生态工程原理（精选12篇）
生态工程原理 篇1
我国是一个多湖泊国家, 全国共有湖泊2 759个, 总面积达91 019 km2, 占国土面积的0.95%, 其中约三分之一为淡水湖泊, 主要分布在东部沿海与长江中下游地区, 且绝大多数为浅水湖泊[1]。由于这些湖泊所处位置经济发达, 人类活动极大地改变了自然湖泊各要素的循环规律, 这些湖泊中多数已经富营养化或正在富营养化中[2]。其中鄱阳湖、洪湖、太湖和东湖的水质从20世纪60年代到90年代依次下降。湖泊生态系统结构和功能退化, 蓝藻水华频繁暴发, 水质性缺水日趋严重, 湖泊水环境恶化与富营养化问题正在严重制约着社会和经济的可持续发展[3]。
水生生态系统修复 (Aquatic Ecosystem Restoration, 简称AER) 是指通过一系列的保护措施将已经退化的水生生态系统恢复或修复到使其能够长久保持稳定的水平, 即补救已经退化的水生生态系统, 减轻其影响, 使水生生态系统具有更高的生态耐受性。恢复生态学是研究生态系统退化的原因、退化生态恢复与重建的技术与方法、生态学过程与机理的科学。研究内容主要涉及两个方面, 一是对生态系统退化与恢复的生态学过程, 包括各类退化生态系统的成因和驱动力、退化过程、特点等;二是通过生态工程技术对各种退化生态系统恢复与重建模式的试验示范研究[4]。
1 湖泊水体退化的原因
近年来, 我国湖泊退化严重, 太湖蓝藻频繁暴发, 究其原因主要是城市和农村污水排入太湖造成的富营养化。G·P·Shang&J·C·Shang分析了巢湖尤其是西巢湖富营养化的时间和空间变化及其影响因素, 认为主要原因是自然条件适宜绿藻生长、环境恶化污染增多、玉溪关建设以及人口增长等[5]。
Thomas Neumann等使用13C和18O标记观察了湖泊许多年来来的演变过程, 阐述了湖泊富营养化的机理以及可能受12C、13C和少量CO2影响的可能原因, 并发现增加的TIC、TOC、TN和TP富集是由1971到1974年邻近湿地排水进入的营养负荷和悬浮物引起的[6]。
在一些酸性矿区附近的湖泊酸化是湖泊退化的另一个主要因素。
2 湖泊水体生态修复措施
除了依靠水生态系统本身的自适应、自组织、自调节能力恢复破坏的水生态系统外, 还可采取人工方法恢复, 这被称为生态修复。这种方法就是充分认识和利用自然规律, 以自然演化为主, 通过人工强化, 加速自然演替过程。
目前, 针对湖泊富营养化的控制技术主要分为3大类:一是营养盐控制, 二是直接除藻, 此方法难以从根本上消除水华现象。三是生物调控和生态恢复, 以浮游动物及鱼类控制浮游植物, 以水生高等植物控制水体营养盐, 同时结合环境工程和生态工程, 恢复受损生态系统, 提高水体自净能力。
富营养化湖泊的治理通常采取控制污染源、恢复生态和控制水华及实施流域管理3个步骤。其中恢复水生高等植物是生态恢复与水华控制的主要步骤。因为水生植物可以遏制沉积物的动力悬浮, 同时可以吸收水体与沉积物中的营养盐, 降低营养盐负荷, 遏制水华的发生。在太湖地区, 北太湖的梅梁湾与东太湖的营养盐浓度都比较高, 但是前者表现为蓝藻水华大量发生, 水体浑浊;而后者清澈见底, 表现为高等水生植物茂盛。通过恢复水生植物, 可以有效达到改善水质, 控制富营养化发展的目的。因此恢复水生植物, 净化水质成为湖泊生态修复的核心内容。
一般的湖泊水体富营养修复方法有化学法、物理法和生物修复等。
2.1 化学法
