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摘要: 实现住宅设计生态化，需综合考虑3个方面的因素：住宅区规划、建筑单体设计（包括建筑造型、朝向、定位以及细节处理，如维护结构材料选择、保温方式、门窗形式等）、建筑物内的环境控制系统设计。本文将从风环境设计、自然景观设计、光环境设计等方面分别阐述可应用到生态住宅设计中的相关技术。
关键词：建筑设计；生态住宅；风环境；自然景观；光环境
Abstract: the implementation of residential ecological design, need to consider 3 factors: residential planning, construction monomer design (including the architectural style, orientation, location and details of the deal, such as maintenance of the structure material selection, thermal insulation, windows and doors form), the control system design of the environment inside the building. This article from the wind environment design, landscape design, environmental design and other aspects can be applied to ecological residential design related technology.
Keywords: architectural design; ecological residential building; wind environment; natural landscape; light environment
中图分类号：TU2文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
引言：
生態住宅是多种技术集成的结果，它需要科学技术的进步，更不能离开在政府相关政策法规的鼓励和正确引导。只有在设计过程中各专业人员相互合作与共同努力，综合运用当代建筑学、建筑技术科学、生态学及其它科学技术的成果，从技术、经济、环境、能源及社会等角度出发系统地评价与设计住宅区的室内外环境，才会有更多更好的生态住宅出现。
1.生态建筑设计的要点
在工程实施过程中，生态住宅涉及的技术体系极其庞大，包括能源系统（新能源与可再生能源的利用）、水环境系统、声环境系统、光环境系统、热环境系统、绿化系统、废弃物管理与处置系统、游憩系统和绿色建材系统等。简单说来，其技术策略主要体现在以下几个方面：住宅区物理环境（声、光、热环境）与能源系统设计，包括建筑规划、建筑单体设计、建筑能源系统的设计等，同时又与绿化设计以及建材的选择息息相关，是当前生态住宅设计中最重要而又最容易被忽视的问题。
1.1住宅区风环境设计
在实际的规划设计中，要获得良好的住宅区风环境有两种方法：①利用风洞模型进行实验；②利用计算机数值模拟。风洞模型实验的方法周期长，价格昂贵，尽管结果比较可靠，却难以直接应用于设计阶段的方案预测和分析；数值计算相当于在计算机上做实验，相比于模型实验的方法周期较短，价格低廉，同时还可以形象、直观的方式展示结果，便于非专人士通过形象的流场图和动画了解小区内气流流动情况，是在设计初期推荐使用的工具。
在建筑特别是住宅建筑中自然通风是最经济和有效的环境调节手段，而建筑物的平面布局、立面设计与三维空间布置等都对自然通风的可应用性和效果有重要的影响。充分考虑这一影响而进行建筑设计，有效的利用自然通风解决住宅中舒适性和空气质量问题是在不增加住户的投资的情况下，就能营造一个健康、舒适的居室环境的一项有效措施。
1.2绿化、水景设计和防止住宅区热岛现象
住宅区周围建筑的热环境不仅和气流流动有关系，同时还和住宅区建筑周围的辐射系统有关。受住宅设计中建筑密度、建筑材料、建筑布局、绿地率和水景设施等因素的影响，住宅区室外气温有可能出现“热岛”现象。热岛现象在夏季的出现不仅会使人们在高温中暑的机率变大，同时还促使光化学烟雾的形成，加重污染，并增加建筑的空调能耗。合理的建筑设计和布局、选择高效美观的绿化形式（包括屋顶绿化和墙壁垂直绿化）及水景设置可有效地降低热岛效应，获得清新宜人的室内外环境。
