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摘 要：笔者对一些节能设计中的常用策略作以归纳总结,并简要阐述这些设计策略是如何与最终的建筑形态有机结合到一起的,从而增进对可持续性与生态建筑设计实践的认识。
关键词：绿色建筑；节能设计；生态设计 ；策略；可持续性
Abstract: The author summarized a common strategy for a number of energy-saving design, and brief described the design strategy combination with the final architectural form organic, in order to enhance the understanding of sustainability and ecological building design practice.Key words: green buildings; energy-saving design; eco-design; strategy; sustainability
中圖分类号：TU2文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
绿色生态是人类探索的永恒命题。今天这个问题尤为严重,工业的发展,人口的增加,全球生态遭到破坏,多种污染日趋加重,人类赖以生存的矿物燃料大面积开采和消耗,能源危机不断加剧。
城市及河流被污染、土地沙漠化、废弃物排放已经成了环境恶化的大问题,河流被污染,这些情况在很多地方触目惊心，即使发达国家德国也不例外,德国用25年才恢复过来。德国电厂旁边水被污染了,经过30年时间才恢复到现在的状况。即使发达国家要恢复一个地区原来的生态都要花大量的时间和资金,更何况作为发展中国家的中国。
当环境问题危及国计民生的时候,人们才开始反省自己在改造生存环境的同时打破了自然界的平衡。现在国际社会开始进行各种形式的活动来号召大家保护环境改善环境。建筑作为人类经济生活的重要活动,更被时代赋予了强烈的使命。把绿色生命的概念赋予建筑是为了让建筑有健康和再生的机理,使建筑与生态系统联系起来,从而为人们提供舒适并可持续的生活和工作环境。
只有健康有序的才能再生,绿色建筑作为我们倡导的可持续发展的生活空间,基本上包括四个特征,第一节约资源,第二利用可再生资源,第三材料循环再利用和再生,第四避免向外界环境排放有毒有害的污染物,这是四个基本的原则。我们国家公布的《绿色建筑评价标准》中,把绿色建筑定义为:在建筑全寿命周期内,最大限度地节约资源,保护环境减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生。这是绿色建筑评估规定的定义,显然“四节一环保”是构建绿色建筑的核心体系,是我国绿色建筑事业的根本发展方向。
作为设计师,我们所要做的所要关注的就是:如何在国家的良好政策下,结合先进的科学技术,通过合理的优化的设计,实现建筑的绿色化；通过阅读一些国内外的绿色建筑设计方面的实例及相关理论,结合自己平时的工作实践，现总结出一些在节能设计和绿色设计中常用到的策略,以供参考：
1.基地策略:
基地环境的整体组织与利用是一个项目的首要考虑,因其决定着建筑小环境的质量及其大环境的关系协调。
例如:霍普金斯设计的英国诺丁汉大学朱比丽分校,其设计重点是13000平方米的线性人工湖,使其成为有机的缓冲体,将新建筑与郊区住宅连接起来,对于整个城市则成为一新的“绿肺”。在这一水体的设计上,人工化被尽量避免,而试图营造一种人工的自然平衡:通过建筑边缘的水渠对雨水进行自然的回收利用。通过培养水生动植物去带动水体的生态循环,从而减少人工保养费用等。另外,通过沿湖廊道的设置,自然的将人工环境与自然环境衔接起来,互相渗透。在营造自然环境的同时,另一方面就是如何通过建筑的空间组织,有效的利用这一环境资源,这是最基本的生态设计手段,也是最有效最简单易行的；在考虑优化朝向与视野的基础上,主要的教学建筑朝向西南主导风方向,以获得最大的对风源与日照的利用;同时,通过中庭的设置,在建筑内形成“风道”。夏季时,主导风经过湖面得到自然的冷却;在冬季时,靠近住宅区的树林则成为有效的风屏障。
