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1、摘 要当今社会，伴随的人类的活动，地球环境急剧恶化，人类的生活环境也在日趋恶化，作为地球上的一员，每一个人都有责任和义务去做一下力所能及的事情来保护地球环境，争取为我们子孙后代留下一片蓝天绿水。建筑及其营造的环境在人类对自然环境的影响方面扮演着重要角色，身为一名建筑学人，我们能做的就是将自己所设计的建筑尽可能多的贴近生态，贴近绿色，甚至是完整的生态建筑。生态建筑的概念已经提出很多年，也已经有了很多成功的案例。生态技术多种多样，但是大部分价格比较昂贵，身为一名建筑师，应该在造价和生态性之间找到一个平衡点，这样才能合理的推广生态建筑。本次设计的主要中心议题就是生态二字，通过指导教师的教导以及图书馆
2、和互联网上搜集的大量资料，使我对生态建筑有了较深的理解与学习，在此基础上，参照已有的案例再加上自己的创新总结，做出了本次章丘市园林局生态科技楼的设计方案。关键词：生态建筑； 生态技术 ；经济型； 结合； 可持续发展；ABSTRACTRecentely, with the humans activities, the r deterioration of the global became worse and worse, the living environment is also deteriorating.As a member of the earth, everyone of us h
3、as the responsibility and obligation to do about what is possible to protect the global environment, in order to leave our future generations a bluesky and green water. Building and the environment the building creatring in terms of human impact on the natural environment plays an important role, as
4、 an architecture,what we can do is to own as many buildings designed by making the building closer to ecological, closer to the green, even completely ecological architecture.The concept of ecological construction has been put forward many years and has already had many successful cases. Variety of
5、ecological technology have been invented, but most of then are very expensive.As an architect, cost and ecology should be to find a balance between both of them , so as to reasonably promote eco-building.The key word of the design is “ecology”.Through the guidance of my teacher and the data collecte
6、d from rhe library and la Internet, I learn and know a lot about ecological architecture. Based on this, the reference has Case summary together with their own innovations have I made this Zhangqiu Gardens Bureau of ecological science and technology building design.Key words：Ecological Architecture；
