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摘要：随着社会的发展与进步，重视生态建筑设计的原则及方法对于现实生活中具有重要的意义。本文主要介绍浅析生态建筑设计的原则及方法的有关内容。
关键词生态建筑；设计；原则；方法；结构；
中图分类号： TU2 文献标识码： A 文章编号：
引言
如今生活在都市里的人都渴望回归自然，希望更多地与大自然接触，但住宅建筑仅有绿色还不能说其具有生态性，住宅的生态型是以绿色为基础涵盖生态环保，可持续发展等多种理念。生态建筑，是根据当地的自然生态环境，运用生态学、建筑技术科学的基本原理和现代科学技术手段等，合理安排并组织建筑与其他相关因素之间的关系，使建筑和环境之间成为一个有机的结合体，同时具有良好的室内气候条件和较强的生物气候调节能力，以满足人们居住生活的环境舒适，使人、建筑与自然生态环境之间形成一个良性循环系统。
一、生态建筑的概念和特点
所谓生态建筑指的是将生态学的思想融入到建筑设计的过程当中，从可持续发展的角度出发，建成的充分体现出人与自然相和谐设计理念的现代建筑，是生态理论与建筑学相融合的产物。生态建筑在设计时充分地尊重了人、自然以及建筑本身之间协调关系的特点，决定了生态建筑的设计节能、低耗、环保和生态平衡等特征。
首先，生态建筑设计采用了先进的建筑学技术，对太阳能、风能等可再生性资源加以充分的利用，大大降低了生态建筑在运行过程中对不可再生资源的消耗。同时，巧妙的设计还能利用生物作用和物理原理来实现生态建筑内部对通风、采光及保温的要求，从而减少生态建筑运行过程的能耗，达到了节能减排的效果。
其次，生态建筑的设计注重使用可循环利用的再生资源，这种设计方法不仅能够控制工程的造价，还可以对建筑材料进行充分的利用，有效的控制建筑垃圾的产生，减轻生态建筑在建造的过程中对环境产生的不利影响。
再次，生态建筑的设计中不可缺少的一环便是排放物的无害化处理环节，生态建筑在设计与运行的过程中会不可避免地向环境中排放一定的废物，对这些排放物进行无害化处理，使其不会对环境造成危害，并保证建筑内部的环境不受排放物的影响，是生态建筑设计的一大特点。
最后，生态建筑设计将建筑文化与环境文化紧密地结合了起来，不仅重视建筑自身的和谐，还考虑到了建筑与周围环境的和谐，将生态理念融入了建筑以及建筑周围的环境当中，从整体上完善了建筑物的社会效益、经济效益和环境效益。
二、生态建筑的设计原则
生态建筑的设计思想是在上世纪不断发生地区性的环境污染和全球性的生态环境恶化的过程当中，不少学者和建筑师对现代工业文明开始进行深刻反思的产物。生态建筑系统是一种坚持师法自然的理想建筑系统，它大幅降低非再生能源的绝对消耗，采用自我控制、自我调节，对物质和能量逐级、合理、综合应用，有效利用可再生资源，力求把建筑生态系统纳入生物圈物质循环系统，从而避免或减轻对生态环境的不利影响。
1、 生态建筑的设计目标是在满足功能和空间需要的同时，强调实现资源的集约和减少对环境的污染。生态建筑强调资源和环境，强调建筑在整个寿命周期内要减少资源能源的消耗和降低环境污染。生态建筑在整个生命周期内基本目标包括：a.尽可能减少资源能源的消耗；b.把环境和建筑的污染降到最低；c.保护自然生态环境；d.创造健康舒适的室内外环境；e.使建筑功能质量目标统一；f.使建筑生态、经济取得平衡。
2、生态建筑的设计原则是在适当的时间、适当的条件下利用适当的技术，发展保护环境、节约资源的物质空间。根据不同的地形、地貌和生态环境系统，考虑节能节水、方便美观、适用等因素，为人们提供良好的生活环境。营造良好的建筑生态系统，将建筑设计成为和谐、良性循环的人工生态系统。