2.采光通风策略:
采光是影响人工环境质量的一项重要指标,可以将其分为人工照明和自然采光两种方式。采光的低能耗策略就是在人工照明与自然采光之间形成一种平衡,即尽量减少人工照明,而充分利用自然光；对于自然风的利用是体现可持续性与生态设计的另一重要方面，有效的自然通风可以创造一种清新自然的人工环境,同时可以减小依靠机械通风的能耗。
例如:诺曼.福斯特在改建德国议会大厦的设计中,议会大厦的圆形穹顶对大厦的采光照明和通风设计起到了至关重要的作用。它的核心是一个称之为“光线雕刻家”的倒锥体光反射装置,锥体上的反射板可以将水平光线反射成柔和的漫射光,照亮整个议会大厅。在天气晴朗的日子,白天绝大部分时间都不需要人工照明。此外,一个360度转动的舌形遮阳板装置可根据一天内太阳高度角的变化而旋转,以遮挡过强的阳光照射和刺眼的光线，夜幕降临时,这一过程会颠倒过来。锥体上的反射板将大厅内的灯光反射进玻璃穹顶,穹顶变成了美丽的灯塔,也达到了减少人工照明的目的。
议会大厦的自然通风策略很有新意,夏季的新鲜热空气通过建筑前的花园草坪和树林得以过滤,降温后通过门窗开口进入侧厅,经庭院进一步降温后进入议会大庭,再经由砖拱和新建玻璃拱的两重穹顶产生的有效正负压差将暖空气由上部玻璃穹顶的开口排出，玻璃穹顶倒锥，光反射装置内安装的通风管和热转换器也起到吸收排除室内热空气的作用。
3.可再生能源的利用策略:
以太阳能等可再生能源利用在建筑使用能耗中的所占比例或基于现状建筑CO2排放平均水平上的减排贡献率来定义太阳能建筑,是符合当今社会和技术的发展现状的。太阳能热水器的研究和生产已经成为国家重要的产业,太阳能发电,太阳能供热水,太阳能采暖,太阳能制冷空调,太阳能通风降温以及可控自然采光等高新技术也逐渐走进了建筑设计中,还有风能发电,生物物质的高效清洁利用,可再生能源的利用在一定程度上缓解了当前能源紧张的现状,并为将来的多种绿色能源的有效利用提供基础性的支持。
例如:现在住宅屋顶上的太阳能热水器的普及,使建筑的运行成本有所降低;太阳能光发电板在一些节能建筑上的使用,农村大沼气池的建设,都是可再生能源在建筑设计,使用中的利用。
4.水资源的利用策略:
雨水的收集和污水的处理回收利用是建筑节水的有效措施,通过低技术的建筑处理及后续工种的配合,收集的雨水可用于浇灌,用于景观水景,改善了建筑的生态环境；污水的回收利用是建筑内的洗漱污水经有特殊设备的净化处理后,再用于冲厕,或者浇灌等。人工湿地污水处理系统和雨水收集利用及灌溉技术的应用,使水资源利用最大化，系统可以长期稳定运行,且节省投资,降低运行费用。
5.其他策略:
在保温隔热的处理上,建筑外墙外保温的处理,玻璃采用LOW-E玻璃等K值小的节能玻璃,可以减少建筑外围护结构的能量交换,这样在建筑运行中节省了很大的能源消耗,同时在建筑屋顶处使用人工覆土可以减小屋顶的热损失;屋顶种植绿色植被既增加了绿化面积又改善了生态环境。
建筑节能设计常用方法包括:外墙保温,屋顶保温和节能玻璃等。建筑施工图设计要求进行节能设计,通过以上手段,计算耗煤量来判断是否达到节能标准。在目前的施工技术水平制约下,该措施是最适宜的也是最有效的节能技术。
应该说随着科学技术的发展应用于建筑行业的技术不断完善,建筑师也可大胆的尝试各种方法,即基于对建筑的可持续性与生态的考虑,如何将城市景观环境建筑与技术有机的结合在一起,创造出新的建筑形态与环境。同时我们也应该认识到:可持续性或生态在这里并不只是时髦的词语和概念,它们在建筑上的实现是建立在强有力的技术研究与资金支持上的;是严谨科学与建筑师创造力相结合的产物;走向真正的可持续性和生态建筑的实践也是一个不断总结学习的过程。
参考文献:
[1]参阅《建筑创作》, 08/2007;
