建筑设计生态环境融合实践

一、引言

建筑作为人类活动的主要载体，其全生命周期（设计、建造、运营、拆除）与生态环境密切相关——据《中国建筑节能发展报告（2024）》数据，我国建筑行业能耗占全国总能耗的 21.6% ，碳排放占全国总碳排放的 19.4% ，其中建筑设计阶段的决策对后续能耗与环境影响的贡献率超 60% 。随着《绿色建筑评价标准》（GB/T50378-2019）的全面实施与“海绵城市”“无废城市”建设的推进，建筑设计不再仅关注空间功能与美学表达，更需承担“保护生态、修复环境、低碳运行”的责任。

龙源网《家园建筑与设计》期刊强调“以设计赋能生态家园建设”，而当前部分建筑设计仍存在“重形式轻生态”“重技术轻适配”的问题：例如，部分城市商业建筑盲目采用玻璃幕墙，导致夏季室内过热、能耗激增；乡村建筑改造忽视地域生态特征，破坏原有自然肌理。在此背景下，深入探析建筑设计与生态环境的融合实践路径，总结“设计-生态-人居”协同发展的经验，对推动建筑行业向低碳化、生态化转型具有重要的现实意义。

二、建筑设计与生态环境融合的核心实践路径

2.1 被动式节能设计：降低建筑对环境的干预

被动式节能设计通过利用自然条件（如阳光、风力、地形）优化建筑形态与空间布局，减少对主动式能源系统（空调、暖气）的依赖，是建筑与生态环境融合的基础路径，主要应用于以下场景：

2.1.1 居住区建筑朝向与体型优化

在北方寒冷地区，居住区建筑设计需优先考虑采光与保温。通过“南向主立面+北向紧凑布局”的形态设计，最大化利用冬季太阳辐射热——例如，北京某生态居住区将住宅主立面朝向南偏东 15^∘ °，使冬季日照时长增加 2.5 小时/天，室内温度提升 ，冬季供暖能耗降低 28% ；同时，采用“扁平化楼栋+窄面宽设计”，减少建筑体型系数（从 0.35 降至 0.28），降低室外冷风渗透量，进一步减少热量损失。

在南方夏热冬暖地区，居住区设计则聚焦通风散热。通过“行列式布局+通透式底层”设计，引导夏季主导风穿过小区——广州某绿色居住区采用“错列排布 +, 底层架空 3 米”的方案，使小区内风速提升 0.8m/s ，夏季室内自然通风率达85% ，空调使用时长减少 40% ；同时，建筑屋顶采用“ ⋅_30^∘ 倾角坡屋顶+隔热层”，降低太阳辐射对顶层室内温度的影响，顶层室温较传统平顶建筑低 4-6^∘C 。

2.2 自然元素融入：重构建筑与自然的共生关系

将自然元素（绿植、水体、土壤）融入建筑设计，可修复建筑周边生态环境、改善微气候，实现“建筑即景观、景观即生态”的融合效果，主要应用于以下场景：

2.2.1 屋顶与垂直绿化设计

城市高密度居住区与商业建筑通过屋顶、墙面绿化，提升区域绿地率，缓解热岛效应。例如，深圳某商业综合体在屋顶建设“生态花园”，种植本地耐旱植物（如勒杜鹃、肾蕨），覆盖面积达屋顶总面积的 70% ，夏季屋顶表面温度较传统屋顶降低 12-15°C ，建筑顶层室内温度降低 ；同时，在建筑西向墙面设置“垂直绿墙”，通过种植常春藤、绿萝等攀援植物，减少墙面太阳辐射吸收，墙面温度降低 8-10% ，进一步降低室内制冷能耗。

2.2.2 水体与地形的生态利用

在滨水区域与山地建筑设计中，利用自然水体与地形优化生态功能。例如，杭州某滨水居住区保留场地原有河道水系，通过“生态驳岸 + 人工湿地”设计，将河道改造为“雨水调蓄+水质净化”系统——雨水经绿地渗透后汇入湿地，通过水生植物（芦苇、菖蒲）净化，水质达标后再排入河道，年调蓄雨水量达 5000m ³，减少城市内涝风险；同时，利用河道水体的热缓冲作用，夏季为周边建筑降温，冬季增加空气湿度，改善区域微气候。