一些化学物质可以络合氮磷营养物质从而降低水体的营养负荷。向湖泊投加化学络合剂可以降低氮磷营养含量。Alan J·Martina等研究了受采矿影响的富营养化湖泊, 认为是由于矿区的N、P营养盐, 限制因素是磷。系统后来趋于贫营养的原因是P的减少和由于Fe (Ⅲ) 氧化还原层的加深使得As转移建立的贫营养环境[7]。G·Yuan, L·Wu指出含铝蒙脱土是一种环境友好而且经济的材料, 可以吸附磷, 从而降低富营养化[8]。
2.2 物理法
2.2.1 底泥疏浚
疏浚底泥可在短期内减少表层底泥的营养盐浓度、减少藻类种群和孢子现存量, 改善水质, 但从长时间来看, 疏浚底泥不是控制湖泊富营养化的充要条件。疏浚工程处理不当可能对生态环境产生负面影响[9]。应考虑采用环保疏浚技术, 环保疏浚技术要求疏浚精度高, 在疏浚过程中采取措施防止二次污染, 并对清除的底泥进行安全处置等[10,11]。
濮培民等研究了玄武湖清淤的效果, 认为即使截污后比较彻底的清淤, 对于水质的改善也并不明显, 透明度仍然只有20 cm, 离控制富营养化相差很远。
J·G·M.Roelofs等对荷兰的酸化和富营养两种湖泊的植物修复试验发现, 仅仅底泥疏浚不能使软水植物恢复, 附加的对抗酸性的措施是必要的。只撒石灰而不疏浚底泥会导致水质再次酸化。底泥疏浚后在水层撒石灰会使得植物在撒石灰后的几年重建, 但是会造成很高的浊度和底泥富营养[12]。
2.2.2 物理生态工程
物理生态工程 (PEEN) 技术以4 m高等水生植物、宏观仿生学、微生物及管理为核心, 主要技术有4个方面:一是能适应多种底质、风浪、湖流条件的软隔离墙过滤技术;二是水生生物群落镶嵌技术;三是捕藻技术;四是固定化氮循环细菌技术。PEEN已经在太湖梅梁湾、五里湖、贵阳红枫湖和南京莫愁湖等地试验过[13]。
2.3 植物修复
水生植物对污染水体有一定的净化能力, 在污染水体中种植对污染物吸收能力强且耐性好的植物, 应用植物对污染物的吸附、吸收、富集和降解以及植物根系—根际微生物的联合作用等, 将水体中污染物去除或固定, 从而实现水体修复。常用于水体修复的植物包括各种沉水植物、挺水植物、浮水植物和湿生植物, 如凤眼莲、芦苇、香蒲、喜旱莲子草、水芹、浮萍、菱和菖蒲等等[14]。
植物修复可以和其他方法联合实施。童昌华等采用水生植物修复和物理措施处理底泥, 结果表明, 水生植物能有效抑制底泥中硝态氮和氨态氮的释放, 沉水植物狐尾藻比漂浮植物凤眼莲的效果好。水生植物修复能有效抑制底泥中营养盐的释放[15]。
引清调水是一种利用水利工程改善河湖水环境的新思路。将引清调水与生物修复相结合, 能发挥各自优势, 弥补其局限性。何用等以汉阳4湖为例, 通过3种主要途径将引清调水与生物修复结合, 即短期引清调水与长期生物修复相结合, 局部生物修复与大区域调水置换结合, 水力调度调控与湖泊生物恢复结合, 最终达到生态恢复的目的[16]。
低温季节植物修复对环境的要求更严格。童昌华等利用人工模拟的方法, 在低温季节用金鱼藻等6种植物对养鱼池污水进行净化处理。结果表明, 即使在冬季或低温条件下, 6种植物对TN、TP和硝态氮仍有较好的吸收效果, 对氨态氮的吸收效果稍差。处理4～8 d后能显著提高水体透明度, 改善水质, 但对改善COD和DO的效果不理想。另外, 冬季或低温使植株或部分组织衰老枯死, 并不会使水中的营养盐浓度增加, 但会导致COD上升。为了提高修复工程在冬季净化水质的能力, 胡春华等在太湖引种耐寒的飘浮物种, 采取若干防寒措施后, 水生植物能青翠越冬并改善水质。水质净化的机理为高等水生植物及其共生细菌的共同作用, 使其成为能够抵抗环境变化的稳定的生态系统, 从而净化水体[17,18]。