[2]参阅《建筑学报》, 02-12/2006;
[3]参阅《百年建筑》; 03/2007;
[4]参阅《诺曼.福斯特》;
[5]参阅《高技术生态建筑》。
关键词：绿色建筑；节能设计；生态设计 ；策略；可持续性
Abstract: The author summarized a common strategy for a number of energy-saving design, and brief described the design strategy combination with the final architectural form organic, in order to enhance the understanding of sustainability and ecological building design practice.Key words: green buildings; energy-saving design; eco-design; strategy; sustainability
中圖分类号：TU2文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
绿色生态是人类探索的永恒命题。今天这个问题尤为严重,工业的发展,人口的增加,全球生态遭到破坏,多种污染日趋加重,人类赖以生存的矿物燃料大面积开采和消耗,能源危机不断加剧。
城市及河流被污染、土地沙漠化、废弃物排放已经成了环境恶化的大问题,河流被污染,这些情况在很多地方触目惊心，即使发达国家德国也不例外,德国用25年才恢复过来。德国电厂旁边水被污染了,经过30年时间才恢复到现在的状况。即使发达国家要恢复一个地区原来的生态都要花大量的时间和资金,更何况作为发展中国家的中国。
当环境问题危及国计民生的时候,人们才开始反省自己在改造生存环境的同时打破了自然界的平衡。现在国际社会开始进行各种形式的活动来号召大家保护环境改善环境。建筑作为人类经济生活的重要活动,更被时代赋予了强烈的使命。把绿色生命的概念赋予建筑是为了让建筑有健康和再生的机理,使建筑与生态系统联系起来,从而为人们提供舒适并可持续的生活和工作环境。
只有健康有序的才能再生,绿色建筑作为我们倡导的可持续发展的生活空间,基本上包括四个特征,第一节约资源,第二利用可再生资源,第三材料循环再利用和再生,第四避免向外界环境排放有毒有害的污染物,这是四个基本的原则。我们国家公布的《绿色建筑评价标准》中,把绿色建筑定义为:在建筑全寿命周期内,最大限度地节约资源,保护环境减少污染,为人们提供健康、适用和高效的使用空间,与自然和谐共生。这是绿色建筑评估规定的定义,显然“四节一环保”是构建绿色建筑的核心体系,是我国绿色建筑事业的根本发展方向。
作为设计师,我们所要做的所要关注的就是:如何在国家的良好政策下,结合先进的科学技术,通过合理的优化的设计,实现建筑的绿色化；通过阅读一些国内外的绿色建筑设计方面的实例及相关理论,结合自己平时的工作实践，现总结出一些在节能设计和绿色设计中常用到的策略,以供参考：
1.基地策略:
基地环境的整体组织与利用是一个项目的首要考虑,因其决定着建筑小环境的质量及其大环境的关系协调。
例如:霍普金斯设计的英国诺丁汉大学朱比丽分校,其设计重点是13000平方米的线性人工湖,使其成为有机的缓冲体,将新建筑与郊区住宅连接起来,对于整个城市则成为一新的“绿肺”。在这一水体的设计上,人工化被尽量避免,而试图营造一种人工的自然平衡:通过建筑边缘的水渠对雨水进行自然的回收利用。通过培养水生动植物去带动水体的生态循环,从而减少人工保养费用等。另外,通过沿湖廊道的设置,自然的将人工环境与自然环境衔接起来,互相渗透。在营造自然环境的同时,另一方面就是如何通过建筑的空间组织,有效的利用这一环境资源,这是最基本的生态设计手段,也是最有效最简单易行的；在考虑优化朝向与视野的基础上,主要的教学建筑朝向西南主导风方向,以获得最大的对风源与日照的利用;同时,通过中庭的设置,在建筑内形成“风道”。夏季时,主导风经过湖面得到自然的冷却;在冬季时,靠近住宅区的树林则成为有效的风屏障。
