论生态建筑及其技术

第３８卷第２４期　２　０　１　２年８月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣ　兀ＪＲＥ　Ｖｏ１．３８　Ｎｏ．２４　Ａｕｇ．　２０１２　・３５・　

文章编号：１００９—６８２５（２０１２）２４—００３５－０２　

生态建筑技术　

董婉君　

（四川大学建筑与环境学院，四川成都６１０２０７）　

摘要：结合生态建筑设计的原则、目的及意义，从影响人类居住的各类因素入手，探讨了如何科学合理地运用生态技术改善建筑　

状况，缓解建筑与环境之间的矛盾，指出建筑师设计时不仅应考虑建筑的功能和美观，还应注重环保和节能。　关键词：生态学，生态建筑，建筑材料，通风，仿生设计　

中图分类号：ＴＵ２０１．５　文献标识码：Ａ　

建筑之初，性本善也。人类最初的建筑形式只能算是一个藏　

身之处。　“上古之世，人民少而禽兽众，人民不胜禽兽虫蛇，有圣人作，　

构木为巢，以避群害。”——《韩非子・五蠹》　

而近代，尤其是工业革命之后，伴随着物质和科技的迅猛发　展，人类对地球的索取愈演愈烈，同时却也使自身的生存陷入危　

难之地。同样，建筑的本性也随之产生了变化。在工业化的进程　

中，越来越多的高消耗建筑产生，使用人工照明，人工通风，人工　

给排水等等，相当于用钱去煮粥，粥的价值与烧毁的钱的价值是　

不等的。应对这种人类面临的生存窘境，生态建筑势在必行，它　

将成为且必将成为我们当今乃至未来社会的建筑主题。生态建　

筑学应运而生。　和生态学的三角形研究框架一样，由于全球变化（生物多样　

性变化，土地覆盖率变化，全球变暖，环境污染变化等），恢复与重　

建（脆弱与生态研究、恢复与重建生态研究、生态系统康复等）势　

在必行，而这两方面都指向一个发展方向——可持续发展（如城　

市可持续发展，工业可持续发展等）。现在的生态建筑如雨后春　笋般陆续出现，各大建筑单位大打可持续发展战略牌，利用“环保　

心理”把生态建筑设计指向了一种利益化的性质，让人感慨。　

那么真正生态建筑设计的原则和目的是什么。“生态建筑设　

固　撞　堂　浅谈生态建筑中的自然通风技术　张文丽　（陕西省建筑职工大学）　摘要：随着空调技术的不断发展，人们渐渐淡忘了自然通风的应用。迫于　当前能源、生活质量等的多重压力下，使得人们重新重视自然通风技术。本文　结合工作经验，对自然通风技术的基本原理及其在建筑设计中的应用进行了　分析，以便于同行交流和学习。　关键词：自然通风原理建筑设计方式　Ｏ引言　随着空调技术的不断发展，人们越来越能主动的控制室内环境，　创造前所未有的室内舒适气候要求，从而使人们渐渐淡忘了自然通　风的应用。而在空调技术得以普及的今天，为了保持良好的室内空气　品质、节约能源以及减少建筑综合症发生的多重压力下，科学家们不　得不重新重视自然通风这一传统技术。在这样的背景下，把自然通风　这一传统建筑生态技术重新引回现代建筑中，有着比以往更为重要　的意义。当今生态建筑中，自然通风不仅能够有效地提供新鲜空气和　实现室内环境的降温，还能够节约常规能源、减少环境污染。一些调　．宣结果显示，人们对自然风的偏爱是显而易见的，即使在有点热的环　境中，只要有自然风，人们大多数还是选择自然环境而不是空调环　境。