另外, 水生植物的死亡会导致水质下降。成小英等在莫愁湖生态工程围区内, 将凤眼莲压入水下, 待其自然腐烂分解, 跟踪监测水质变化情况, 研究凤眼莲腐烂分解对湖泊水质的影响。结果表明, 初冬压入水下的凤眼莲腐烂并对湖泊水体产生污染, 水质变化呈抛物线状。由于残体释放量与水体自净力之间存在此消彼长的关系, 提高湖泊水体自净能力是降低冬季水生植物死亡污染水体的关键所在[19]。
2.4 动物修复
动物修复是指利用湖泊中的动物如田螺、鱼类等对水体的净化。
A·G·Rogozin在5个湖泊中, 用片段取样和平均取样法测定了水体中浮游动物的数量, 表明浮游动物的数量和湖泊营养情况指数TSI相关性良好[20]。但是植物、动物的培育需要一定的外部环境, 生物修复往往受湖泊水环境制约, 周期长, 见效慢, 净化效果受季节变化影响。因此, 并非所有污染物都能被生物吸收、利用和降解, 其处理能力受环境因子制约[21,22]。
3 湖泊水体生态工程实例
3.1 五里湖示范工程
陈开宁等在五里湖建立了生态重建示范工程。地点设在五里湖西部南岸水域。大型围隔示范工程区地处风浪冲击带, 岸线长735 m, 其中除150 m的硬质水泥立岸外, 水陆交错带由碎石和粗沙组成。
经过生态重建, 示范区内的水生植物种类增多, 多个月份总氮<2.5 mg/L;总磷<0.08 mg/L, 透明度也有较大幅度提高, 逐步实现水体从浮游植物占优势的浊水态向大型水生植物占优势的清水态转变。
结论一是五里湖生态系统退化、水体严重富营养化造成的因素较多。二是水生植物的恢复与重建要从湖岸带挺水植物与浮叶植物着手, 随整个湖区水质改善后逐步建立与发展沉水植物群落。三是清除鱼类是初期建立沉水植物群落的关键。特别是一些小体型野杂鱼不仅增殖速度快, 而且主要以浮游动物为食, 扰动沉积物再悬浮, 对沉水植物初期生长有较大破坏性[23]。
3.2 梅梁湾示范区
针对蓝藻水华浓度高和易于堆积的特点, 秦伯强等建立的示范区采用了PVC围隔挡藻, 围绕牵龙口水厂取水口组成两道隔离。除了软围隔挡藻外, 还在生态净化区布设了滤食性鱼控藻、贝控藻、机械除藻和絮凝除藻等其他辅助措施。在基础环境改善与综合控藻除藻的基础上, 强化净化区实施水生植物恢复与生态系统构建, 进一步实施水质净化的各种生物或非生物措施。沉水植物主要在浅水水域种植, 深水水域种植了漂浮植物和浮叶植物。工程建成后许多水质指标都有好转, 但就叶绿素a而言, 改善并不显著[24]。
3.3 骆马湖生态工程
影响骆马湖富营养化的主要因素有京杭大运河和沂河来水携带的营养物质和水生高等植物的破坏。
骆马湖生态建设的主要内容是建立南水北调骆马湖水源保护区、骆马湖湖滨生态林业建设和骆马湖东大堤多功能生态堤岸建设。示范工程通过建立自然保护区、建设入湖口人工湿地、发展生态渔业和生态旅游从而实现了骆马湖周边地区经济的可持续发展[25,26]。
3.4 什刹海生态工程
以物理除藻为前提, 通过实施基底修复而开展水体充氧等手段, 达到恢复水生植被的目的。应用的修复技术有臭氧/超声波除藻、基底修复、水下曝气充氧及冬季冰下底部充氧等。工程实施近一年后效果明显, 总氮和总磷去除率大幅提高, 后海的水体水质正向着良性生态的方向发展[27]。
3.5 滇池生态工程
为了加快治理滇池的富营养化水体, 采取了污染源治理和控制措施, 包括工业污染源的治理和控制、城市生活污水治理和控制及面源污染控制等。滇池内源综合治理包括了草海底泥疏浚工程、取水口净化工程、捕获水体中的蓝藻和湖滨带水生植被和湿地的恢复。此外还进行了滇池水污染防治管理和法制建设[28]。