由于缺乏对室外环境设计的正确理解，当前住宅区绿化存在3 个主要问题：①住宅区绿化模式单调；②住宅区绿化功能单一；③传统文化情趣遗失。此类绿化不仅没有很好地起到降温增湿、改善住宅区热环境的作用，往往还不能完全实现创造空间、美化环境、为人们缔造宜人的生活氛围的功能。特别值得指出的是，生态住宅不等于简单地提高绿化率，如果住宅区绿化仅仅使用大片的绿地而不考虑与林地、水景设施以及自然通风等手段有效地结合起来，不仅不能充分发挥林地在改善室外热环境方面的巨大作用，还会把大量的金钱浪费在绿地浇灌上，可谓得不偿失。在绿化系统设计中如何改善住宅区室外环境，除了避免以上误区外，还应做好两个方面的工作：①合理选择和搭配绿化植物和水景设置，要与整个小区的热环境设计协调起来，除了给人以视觉上的美感外，还应充分发挥植物、水在改善住宅区微气候方面的作用。②设计中要以人为本，如果绿化设计的最后结果是把人和绿色隔绝开来，仅仅“可以远观而谢绝入内”是不可取的。
1.3日照、遮阳与采光
太阳辐射是影响居室热环境的一个重要因素，同时也是影响住户心理感受的重要因素。遮阳问题是指由于建筑物的外形设计，特别是凸凹变化的外型而引起的建筑围护结构（墙、窗等）实际按受的太阳辐射热量减少的问题。相应地互遮阳则是指由于建筑群布局而影响到建筑物实际接受的太阳辐射热量减少的问题。
自然采光有利于人体健康和提高工作效率。我国北方冬季对自然采光就有严格要求。在住宅区规划与单体设计中需仔细考虑遮挡和自遮挡对自然采光乃至建筑物的热环境影响。尽管目前的规范对建筑的日照时间有规定，但在实际设计中做的还不够。比较好的方法是根据当地地理与气象条件，通过计算机模拟地球公转，根据太阳高度、建筑布局以及单体构造的相对关系来进行建筑群日照、遮阳以及自然采光分析，考察全年不同时间互遮档与自遮挡的状况，检验是否满足日照和遮阳的要求。目前许多大学或研究机构都可提供日照、遮阳模拟分析软件及评价工作。
1.4外围护结构布置
这里主要是指外墙和外窗等围护结构的布置，体型系数这一概念并不能充分反映外围护结构对建筑物热环境的复杂影响。实际上，对于不同朝向角和倾角的外墙和外窗来说，由于当地主导风向的不同而造成的渗透情况的不同，外表面的对流换热系数也相差很大，接受的太阳辐射随着时间变化而千差万别，夜间背景辐射状况也不相同。比较好的解决方法是利用目前国内外比较流行的建筑物能耗模拟软件（如美国的DOE - 2、国内的DeST等等）进行模拟分析，这样才能得到一个比较合理的方案。
1.5噪声和污染的防止和控制
住宅区规划应有效地设计防噪系统，如将住宅区和主要交通干线相隔绝，防止主要交通干线的噪音传过来。污染控制问题也需重视，建筑物内部空气质量不好，一定是与室外空气污染有关，而通过有效的绿化、有效的组织建筑周围气流流动，可以改善室内空气品质。在设计初期，技术人员就应该深入现场进行调研和测试，检验当地的噪声或污染是否符合标准；如果不能满足要求，一定要采取相应的补救措施。如果居室噪声超标，可考虑采用错开设计的双层玻璃窗，既能有效降低噪声，又不影响自然通风的利用。
2.生态住宅的技术策略
2.1追求高效是生态住宅的核心内容
所谓高效是指尽可能有效地利用资源和能源，特别是不可再生的资源和能源。我们知道，建筑业以及与建筑业相关的其它产业（如建材生产、运输等）消耗了大量的能源和資源。而生态住宅正是要杜绝这种粗放、浪费的模式，以最低的能源、资源成本去获取最高的效益。
2.2追求美观是生态住宅与大自然相和谐的完美境界
生态住宅与大自然相和谐不仅体现在能量、物质方面，也同时体现在精神境界方面，包括生态住宅与自然景观相融合，与社会文化相融合。生态住宅立足于将节约能源和保护环境这两大课题结合起来，所关注的不仅包括节约不可再生能源和利用可再生洁净能源，还涉及节约资源（建材、水）、减少废弃物污染（空气污染、水污染）以及材料的可降解和循环使用等，因而它所占据的视点最高，所关注的领域也最广。洁净能源的开发与利用。要尽可能节约不可再生能源（煤、石油、天然气），并积极开发可再生的新能源，包括太阳能、风能、水能、生物能、地热等无污染型能源。
充分考虑气候因素和场地因素。如朝向、方位、建筑布局、地形地势等。尽可能利用天然热源、冷源来实现采暖与降温；充分利用自然通风来改善空气质量、降温、除湿。材料的无害化、可降解、可再生、可循环。建筑材料应尽可能利用可降解、可再生的资源，同时还要严格做到建材的无害化（无污染，无辐射）。
水的循环利用与中水处理。在适当的范围内进行雨水收集、中水处理、水的循环利用和梯级利用，特别是对于水资源匮乏的地区。
3.结语
中国环境科学院夏青教授说，真正意义上的生态住宅小区应该是从设计、建设一直到使用、废弃的整个生命周期对环境都是无害的，不是种点儿草那么简单 由于要采用许多最新技术和建筑材料，要建设垃圾及水处理装置，一般房地产开发商根本无法承受。这些环保住宅现在可能很超前，但它是我们住宅的发展方向。
参考文献
[1]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).