三、生态建筑的设计方法
从一定意义上讲，生态建筑是一个宏观的概念，在考虑材料再利用，新能源开发等很多问题上都不应该停留在个体建筑这个尺度上，应该把它放到整个城市或者一个区域内通盘考虑，也可以把生态建筑认为是一个技术的集成体，许多技术问题，比如能源优化问题、污水处理问题，太阳能的采用和处理问题，并不是建筑专业范围内的问题，需要建筑师和各个专业的工程师共同合作。从技术层面上来讲，首先规划选址合理，减少环境污染，资源高效循环利用，降低能源消耗，采用太阳能、风能等等。从过程上来讲，提高建筑的保温隔热性能，实现建筑防晒，自然采光照明等，这是生态建筑采用基本的技术策略。
1、 建筑方案设计
1)尊重自然环境，优化设计，节约资源，提高建筑的物理环境条件。
a.调研设计地段的各种气候条件，例如温度、相对湿度、日照强度、风力和风向等地域因素。
b.充分考虑建筑场地，如朝向、定位、地势地貌、布局；评价阴影范围、引导空气流动；顺应自然环境及保护环境。
c.利用自然能源、再生资源，如太阳能、天然冷源、风能、水能等。可在屋面架设太阳能集热器、风力微型发电机。
2)增强自然环境与使用者的联系，建筑物作为联系使用者与自然环境的中介，应尽可能多地将自然的元素引入使用者身边，这是生态设计原则的一个重要体现。
a.尽可能增加自然采光系数，建立高品质的自然采光系统。
b.创造良好的通风对流环境，建立自然空气循环系统。
c.创造开敞的空间环境，使使用者能更加方便地接近自然环境，如利用退层设计屋顶花园。
3)考虑可持续发展要求，建筑要留有一定的余地，节约资源、减少建筑以及建筑废弃物对环境的影响，使建筑随着科学技术的发展，有足够的面积以备将来发展。
a. 再生能源的利用：沼气、水循环系统、垃圾资源化。
b. 建筑的再利用：比起拆除新建既可大量减少建筑垃圾，又可减少资源的浪费；近几年在欧美有许多成功作品问世。
4)保护土地和植被，注意建筑地域的生態环境，确保一定的绿化覆盖率，在建筑内外创造田园般的舒适环境。尽可能利用当地技术、环境材料，形成当代乡土建筑。
2、新技术以及新材料的应用
1)利用太阳能的新技术
a.窗户集热板系统。由玻璃盒子单元集热板、蓄热单元、风扇和空气导管等组合而成。在盒子里，光能通过集热板转换成热能，并利用空气做热媒，加热的空气利用风扇驱动。从空气导管中由集热单元流向建筑内部的蓄热单元。
b.空气集热板系统。该系统是常用的热空气供热系统的补充，效率比高。常用在中庭等大空间:建筑的进风经空气集热板加热后，直接排人中庭，中庭或建筑结构自身蓄积热量。
2)新材料
a.透明热阻材料(TIM)组合墙。TIM是一种透明的绝热塑料，可将它与外墙复合成透明隔热墙。
b.玻璃材料。随着现代科技的不断发展，在这一领域陆续出现了吸热玻璃、热反射玻璃、底辐射玻璃、电敏感玻璃、调光玻璃，电磁波屏蔽玻璃等。设计可将它们组合成复合的构造形式，达到生态建筑的保温和采光要求。
c.太阳能光电材料。在建筑中种用太阳能电池发电为建筑提供能源，既无污染，又无噪音，并由可再生能源提供燃料。
四、建筑结构的选择
结构设计对建筑的生态、能源和社会效益具有重大的影响。合理的结构设计不仅可以改变建筑的形象、降低建筑的建造和使用成本，而且可以大大提高建筑的稳定性、延长建筑的生命周期。
另一方面，建筑的飞跃总是建立在结构革命的基础上，一些新的结构形式的出现，把人们对建筑的建造认识提高到一个全新的阶段，从而可以在意义更为广泛的范畴内探讨全球的可持续发展的建造问题。
