《生态建筑》设计原理及设计方法

3、地热能利用
当前地热能的主要用途是发电，直接应用于建筑的很少。我们可以设计地热能 供热系统，直接为城市或小区内的建筑物供暖。生态建筑要综合利用洁净能源，地 热能供热不失为一个好的选择。地热能利用系统最好集中设置，为整个建筑群或生 态小区供暖 ，是一种联合使用的技术设备系统，这样有利于整个系统的经济性。 地源热泵技术特点
主动式太阳能
需要一些特殊的装置来收集热辐射，并将其转化为可以利用的电能和热 能。当然将辐射能用于制冷也具有同等重要的地位。
1）主动太阳能取暖 是指将太阳的辐射能通过集热装置转变为热能后直接利用，或将这种转
换来的热变为机械能，带动机器和发电。所以太阳能的热利用非常广泛，主 要有太阳灶、太阳冶炼炉、太阳热水器、太阳房、太阳能致冷、太阳干燥器、 太阳蒸馏器、太阳热力机和太阳热发电等等。
2）建筑与社会环境共生
① 继承保护城市与地域的景观特色 ② 创造出积极的城市新景观 ③ 对古建筑的妥善保存 ④ 对传统街区景观的继承和发展 ⑤ 保持居民原有生活方式 ⑥ 继承地方传统的施工技术和生产技术 ⑦ 对城市土地、能源、交通的适度使用 ⑧ 让居民参与建筑设计与街区更新 ⑨ 保持城市的恒久魅力与活力等
1 、生态建筑的能量利用
① 太阳能 ② 风能 ③ 地热能
1、太阳能利用
① 被动式太阳能技术 ② 主动式太阳能技术
被动式太阳能
① 太阳能蓄热房
② 太阳能蓄热墙
最先设计这种太阳房的人是法国的特朗勃教授（F.Trombe），他在房屋的向阳面设计 一种夹墙，正面装有透明玻璃，内壁涂黑，夹墙上下朝室内开有小窗，当太阳晒到夹 墙的黑体时，墙内温度上升，热空气由上部窗口进入室内，同时室内底层较冷的空气 由下部窗口被吸入墙内，形成自动抽气循环，慢慢室内的空气都被加热。所以这就被 叫做集热墙，国际上也以他的名字命名为“特朗勃墙”。若在集热墙的顶部开一天窗， 夏天打开此天窗，并将房间的背阴面窗也开启，或能与地下室联通，则集热墙就像烟 囱似地抽气，室内的空气加速流动，热气排出，冷气吸进，实为一种自然空调。因此， 集热墙式的太阳房可以做到冬暖夏凉。
2）主动式太阳能发电 在建筑中利用太阳能电池发电为建筑提供能源，既无污染又无噪音，是非常
理想的供能系统。我们可以利用目前最可靠的、效果可达 9%左右的非晶硅薄膜太 阳电池接受太阳能，这样不仅可以为照明设备等供电，还能减少火力发电产生的 污，起到保护环境的作用。
随着时代的进步，太阳能电池有了更多的种类。太阳能电池可与建筑材料或
适应变化的四种设计策略
二、生态建筑的设计方法
1. 整体设计的方法
① 建筑与自然环境共生 ② 建筑与社会环境共生
2. 高效无污染的设计方法
① “节流”—— 降低能源消耗 ② “开源”—— 开发利用新的 可再生能源 ③ 建筑材料无害化 ④ 建筑材料重复循环使用 ⑤ 建筑使用过程中排出的废物、垃圾的回收利用、无害化处理 ⑥ 舒适健康的室内环境
地源热泵的推广范例
2、生态建筑的保温与隔热
① 生态建筑的保温及外墙节能 ② 生态建筑的隔热
1、生态建筑的保温及外墙节能
伦佐.皮阿诺：特吉巴欧文化中心
是一个与当地自然环境、社会环境紧密结合的一个 极佳的例子。文化中心得到了人们特别是当地居民的认 可。在这个设计中，现代的生态建造技术与当地传统地 域文化巧妙而强烈的结合起来，为我们树立了一个生态 建筑设计的典范。
2、高效无污染的设计方法
① 生态建筑的能量利用 ② 生态建筑的保温与隔热 ③ 生态建筑的遮阳 ④ 生态建筑的自然通风 ⑤ 生态建筑的自然采光 ⑥ 生态建筑的中水利用 ⑦ 生态建筑的雨水利用 ⑧ 生态建筑的绿化 ⑨ 生态建筑的废物回收利用 ⑩ 生态建筑的综合设计策略
该项目位于东京都最具代表 性的高级住宅地元麻布地区， 属于大规模住宅项目。以 “森林都市”为主题，两侧 的两栋低层建筑衬托着巨树 般的高层建筑“森林塔楼”， 占地面积的一半以上都是绿 化地，建筑顶层及阳台也是 绿意盎然。此项目是体现森 大厦的城市与自然共生理念 的经典项目。SPA、屋顶花 园、空中豪华酒吧等附带设 施及24小时多语种对应的 管家式服务，让住户得以享 受舒适的都心生活。
构件合为一体，形成一种崭新的建筑材料，成为建筑物整体的一部分，例如太阳 能光电屋顶、太阳能电力墙以及太阳能光电玻璃，这种建筑材料可以获取更多的 阳光，产生更多的能量，并且不会影响建筑的美观，即保温、发电、采光、装饰 于一体，是一种高技术的生态建筑复合型建筑材料。
弗莱堡生态住区
世博会国家主题馆
2、风能利用
地源热泵实质上是一种热能提升装置，从周围环境中吸取热量并把它传递给被 加热的对象，和常规的供热空调系统相似。以冬季在北方供热的过程为例，首先凿 井抽取具有一定温度的地下水，通过管道输送到机组里，机组经过提能转换把其中 的热能提取出来，加入到供热管道中去，使供热管道的温度达到五六十度就可以实 现为千家万户供暖了（图2-14）。被提取热量之后的地下水又通过管道回灌到地下， 不造成水资源的浪费。
3. 灵活多适的设计方法
① 建筑的长寿命设计 ② 设计的灵活性保证建筑能够对未来做出适应性改变 ③ 合理废弃 实现建筑材料的再利用
1、整体的设计方法
1）建筑与自然环境共生
在现代社会中，我们面临的大多是在繁华城市中的建筑选址。
各类要素叠加后的图显示出社会损失 最小的路线
L 麦克哈格:美国里士满林园大路选线方案
第五讲
生态建筑的设计原理及设 计方法
一．生态建筑的设计原则 1. 整体设计原则 2. 高效无污染原则 3. 灵活多适原则
二．生态建筑的设计方法 1. 整体设计的方法 2. 高效无污染的设计方法 3. 灵活多适的设计方法
一、生态建筑的设计原则
（3） 灵活多适原则 这是ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ态建筑的空间时间属性决定
的。采用适应变化的设计策略，避免 建筑过早废弃，使其能够得到再次利 用或多次利用，节省建造新建筑所需 的重复建设费用。适应变化的设计策 略主要有四种：适应性改变、灵活性 设计概念、长寿多适概念和合理废弃 概念，在具体设计中应灵活采用。