[2]周兰兰.新时期绿色生态建筑设计的探讨[J].中华民居，2011，(5).
[3]建筑设计的生态策略[M].北京：中国计划出版社,2001,9.
关键词：建筑设计；生态住宅；风环境；自然景观；光环境
Abstract: the implementation of residential ecological design, need to consider 3 factors: residential planning, construction monomer design (including the architectural style, orientation, location and details of the deal, such as maintenance of the structure material selection, thermal insulation, windows and doors form), the control system design of the environment inside the building. This article from the wind environment design, landscape design, environmental design and other aspects can be applied to ecological residential design related technology.
Keywords: architectural design; ecological residential building; wind environment; natural landscape; light environment
中图分类号：TU2文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
引言：
生態住宅是多种技术集成的结果，它需要科学技术的进步，更不能离开在政府相关政策法规的鼓励和正确引导。只有在设计过程中各专业人员相互合作与共同努力，综合运用当代建筑学、建筑技术科学、生态学及其它科学技术的成果，从技术、经济、环境、能源及社会等角度出发系统地评价与设计住宅区的室内外环境，才会有更多更好的生态住宅出现。
1.生态建筑设计的要点
在工程实施过程中，生态住宅涉及的技术体系极其庞大，包括能源系统（新能源与可再生能源的利用）、水环境系统、声环境系统、光环境系统、热环境系统、绿化系统、废弃物管理与处置系统、游憩系统和绿色建材系统等。简单说来，其技术策略主要体现在以下几个方面：住宅区物理环境（声、光、热环境）与能源系统设计，包括建筑规划、建筑单体设计、建筑能源系统的设计等，同时又与绿化设计以及建材的选择息息相关，是当前生态住宅设计中最重要而又最容易被忽视的问题。
1.1住宅区风环境设计
在实际的规划设计中，要获得良好的住宅区风环境有两种方法：①利用风洞模型进行实验；②利用计算机数值模拟。风洞模型实验的方法周期长，价格昂贵，尽管结果比较可靠，却难以直接应用于设计阶段的方案预测和分析；数值计算相当于在计算机上做实验，相比于模型实验的方法周期较短，价格低廉，同时还可以形象、直观的方式展示结果，便于非专人士通过形象的流场图和动画了解小区内气流流动情况，是在设计初期推荐使用的工具。
在建筑特别是住宅建筑中自然通风是最经济和有效的环境调节手段，而建筑物的平面布局、立面设计与三维空间布置等都对自然通风的可应用性和效果有重要的影响。充分考虑这一影响而进行建筑设计，有效的利用自然通风解决住宅中舒适性和空气质量问题是在不增加住户的投资的情况下，就能营造一个健康、舒适的居室环境的一项有效措施。
1.2绿化、水景设计和防止住宅区热岛现象
住宅区周围建筑的热环境不仅和气流流动有关系，同时还和住宅区建筑周围的辐射系统有关。受住宅设计中建筑密度、建筑材料、建筑布局、绿地率和水景设施等因素的影响，住宅区室外气温有可能出现“热岛”现象。热岛现象在夏季的出现不仅会使人们在高温中暑的机率变大，同时还促使光化学烟雾的形成，加重污染，并增加建筑的空调能耗。合理的建筑设计和布局、选择高效美观的绿化形式（包括屋顶绿化和墙壁垂直绿化）及水景设置可有效地降低热岛效应，获得清新宜人的室内外环境。