对生态建筑来说，结构系统的设计目的是为了获得一种长寿、松散和高效的结构，这可从下面两个方面来实现:第一:选择合适的结构方式，根据建筑的使用功能、空间需求选择有效合理的结构方式。第二:对选择的结构方式进行优化设计，进一步提高结构的灵活性和耐久性。
4.1结构方式的选择
贴合使用功能和空间需求选择结构方式
结构方式的选择受到建筑物的使用功能、空间需求的影響。一般常见的结构方式如下:木结构、砖混结构、钢筋混凝土框架结构、钢结构、析架与网架结构、拱结构以及索结构等等，每种结构方式都具有其自身的独特特点，应根据建筑需要灵活选择。
对于高层建筑来说，其各种结构体系所能提供的内部空间是不同的，反映在建筑平面中也各具特色。表2是高层建筑一些常用结构体系在平面中的形式及所能提供的内部空间情况。
表1高层建筑常用结构体系在平面中的形式及所能提供的内部空间情况
目前，国外出现了悬挂式结构，在不影响建筑结构效应的前提下，可以有效地解决高层建筑中的大空间问题。英国建筑师诺曼·福斯特设计的香港汇丰银行则是这方面的典型实例(如图1 )。
图1 香港汇丰银行
从节约能源、资源角度选择结构一一轻质低耗能结构轻质低耗能结构具有两个优点:
a.材料强度高、用料省，从而节约资源和能源，较少废弃物排放，做到‘少废多用”。
b.结构轻便，对基础要求较低，灵活性较大;轻质低耗能结构包括一般的轻质结构:木结构、轻钢结构等，也包括一些新出现的结构形式，如张力弯隆、张拉膜结构等。由于现在木材已很少作为承重的结构构件使用，因此轻质低耗能结构主要是针对轻钢结构而言。
几种构造方式耗能量及二氧化碳排放量评估
一般说来，钢筋混凝土结构比钢结构更经济，具有很好的适应性及耐久性。但从节能和环保的角度看，钢结构建筑比钢筋混凝土结构建筑建造时的总耗能量和二氧化碳排放量减少约25%和40%，见表2所示。
表2 常用结构体系耗能量及二氧化碳排放量
4.2结构方式的优化设计
优化是让一个系统通过最小的代价取得最大的效益。结构设计系统在理论上存在一个临界点:当设计方案未达到这个临界点时，系统不能发挥其最大效益，导致不经济;而当设计方案超过此临界点时，系统就会失效，结构可能会坍塌。因此，优化就是要寻找这个临界点。结构方式的优化包括以下几个方面:
传力效能—结构轻量化
根据结构构件传力的特点来确定构件的材料和形状，最大限度的发挥各种材料的特性是结构轻量化的主要特点。
提高材料效能
提高材料的强度，不仅可以减少结构材料的消耗、减小结构构件的尺寸、减轻结构自重，而且可以提高建筑的耐久性，从而节约更多的资源、能源。例如，就钢筋混凝土结构而言，法国最近研制了一种超高性能的高强度绿色混凝土(简称UHPC )。
这种绿色新型混凝土的构成成分中包含一种活性细粒混凝土(Reactive Powder Con-Crete )，简称RPC，其强度可达到200Mpa，甚至可以代替某些金属材料。利用这种材料制成的型材，不仅减少了构筑物的水泥与混凝土用量、减轻结构自重，同时提高了建筑的耐久性，保证或延长了建筑的安全使用期。
结束语
了解生态建筑的设计原则，并根据生态建筑自身的特点制定出提高生态建筑设计质量的有效方法，能够有效的促进生态建筑的可持续发展，对建设人与自然相协调的社会主义现代化社会有着积极的意义。
参考文献
[1]阮奕光.浅谈生态建筑设计的原则及对策[J].中国科技信息，2009，(16)
[2]郭大坤.浅析现代生态建筑设计的原则及方法[J].黑龙江科技信息，2010，(26)
[3]刘雪琴.生态建筑设计的原则及对策[J].科技风，2009，(20)