7、Ecological Technology；Economy；Combine；Sustainable Development 目 录摘 要IABSTRACTII1前言11.1生态建筑概念和意义11.2生态建筑要考虑的细节12生态建筑的现状22.1 生态建筑发展的不利因素22.1.1经济型22.1.2技术性22.2 生态建筑的成功案例32.3 生态建筑的社会基础32.4生态建筑的设计目标53生态建筑的材料、技术与设计手法63.1生态建筑的材料63.1.1生态建筑材料的现状和研究63.1.2生态建筑材料的论述63.2生态建筑技术83.3 生态建筑设计手法94章丘市园林局生态科技楼生态设计说明114.
8、1主要生态技术114.2方案介绍114.3主要技术手段简介124.4自然资源的利用135 章丘市园林局生态科技楼方案设计说明165.1 建筑技术经济指标165.2 总平面设计165.2.1 建筑选址165.2.2 总平面介绍175.3 建筑单体设计175.3.1 建筑的地域性、文化性、时代性175.3.2 建筑平面功能布局及空间构成. . . . . . . . . . . . . . . . .18结 论19参 考 文 献20致 谢211前言1.1生态建筑概念和意义所谓生态建筑，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
9、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。当今世界，随着人口的剧增和人类对资源的掠夺性开发，造成资源锐减，生态失衡，环境正在遭到严重破坏，人类的生存和发展与全球的环境之间的问题愈演愈烈，生态危机几乎到了一触即发的程度。在严峻的现实面前，许多有识之士逐渐认识到人类本身是自然系统的一部分，它与其支撑的环境休戚相关。如果环境遭到破坏的话，将会严重威胁到人类以及地球上其他生物的生存和发展。所以在城市发展和建设过程中，必须优先考虑生态问题，并将其置于与经济和社会
10、发展同等重要甚至更加重要的地位上； 同时，还要进一步高瞻远瞩，通盘考虑有限资源的合理利用问题，即我们今天的发展应该是“既满足当前的需要又不削弱子孙后代满足其需要能力的发展”，这就是1992 年联合国环境和发展大会“里约热内卢宣言”提出的可持续发展思想的基本内涵，它是人类社会的共同选择，也是我们一切行为的准则。建筑及其营造的环境在人类对自然环境的影响方面扮演着重要角色，因此，符合可持续发展原理的设计需要进行对资源和能源的使用效率、对健康的影响、对材料的选择等方面进行综合思考，从而使其满足可持续发展原则的要求。近几年提出的生态建筑及生态城市的建设理论，就是以自然生态原则为依据，探索人、建筑、自然三
11、者之间的关系，为人类塑造一个最为舒适合理且可持续发展的环境的理论。生态建筑是二十一世纪建筑设计发展的方向。1.2生态建筑要考虑的细节 开发商没进行一次投资，都要考虑自己的投资收益率，但是由于生态建筑的发展是近几年的事，技术比较新颖，同时由于建成数量较少，建筑中所采用的新材料新技术还没有大批量生产，所以建筑成本现对于传统建筑有所提高。身为一名建筑师，自己的方案要想被采用，就必须要考虑到开发商的感受，在生态性和经济型中间找到一个平衡点。 生态建筑要考虑的另外一点就是技术性。虽然当今社会的科学技术日新月异，很多新材料新技术不断的呗创造出来，但是有一些新材料或者新技术并没有经过真正的使用，实验室条件和
12、真实的自然环境之间肯定要有所不同的，所以在进行设计的同时不能过分的追求最新技术或者是最新材料，这样就有可能造成过犹不及的后果。2生态建筑的现状2.1 生态建筑发展的不利因素 生态建筑作为一门新近诞生的技术，相比传统建筑而言，由于发展时间短，肯定存在这样或者那样的种种问题，我们要在做生态建筑的过程中不断研究发现这些问题并找到正确的思路来解决这些问题，最终达到推广生态建筑的目的。生态建筑的设计思想是在本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的反思。所以生态建筑的未来是非常有前景的，发展生态建筑是非常有必要的。不能因为生态建筑中存在的
