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淺談生態(tài)住宅建筑設(shè)計
生態(tài)住宅是多種技術(shù)集成的結(jié)果，它需要科學技術(shù)的進步，更不能離開在政府相關(guān)政策法規(guī)的鼓勵和正確引導。只有在設(shè)計過程中各專業(yè)人員的相互合作與共同努力，綜合運用當代建筑學、建筑技術(shù)科學、生態(tài)學及其它科學技術(shù)的成果，從技術(shù)、經(jīng)濟、環(huán)境、能源及社會等角度出發(fā)系統(tǒng)地評價與設(shè)計住區(qū)的室內(nèi)外環(huán)境，才會有更多更好的生態(tài)住宅出現(xiàn)。
生態(tài)建筑設(shè)計要點
生態(tài)住宅設(shè)計，指的就是綜合運用當代建筑美學、建筑技術(shù)科學、人工環(huán)境學、生態(tài)學及其它科學技術(shù)的綜合成果，把住宅建造成一個小的生態(tài)系統(tǒng)，為居住者提供舒適、健康、環(huán)保、高效、美觀的居住環(huán)境的一種設(shè)計實踐活動。這里所說的“生態(tài)”絕非一般意義的綠化，而是一種對環(huán)境無害而又有利于人們工作生活的標志。
在工程實施過程中，生態(tài)住宅涉及的技術(shù)體系極其龐大，包括能源系統(tǒng)(新能源與可再生能源的利用)、水環(huán)境系統(tǒng)、聲環(huán)境系統(tǒng)、光環(huán)境系統(tǒng)、熱環(huán)境系統(tǒng)、綠化系統(tǒng)、廢棄物管理與處置系統(tǒng)、游憩系統(tǒng)和綠色建材系統(tǒng)等。簡單說來，其技術(shù)策略主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
住宅區(qū)物理環(huán)境(聲、光、熱環(huán)境)與能源系統(tǒng)設(shè)計，包括建筑規(guī)劃、建筑單體設(shè)計、建筑能源系統(tǒng)的設(shè)計等，同時又與綠化設(shè)計以及建材的選擇息息相關(guān)，是當前生態(tài)住宅設(shè)計中最重要而又最容易被忽視的問題，智能化住宅區(qū)，包括信息管理和通訊白動化、物業(yè)管理自動化、設(shè)備自動化控制、安全防護自動化以及家庭智能化等。
水資源的節(jié)省以及廢棄物處理
從這個思路出發(fā)，要實現(xiàn)住宅設(shè)計生態(tài)化，需綜合考慮三個方面的因素:住宅住區(qū)規(guī)劃。建筑單體設(shè)計(包括建筑造型、朝向、定位以及細節(jié)處理如維護結(jié)構(gòu)材料選擇、保溫方式、門窗形式等);建筑物內(nèi)的環(huán)境控制系統(tǒng)設(shè)計。下面將從風環(huán)境設(shè)計、白然景觀、光環(huán)境等方面，分別闡述可應(yīng)用到生態(tài)住宅設(shè)計中的相關(guān)技術(shù)。
住宅區(qū)風環(huán)境設(shè)計
建筑物布局不合理，會導致住區(qū)局部氣候惡化。高層建筑由于單體設(shè)計和群體布局不當而導致強風卷刮物體撞碎玻璃的報道屢見不鮮。很多事例提醒規(guī)劃師和建筑師，風環(huán)境和再生風環(huán)境問題已不容忽視。然而，可能是對室外風環(huán)境的預(yù)測不夠重視或缺乏有效的技術(shù)手段，當建筑師們在對建筑住宅區(qū)進行規(guī)劃時，更為常見的做法是過多地把注意力集中在了建筑平面的功能布置、美觀設(shè)計及空間利用上，而很少(或儀僅憑經(jīng)驗)考慮高層、高密度建筑群中氣流流動情況對人的影響。事實上，良好的室外風環(huán)境，不僅意味著在冬季風速太大時不會在住區(qū)內(nèi)出現(xiàn)人們舉步維艱的情況，還應(yīng)該在炎熱夏季有利于室內(nèi)自然通風(即避免在過多的地方形成旋渦和死角)。從這一點上來說，在規(guī)劃設(shè)計中僅僅考慮對盛行風簡單設(shè)置屏障的做法顯然是不夠的。"