4 结论
湖泊水生态工程已经成为湖泊生态系统恢复的必要工程。目前, 主要是采用物理、化学、生物联合修复的方法。大型的示范工程也取得了一定成效, 但大多是在靠陆地的湖泊沿岸设围隔, 然后进行处理。要在更大规模上取得成功还需要进一步的探索。如何克服外界环境的影响, 对自然环境恶化的治理以及人类污染排放的限制管理措施等, 这些都需要我们关注。而在工程措施上则要进一步研究各种措施之间的相互关系, 用最低的成本达到最有利的生态修复程度, 从而净化水源地, 美化环境, 实现人与自然的和谐。
摘要：湖泊作为陆地水系, 与人类生活用水、生态环境密切相关。主要介绍富营养化湖泊和酸化湖泊的生态修复工程技术。污染湖泊修复的生态工程复杂多样, 且都是以自然生态为基础的, 其中采用物理化学生物联合修复, 以恢复大型植物为标志的方法是主要的。目前, 各种生态示范工程都取得了一定成效, 但湖泊水质的完全恢复还有漫长的道路。
关键词：湖泊,生态工程,富营养化,酸性湖泊
生态工程原理 篇2
生态工程基本原理一节的教学设计
1 教学目标 1.1 知识目标 说出生态工程的概念;列举生态工程的意义;列举生态工程的.基本原理,举例说出各原理的主要内容;尝试运用生态工程原理,分析生态环境问题及解决对策.
作 者：刘义友 Liu Yiyou 作者单位：江苏省南通市南通中学,226001 刊 名：中学生物学 英文刊名：MIDDLE SCHOOL BIOLOGY 年，卷(期)：2009 25(12) 分类号：G63 关键词：生态工程原理 篇3
【关键词】造林；绿化；林业生态工程；生态系统
森林经营管理应该有调节森林生长的能力，以至于世世代代从森林得到资源和其他服务。随着社会进步和科技的发展，森林永续利用概念在不断完善和演变，传统林业是以收获木材为主，现代林业强调生态系统经营。林业生态工程是指依据生态工程学和森林生态学的基本原理，设计、建造的以木本植物为主体、协调人与自然关系的一种生产工艺系统。本文就林业生态工程的概念、林业生态工程的基本原理进行了论述，并阐述了林业生态工程的未来发展趋势。森林是自然界中的一个重要的生态系统。天然林是经过很长的历史阶段，经过反复的自然选择下的生存竞争而形成的一个和谐的森林生物与森林环境相互作用的整体。森林生态系统一般讲是一个稳定的、抗逆行较强的生态系统。但是，也不可忽视当外界干扰(如人类采伐、垦殖、病虫害大发生、火灾、大气候变化)强度超过系统承载能力的时候，这个系统也会崩溃。
1.林业生态工程的概念
林业生态工程是根据生态学、生态经济学、系统科学与生态工程原理，针对自然资源环境特征和社会经济发展现状所进行的以木本植物为主题，并将相应的植物、动物、微生物等生物种群人工匹配结合而形成的稳定而高效的人工复合生态系统的过程。它本身包括着传统的造林绿化内容，一些成功的单项造林技术与新技术的筛选与应用，但不是简单“相加”与“拼盘”，它的目的不仅只考虑经济效益，而是经济、生态、社会三大效益并重：它的全过程是配套技术合理组合的完整工艺流程。
林业生态环境工程在生态环境建设、流域治理、农村可持续发展中的位置与作用是无可限量的。其中包含的知识涉及中国主要生态环境问题与空间分布：我国的林业生态工程的总体布局与规划；六大林业生态工程的基本情况与特点；中国生态环境工程建设面临的问题与林业生态工程发展战略，立地划分与适地适树，书时种选择与林分组成：合理密度与密度控制；整地与造林方法；幼林抚育：防护林的林分定向培育；不同区域山丘区环境、资源、水土流失及土地利用特点：以流域、水网、山系等为单元的生态防护体系的构成与特点；水土保持、水源涵养、农田林网、农林复合、灾害地植被恢复、河岸道路防护、海岸防护等防护林的配置與构建技术：干旱、盐碱、风沙、干瘠、钙积层等技术问题。