[4]沈锦林.试论生态建筑的设计原则及其实施要诀[J].建材技术与应用，2010，(10)
[5]周兰兰.新时期绿色生态建筑设计的探讨[J].中华民居，2011，(5)
关键词生态建筑；设计；原则；方法；结构；
中图分类号： TU2 文献标识码： A 文章编号：
引言
如今生活在都市里的人都渴望回归自然，希望更多地与大自然接触，但住宅建筑仅有绿色还不能说其具有生态性，住宅的生态型是以绿色为基础涵盖生态环保，可持续发展等多种理念。生态建筑，是根据当地的自然生态环境，运用生态学、建筑技术科学的基本原理和现代科学技术手段等，合理安排并组织建筑与其他相关因素之间的关系，使建筑和环境之间成为一个有机的结合体，同时具有良好的室内气候条件和较强的生物气候调节能力，以满足人们居住生活的环境舒适，使人、建筑与自然生态环境之间形成一个良性循环系统。
一、生态建筑的概念和特点
所谓生态建筑指的是将生态学的思想融入到建筑设计的过程当中，从可持续发展的角度出发，建成的充分体现出人与自然相和谐设计理念的现代建筑，是生态理论与建筑学相融合的产物。生态建筑在设计时充分地尊重了人、自然以及建筑本身之间协调关系的特点，决定了生态建筑的设计节能、低耗、环保和生态平衡等特征。
首先，生态建筑设计采用了先进的建筑学技术，对太阳能、风能等可再生性资源加以充分的利用，大大降低了生态建筑在运行过程中对不可再生资源的消耗。同时，巧妙的设计还能利用生物作用和物理原理来实现生态建筑内部对通风、采光及保温的要求，从而减少生态建筑运行过程的能耗，达到了节能减排的效果。
其次，生态建筑的设计注重使用可循环利用的再生资源，这种设计方法不仅能够控制工程的造价，还可以对建筑材料进行充分的利用，有效的控制建筑垃圾的产生，减轻生态建筑在建造的过程中对环境产生的不利影响。
再次，生态建筑的设计中不可缺少的一环便是排放物的无害化处理环节，生态建筑在设计与运行的过程中会不可避免地向环境中排放一定的废物，对这些排放物进行无害化处理，使其不会对环境造成危害，并保证建筑内部的环境不受排放物的影响，是生态建筑设计的一大特点。
最后，生态建筑设计将建筑文化与环境文化紧密地结合了起来，不仅重视建筑自身的和谐，还考虑到了建筑与周围环境的和谐，将生态理念融入了建筑以及建筑周围的环境当中，从整体上完善了建筑物的社会效益、经济效益和环境效益。
二、生态建筑的设计原则
生态建筑的设计思想是在上世纪不断发生地区性的环境污染和全球性的生态环境恶化的过程当中，不少学者和建筑师对现代工业文明开始进行深刻反思的产物。生态建筑系统是一种坚持师法自然的理想建筑系统，它大幅降低非再生能源的绝对消耗，采用自我控制、自我调节，对物质和能量逐级、合理、综合应用，有效利用可再生资源，力求把建筑生态系统纳入生物圈物质循环系统，从而避免或减轻对生态环境的不利影响。
1、 生态建筑的设计目标是在满足功能和空间需要的同时，强调实现资源的集约和减少对环境的污染。生态建筑强调资源和环境，强调建筑在整个寿命周期内要减少资源能源的消耗和降低环境污染。生态建筑在整个生命周期内基本目标包括：a.尽可能减少资源能源的消耗；b.把环境和建筑的污染降到最低；c.保护自然生态环境；d.创造健康舒适的室内外环境；e.使建筑功能质量目标统一；f.使建筑生态、经济取得平衡。
2、生态建筑的设计原则是在适当的时间、适当的条件下利用适当的技术，发展保护环境、节约资源的物质空间。根据不同的地形、地貌和生态环境系统，考虑节能节水、方便美观、适用等因素，为人们提供良好的生活环境。营造良好的建筑生态系统，将建筑设计成为和谐、良性循环的人工生态系统。
三、生态建筑的设计方法