13、小小问题而止步不前或者打退堂鼓。2.1.1经济型现阶段的生态建筑主要存在的问题就是生态建筑的性价比，主要是经济性方面的问题。作为一名开发商，首先要考虑的就是投资的收益或者说是经济回报，但是现在有这么一种规律，那就是如果一种新的思想或技术所产生的短期效益(如投资回报比)并不明显高于传统思想或技术的效益，那么即使它会有更好的长期效益(如 低廉的建筑管理与维护费用，长寿命，节约资源等等)也很难为人们所接受。在建筑、城市以及社会各方面的任何变革都有可能出现这类问题，特别在我国社会逐步 进入市场经济体制的今天，它已成为社会进步的一道门槛。要在可持续发展的原则基础上推广生态建筑，就必须跨越这一门槛。 因此
14、，研究生态建筑的前期投入与短期及中长期的效益回报之间的关系是十分重要的，这是生态建筑 从理论走向实践时所遇到的难题之一。这里，一个有趣的例子可以为我们的工作敲响警钟:有人在研究了南美热带雨林的可持续发展战略及其实施效果之后，得出的 结论竟然完全出乎意料:在那里采用生态平衡原理保护雨林的做法并不见得比现行的随意砍伐的效果好到那里去(见科学杂志1997年8月刊)。在建筑方面，想象中的生态建筑的长期效益并非确定无疑，美国人在生物圈2号实验的中止也说明了工作的复杂性。 要彻底解决这一问题，就应当在可持续发展原则基础上建立一套新的价值观和行为规范。例如，使采用节能设备与材料、无公害材料及各种节约资源的措
15、施成为设计中的必须。并通过政府在立法、税收等方面的政策调整，加强生态建筑在经济上的可行性。特别在开始阶段，如果没有一套良好的经济、社会和道德方面的激励体制用以补偿开发商由于额外投入所带来的损失，生态建筑的推广就是一句空话。2.1.2技术性生态建筑存在的令一个问题就是技术问题了。主要的问题体现在技术相对于生态概念的落后性。虽然当今社会的科学技术日新月异，很多新材料新技术不断的被创造出来，但是有一些新材料或者新技术并没有经过真正的使用，实验室条件和真实的自然环境之间肯定要有所不同的，所以在进行设计的同时不能过分的追求最新技术或者是最新材料，这样就有可能造成过犹不及的后果。同时政府或者社会组织应当有
16、组织的扶持生态技术或者生态材料的研究，在经济上进行适当的引导或者是补偿，只有充分利用种种资源，生态建筑才会有一个良好的明天。生态太技术也并不是说最新的就是最好的，一些比较传统的材料，比如说南方的竹楼，运用的主要建筑材料就是容易生长的珠子，成本低，但是又环保又经济，在南方的建筑中就很适合采用这种建筑材料。2.2 生态建筑的成功案例国外的生态建筑比较多，比较著名的举一个例子就是马来西亚米那亚大厦 主要生态设计特征： 空中花园是米那亚大厦的标识之一。空中花园的设计是从一个三层高的植物绿化护堤开始的，沿建筑表面螺旋上升。 平面设计中每三层凹进一次，设置为空中花园，直至建筑的屋顶。. 一套先进的自动检测
17、系统被用于减少设备和空调系统的能耗。每层的办公室都专门设有外阳台和通高的推拉的玻璃门以便控制自然通风的程度。所有楼的电梯和卫生 间都是自然采光和通风。屋顶露台由钢和铝的支架结构所覆盖，温暖的阳光。它同时为屋顶游泳池及顶层体育馆的曲屋顶（远期有安装太阳能电池的可能性）提供遮 阳 和自然采光。曲面玻璃墙在南北两面为建筑调整日辐射得热量。构造细部使浅绿色的玻璃成为通风滤过器。国内的生态建筑相对来说要少一点，其中我认为有代表性的由清华大学设计的SIEEB大楼。SIEEB大厦的设计特色：人工和天然照明：天窗和反射和半反射的薄板将允许阳光在寒冷的冬天透射入室内，并且阳光在夏天则被反射出去,减少了室内和整个
18、 建筑物的能源消耗。先进的人工照明和双面照明将以高效灯具和装置为基础，由一个调光系统控制，能根据室内的实际照明需要，并结合天然照明度来调整灯光强 度。房间无人时，控制系统将自动关灯。让人感觉有家的温暖. 气、电、冷三生系统：煤气发动机是这栋大楼能源系统的核心。它们与发电机结合，生产大部分所需的电能。发动机废热在冬天被用于供暖，夏天则通过吸冷器放冷 气，并用于全年的热水生产。和中国其他同等体积的建筑相比，它的设计可以节能70%左右。2.3 生态建筑的社会基础 本世纪50 年代以来，建筑设计逐渐忘了以往那种与自然生态条件相匹配的形式。例如，不顾生物气候特征，把一切建筑物降温或采暖的任务交给了大量耗