2.林业生态工程的基本原理
2.1系统论原理
人工生态系统的建造凋控是生态工程的主要目的所在。我国著名科学家钱学森教授给“系统”所下的定义是“由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体”、凡是一个系统它应具备如下特征。
2.1.1结构的有序性一个系统既然是一有机整体，它本身必须具备自然或人为划定的明显边界，边界内的功能具有明显相对的立性。一片果园、一个人工林它与相邻的系统是具有明显边界的，其功能与其他系统也是不同的。同时，每一个系统本身一定要有两个或两个以上的组分所组成。系统内的组分之间具有复杂的作用和依存关系。作为人工林生态系统，本身就包括着森林生物和森林环境两大组分，而其两大组分又可以自成系统(子系统)。像森林生物要分成植物(林木与伴生植物)、动物《乌兽、昆虫)、微生物(真菌、细菌)；从环境角度讲+作为人工生态系统又应当分成自然环境和社会经济环境。这些组分形成厂形成了复杂的水平分离和垂直分离。
2.1.2系统的整体性为一个稳定高效的系统必然是一个和谐的整体，各组分之间必须具有适当的量的比例关系和明显的功能上的分工与协调，只有这样才能使系统顺利完成能量、物质、信息、价值的转换功能。系统中某一个组分发生量的变化以后必然影响到其他组分的反应，最终影响到整个系统。林、眶生态工程设计、建造过程中一个重要任务就是如何通过整体结构的建造而实现人工生态系统的高功能。
2.2环境因子的综合性
自然界中众多个环境因子都有自己的计算单位，每个因子也都是对生物产生重大影响。在林业生态工程中要十分注意的是多项因子对生物群落的综合作用。这种综合影响的作用往往与单因子影响有巨大的差异。如何进行多因子综合评价对今后林业生态工程研究是十分重要的。
2.3食物链原理
食物链与食物网是生态学的重要原理，食物链与食物网中的绿色植物通过叶绿素使太阳能转化为化学能贮存于植株之中，所以，称绿色植物为“生产者”。绿色植物被草食动物所食，草食动物被肉食动物吃掉，这些动物中有的吃草，有的吃其他动物以维持其生命。植物和动物残体又可为小动物和低等生物分解、以这种吃与被吃关系形成的关系称之为食物链关系。后两者分别称之为“消费者”和“分解者”。
2.4扩大视野
修正传统林业概念多少年来我国大农业范畴一直存在着一个传统观念，农业就是粮食、林业就是“大木头”、畜牧业就是猪和鸡。林业建设几年来一直认为用材林才是林，造林就是刨坑栽树，农出防护林就是大小方田林网。林业越来越萎缩，概念越来越窄，专业越分越细，将一个森林大系统分割得零零落落，把很多本来属于林业范畴的东西，如中草药、食用菌、野生动植物、野生花卉、香料植物甚至呆树都拒之门外。这种观点对我国林业的发展是十分有害的。提出林业生态工程就是要归还林业的本来面目，把林业作为一个完整的大系统来看待，发挥林业的综合功能。
3.未来发展趋势与展望
现代林业的一个突出特点是森林生态环境意义的加强。世界环发大会秘书长斯特朗指出，“森林在世界范围内的环境保护方面占有独一无二的位置”。针对这种形势，大多数国家的林业发展都在做出新的选择，进行深刻革新。无论是提供林产品、保持森林生产力的稳定和增长，还是发挥森林的环境服务功能；无论是营造各种类型的人工林，还是对现有森林进行经营管理，按照持续发展的要求，都必须建立和维持一个健康稳定的森林生态系统，使人类的利用和干扰保持在森林生态系统可容忍的限度内。