目前国内外自然通风的研究应用主要集中在自然通风的两个相　关点上：一是利用自然通风控制室内空气品质；二是利用自然通风解　决夏季或过渡季的热舒适性问题，取代或部分取代空调。随着可持续　发展战略思想的深入，以及人们对室内空气品质要求的提高，自然通　风必将在我国得到广泛重视和研究应用。本文对有关自然通风技术　的基本原理及其在建筑设计中的应用进行了分析和讨论。　１自然通风的原理　建筑物内空气流动主要有四个原因：风压、热压、风压和热压共　同作用下的自然通风以及机械辅助的自然通风。　１．１风压作用下的自然通风风压是指空气流受到阻挡时产生　的静压。在具有良好的外部风环境的地区，风压可作为实现自然通风　的主要手段。当风吹向建筑物正面的时候，因受到建筑的阻挡，会在　建筑的迎风面产生正压力（约为风速动压力的Ｏ．５—０．８倍），气流再　向上偏转，同时绕过建筑物各侧面及背面，在这些面上产生局部涡流　（约为风速动压力的０．３～０ｌ４倍），静压降低，形成负压差。风压就是　利用建筑迎风面和背风面的压力差，室内外空气在这个压力差的作　用下由压力高的～侧向压力低的－－％流动，而这个压力差与建筑形　式、建筑与风的夹角以及建筑物周围自然地形等因素相关。当风垂直　吹向建筑正面时，迎风面中心处正压最大，在屋角及屋脊处负压最　大。我们通常所说的“穿堂风”就是典型的风压通风。另外，伯努利流　体原理显示，流动空气的压力随其速度的增加而减小，从而形成低压　区。根据这种原理，可以在建筑中局部留出横向的通风通道，当风从　通道吹过时，会在通道中形成负压区，从而带动周围空气的流动，这　就是管式建筑的通风原理。　１＿２利用热压实现自然通风热压通风即通常所说的烟囱效应，　其原理为室内外温度不一，室内外密度差产生，沿着建筑物墙面的垂　直方向出现压力梯度。如果室内温度高于室外，建筑物的上部分将会　有较高的压力，而下部存在较低的压力。当这些位置存在　Ｌ口时，空　气通过较低的开口进入，从上部流出。如果室内温度低于室外温度，　气流方向相反。热压的大小取决于两个开口处的高度差Ｈ和室内外　的空气温度差。而在实际中，建筑师们多采用烟囱、通风塔、天井中庭　等形式，为自然通风的利用提供有利的条件，使得建筑物能够具有良　好的通风效果。与风压式自然通风不同，通常热压式自然通风更能适　应常变的外部风环境和不良的外部风环境。　１．３风压和热压共同作用下的自然通风在建筑的自然通风设　计中，风压通风与热压通风往往是互为补充、共同作用，只是各自作　用的程度不同。热压作用相对稳定，烟囱效应拔风的产生条件较容易　实现；而风压作用常常受到大气环流、地方风、建筑形状、周围环境等　因素的影响，具有不稳定性。一般来说，在建筑进深较小的部位大多　利用风压来直接通风，而进深较大的部位则大多利用热压来达到通　风效果。但是在通风设计时，要特别注意避免风压和热压相互抵消而　１９７　降低了通风的效率。　１．４机械辅助式自然通风在～些大型建筑中，如体育场馆、展　览馆、商业设施等大型公共建筑，往往由于通风路径较长，流动阻力　较大，单纯依靠自然风压与热压往往不足于实现自然通风。而且对于　一些空气污染严重的城市，直接的自然通风会将室外污染的空气和　噪声传入室内，不利于健康环境的营造，在这种情况下，常常采用一　种机械辅助式的自然通风系统。该系统有一套完整的空气循环通道，　辅以符合生态思想的空气处理手段（如预热、土壤预冷、深井水换热　等），并借助一定的机械方式加速室内通风。　