19、费能量和技术资源的全面空气调节来解决。在建筑师把他的责任给机械工程师的同时，其设计已不再受到自然要素的制约，而是依赖技术和高能量的输入。其直接结果是破坏了许多城市历史上极富特色的景观，千城一面，更严重的是，当一些发达国家意识到这一危机时，这种非持续性的建筑形式却在许多发展中国家（包括中国）被尊奉为“现代化”和时代进步的象征。70 年代的石油危机曾经震动了全球，而罗马俱乐部那份著名的报告“增长的极限”则使这一震动长久地保持了下来。于是，我们认识到人类必须在发展中学会克制自己无穷无尽的欲望，否则将有可能遭到自然界的无情报复。因此，应当将我们这一代的即时利益与整个人类的长远利益结合起来，公正合理地与
20、他人分享我们这个地球上有限的资源； 同时还应当最大限度地杜绝资源浪费和环境污染，这样才有可能为后人留下一片静溢而富腴的乐土，使人类能够长久地生存下去。很显然，这一思想的出现不仅基于人们对环境及生态问题的深刻认识，也与存在于人类意识深处的道德观念密切相关。因为只有如此，人们才会将对于社会的终极关怀放在人类长远及整体利益之上。生态建筑设计是第一次真正将社会经济的现实作为建筑发展的基本条件加以研究，将社会进步与人类平等作为建筑设计的最高目标加以追求的。环境意识是注重生态设计实践，一个从来都不注重生态和环境问题，不去有意识地吸收生态、环境等相关知识的建筑师是不能够提出注重生态环境的设计策略的。在偏重技
21、术且注重生态方面，格雷姆肖是一位不折不扣的先驱者。他有着非常明确、细致的“环境责任设计方针”。 其内容比较广泛，主要包括以下条目：（1） 我们所做的任何一件小事都会或多或少地对环境产生这样那样的影响，问题的关键在于尽可能地将这些影响最小化。（2） 任何能够节约能量、降低总能耗的设计行为，都是绝对有益的行为。（3） 应该避免使用氟氯碳化合物和卤化物，不鼓励使用氟氯碳氢化合物。（4） 应该尽可能再利用和循环利用废弃物，避免轻易抛弃废弃物。（5） 只要可能，避免使用已经确定会造成危害的物质，像石棉、铅和六六六等。（6） 严格遵守相应的健康和安全法规，以免对使用者造成不利影响。（7） 建筑的物理舒适标
22、准应该仔细评价，并以促进使用者的健康和保证建筑运作能耗最少为准则。（8） 鼓励使用可再生材料和可再生能源。格雷姆肖的设计原则在其作品中均得以体现，例如，在被称为“水教堂”的1992 年塞维利亚博览会英国馆设计中，利用了很多注意生态的设计策略，其耗能仅为其他同类建设的1/4.他对生态环境的重视很值得我国当代建筑师的借鉴和学习。每一位建筑师都应从整体和道德伦理上建立正确的发展观和面对未来的理性精神。我在这次毕业设计中,搜集了很多生态建筑大师的生态建筑实例,除了格里姆肖还有德国生态建筑大师托马斯郝尔佐格的作品及意大利建筑师伦佐皮亚诺的作品。2.4生态建筑的设计目标 从设计目标上看，一般现代建筑以功能
23、和空间设计为目标，满足功能的需要，创造适合公众需要的空间；生态建筑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，大致归纳起来，生态建筑在整个寿命期内基本目标有：第一尽可能减少资源能源的消耗，第二把环境直接和建筑的污染降到最低，第三保护自然生态环境，第四创造健康舒适的室内外环境第五使建筑功能质量目标统一，第六使建筑生态、经济取得平衡。在生态建筑基本目标当中，创造健康舒适的室内环境和建筑功能质量目标相统一，在很大程度上保持节俭和适用的目标。比如在挪威，在冬季是比较舒适的室内环境是25度左右，但是
24、由于从环保和能源角度考虑，挪威把冬季环境温度定为23度左右，节约的能源达到20到30。3生态建筑的材料、技术与设计手法3.1生态建筑的材料生态建筑区别于传统建筑的主要方面就是材料的运用了，传统的材料有的比较浪费能源，最常见的如粘土砖。粘土砖大量毁坏土地，并且在烧制的过程中耗费大量的能源，不符合当今社会低碳生活的主流口号。生态建筑就应该摈弃这些传统的对环境破坏性很大的材料，运用新科学新技术，生产出新的材料来满足生态建筑的要求。3.1.1生态建筑材料的现状和研究生态建筑材料的科学和权威的定义目前仍在研究确定阶段。生态建筑材料的概念来自于生态环境材料。生态环境材料的定义也仍在研究确定之中。其主要特征