从一定意义上讲，生态建筑是一个宏观的概念，在考虑材料再利用，新能源开发等很多问题上都不应该停留在个体建筑这个尺度上，应该把它放到整个城市或者一个区域内通盘考虑，也可以把生态建筑认为是一个技术的集成体，许多技术问题，比如能源优化问题、污水处理问题，太阳能的采用和处理问题，并不是建筑专业范围内的问题，需要建筑师和各个专业的工程师共同合作。从技术层面上来讲，首先规划选址合理，减少环境污染，资源高效循环利用，降低能源消耗，采用太阳能、风能等等。从过程上来讲，提高建筑的保温隔热性能，实现建筑防晒，自然采光照明等，这是生态建筑采用基本的技术策略。
1、 建筑方案设计
1)尊重自然环境，优化设计，节约资源，提高建筑的物理环境条件。
a.调研设计地段的各种气候条件，例如温度、相对湿度、日照强度、风力和风向等地域因素。
b.充分考虑建筑场地，如朝向、定位、地势地貌、布局；评价阴影范围、引导空气流动；顺应自然环境及保护环境。
c.利用自然能源、再生资源，如太阳能、天然冷源、风能、水能等。可在屋面架设太阳能集热器、风力微型发电机。
2)增强自然环境与使用者的联系，建筑物作为联系使用者与自然环境的中介，应尽可能多地将自然的元素引入使用者身边，这是生态设计原则的一个重要体现。
a.尽可能增加自然采光系数，建立高品质的自然采光系统。
b.创造良好的通风对流环境，建立自然空气循环系统。
c.创造开敞的空间环境，使使用者能更加方便地接近自然环境，如利用退层设计屋顶花园。
3)考虑可持续发展要求，建筑要留有一定的余地，节约资源、减少建筑以及建筑废弃物对环境的影响，使建筑随着科学技术的发展，有足够的面积以备将来发展。
a. 再生能源的利用：沼气、水循环系统、垃圾资源化。
b. 建筑的再利用：比起拆除新建既可大量减少建筑垃圾，又可减少资源的浪费；近几年在欧美有许多成功作品问世。
4)保护土地和植被，注意建筑地域的生態环境，确保一定的绿化覆盖率，在建筑内外创造田园般的舒适环境。尽可能利用当地技术、环境材料，形成当代乡土建筑。
2、新技术以及新材料的应用
1)利用太阳能的新技术
a.窗户集热板系统。由玻璃盒子单元集热板、蓄热单元、风扇和空气导管等组合而成。在盒子里，光能通过集热板转换成热能，并利用空气做热媒，加热的空气利用风扇驱动。从空气导管中由集热单元流向建筑内部的蓄热单元。
b.空气集热板系统。该系统是常用的热空气供热系统的补充，效率比高。常用在中庭等大空间:建筑的进风经空气集热板加热后，直接排人中庭，中庭或建筑结构自身蓄积热量。
2)新材料
a.透明热阻材料(TIM)组合墙。TIM是一种透明的绝热塑料，可将它与外墙复合成透明隔热墙。
b.玻璃材料。随着现代科技的不断发展，在这一领域陆续出现了吸热玻璃、热反射玻璃、底辐射玻璃、电敏感玻璃、调光玻璃，电磁波屏蔽玻璃等。设计可将它们组合成复合的构造形式，达到生态建筑的保温和采光要求。
c.太阳能光电材料。在建筑中种用太阳能电池发电为建筑提供能源，既无污染，又无噪音，并由可再生能源提供燃料。
四、建筑结构的选择
结构设计对建筑的生态、能源和社会效益具有重大的影响。合理的结构设计不仅可以改变建筑的形象、降低建筑的建造和使用成本，而且可以大大提高建筑的稳定性、延长建筑的生命周期。
另一方面，建筑的飞跃总是建立在结构革命的基础上，一些新的结构形式的出现，把人们对建筑的建造认识提高到一个全新的阶段，从而可以在意义更为广泛的范畴内探讨全球的可持续发展的建造问题。
对生态建筑来说，结构系统的设计目的是为了获得一种长寿、松散和高效的结构，这可从下面两个方面来实现:第一:选择合适的结构方式，根据建筑的使用功能、空间需求选择有效合理的结构方式。第二:对选择的结构方式进行优化设计，进一步提高结构的灵活性和耐久性。
