效提升建设阶段对自然资源的利用效率，避免使用不可再生资源造成的不必要浪费。在生态建筑理论的应用过程中，设计人员需要坚持以下几点原则：首先，坚持以人为本，在建筑设计及后期的建设工作中，技术人员需要坚持以人为本的理念，为业主建设自由且健康的居住环境。其次，坚持可持续发展。只有建立住宅建筑与大自然之间的和谐共处关系，才能从真正意义上实现生态建筑的价值和设计意义。除此之外，还应坚持共同发展原则，实现建筑物、人与自然三者间的有机融合，实现三者的共同进步与发展目标[2]。

3 建筑设计的生态策略应用

3.1 建筑自然环境的规划设计

建筑附近的温度会受到辐射、建筑布局、气流和建筑材料等不同因素的影响。目前，许多建筑工程的布局设计都存在着不同程度的不合理。虽然一些建设项目绿地面积较大，但由于设计不合理，建筑附近的温度仍处于较高状态，降低了居民的身体舒适度，给居民生活带来一定影响。这种情况的出现，主要是由于在建筑自然环境的规划设计中，只注重提高水景和绿化的数量和规模，忽视了设计的科学性。绿化设计未能与建筑布局和环境条件相结合，造成严重的资源浪费，未能达到生态建筑设计的效果。在生态建筑的设计过程中，设计师需要同时考虑建筑外部环境和内部环境的设计，以增加建筑与周围自然生态环境的和谐。设计师可以合理调整建筑附近的绿化形式和绿化面积，做好绿色植物类型的选择和搭配，在提高建筑整体美感的同时，完成真正意义上的生态建筑设计。同时，在建筑内部增加绿色环境设计，利用绿化和水景净化建筑内部空气，调节建筑周围温度，给居民带来更好的生活体验[3]。

3.2 建筑采光遮阳规划设计

设计师需要注重室内采光与遮阳的设计，即建筑不仅要有良好的采光条件，还要有一定的遮阳功能。在建筑设计过程中，设计师需要充分考虑每个季节、每个时段的采光变化，根据不同时段建筑的采光需求，合理设计采光功能。一般来说，夏季光照强度高需要实现大面积的遮光功能，而冬季光照强度低则需要实现大面积的采光功能。根据不同的照明需求，设计师还需要充分结合建筑所在区域的气候条件，准确计算出建筑的地理布局、整体结构和形状，从而最大限度地满足居民的日常照明需求。

3.3 天然采光

通过相关调查统计显示，照明是当前建筑能耗的关键组成部分，随着居民生活质量的提升，对照明的需求也不断增加，为了避免建筑照明消耗大量能源，在开展设计活动中，设计人员要秉承生态建筑理论，引入天然采光方式，起到节约能源和保护环境的作用。首先，对当地阳光直射进行分析，通过科学设计建筑空间布局和方位朝向，起到天然采光的作用，延长室内光照时间；其次，调整窗户尺寸，扩大室内光照面积，同时，还可以采用透光度较好的玻璃，能够最大程度发挥太阳光的照明效果，随着现代建筑行业的发展，各种新型的设计理念大量用心啊，例如设置玻璃天窗、露台，都可以起到天然采光的效果；最后，现代建筑多以高层建筑为主，为了保证室内采光良好，还要对建筑间距进行科学控制[4]。

3.4 水景绿化

随着城市居民数量的不断增加，热岛效应已经成为一个普遍性问题，其直接导致了建筑能耗增加，不利于生态保护，为了避免热岛效应，设计人员要加强水景绿化设计，在缓解热岛效应的同时，还能够为居民创设舒适的生活空间。首先，根据住宅小区的整体规划，扩大水景绿化的面积，尤其在水景设计中，要结合建筑的气流和布局，明确水景的规模和位置，不能随意增加水景的面积和数量；其次，在设计植物景观中，要尽量引入本地物种，不仅可以提升植物的生活率，还能够降低建设成本、缩短培育时间；最后，植物景观和水景要相得益彰，构成小区内的完整生态体系，不仅能够节约土地资源，还可以满足居民的精神需求，发挥其改善环境的作用。

3.5 建筑平面设计

首先要考虑合理利用自然风，保证建筑内部保持良好的通风状态，充分体现生态设计理念。在建筑结构设计过程中，设计师需要科学地利用建筑结构中的自然气流来实现良好的通风，在保证室内空气畅通的基础上保证良好的空气品质。其次，合理利用自然光，提高室内采光效果，保证自然光的利用率。目前，国内城市中有许多高层建筑，高层建筑的特点决定了室内照明条件处于两种极端状态。低层室内照明不足，高层室内照明强度高。因此，在建筑设计中，设计师应特别注意楼层间距、户型及采光条件等因素，利用有限的资源设计出最合理科学的采光方案，全面提高各楼层建筑的室内采光率。