25、首先是节约资源和能源；其次是减少环境污染，避免温室效应与臭氧层的破坏；第三是容易回收和循环利用。作为生态环境材料一个重要分支，按其含义生态建筑材料应指在材料的生产、使用、废弃和再生循环过程中以与生态环境相协调，满足最少资源和能源消耗，最小或无环境污染，最佳使用性能，最高循环再利用率要求设计生产的建筑材料。显然这样的环境协调性是一个相对和发展的概念。3.1.2生态建筑材料的论述生态建材与其它新型建材在概念上的主要不同在于生态建材是一个系统工程的概念，不能只看生产或使用过程中的某一个环节。对材料环境协调性的评价取决于所考察的区间或所设定的边界。目前，国内外画龙点睛在出现各种各样称之为生态建材的新型
26、建筑材料，如利用废料或城市垃圾生产的“生态水泥”等。但如果没有系统工程的观点，设计生产的建筑材料有可能在一个方面反映出“绿色”而在其它方面则是“黑色”，评价时难免失之偏颇甚至误导。例如，高性性能的陶瓷材料可能废弃后难以分解，建筑高分子材料常常难于降解，复合建筑材料因组成复杂也给再生利用带来难度；黏土陶料混凝土砌块轻质、高强、热绝缘性和防火性能好，但其生产需要较高的能耗；塑钢门窗较钢窗和铝合金窗更坚固耐久和热绝缘性能更好，但它包含高的能源成本和废弃处理时将对环境产生严重的负担；立窑水泥也可能仅因其一产耗能小而被认为比旋窑水泥的环境协调性好，甚至对因释放温室气体CO2而“黑名昭著”的水泥产业，也应
27、看到其制成品水泥混凝土在使用过程自然发生的碳化过程对CO2的吸收。生产1吨水泥熟料，因燃煤和石灰石分解大约释放出1吨CO2，除了燃煤释放的CO2以外（约占40%），水泥烧成中碳酸钙分解释放的CO2量可以在缓慢的碳化过程中被水泥混凝土完全吸收。为全面评价建筑材料的环境协调性能，需要采用生命周期评价方法（Life Cycle Assessment,简称LCA）。生命周期评价方法是对材料整个生命周期中的环境污染、能源和资源消耗与资源影响大小的一种方法。目前虽然已有一些专著介绍并已进入ISO国际标准，对建筑材料而言，LCA还是一个正在研究和发展中的方法。 关于生态建材的发展方式和对环境协调性的改进，日
28、本学者三本良一教授总结了四类创新的方法和它们各自对环境协调性贡献大小的评价，即，产品改进，重新设计，功能创新和系统创新。系统创新对环境协调性的改进最大，花费的时间最长，不难理解，系统创新的难度也最大，而产品的改进相对简单，对环境协调性的提高也相对小些。这里需要指出的是，对某种材料而言，生态化或环境协调化的发展并不一定要遵循这四种排列顺序。 关于生态建材的发展策略，还有一些问题南非要回答。如环境协调性与使用性能之间并不总是能协调发展相互促进。笔者认为，生态建材的发展不能以过分牺牲使用性能为代价。但生态建材料使用性能的要求不一定都要高性能，而是指满足使用要求的优异性能或最佳使用性能。性能低的建筑材
29、料势必影响耐久性和使用功能，如采用LCA方法评价，在生产环节中为节能利废而牺牲性能并不一定能提高材料的环境协调性。 在生态建材发展的重点方面，国内外不少研究者关注按环保和生态平衡理论设计制造的新型建筑材料，如无毒装饰材料，绿色涂料，采用生活和工业废弃物生产的建筑材料，有益健康和杀菌抗菌的建筑材料，低温或免烧水泥、土陶瓷等。笔者认为，从宏观来看，我国发展生态建材，现阶段的重点应放在引入资源和环境意识，采用高新技术对占主导地位的传统建筑材料进行环境协调化改造，尽快改善建材工业对资源能源的浪费和严理污染环境的状况，其实，提高传统建筑材料的环境协调性能并不是排斥发展新型的生态建材，而是前面所述的发展生
30、态建材的重要内容和方法之一。 从我国的实际情况出发，许多学者提出了生态建筑材料的发展战略。 （1）建立建筑材料生命周期（LCA）的理论和方法，为生态建材的发展战略和建材工业的环境协调性的评价提供科学依据和方法。 （2）以最低资源和能源消耗、最小环境污染代价生产传统建筑材料，如用新型干法工艺技术生产高质量水泥材料。 （3）发展大幅度减少建筑能耗的建材制品，如具有轻质、高强、防水、保温、隔热、隔音等优异功能的新型复合墙体和门窗材料。 （4）开发具有高性能长寿命的建筑材料，大幅度降低建筑工程的材料消耗和服务寿命，如高性能的水泥混凝土、保温隔热、装饰装修材料等。 （5）发展具有改善居室生态环境和保健功