在林业生态工程建设与区域生态环境综合治理方面，日本、美国、法国等国家发展了水土流失控制的工程措施和快速的工程绿化技术，致力于形成以森林为主的流域治理的森林工程体系。其发展趋势是，生态环境治理与水土资源的保护、改良、合理利用相结合、以充分发展水土资源的生态、经济效益，促进区域生态安全与协调发展。与此同时，森林的多目标经营已成为各国的主要研究内容。日本是把森林作为生产资源、环境资源与文化资源而予以经营的。美国则把森林资源划分为24种资源，研究不同条件下森林多目标经营的可能性，制定多目标管理的计划，其中包括综合生产力、生物多样性、产品多样化、农区发展、经济效益及环境的维持与改善等内容。在我国，林业生态工程领域的研究虽取得了一系列的科研成果，并具有一定的应用性和学术水平，但从林业生态工程高效、稳定、持续发展的角度来看，还需进一步调整与完善。随着我国生态林业工程建设的深入发展，对生态林业工程建设技术提出了更高的要求。■
【参考文献】
生态工程原理 篇4
1 水利工程施工过程中所造成的环境问题
1.1 造成施工周边水污染
进行水利工作时, 蓄坝拦水工作的展开必然会对水流下游的各种用水造成不利影响, 严重危害到周边的水体环境。在上流建筑蓄水坝之后, 水流被大量拦截, 以至于下游水量大幅减少, 水量分布失衡。水利施工建设过程中, 混凝土浇筑和一些机械设备维修过后产生的建筑废水在未经任何处理之后直接排入下流水域, 对居民的用水安全造成很大的影响。由于对这些废水不加管理, 有些甚至渗入地下土层, 从而影响到地下水的水质。
1.2 造成施工周边空气污染
水利施工给空气带来的污染主要来源有:施工所需要的材料在运输、搬运等过程中造成的大量灰尘和一些废弃物。施工作业车辆、设备排放出来的扬尘和废气, 另外, 由于施工所需的水泥和石灰具有易挥发和易传播的性质, 难免会影响周围居民的身体健康, 并对周围种植的农作物等产生威胁。
1.3 对地质环境的影响
如果对水利施工的监管不善, 便会有土地资源大肆浪费的的现象, 施工过程中产生的大量废渣随意倾倒堆积的现象也是屡见不鲜。在水利施工过程中拦河筑坝、开山炸石等做法使区域内地址结构产生了一定程度的变化, 从而导致了水土流失、山体滑坡等自然灾害现象。其次, 在整个工程竣工之后, 由于上流仍有很多泥沙等沉淀物, 造成水库水位连连上升, 周围的地下水位也会有所上涨, 加之周围环境的变化, 气温升高时水分加速蒸发, 从而使得水库周围土壤含水量骤增, 便会极易导致土壤盐碱化的现象。
1.4 噪声污染
施工的设备和设施是噪声的主要来源, 当中造成噪声污染最严重的, 主要是作业过程中由施工设备发出的, 像搅拌机在搅拌混凝土时产生的噪声, 挖掘机产生的噪声等, 在对环境造成污染的同时, 也给附近居民的正常生活产生了极大的干扰。
2 生态工程建设主要遵循的基本准则
2.1 互补共生的施工原则
互补共生的原则主要是指在水利施工过程中应用生态工程原理来解决环境问题时, 应考虑做到互惠互利, 共同协作, 以求共存共同发展。可以借鉴并引进先进的现代化施工技术, 培养或引进在专业领域有一定素养的先进技术人员, 在动工的过程中实行多面共抓的解决办法, 科学规划管理模式, 以互补共生的施工原则为核心, 达到水利工程建设与生态环境平衡发展的最佳状态。
2.2 主体空间合理规划, 科学利用原则
