二十世紀六十年代溫室效應學說的提出，促使人們重新考慮能源的利用方式，引起人們對環(huán)境問題的關心，七十年代的能源危機，更是引發(fā)了人們對能源問題的廣泛關注。近年來，隨著發(fā)展中國家的崛起以及高消耗生活方式的擴展。環(huán)境、資源、能源問題進一步突出。許多國家已開始在各方面采取行動。
在我國，隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展，發(fā)展與環(huán)境之間的矛盾凸現(xiàn)，近年來頻繁出現(xiàn)的水荒、電荒、污染嚴重阻礙了社會的發(fā)展，威脅著人們的健康。國家也在從各方面采取應對措施。參照發(fā)達國家的發(fā)展歷程，建筑業(yè)將成為我國國民經(jīng)濟發(fā)展的支柱產業(yè)之一，它同時也消耗著大量自然資源和能源，產生大量的廢棄物。據(jù)統(tǒng)計，建筑活動消耗了能源總量的近40%，目前，我國建筑垃圾的數(shù)量已占到城市垃圾總量的30%～40%。而全球建筑活動產生的溫室氣體占溫室氣體總量的50%。①現(xiàn)階段，以住宅建設為主導的中國建筑業(yè)仍是一個高能耗高污染的產業(yè)。對我國生態(tài)環(huán)境的破壞負有很大責任。
針對以上問題，在建筑界，對生態(tài)住居建筑的探討和研究，吸引了越來越多的建筑師參與其中。力圖做到在當前及將來，以技術手段緩解環(huán)境與住居建設之間的矛盾，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。人創(chuàng)造了建筑，建筑也反過來塑造了人，影響著我們的生活方式與觀念。生態(tài)住宅的建設，對于改變我們的生活觀、自然觀和價值觀，自覺關愛自然生態(tài)，具有長遠的文化和思想意義。從實際的物質意義來講，可為我們創(chuàng)造自然健康的住居環(huán)境。地球不只屬于我們這一代人，它同樣是我們的子孫后代賴以棲身之所，我們有義務與責任減少能源與資源的浪費。
下面將結合作者所做一個生態(tài)住宅方案的介紹，從各方面對生態(tài)住宅的技術進行探討。由于僅僅是一個方案，許多想法還比較粗糙，具體的實現(xiàn)手段還需要進一步完善。只是希望借此方案能有一個操作層面上的探索，而不僅限于理論上的研究。也希望起到拋磚引玉的作用。
1、 方案介紹：
1）場地：方案所在龍?zhí)渡鷳B(tài)住宅開發(fā)區(qū)為山地，面臨龍?zhí)端畮?，屬于生態(tài)保護區(qū)，植被秀美。
2）氣候：該地地處北京郊區(qū)，屬溫帶大陸性氣候。夏季炎熱，主導風向為東南風；冬季寒冷干燥，主導風向為西北風，全年風速較低，日照時間較長。
2、方案目標：
1）采用合理、生態(tài)的建材。
2）節(jié)約能源，限度使用可再生能源，例如太陽能。
3）節(jié)約水資源，加強水的重復使用。
4）節(jié)約土地，盡可能實現(xiàn)零占地。
5）保護環(huán)境，建造及使用過程中減少對植被的破壞。
6）文脈延續(xù)，延續(xù)特色住居方式，避免建筑形式的單一
3、設計構思分析：
方案借鑒窯洞及土樓等傳統(tǒng)居住形態(tài)，延用圍合內院的概念，利用太陽能材料及技術，采取掩土建筑方式以達成既定目標。
4、實現(xiàn)手段與技術措施：
1）建材：采用混凝土及建筑場地開挖所得石料，使用當?shù)夭牧?，可以?jié)省材料運輸耗能。玻璃頂棚采用鋼骨架，鋼材可以循環(huán)使用，力學性能優(yōu)良，可以以相對少的材料耗費達到承載要求，符合建材的3R 原則
2）節(jié)能：封閉的玻璃頂棚可以起到太陽房和拔風的效果，改善采光和通風狀況并有效利用太陽能。結合通風井安裝太陽能電池板，作為日常電力部分來源，部分存于蓄電池，供陰雨天使用。
玻璃頂棚的設計，旨在促進空氣自然流通，達到自然空調的目的，以節(jié)約空調運行能源。玻璃頂棚為雙層構造，雙層玻璃中間為可調節(jié)式百葉，單面涂覆高反射型材料，如鋁箔。