2.采光通风策略:
采光是影响人工环境质量的一项重要指标,可以将其分为人工照明和自然采光两种方式。采光的低能耗策略就是在人工照明与自然采光之间形成一种平衡,即尽量减少人工照明,而充分利用自然光；对于自然风的利用是体现可持续性与生态设计的另一重要方面，有效的自然通风可以创造一种清新自然的人工环境,同时可以减小依靠机械通风的能耗。
例如:诺曼.福斯特在改建德国议会大厦的设计中,议会大厦的圆形穹顶对大厦的采光照明和通风设计起到了至关重要的作用。它的核心是一个称之为“光线雕刻家”的倒锥体光反射装置,锥体上的反射板可以将水平光线反射成柔和的漫射光,照亮整个议会大厅。在天气晴朗的日子,白天绝大部分时间都不需要人工照明。此外,一个360度转动的舌形遮阳板装置可根据一天内太阳高度角的变化而旋转,以遮挡过强的阳光照射和刺眼的光线，夜幕降临时,这一过程会颠倒过来。锥体上的反射板将大厅内的灯光反射进玻璃穹顶,穹顶变成了美丽的灯塔,也达到了减少人工照明的目的。
议会大厦的自然通风策略很有新意,夏季的新鲜热空气通过建筑前的花园草坪和树林得以过滤,降温后通过门窗开口进入侧厅,经庭院进一步降温后进入议会大庭,再经由砖拱和新建玻璃拱的两重穹顶产生的有效正负压差将暖空气由上部玻璃穹顶的开口排出，玻璃穹顶倒锥，光反射装置内安装的通风管和热转换器也起到吸收排除室内热空气的作用。
3.可再生能源的利用策略:
以太阳能等可再生能源利用在建筑使用能耗中的所占比例或基于现状建筑CO2排放平均水平上的减排贡献率来定义太阳能建筑,是符合当今社会和技术的发展现状的。太阳能热水器的研究和生产已经成为国家重要的产业,太阳能发电,太阳能供热水,太阳能采暖,太阳能制冷空调,太阳能通风降温以及可控自然采光等高新技术也逐渐走进了建筑设计中,还有风能发电,生物物质的高效清洁利用,可再生能源的利用在一定程度上缓解了当前能源紧张的现状,并为将来的多种绿色能源的有效利用提供基础性的支持。
例如:现在住宅屋顶上的太阳能热水器的普及,使建筑的运行成本有所降低;太阳能光发电板在一些节能建筑上的使用,农村大沼气池的建设,都是可再生能源在建筑设计,使用中的利用。
4.水资源的利用策略:
雨水的收集和污水的处理回收利用是建筑节水的有效措施,通过低技术的建筑处理及后续工种的配合,收集的雨水可用于浇灌,用于景观水景,改善了建筑的生态环境；污水的回收利用是建筑内的洗漱污水经有特殊设备的净化处理后,再用于冲厕,或者浇灌等。人工湿地污水处理系统和雨水收集利用及灌溉技术的应用,使水资源利用最大化，系统可以长期稳定运行,且节省投资,降低运行费用。
5.其他策略:
在保温隔热的处理上,建筑外墙外保温的处理,玻璃采用LOW-E玻璃等K值小的节能玻璃,可以减少建筑外围护结构的能量交换,这样在建筑运行中节省了很大的能源消耗,同时在建筑屋顶处使用人工覆土可以减小屋顶的热损失;屋顶种植绿色植被既增加了绿化面积又改善了生态环境。
建筑节能设计常用方法包括:外墙保温,屋顶保温和节能玻璃等。建筑施工图设计要求进行节能设计,通过以上手段,计算耗煤量来判断是否达到节能标准。在目前的施工技术水平制约下,该措施是最适宜的也是最有效的节能技术。
应该说随着科学技术的发展应用于建筑行业的技术不断完善,建筑师也可大胆的尝试各种方法,即基于对建筑的可持续性与生态的考虑,如何将城市景观环境建筑与技术有机的结合在一起,创造出新的建筑形态与环境。同时我们也应该认识到:可持续性或生态在这里并不只是时髦的词语和概念,它们在建筑上的实现是建立在强有力的技术研究与资金支持上的;是严谨科学与建筑师创造力相结合的产物;走向真正的可持续性和生态建筑的实践也是一个不断总结学习的过程。
参考文献:
[1]参阅《建筑创作》, 08/2007;
[2]参阅《建筑学报》, 02-12/2006;
[3]参阅《百年建筑》; 03/2007;
[4]参阅《诺曼.福斯特》;
[5]参阅《高技术生态建筑》。