31、能的建筑材料，如抗菌、除臭、调温、调湿、屏蔽有害射线的多功能玻璃、陶瓷、涂料等。 （6）发展能替代生产能耗高、对环境污染大对人体有毒有害的建筑材料，如无石板纤维水泥制品，无毒无害的水泥混凝土化学外加剂等。 （7）开发工业废弃物再生资源化技术，利用工业废弃物生产优异性能的建筑材料，如利用矿渣、粉煤灰、硅灰、煤矸石、废弃聚苯乙烯泡沫塑料等生产的建筑材料。 （8）发展能治理工业污染、净化修复环境或能扩大人类生存空间的新型建筑材料，如用于开发海洋、地下、盐碱地、沙漠、沼泽地的特种水泥等建筑材料。 （9）扩大可用原料和燃料范围，减少对优质、稀少或正在枯竭的重要原材料的依赖。3.2生态建筑技术生态建筑要实
32、现它的基本目标，必须要有现代技术的支持。从国内外来讲，对什么是生态技术？有什么样的定义？哪些内容？认识上还很不一致。日本建筑中心在建筑要项一书中提出生态技术有55种，环境共生的建筑与技术77种。1978年在加拿大召开绿色挑战会议上提出的生态技术更是五花八门。到现在为止大家对生态环境包含的内容并不统一，从比较宽泛的角度说节约资源、保护环境，目前来讲都认为是生态技术。对生态建筑和使用技术的要求可以用三点来判断，首先技术本身的功能与生态环保功能是一致。第二要求采用的技术和制造的产品有利于资源能源的节约。第三个采用的技术和产品有利于人的健康。从这个意义上来讲，在生态建筑目前技术上应该说还是非常广的，包
33、括门窗节能技术、屋顶节能技术等等。所谓生态技术，包括两种情况，一种情况在传统的技术基础上，按照资源和环境两个要求，共同改造重组所做成的新技术。第二种把其它领域的新技术，包括信息技术、电子技术等，按照生态要求移植过来。从技术层次性来讲，可以把生态技术分为简单技术、常规技术、高新技术。一般来讲简单技术和常规技术属于普及推广型技术，高新技术属于研究开发型技术，从我国实践来看，应该以常规技术为主体。应用生态建筑技术过程当中，技术选择是非常重要的问题。一个是经济性，由于生态建筑采用哪个层次的技术，不是一个单纯的技术问题，要受到经济的制约。在我们国家普遍采用高新技术是非常困难的，我们经常碰到环保和生态利益
34、和经济利益不完全一致。在这个取舍当中，经济性就是非常关键的。目前在欧洲，特别是在德国、英国、法国，在所建立的生态建筑上，它是以高新技术为主体。在2000年健康建筑住宅会议曾提出过高生态就是高技术的口号，所以这是在战略基础上建造生态的建筑。目前在我们国内把整个生态技术发展建立在高新技术的基础上比较困难，这包括以下几个原因第一是经济发展水平，另外一个是技术和材料不太完善。生态建筑的建造成本可能会高于普通建筑的成本，因为这毕竟是一门比较新颖的建筑科学，新型材料或者技术由于还没有大规模生产或者利用而造成成本比较高。第二要因地制宜的原则，各个地方的气候不一样，自然资源不一样，在选择生态建筑，选择什么样的
35、技术，应该根据自己的条件和特点来进行。我国北方地区主要冬季采暖，能源消耗非常大，对自然环境污染非常严重，首先要解决采暖问题。我国南方比较炎热、潮湿，通风、降温是夏季的主要问题，在南方生态建筑设计当中注重遮阳和自然通风，降低夏天的空调的能源消耗。第三就是要兼顾建筑的美观与生态技术的相结合。有部分观点认为所谓的生态建筑就是只把生态目标作为建筑的终极目标以及设计终点，当建筑的美观性与生态性有冲突时，要对人的审美观错处牺牲。我认为这种观点是不值得提倡的，人区别与动物的区别就应该包括审美观这一点，生态建筑并不是简单的让我们住在山洞或者在树林中搭建茅草屋回归原始人的生活，那将会是人类社会的倒退。但是由于生
36、态建筑的发展是近几年的事情，所以在建筑的美观性上相比手段丰富的传统建筑还有一定的差距，现在的生态建筑更多的是由于比较新奇而能够让人们接受，但是如果真有一天大规模的进行生态建筑的制造的话，这些有限的手法肯定会造成人们的审美疲劳。3.3 生态建筑设计手法从一定意义上讲，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