住宅區(qū)周圍建筑的熱環(huán)境不僅和氣流流動有關(guān)系，同時還和住宅區(qū)建筑周圍的輻射系統(tǒng)有關(guān)。受住宅設(shè)計中建筑密度、建筑材料、建筑布局、綠地率和水景設(shè)施等因素的影響，住宅區(qū)室外氣溫有可能出現(xiàn)“熱島”現(xiàn)象。“熱島”現(xiàn)象在夏季的出現(xiàn)，不僅會使人們高溫中暑的機率變大，同時還促使光化學煙霧的形成，加重污染，并增加建筑的空調(diào)能耗。合理地建筑設(shè)計和布局，選擇高效美觀的綠化形式(包括屋頂綠化和墻壁垂直綠化)及水景設(shè)置，可有效地降低熱島效應(yīng)，獲得清新宜人的室內(nèi)外環(huán)境。
特別值得指出的是，生態(tài)住宅不等于簡單地提高綠化率，如果住宅區(qū)綠化僅僅使用大規(guī)模綠地而不考慮與林地、水景設(shè)施以及自然通風等手段有效地結(jié)合起來，不僅不能充分發(fā)揮林地在改善室外熱環(huán)境方面的巨大作用，還會把大量的金錢浪費在綠地澆灌上，可謂得不償失。在綠化系統(tǒng)設(shè)計中如何改善住宅區(qū)室外環(huán)境，除了避免以上誤區(qū)外，還應(yīng)做好兩個方面的工作:一是合理選擇和搭配綠化植物和水景設(shè)置，要與整個小區(qū)的熱環(huán)境設(shè)計協(xié)調(diào)起來，除了給人以視覺上的美感外，還應(yīng)充分發(fā)揮植物、水在改善住宅區(qū)微氣候方面的作用。二是設(shè)計中要以人為本，如果綠化設(shè)計的最后結(jié)果是把人和綠色隔絕開來，僅僅“可以遠觀而謝絕入內(nèi)”是不可取的。
日照、遮陽與采光
太陽輻射是影響居室熱環(huán)境的一個重要因素，同時也是影響住戶心理感受的重要因素。遮陽問題是指由于建筑物的外形設(shè)計、特別是凸凹變化的外型而引起的建筑圍護結(jié)構(gòu)(墻和窗等)實際按受的太陽輻射熱量減少的問題。相應(yīng)的，互遮陽則是指由于建筑群布局而影響到建筑物實際接受的太陽輻射熱量減少的問題。
自然采光有利于人體健康和提高工作效率.我國北方冬季對自然采光就有嚴格要求。在住宅區(qū)規(guī)劃與單體設(shè)計中需仔細考慮遮擋和自遮擋對自然采光乃至建筑物的熱環(huán)境的影響。
外圍護結(jié)構(gòu)布置
這里主要是指外墻和外窗等圍護結(jié)構(gòu)的布置，體型系數(shù)這一概念并不能充分反映外圍護結(jié)構(gòu)對建筑物熱環(huán)境的復雜影響。實際上，對于不同朝向角和傾角的外墻和外窗，由于當?shù)刂鲗эL向的不同而造成的滲透情況的不同，外表面的對流換熱系數(shù)也相差很大，接受的太陽輻射隨著時間變化而千差萬別，夜間背景輻射狀況也不相同。比較好的解決方法是利用目前國內(nèi)外比較流行的建筑物能耗模擬軟件(如美國的DOE一2，國內(nèi)的DSe T，等等)進行模擬分析，才能得到一個比較合理的方案。
噪聲和污染的防止和控制
住宅區(qū)規(guī)劃應(yīng)有效地設(shè)計防噪系統(tǒng)，如將住宅區(qū)和主要交通干線相隔絕，防止主要交通干線的噪音傳過來。污染控制問題也需重視，建筑物內(nèi)部空氣質(zhì)量不好，一定是與室外空氣污染有關(guān)，而通過有效的綠化、有效的組織建筑周圍氣流流動，可以改善室內(nèi)空氣品質(zhì)。在設(shè)計初期，技術(shù)人員就應(yīng)該深入現(xiàn)場進行調(diào)研和測試，檢驗當?shù)氐脑肼暬蛭廴臼欠穹蠘藴省Ｈ绻荒軡M足要求，一定要采取相應(yīng)的補救措施。如果居室噪盧超標，可考慮采用錯開設(shè)計的雙層玻璃窗，既能有效降低噪聲，又不影響自然通風的利用。
生態(tài)住宅原則