4.1结构方式的选择
贴合使用功能和空间需求选择结构方式
结构方式的选择受到建筑物的使用功能、空间需求的影響。一般常见的结构方式如下:木结构、砖混结构、钢筋混凝土框架结构、钢结构、析架与网架结构、拱结构以及索结构等等，每种结构方式都具有其自身的独特特点，应根据建筑需要灵活选择。
对于高层建筑来说，其各种结构体系所能提供的内部空间是不同的，反映在建筑平面中也各具特色。表2是高层建筑一些常用结构体系在平面中的形式及所能提供的内部空间情况。
表1高层建筑常用结构体系在平面中的形式及所能提供的内部空间情况
目前，国外出现了悬挂式结构，在不影响建筑结构效应的前提下，可以有效地解决高层建筑中的大空间问题。英国建筑师诺曼·福斯特设计的香港汇丰银行则是这方面的典型实例(如图1 )。
图1 香港汇丰银行
从节约能源、资源角度选择结构一一轻质低耗能结构轻质低耗能结构具有两个优点:
a.材料强度高、用料省，从而节约资源和能源，较少废弃物排放，做到‘少废多用”。
b.结构轻便，对基础要求较低，灵活性较大;轻质低耗能结构包括一般的轻质结构:木结构、轻钢结构等，也包括一些新出现的结构形式，如张力弯隆、张拉膜结构等。由于现在木材已很少作为承重的结构构件使用，因此轻质低耗能结构主要是针对轻钢结构而言。
几种构造方式耗能量及二氧化碳排放量评估
一般说来，钢筋混凝土结构比钢结构更经济，具有很好的适应性及耐久性。但从节能和环保的角度看，钢结构建筑比钢筋混凝土结构建筑建造时的总耗能量和二氧化碳排放量减少约25%和40%，见表2所示。
表2 常用结构体系耗能量及二氧化碳排放量
4.2结构方式的优化设计
优化是让一个系统通过最小的代价取得最大的效益。结构设计系统在理论上存在一个临界点:当设计方案未达到这个临界点时，系统不能发挥其最大效益，导致不经济;而当设计方案超过此临界点时，系统就会失效，结构可能会坍塌。因此，优化就是要寻找这个临界点。结构方式的优化包括以下几个方面:
传力效能—结构轻量化
根据结构构件传力的特点来确定构件的材料和形状，最大限度的发挥各种材料的特性是结构轻量化的主要特点。
提高材料效能
提高材料的强度，不仅可以减少结构材料的消耗、减小结构构件的尺寸、减轻结构自重，而且可以提高建筑的耐久性，从而节约更多的资源、能源。例如，就钢筋混凝土结构而言，法国最近研制了一种超高性能的高强度绿色混凝土(简称UHPC )。
这种绿色新型混凝土的构成成分中包含一种活性细粒混凝土(Reactive Powder Con-Crete )，简称RPC，其强度可达到200Mpa，甚至可以代替某些金属材料。利用这种材料制成的型材，不仅减少了构筑物的水泥与混凝土用量、减轻结构自重，同时提高了建筑的耐久性，保证或延长了建筑的安全使用期。
结束语
了解生态建筑的设计原则，并根据生态建筑自身的特点制定出提高生态建筑设计质量的有效方法，能够有效的促进生态建筑的可持续发展，对建设人与自然相协调的社会主义现代化社会有着积极的意义。
参考文献
[1]阮奕光.浅谈生态建筑设计的原则及对策[J].中国科技信息，2009，(16)
[2]郭大坤.浅析现代生态建筑设计的原则及方法[J].黑龙江科技信息，2010，(26)
[3]刘雪琴.生态建筑设计的原则及对策[J].科技风，2009，(20)
[4]沈锦林.试论生态建筑的设计原则及其实施要诀[J].建材技术与应用，2010，(10)
[5]周兰兰.新时期绿色生态建筑设计的探讨[J].中华民居，2011，(5)