37、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。建筑通风是生态建筑普遍采用的比较成熟的技术，自然通风应该取代机械通风和空调制冷，一方面可以不消耗能源而降温除湿，另一方面提供新鲜的自然空气，有利于人的健康。本次设计便是采用自然通风的原理，通过利用楼梯井做抽风塔，利用室内热空气上升的原理来进行抽风从而达到自然通气的目的。建筑通风可以分为风压通风和热压通风两种，要有比较理想的外部风环境，一般来讲风速不小于每秒两到三米，房间进深大于15米。我国土地资源非常紧张，
38、如果建筑住宅房间进深太大，对土地使用很不利，建筑要面向夏季主导风向，一般房间不大于15米，自然通风还是可以得到比较好的解决。同时要强调地理空间，建筑物前后包括围墙和植被都可以改变自然的风向，改变风力。利用这些东西进行自然通风。自然通风很不稳定，在外部不理想的时候用一定的热压通风。比如在本次设计中，在转角的地方设计出入口和玻璃塔，在夏天的时候可以升高，冬天可以降低，周边玻璃起温室的作用，对室内起保温的作用。4章丘市园林局生态科技楼生态设计说明 4.1主要生态技术综上所述，通过我前期对生态技术的研究，这次生态科技馆的设计中运用了以下多种生态技术手段： 1-热水由金属真空集热管提供，无需倾斜放置。2
39、-开发的屋顶露台可以作为夜间乘凉区。3-狭窄的遮阳走道，植物荫凉提供遮阳、凉爽、通风的区域。4-遮阳架和种植屋顶为为屋顶平台和步行区提供遮阳。5-屋檐和顶棚下的通风口给屋顶和楼板通风降温。6-窗户朝向荫凉的内院防热和防眩光。7-中庭流通空间获得自然通风对流。8-通过捕风塔（楼梯间）引导自然通风。10-室外空间设计用以强化室内和室外的通风。11-在近水地区，将空气引导通过吸湿材料的管道过滤，然后通过水托盘进 行 降温。12-木格屏遮阳。13-利用内院水池和景观湖及其周围植物来促进蒸发降温，利用植物来除尘、减少眩光和收集雨水。14-利用铺装来减少尘土，减少地面太阳辐射反光，渗透性地面促进雨水就地渗
40、透，利用植物防沙。15-雨水收集用于景观湖湖水的循环利用，浇灌植物，建立景观植物灌溉系统。16-利用本地材料建造蓄热性墙面减少温度波动，限制开窗面积减少的热。17-利用中心花园使建筑有一个呼吸中心，使建筑的每一个角落都拥有新鲜空气。 4.2方案介绍生态科技楼建筑平面基本呈长方形，设计紧凑、完整减少了冬季建筑的热损失。长轴为东西方向，楼、电梯间与门庭、会议室等非主要工作室，布置在建筑的东西两侧，缓解了东西日照对主要工作区域的影响。餐厅和娱乐室及客房均布置在近水岸边。建筑大堂是一个两层高的门厅，门厅东侧是绿化中庭。不但能为旅客提供一个生机勃勃的良好景观与休息活动空间，而且可以有效地缓解外部环境对休
41、息空间的影响。4.3主要技术手段简介 （1） 缓冲层策略热缓冲中庭(边庭)在的设计中比较明显的算是在南向的一个体积较大的绿化中庭。虽然那只是一个位于建筑南部的边庭，但是其物理功能内涵较之传统的位于建筑内心的中庭要丰富。其基本概念如图所示：在冬季，该中庭是一个全封闭的大暖房。在“温室作用”下，成为大开间公共空间环境的热缓冲层，有效地改善了公共空间热环境并节省供暖的能耗。在过渡季节，它是一个开敞空间，室内和室外保持良好的空气流通，有效的改善了建筑物内部的小气候。在夏天，中庭南窗的百页遮阳板系统能有效的遮蔽直射阳光，使中庭成为了一个巨大的凉棚。中庭南侧为全玻璃外墙，上部开设了天窗，从而利用中庭顶部的
42、反射装饰板，保证开敞门厅的天然光利用。（2）防晒墙在济南（章丘隶属于济南）这个西晒非常严重的城市，如何有效地防止西晒成为热缓冲策略的重要组成部分。考虑采用立体绿化的防晒墙，这面由混凝土制成的防晒墙完全与建筑脱开，上面有悬挂件可以供藤蔓植物攀爬。在夏季与过渡季节，可以完全遮挡西晒的直射阳光。同时防晒墙与建筑主体之间的空隙(4.5m宽)还有利于室内空气的流通(拔风作用)并可保证主体建筑室内的均匀天光照明。在冬季，防晒墙能有效的遮挡西北风，在阳光照度大的天气甚至还能积蓄热量而成为一个蓄热体，在建筑西侧形成一个热保护层，从而有效缓解外部气温对建筑内部的影响。除此之外，从建筑造型角度看，防晒墙的设计手法