生態(tài)住宅是運用生態(tài)學原理和遵循生態(tài)平衡及可持續(xù)發(fā)展的原則，即綜合系統(tǒng)效率最優(yōu)原則，設(shè)計、組織建筑內(nèi)外空間中的各種物質(zhì)因素，使物質(zhì)、能源在建筑系統(tǒng)內(nèi)有秩序地循環(huán)轉(zhuǎn)換，獲得一種高效、低耗、無廢無污染，生態(tài)平衡的建筑環(huán)境。這里的環(huán)境不僅涉及住宅區(qū)的自然環(huán)境，如空氣、水體、土地、綠化、動植物、能源等，也涉及住宅區(qū)的人文環(huán)境、經(jīng)濟系統(tǒng)和社會環(huán)境。培育生態(tài)住宅概念主要是在這種觀念的影響下，在住宅建設(shè)與發(fā)展中始終以生態(tài)問題為中心，在環(huán)保、綠化、安居、道路管網(wǎng)等方面進行系統(tǒng)規(guī)劃與管理，使住宅區(qū)生態(tài)環(huán)境處于良性循環(huán)狀態(tài)之中。"
追求舒適和健康是生態(tài)住宅的基礎(chǔ)
生態(tài)住宅首先要滿足的是人體的舒適性，例如適宜的溫度、濕度以滿足人體熱舒適。此外還應(yīng)有益于人的身心健康，如有充足的日照以實現(xiàn)殺菌消毒，有良好的通風以獲得高品質(zhì)的新鮮空氣，以及無輻射、無污染的室內(nèi)裝飾材料等。在心理方面，生態(tài)住宅既要保證家庭生活所需要的安全性、私密性，又要滿足鄰里交往、人與自然交往等要求。健康還有另外一層很重要的含義，是指住宅與大自然的和諧關(guān)系。住宅應(yīng)盡可能減少對自然環(huán)境的負面影響，如減少有害氣體、二氧化碳的排放。
追求高效是生態(tài)住宅的核心內(nèi)容
所謂高效，是指盡可能有效地利用資源和能源，特別是不可再生的資源和能源。我們知道，建筑業(yè)以及與建筑業(yè)相關(guān)的其它產(chǎn)業(yè)(如建材生產(chǎn)、運輸?shù)?消耗了大量的能源和資源。而生態(tài)住宅正是要杜絕這種粗放、浪費的模式，以最低的能源、資源成本去獲取最高的效益。
追求美觀是生態(tài)住宅與大自然相和諧的完美境界
生態(tài)住宅與大自然相和諧不僅體現(xiàn)在能量、物質(zhì)方面，也同時體現(xiàn)在精神境界方面，包括生態(tài)住宅與自然景觀相融合，與社會文化相融合。生態(tài)住宅立足于將節(jié)約能源和保護環(huán)境這兩大課題結(jié)合起來，所關(guān)注的不僅包括節(jié)約不可再生能源和利用可再生潔凈能源，還涉及節(jié)約資源(建材、水)、減少廢棄物污染(空氣污染、水污染)以及材料的可降解和循環(huán)使用等，因而它所占據(jù)的視點最高，所關(guān)注的領(lǐng)域也最廣。
潔凈能源的開發(fā)與利用。要盡可能節(jié)約不可再生能源(煤、石油、天然氣)，并積極開發(fā)可再生的新能源，包括太陽能、風能、水能、生物能、地熱等無污染型能源。
充分考慮氣候因素和場地因素。如朝向、方位、建筑布局、地形地勢等。盡可能利用天然熱源、冷源來實現(xiàn)采暖與降溫。充分利用自然通風來改善空氣質(zhì)量、降溫、除濕。
材料的無害化、可降解、可再生、可循環(huán)。建筑材料應(yīng)盡可能利用可降解、可再生的資源，同時還要嚴格做到建材的無害化(無污染，無輻射)。
水的循環(huán)利用與中水處理。在適當?shù)姆秶鷥?nèi)進行雨水收集、中水處理、水的循環(huán)利用和梯級利用，特別是對于水資源匾乏的地區(qū)。
結(jié)合居住區(qū)的情況(規(guī)模密集、區(qū)位、周邊熱網(wǎng)狀況)采取最有效的供暖、制冷方式。加強能源的梯級利用。
結(jié)合居住區(qū)規(guī)劃和住宅設(shè)計來布置室外綠化(包括屋頂綠化和墻壁垂直綠化)和水體，以此進一步改善室內(nèi)外的物理環(huán)境(聲、光、熱)。
使用本土材料、降低由干材料運輸而造成的能耗和環(huán)境污染。
在技術(shù)成熟、經(jīng)濟允許的情況下，適當?shù)厥褂眯虏牧稀⑿录夹g(shù).提高住宅的物理性能。注重不同社會文化所引發(fā)的生活方式上的差異以及由此產(chǎn)生的對住宅設(shè)計的影響。提倡基于健康、節(jié)約的基礎(chǔ)上的生活方式。
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