２实现自然通风的方式与设计理念　２．１合理控制建筑布局与设计体型建筑布局受很多因素控制，　不同布局的建筑群和建筑体型对于自然通风的效果影响很大。从生　态的角度上，影响布局的主要因素有阳光与风向。防止单体建筑吸热　与太阳辐射过度的同时，应该尽量使建筑的法线与夏季主导风向一　致：对于建筑群体，若风沿着法线方向吹向建筑，会在建筑物背风面　形成很大的漩涡区，对后排建筑的通风不利。所以在建筑设计中要根　据风向投射角（风向与房屋外墙面法线的夹角）对室内风速的影响来　决定合理的建筑间距，同时还要结合建筑群体布局的改变以达到缩　小间距的目的。在单体设计中还应结合总体布局对建筑的体型，包括　进深、高度、面宽乃至形状等实行一定的控制，解除前幢建筑对后幢　建筑通风的影响。　２＿２优化设计建筑物门窗开口建筑物开口的配置以及开口的　尺寸、窗户的型式和开启方式、窗墙面积比等的合理设计，直接影响　着建筑物内部的空气流动以及通风效果。若进风口大，则流场大；进　风口小，流速虽然增加，但是流场缩小。根据实验研究，当开口宽度为　开间宽度的１／３～２，３时，开口大小为地板总面积的１５％～２５％时，　通风效果最佳。另外进风口与出风口应相对错开位置，这样可以使气　流在室内改变方向，使室内气流均匀，通风效果更好。　２．３有效组织穿堂风所谓“穿堂风”是指在风压作用下，室外空　气从建筑物一侧进入，贯穿内部，从另一侧流出的自然通风。“穿堂　风”是自然通风中效果最好的方式，应该尽量组织好室内的通风，有　效组织穿堂风的具体措施有：主要房间应该朝向主导风迎风面，背风　面则布置辅助用房；利用建筑物内部的窗户和门的开口，引导气流；　根据需要，通过调节风口，改变风速风量。另外合理的布局家具与隔　断，还能让风的流速、风量更加宜人。穿堂风的具体设计要求有：①气　流路线应流经人的活动范围；②有必要的风速，最好达到０．３ｍ／ｓ以　上。对有大量余热和有害物质的生产车间，组织自然通风除保证必要　通风量外，还应保证气流的稳定性和气流线路的短捷性。　２．４利用屋顶增强自然通风屋顶除了作为整个建筑自然通风　系统的一个组成部分，本身也可以成为一个独立的通风系统。通风屋　顶内部一般有一个空气问层，利用热压通风的原理使气流在空气间　层中流动，以提高或降低屋顶内表面的温度，进而影响到室内空气的　温度。通风隔热屋面通常有以下两种方式：①在结构层上部设置架空　隔热层；②利用坡屋顶自身结构，在结构层中间设置通风隔热层。　２．５双层玻璃幕墙维护结构双层幕墙是当今生态建筑中所普　遍采用的一项先进技术，又称“呼吸式幕墙”或“热通道幕墙”，被誉为　“会呼吸的皮肤”。它由内外两道幕墙组成，两层玻璃幕墙之间留一个　空腔，空腔的两端有可以控制的进风口和出风口。在冬季，关闭进出　风口，利用“温室效应”，提高围护结构表面的温度　在夏季，打开进出　风口，利用“烟囱效应”在空腔内部实现自然通风。为了更好地实现隔　热，通道内一般设置有百叶等遮阳装置。　３结束语　通风是建筑的最基本功能之一，降低建筑能耗，使建筑的人工环境　与自然环境达到动态的平衡，将是建筑在满足了基本的使用功能和美　学要求后应追求的更高目标。自然通风设计是一个系统设计的过程，需　要涉及到多专业知识的配合。在设计过程中，应该根据建筑的规模、使　用状况、人流分布、舒适度要求等进行分析计算。随着科学技术的发展，