在夏季白天，百葉的反射面朝向室外，反射陽光。玻璃頂棚下方為單向流通式吊頂百葉，氣流只可以由下方往上方流動，不能由上方向下方流動。玻璃頂棚上方的空氣被加熱上升，由頂棚上方排出，形成負壓。促進室內空氣流通。
新風由多向引風道導入，多向引風道可以保證捕捉到各方向的風，導入的新風經(jīng)過引風道內霧化水噴頭的加濕降溫，且在負壓的吸引下下沉，經(jīng)由處于房間下方的進氣口流入室內，這樣，室內下方空氣溫度較低，經(jīng)人體散熱和室內熱量加溫后，上升由頂棚排出，保證環(huán)境溫度的舒適與空氣清新。
夏季夜晚，頂棚開啟，由于該地位于山區(qū)，下有大面積水體（水庫），在夜間和日間會有山地風形成，夜晚，山風將由山頂吹向山底。一方面山地風穿過頂棚上方，會在室內形成負壓，促進室內空氣流通。另一方面，山風可由引風道進入室內。形成適宜的室內溫度。
冬季白天，通過百葉角度的調節(jié)，可將陽光引入中庭，將室內加熱，同時，帶有夾層的雙層玻璃結構，可以有效防止熱量散失，形成太陽溫室，不用額外采暖。同時，頂棚的熱空氣由空氣泵導入地下室，加熱卵石床，將熱量儲存起來，以備陰雨天氣和夜間使用。
冬季夜晚，百葉關閉，覆有反射涂層的一面朝向室內，防止室內熱量散失。地下室卵石儲熱床在白天儲存的熱量散出，加熱空氣，熱空氣由風扇通過管道送至各房間。部分頂棚處安裝太陽能電池板，發(fā)出的電可以用來照明以及提供循環(huán)風扇的使用。
3）水利用：設雨水收集系統(tǒng)，廚房及衛(wèi)生間灰水收集后進行簡單生物處理，可供衛(wèi)生間沖洗、綠化灌溉、洗車、灑掃等用途
4）節(jié)地：建筑大部分嵌入山體中，基本實現(xiàn)零占地。
5）環(huán)境：屋頂可覆土綠化以恢復原有植被，減少了對室外環(huán)境的破壞。室內空氣環(huán)境的優(yōu)化由排風管完成。風向標式排風管自動指向下風向，并由風扇形成負壓，吸引室內污濁空氣排出。排風管室外部分涂黑色吸熱涂層，利用日光加熱管口空氣，有利于形成負壓，促進空氣流動。
6）綠化：在住宅北側及西側種植常綠樹，可在冬季有效的抵御寒冷的西北風。在南側種植落葉樹，夏季的枝葉形成綠蔭，遮擋陽光，防止室內過熱；冬季落葉之后可以減少對陽光的阻擋，有利于陽光射入室內，提高室內溫度。
在我國，隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展，發(fā)展與環(huán)境之間的矛盾凸現(xiàn)，近年來頻繁出現(xiàn)的水荒、電荒、污染嚴重阻礙了社會的發(fā)展，威脅著人們的健康。國家也在從各方面采取應對措施。參照發(fā)達國家的發(fā)展歷程，建筑業(yè)將成為我國國民經(jīng)濟發(fā)展的支柱產業(yè)之一，它同時也消耗著大量自然資源和能源，產生大量的廢棄物。據(jù)統(tǒng)計，建筑活動消耗了能源總量的近40%，目前，我國建筑垃圾的數(shù)量已占到城市垃圾總量的30%～40%。而全球建筑活動產生的溫室氣體占溫室氣體總量的50%。①現(xiàn)階段，以住宅建設為主導的中國建筑業(yè)仍是一個高能耗高污染的產業(yè)。對我國生態(tài)環(huán)境的破壞負有很大責任。
針對以上問題，在建筑界，對生態(tài)住居建筑的探討和研究，吸引了越來越多的建筑師參與其中。力圖做到在當前及將來，以技術手段緩解環(huán)境與住居建設之間的矛盾，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。人創(chuàng)造了建筑，建筑也反過來塑造了人，影響著我們的生活方式與觀念。生態(tài)住宅的建設，對于改變我們的生活觀、自然觀和價值觀，自覺關愛自然生態(tài)，具有長遠的文化和思想意義。從實際的物質意義來講，可為我們創(chuàng)造自然健康的住居環(huán)境。地球不只屬于我們這一代人，它同樣是我們的子孫后代賴以棲身之所，我們有義務與責任減少能源與資源的浪費。
下面將結合作者所做一個生態(tài)住宅方案的介紹，從各方面對生態(tài)住宅的技術進行探討。由于僅僅是一個方案，許多想法還比較粗糙，具體的實現(xiàn)手段還需要進一步完善。只是希望借此方案能有一個操作層面上的探索，而不僅限于理論上的研究。也希望起到拋磚引玉的作用。