生物物种的分布格局主要包括平面分布和垂直分布。在对生物物种进行安排时, 需要考虑生态工程所面临的对象, 以及它所要达到的目的, 来建立物种的分级、多层次利用体系, 这样会使施工过程更为顺利, 并且也能保护好施工周围自然环境。主体空间合理规划, 科学利用原则的应用依据了相关群落的共生关系以及物种集群的空间分布格局, 将工程格局和生态系统协调起来, 对土地资源、水资源等进行合理配置, 合理利用, 从而达到科学部署生物的结构层次的效果。
2.3 可再生的良性循环利用原则
可再生的良性循环利用是能够实现生态效益, 保护生态系统, 控制建设成本的有效方式。一般在施工建设过程中, 倡导尽量使用可达到循环利用或者可再生的施工原材料, 充分发挥资源本身最大价值, 对建筑施工垃圾进行科学处理, 达到再利用的效果, 从而减少不必要的浪费。形成良性循环之后, 对建筑废弃物进行合理再利用, 既很好地保护了生态环境, 又对物资进行了合理配置, 对水利施工建设有很大的积极意义。例如, 在水利工程施工过程中, 可以通过发展水利方面相关旅游业或发展生态用水等, 促进经济建设与生态环境长久持续发展以及良性循环, 也最大程度地降低了水利工程施工不利因素对环境的影响。
2.4 经济效益和生态环境协调的原则
施工过程中妥善处理工程与人类、生态环境之间的关系, 维护生态系统和经济系统的良性循环, 达到社会经济的可持续发展, 人类文明的向前迈进。所以, 为了实现经济效益、社会效益和环境效益的协调发展, 应该秉持科学发展观的理念, 时刻心系生态环境的保护, 来协调处理工程与人类和自然的关系。
3 生态化水利施工工程系统的构建措施
1) 施工之前做好勘测分析工作。在整个项目开土动工之前, 施工单位的负责人员务必要全面详细勘测施工现场以及周边环境, 全面搜集相关的信息和数据, 结合相关的施工经验和目前的环境现状进行全面分析;设计单位在对整个项目制定整体设计方案时, 要根据施工现场的实际情况, 结合其地质结构和自然环境情况, 制定相对来说最科学的规划方案, 将施工给生态环境带来的影响降到最低。2) 增强人员环保意识, 认识到环境保护的重要性。施工单位注重普遍提升人员的环境保护认知, 让人员充分意识到环境污染的严重危害以及保护环境的重要性, 提升施工人员的环保素质。在主动意识上为减少生态污染, 保障社会效益和生态效益共同协调发展。主动意识提升之后, 施工人员就会从施工源头上进行把控, 环境污染便会得到有效控制。3) 构建更科学的生态工程系统。为了实现各层次物质的综合利用, 以及多级能量的循环, 在完成水利施工项目的同时并能够维护生态环境, 保证生态利益, 需要考虑自然环境情况, 优化系统结构, 构建更为科学可持续的生态工程系统。在实施整个工程系统时, 务必要恪守生态学原理, 切实优化信息流结构、能源结构、物资结构等多元结构。例如:水利施工过程中对存在的那些由不得已而进行的开山炸石之后所产生的沟壑来进行回填, 并且跟随相关法律法规的引导, 来形成水利工厂能够与机械应用相结合的新型土地资源, 并将其运用到治理水土流失的决策上来。
4 结语
将生态工程原理运用到水利工程建设中主要是为了能够使水利工程建设与生态环境保护共同发展, 和谐共存, 在水利工程正常的建设施工的同时, 能够好好保护施工当地周边的生态环境。在进行施工作业时, 应该以水利工程建设的理论知识作为基础, 再结合当地的特殊生态环境进行分析, 确保水利工程建设的绿色可持续发展。
参考文献
[1]程飞.应用生态工程原理解决水利工程施工中的环境问题[M].2013.