43、和细部处理给人们以一种新颖的感觉，极富有个性的。同时使建筑拥有一面绿色的表皮，增加了建筑与环境的对话。如图2.1 图2.1 防晒墙-立体绿化（3）遮阳系统适当的遮阳设计对减少太阳辐射进入建筑内部是十分必要和有效的，所以该建筑很注重遮阳板系统的设计。目前许多比较先进的生态建筑中使用了可自动调节的遮阳装置，可以根据天气的变化、季节的不同，调整对太阳能量的获得。但考虑到这类设备往往难于维护，并且造价十分昂贵。所以我在设计中采用了非机械的固定遮阳板设计。通过对济南区的气象资料研究后对遮阳板进行了计算并对计算结果折衷，选用外遮阳方式并确定南窗遮阳板长度为0.9米，每排间距为2米，材料采用反射性较好得铝合
44、金。由于考虑每间客房均有自己独立的阳台空中小花园，而每间客房的花园位置不同，这样不仅使建筑立面丰富形成凹凸明显的阴影效果更形成了很好的遮阳效果，使得有的位置不需要遮阳板。（4）维护系统体系的缓冲维护结构相信是缓冲设计概念中一个很重要的环节。根据中国的现有建造技术，外墙材料选用了300厚的陶砾空心砖，屋顶为100厚钢筋混凝土板加50厚的聚胺酯发泡材料，其具有良好的保温隔热性能。在窗户选材上，本方案选用了性能较好的双层玻璃，其中南侧玻璃幕墙选用的是6C+12A+6C的中空玻璃（其中C表示通明玻璃，A为空气层），传热系数为冬季2.61, 夏季2.53。西侧东侧以及北侧玻璃选用了6C+9A+6C，热传
45、热系数为冬季2.79夏2.70。南侧中庭天窗为了防止过度日晒，采用了21厚（6C+9A+6C）镀膜发射玻璃，太阳辐射的通过率仅为19.6，因此夏季能有效过渡太阳辐射能量。4.4自然资源的利用（1） 太阳能的利用在设计楼的设计过程中，设计小组对太阳能利用的可能性进行了充分的研究与评估。原来最初考虑的是利用常见的太阳能转化为热能的原理，以太阳能集热板为空调系统提供初级热源，同时太阳能热水系统还可以用于地下室的除湿(再生干燥剂技术)。但由于建筑上取消了全部的地下室，并且太阳能利用中存在一定的局限性(昂贵、不稳定、季节性强、效率低缺乏足够的屋顶面积等)，所以取消了这个想法。接着我们又想到利用太阳能光电
46、材料，所谓太阳能光电材料简单来说，就是将太阳能电池与建筑材料复合而成的新型建材。太阳能光电屋顶、太阳能电力墙和太阳能光电玻璃是目前已经在日本、德国和瑞士等国得到应用的主要太阳能光电材料。它们不仅能吸收太阳热能，还能将其转换为电能，支持住宅内部用电，有些甚至还能将多余电力输入电网。坐落于瑞士斯特科波斯的一座42米高的钟塔两侧墙面便是由太阳能电力墙构成，它发出的电力足以支持巨大时针昼夜不停的运转。用以取代玻璃的透明太阳能光电池，也即太阳能光电玻璃，有望在十年之内成为生态建筑中的主流玻璃材料。而当太阳能技术不断取得突破，太阳能发电效率进一步提高，太阳能光电材料的前景将一片光明。经过反复论证研究，方案
47、采用的是在中国更为超前的一种方案太阳能光电板发电技术，目的也是为了向前迈出试验性的一步。通过网上搜集资料，找到一家日本公司(Kyocera)的产品，考虑使用一部分太阳能光电板为设计楼的报告厅的照明与电器系统提供电能。该公司有两种可供选择的主要产品：一是透明的太阳能板(Transparent Solar Cell)，这种新技术产品可直接用于南向的窗户，这种太阳能板既能保证房间的正常采光，又能利用太阳能发电；二是普通的太阳能光电板，一般架设在建筑屋顶。因为两者的价格相差了近3倍所以决定只采用后者。虽然太阳能光电板系统目前在发达国家已得到了充分的利用，但是它依旧是高层次和先进的利用太阳能的技术所以其
48、造价是十分昂贵的。就普通的太阳能光电板而言，按照日本厂商的报价，每发电3.6千瓦就需投资约4050万人民币(包括光电板本身和蓄电输电系统电路造价)。如果本方案投入100200万元(人民币)，换来的是不到10千瓦的发电量(仅能满足一个学术报告厅的用电量)，这在对于建筑本身来说代价是非常昂贵的。所以最终该方案未采用而是采用了现在比较普及的一种技术真空太阳能集热管。（2）湖水及雨水利用建筑所靠近湖水是很好的资源，湖水所蕴含的热量和温度是一个恒定、安全的可替代能源从而是很值得利用的。而目前在对大地能量的应用中，深井水回灌技术是一种比较成熟的方案。所以在设计楼的设计过程中，曾确定了利用深井水作为天然冷源(热源)的空调方案。这一方案的构想是：在地段周围共打