1、 方案介紹：
1）場地：方案所在龍?zhí)渡鷳B(tài)住宅開發(fā)區(qū)為山地，面臨龍?zhí)端畮?，屬于生態(tài)保護區(qū)，植被秀美。
2）氣候：該地地處北京郊區(qū)，屬溫帶大陸性氣候。夏季炎熱，主導風向為東南風；冬季寒冷干燥，主導風向為西北風，全年風速較低，日照時間較長。
2、方案目標：
1）采用合理、生態(tài)的建材。
2）節(jié)約能源，限度使用可再生能源，例如太陽能。
3）節(jié)約水資源，加強水的重復使用。
4）節(jié)約土地，盡可能實現(xiàn)零占地。
5）保護環(huán)境，建造及使用過程中減少對植被的破壞。
6）文脈延續(xù)，延續(xù)特色住居方式，避免建筑形式的單一
3、設計構思分析：
方案借鑒窯洞及土樓等傳統(tǒng)居住形態(tài)，延用圍合內院的概念，利用太陽能材料及技術，采取掩土建筑方式以達成既定目標。
4、實現(xiàn)手段與技術措施：
1）建材：采用混凝土及建筑場地開挖所得石料，使用當?shù)夭牧?，可以?jié)省材料運輸耗能。玻璃頂棚采用鋼骨架，鋼材可以循環(huán)使用，力學性能優(yōu)良，可以以相對少的材料耗費達到承載要求，符合建材的3R 原則
2）節(jié)能：封閉的玻璃頂棚可以起到太陽房和拔風的效果，改善采光和通風狀況并有效利用太陽能。結合通風井安裝太陽能電池板，作為日常電力部分來源，部分存于蓄電池，供陰雨天使用。
玻璃頂棚的設計，旨在促進空氣自然流通，達到自然空調的目的，以節(jié)約空調運行能源。玻璃頂棚為雙層構造，雙層玻璃中間為可調節(jié)式百葉，單面涂覆高反射型材料，如鋁箔。
在夏季白天，百葉的反射面朝向室外，反射陽光。玻璃頂棚下方為單向流通式吊頂百葉，氣流只可以由下方往上方流動，不能由上方向下方流動。玻璃頂棚上方的空氣被加熱上升，由頂棚上方排出，形成負壓。促進室內空氣流通。
新風由多向引風道導入，多向引風道可以保證捕捉到各方向的風，導入的新風經(jīng)過引風道內霧化水噴頭的加濕降溫，且在負壓的吸引下下沉，經(jīng)由處于房間下方的進氣口流入室內，這樣，室內下方空氣溫度較低，經(jīng)人體散熱和室內熱量加溫后，上升由頂棚排出，保證環(huán)境溫度的舒適與空氣清新。
夏季夜晚，頂棚開啟，由于該地位于山區(qū)，下有大面積水體（水庫），在夜間和日間會有山地風形成，夜晚，山風將由山頂吹向山底。一方面山地風穿過頂棚上方，會在室內形成負壓，促進室內空氣流通。另一方面，山風可由引風道進入室內。形成適宜的室內溫度。
冬季白天，通過百葉角度的調節(jié)，可將陽光引入中庭，將室內加熱，同時，帶有夾層的雙層玻璃結構，可以有效防止熱量散失，形成太陽溫室，不用額外采暖。同時，頂棚的熱空氣由空氣泵導入地下室，加熱卵石床，將熱量儲存起來，以備陰雨天氣和夜間使用。
冬季夜晚，百葉關閉，覆有反射涂層的一面朝向室內，防止室內熱量散失。地下室卵石儲熱床在白天儲存的熱量散出，加熱空氣，熱空氣由風扇通過管道送至各房間。部分頂棚處安裝太陽能電池板，發(fā)出的電可以用來照明以及提供循環(huán)風扇的使用。
3）水利用：設雨水收集系統(tǒng)，廚房及衛(wèi)生間灰水收集后進行簡單生物處理，可供衛(wèi)生間沖洗、綠化灌溉、洗車、灑掃等用途
4）節(jié)地：建筑大部分嵌入山體中，基本實現(xiàn)零占地。
5）環(huán)境：屋頂可覆土綠化以恢復原有植被，減少了對室外環(huán)境的破壞。室內空氣環(huán)境的優(yōu)化由排風管完成。風向標式排風管自動指向下風向，并由風扇形成負壓，吸引室內污濁空氣排出。排風管室外部分涂黑色吸熱涂層，利用日光加熱管口空氣，有利于形成負壓，促進空氣流動。
6）綠化：在住宅北側及西側種植常綠樹，可在冬季有效的抵御寒冷的西北風。在南側種植落葉樹，夏季的枝葉形成綠蔭，遮擋陽光，防止室內過熱；冬季落葉之后可以減少對陽光的阻擋，有利于陽光射入室內，提高室內溫度。