工程建设与设计　Ｃｏｍｔｍｅｔｉｏｎ＆　；ｉ．ｇｎＦｏｒＰｒｏｊｅｃｔ　

生态建筑技术的形式表达　

Ｔｈｅ　Ｆｏｒｍ　Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｏｆ　Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　

黄雷　

（中国中元国际工程公司，北京１０００８９）　

ＨＵＡＮＧ　Ｌｅｉ　

（ＣｈｍａｌＰＰＲ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８９，Ｃｈｉｎａ）　

【摘　要】首先明确了生态建筑技术的定义和分类，然后分析其形式表达生成的内在逻辑，之后具体从五方面分析其形式表达的　

特点．最后简要指出其形式表达在建筑设计方面的意义。　【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎａｎｄｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｃｌｅａｒｌｙｉｎｄｉｃａｔｅｄ，ｔｈｅｎｉｎｔｅｒｎａｌ　ｌｏｇｉｃ　ｏｆ　ｉｔｓ　ｆｏｒｍ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｉｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｆｉｖｅ　ａｓｐｅｃｔｓ　ｏｆ　ｉｔｓ　ｆｏｒｍ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｉｓ　ｃｏｎｃｒｅｔｅｌｙ　ａｎａｌｙｚｅｄ，ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｉｎａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｆｏｒｍｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｉｓｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔ。　【关键词】生态建筑技术；形式表达；能源策略；技术策略；建筑表现　

【Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ］ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｆｏｒｍ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ；ｅｎｅｒｇｙ　ｓｔｒａｔｅｇｙ；ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｓｔｒａｔｅｇｙ；ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ　

ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ　

【中图分类号］ＴＵＤ２３　【文献标志码ＩＡ　【文章编号］１００７．９４６７（２０１１）１０．００４４—０５　

建筑知识：建筑的绿色技术解决方案

随着人类对环境问题的日益关注，建筑业也开始注重绿色技术的应用，以应对能源和环境问题。绿色建筑不仅减少能源消耗和减少环境影响，而且提供更健康舒适的室内环境。本文将介绍建筑领域中的绿色技术解决方案。

1.建筑节能技术

建筑节能技术的应用是绿色建筑的核心，在建筑物的设计和施工过程中，应该尽可能地减少对基础设施的需求。例如，在建筑物的设计过程中，可以使用高效隔热材料和双层玻璃窗户等，可以降低建筑物的能源消耗，节省电费和燃料费。此外，建筑物的照明系统和制冷和暖气系统也需要进行调整，以保持节能的状态。

2.可再生能源技术

可再生能源是指在自然界中可以不断补充的能源，如太阳能和风能。在建筑领域，太阳能技术是最常用的可再生能源之一。太阳能系统可以为建筑物提供电力和热能，在没有外部电源的情况下为建筑物的使用提供动力和热量。 3.生态建筑技术

建筑物的设计不仅需要考虑内部功能的结构设置，还需要考虑如何与自然环境和谐共存。生态建筑技术便考虑了该问题。例如，在建筑物内部设立绿化植物，可以净化室内空气；使用雨水回收技术可以节约用水；防火墙和安全门设计可以保护建筑物内的人员。

4.节约用水技术

随着人口的增加和气候变化的影响，水资源问题越来越紧迫。因此，节约用水迎来了高度关注。在建筑领域中，节约用水技术可以通过将建筑物的下水道与雨水收集系统连接起来，来回收雨水，从而减少水资源的消耗；可再生农业技术可以提高农作物的水利用效率。

5.建筑环保技术

建筑环保技术是优化建筑物使用环境的方法。通过使用低污染材料，可以净化室内空气；使用电动自行车和共享汽车等交通工具可以减少环境污染；在办公区域的设计中，可以提高通风效率，为员工提供更为愉悦的工作环境。 总之，建筑绿色技术的应用已经成为建筑行业的趋势，这些技术不仅可以建立可持续性的建筑体系，还可以优化建筑物内部环境，并降低建筑物基础设施的整体消耗。未来，我们需要进一步发展和推广这些技术，以保证环境永续发展。