由于缺乏对室外环境设计的正确理解，当前住宅区绿化存在3 个主要问题：①住宅区绿化模式单调；②住宅区绿化功能单一；③传统文化情趣遗失。此类绿化不仅没有很好地起到降温增湿、改善住宅区热环境的作用，往往还不能完全实现创造空间、美化环境、为人们缔造宜人的生活氛围的功能。特别值得指出的是，生态住宅不等于简单地提高绿化率，如果住宅区绿化仅仅使用大片的绿地而不考虑与林地、水景设施以及自然通风等手段有效地结合起来，不仅不能充分发挥林地在改善室外热环境方面的巨大作用，还会把大量的金钱浪费在绿地浇灌上，可谓得不偿失。在绿化系统设计中如何改善住宅区室外环境，除了避免以上误区外，还应做好两个方面的工作：①合理选择和搭配绿化植物和水景设置，要与整个小区的热环境设计协调起来，除了给人以视觉上的美感外，还应充分发挥植物、水在改善住宅区微气候方面的作用。②设计中要以人为本，如果绿化设计的最后结果是把人和绿色隔绝开来，仅仅“可以远观而谢绝入内”是不可取的。
1.3日照、遮阳与采光
太阳辐射是影响居室热环境的一个重要因素，同时也是影响住户心理感受的重要因素。遮阳问题是指由于建筑物的外形设计，特别是凸凹变化的外型而引起的建筑围护结构（墙、窗等）实际按受的太阳辐射热量减少的问题。相应地互遮阳则是指由于建筑群布局而影响到建筑物实际接受的太阳辐射热量减少的问题。
自然采光有利于人体健康和提高工作效率。我国北方冬季对自然采光就有严格要求。在住宅区规划与单体设计中需仔细考虑遮挡和自遮挡对自然采光乃至建筑物的热环境影响。尽管目前的规范对建筑的日照时间有规定，但在实际设计中做的还不够。比较好的方法是根据当地地理与气象条件，通过计算机模拟地球公转，根据太阳高度、建筑布局以及单体构造的相对关系来进行建筑群日照、遮阳以及自然采光分析，考察全年不同时间互遮档与自遮挡的状况，检验是否满足日照和遮阳的要求。目前许多大学或研究机构都可提供日照、遮阳模拟分析软件及评价工作。
1.4外围护结构布置
这里主要是指外墙和外窗等围护结构的布置，体型系数这一概念并不能充分反映外围护结构对建筑物热环境的复杂影响。实际上，对于不同朝向角和倾角的外墙和外窗来说，由于当地主导风向的不同而造成的渗透情况的不同，外表面的对流换热系数也相差很大，接受的太阳辐射随着时间变化而千差万别，夜间背景辐射状况也不相同。比较好的解决方法是利用目前国内外比较流行的建筑物能耗模拟软件（如美国的DOE - 2、国内的DeST等等）进行模拟分析，这样才能得到一个比较合理的方案。
1.5噪声和污染的防止和控制
住宅区规划应有效地设计防噪系统，如将住宅区和主要交通干线相隔绝，防止主要交通干线的噪音传过来。污染控制问题也需重视，建筑物内部空气质量不好，一定是与室外空气污染有关，而通过有效的绿化、有效的组织建筑周围气流流动，可以改善室内空气品质。在设计初期，技术人员就应该深入现场进行调研和测试，检验当地的噪声或污染是否符合标准；如果不能满足要求，一定要采取相应的补救措施。如果居室噪声超标，可考虑采用错开设计的双层玻璃窗，既能有效降低噪声，又不影响自然通风的利用。
2.生态住宅的技术策略
2.1追求高效是生态住宅的核心内容
所谓高效是指尽可能有效地利用资源和能源，特别是不可再生的资源和能源。我们知道，建筑业以及与建筑业相关的其它产业（如建材生产、运输等）消耗了大量的能源和資源。而生态住宅正是要杜绝这种粗放、浪费的模式，以最低的能源、资源成本去获取最高的效益。
2.2追求美观是生态住宅与大自然相和谐的完美境界
生态住宅与大自然相和谐不仅体现在能量、物质方面，也同时体现在精神境界方面，包括生态住宅与自然景观相融合，与社会文化相融合。生态住宅立足于将节约能源和保护环境这两大课题结合起来，所关注的不仅包括节约不可再生能源和利用可再生洁净能源，还涉及节约资源（建材、水）、减少废弃物污染（空气污染、水污染）以及材料的可降解和循环使用等，因而它所占据的视点最高，所关注的领域也最广。洁净能源的开发与利用。要尽可能节约不可再生能源（煤、石油、天然气），并积极开发可再生的新能源，包括太阳能、风能、水能、生物能、地热等无污染型能源。
充分考虑气候因素和场地因素。如朝向、方位、建筑布局、地形地势等。尽可能利用天然热源、冷源来实现采暖与降温；充分利用自然通风来改善空气质量、降温、除湿。材料的无害化、可降解、可再生、可循环。建筑材料应尽可能利用可降解、可再生的资源，同时还要严格做到建材的无害化（无污染，无辐射）。
水的循环利用与中水处理。在适当的范围内进行雨水收集、中水处理、水的循环利用和梯级利用，特别是对于水资源匮乏的地区。
3.结语
中国环境科学院夏青教授说，真正意义上的生态住宅小区应该是从设计、建设一直到使用、废弃的整个生命周期对环境都是无害的，不是种点儿草那么简单 由于要采用许多最新技术和建筑材料，要建设垃圾及水处理装置，一般房地产开发商根本无法承受。这些环保住宅现在可能很超前，但它是我们住宅的发展方向。
参考文献
[1]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).
[2]周兰兰.新时期绿色生态建筑设计的探讨[J].中华民居，2011，(5).
[3]建筑设计的生态策略[M].北京：中国计划出版社,2001,9.