3.6 建筑的热岛效应控制

防治热岛效应，搞好生态绿化，改善生态环境，是生态理念应用于建筑设计的重要内容之一。建筑区域的热环境和气流流动与建筑区域周围的辐射系统密切相关。这种情况造成了居住区内的高温，居住区外的温度可能产生热岛效应，给人们的生活带来不良影响。为了有效降低热岛效应，需要做好建筑设计和布局，积极选择美观、生态、有效的绿化方式，减少热岛效应的不利影响。比如做好屋顶绿化，对墙面进行垂直绿化，增加一定的水景观，合理调节温度。这里需要特别注意的一个问题是，在建筑设计以生态为基础的时候，不仅仅是追求绿地面积的增加，而是将其与水景观、林地、自然通风等结合起来考虑，以提高生态设计的水平。在绿化植物与水景观的搭配过程中，既要追求视觉效果，又要充分体现不同景观在降低热岛效应方面的优势，保证生态绿化建设的效果[5]。

3.7 建筑外围结构布置

建筑工程周边结构的布局设计将直接影响到建筑的整体效果。因此，设计人员在进行建筑设计时需要注意外围结构的设计。在实际设计中，外围结构可以从外窗和外墙两个方面进行设计。根据建筑物周围风向和地理环境的特点，最终的设计方案也会表现出不同的差异。一般情况下，外窗和外墙的倾斜会直接影响建筑物外表面的对流换热系数。因此，在具体设计中，设计师可以根据不同时期热辐射的变化，调整外墙和外窗的倾斜设计方案，以提高建筑的散热或隔热效果。

在目前建筑围护结构主要包括了遮阳设施、屋顶、门窗以及墙壁等，建筑物的围护结构也具备了节能、隔热以及保温效果，还在很大程度上影响到了室内空气质量、建筑耗能、热舒适环境、室内采光度以及环境性能等。根据大量的研究表明，建筑工程项目建设施工的过程当中外墙耗能基本上占到了整个耗能的40%以上。所以，要采取合理及科学的措施加强绿色节能设计，做好围护结构保温隔热工作。此外，对于当前建筑工程项目来讲，更加需要保障自然通风。另外，相关的工作人员也需要结合建筑工程项目地理位置以及建筑的整体功能，选择最佳最合理的围护结构。同时，由于当前在实际使用材料的过程当中，材料若具有一定的热惰性情况之下，可以促使墙体的蓄热性得到进一步增强，同时也可以促使围护结构向室内传热延迟时间得到一定的延长，有利于将室内表面最高温度产生的时间和建筑实际使用时间相互错开。建筑外围护结构当中，其主体的部分是墙体，如果在墙体建设的过程当中采取普通的建筑材料，基本上难以满足保温及隔热的要求，所以一般会增加内外保温，如采用岩棉板、玻璃棉板、挤塑聚苯板以及聚氨酯发泡等保温性材料，促使整体的保温效果得到提升。第二，某些地区可以在室内外以及墙体内设置通风带，促使空气层当中部分热量被带走，避免室内的热量过多。第三，墙体外表面采取浅色材料进行装饰，这在很大程度上可以有效减少对热量的吸收。

3.8 建筑室内的节能设计

目前，要切实做好室内的节能设计，包括室内自然通风的组织与设计，室内照明节能设计、建筑室内声环境设计等。建筑设备节能在很大程度上可以促使建筑工程项目整体的能源消耗得到降低。选择节能电器，实现电气自动化，安装雨水收集净化系统以及楼宇智能化系统，促使生活更加舒适方便的同时减少了能源消耗。与此同时，充分利用新能源，例如空气能、太阳能以及地热能等，要求相关的工作人员结合建筑工程项目的环境气候以及结构特点，进行合理科学的利用。当前时代背景下，现代化建筑室内设计过程当中要提倡反复使用、减少使用以及循环再生使用各种资源和能源，要尽可能降低能源、资源的消耗，同时避免过多的有毒气体排放。在室内设计的过程当中要提倡科学化、人性化的设计，只有这样，才能够让室内空间环境得到改善，促使室内更适合居住，同时保障环境的优化，实现建筑行业可持续性发展[6]。

综上所述，生态建筑理论在建筑设计中的应用具有诸多优势，既能突出建筑的整体价值和实用性，又能减少不必要的损失和浪费，优化建筑的室内外环境，这对工业的发展和人民生活都具有重要意义。