2.3 生态技术集成：提升建筑生态功能的精准性

通过集成低碳、环保、智能的生态技术，解决建筑设计中的特定生态问题（如能耗过高、污染排放），实现与生态环境的深度适配，主要应用于以下场景：

2.3.1 可再生能源与建筑一体化设计

在光照充足地区，将太阳能技术与建筑外观设计结合，实现“能源生产+美学表达”的双重目标。例如，青海某高原酒店在建筑南向屋顶与立面集成光伏组件，光伏板覆盖率达 80% ，年发电量达 12 万度，满足酒店 30% 的用电需求；同时，光伏板采用“深蓝色哑光材质”，与建筑整体风格协调，避免传统光伏板的视觉突兀感。

在风力资源丰富的地区，小型风力发电机与建筑结合可补充能源供应。例如，内蒙古某草原民宿在建筑顶部安装2 台小型垂直轴风力发电机，单机功率500W，年发电量达 8000 度，满足民宿日常照明与小型电器用电需求，减少对电网供电的依赖。

三、建筑设计生态环境融合面临的挑战与应对建议

3.1 主要挑战

当前建筑设计与生态环境融合实践仍面临三方面挑战：一是地域适配性不足，部分生态设计方案盲目照搬外地经验，忽视本地气候、地形、资源特征，例如在水资源短缺地区采用大面积人工水景，导致水资源浪费；二是成本与效益平衡难，生态技术（如光伏组件、智能监测系统）初期投入较高，部分开发商因短期收益考虑不愿采用，例如一套建筑智能生态监测系统初期投入约 15 万元，回收周期需 5-8 年；三是设计标准落地难，虽有《绿色建筑评价标准》等规范，但部分设计单位对生态指标理解不深，存在“为达标而达标”的形式化设计，生态功能未真正落地。

3.2 应对建议

针对上述挑战，提出三方面建议：一是强化地域生态设计研究，由地方住建部门联合高校、设计院编制《地域生态建筑设计指南》，例如北方地区重点明确被动式保温设计参数，南方地区细化通风散热方案，为设计提供精准指导；二是完善政策激励机制，政府通过“绿色建筑补贴”“税收减免”等政策降低生态设计成本，例如对达到三星级绿色建筑标准的项目给予每平方米200 元补贴，缩短生态技术投资回收周期；三是加强设计全过程监管，将生态设计指标纳入建筑方案评审、施工监理、竣工验收全流程，例如在方案评审阶段增加“生态适配性论证”环节，确保设计方案符合地域生态需求，避免形式化设计。

四、结论与展望

建筑设计与生态环境的融合是实现建筑行业低碳化、可持续发展的核心路径，被动式节能设计、自然元素融入、生态技术集成等实践方法，已在居住区、公共建筑、乡村建筑等场景中展现出显著的生态效益与社会效益——不仅降低了建筑能耗与环境干预，更提升了人居环境质量与地域生态韧性。

未来，建筑设计与生态环境融合将向三个方向深化：一是“全生命周期生态设计”，从建筑材料选择（如低碳混凝土、再生建材）到拆除阶段的资源回收，实现全流程生态管控；二是“生物多样性友好设计”，在建筑周边预留野生动物通道、种植本土植物，构建“建筑-植物-动物”共生的生态系统；三是“数字孪生生态模拟”，利用数字孪生技术在设计阶段模拟建筑对周边生态环境的影响，提前优化设计方案，提升生态融合的精准性。

建筑设计与生态环境的融合不仅是技术与方法的创新，更需树立“敬畏自然、适配自然”的设计理念。未来应进一步加强产学研协同与政策引导，推动生态设计从“示范项目”走向“规模化应用”，为建设人与自然和谐共生的美丽家园提供坚实支撑。

参考文献

[1]王建国，张彤。绿色建筑设计与生态环境融合的实践路径[J].家园建筑与设计，2024,(5):28-32.

[2]俞孔坚，李迪华。海绵城市理念下的居住区生态设计实践[J].城市规划，2023,(8):56-62.

[3]刘加平，董靓。被动式节能技术在寒冷地区建筑设计中的应用[J].建筑科学，2024,(3):1-7.

[4]中国建筑科学研究院。中国绿色建筑发展报告（2024）[R].北京：中国建筑工业出版社，2024.