昆虫生态学原理与方法专题 篇5
软件学院11301155刘少飞
昆虫生态学是有关昆虫及其环境之间相互作用关系的一门科学。很多生态学理论的发展依赖于昆虫生态学，同时生态学理论的发展又促进了昆虫生态学的发展。而且，昆虫生态学还是一门实践性很强的学科，是指导害虫管理的基础。
近年来，昆虫生态学的理论与方法发展非常迅速，这一切都归因于其两大特点：①与其他学科的紧密结合，尤其是与分子生物学和3s信息技术相结合，产生了诸如昆虫分子生态学和昆虫空间生态学等许多交叉学科，从深度与广度上推动了本学科的发展；②与生产实际紧密联系，尤其是与当前的可持续农业、生物多样性、保护生物学和全球气候变化等密切相关，显著地提高了本学科在社会、经济和生态发展中的地位。因此，对这门科学的了解对于我们未来的发展有着至关重要作用。
我们知道，无论是古代还是现代，人类的许多工具都是模仿自然界的东西制造而成的。而且无论多么夸张的想象力都是以现实中已有的物质为媒介产生的。所以，毫不夸张地说，你对这个世界已有生物越了解，你越能掌握这个世界的发展方向。对已有生物进行深入的了解，并能将所了解的秘密在实践中发挥作用，这是我们研究的基本方向和根本目的所在。
对昆虫的了解在这一伟大任务中占着极其重要的地位，毕竟地球上种类最多的生物是昆虫。而且昆虫的特性更是千姿百态，对于我们的研究有着不可估量的价值。目前就有很多以昆虫为模仿对象所产生的伟大科学产物，比如由令人讨厌的苍蝇，仿制成功一种十分奇特的小型气体分析仪。这种气体分析仪已经被安装在宇宙飞船的座舱里，用来检测舱内气体的成分。再比如生物学家发现蜘蛛丝的强度相当于同等体积的钢丝的5倍。受此启发，英国剑桥一所技术公司试制成犹如蜘蛛丝一样的高强度纤维。用这种纤维做成的复合材料可以用来做防弹衣、防弹车、坦克装甲车等结构材料。
戈峰的《昆虫生态学原理与方法》就是一本对昆虫进行深入研究的科普文献。这本书包括了绪论、理论篇、方法篇和展望篇，一共21章。全书在简明扼要地介绍昆虫生态学的基本原理的基础上，重点介绍了现代昆虫生态学研究的基本方法，展望了未来昆虫生态学发展的趋势。主要内容包括昆虫的多样性、昆虫的环境、昆虫分子适应、昆虫生理生态、昆虫行为、种群动态、群落结构和生态功能等基本理论，涉及昆虫生态调查、昆虫数据分析、昆虫分子生态学、昆虫生理生态学、昆虫种群空间生态学、天敌作用的评价、行为生态学、群落结构、作物一害虫一天敌食物链分析 和昆虫大尺度监测与预警等方法，探讨了昆虫对全球气候变化的响应、外来昆虫入侵的原理与方法、稳定性同位素和3S技术在昆虫生态学中的应用等许多方面。
这本书在写作上，具有如下特点：①前沿性，系统地介绍国内外昆虫生态学的最近研究进展；②实用性，大都以作者亲身研究工作或典型实例说明各研究方法；③启发性，通过对昆虫生态学原理与方法的讨论，提出了今后研究发展的方向，增加了读者的学习兴趣。
与此同时，这本书也有其局限性。首先，这本书涉及到很多专业知识，不适于全民普及只适于学术研究或爱好讨论。其次，这本书只选择有代表性的昆虫生态学研究方法介绍，具有特殊性。
对于我个人而言，这本书广泛涉及了昆虫的特性，让我有机会了解到更多的昆虫知识。虽然有些东西晦涩难懂，但依旧具有很大的吸引力。并且通过这本书的阅读我了解到了昆虫研究对于我们未来建设的巨大推动力，让我有了更加深入了解昆虫特性的想法。
生态建筑设计原理与设计方法分析 篇6
关键词：生态建筑设计;原理;设计方法
前 言：建筑行业对环境的污染和破坏是最大的，所以，在资源缺乏的情况下，一定要改变建筑对能源的使用方式。所以，建筑设计要从节能环保的理念来进行设计和施工，这样既能体现环保节能，又能够满足人们对居住环境的需求。
1 生态建筑概述
1.1 生态学对建筑领域的影响
生态学概念的首位使用者恩斯特.海克尔曾经说过“研究生物体同外部环境之间关系的全部科学的称谓。”生态学自身具有井然有序原则、循环再利用原则、相生相克原则和自我调适原则，而这些内容直接影响了生态建筑学的内容。生态学对建筑领域的影响主要表现为：首先，生态学中人与自然和谐相处的内容与生态建筑学的目标是一致的;其次，生态建筑作为整个生态环境的一部分，与其所在的外界环境融为一体，相辅相成，帮助人类有效解除当前日常生活面临的各种生态和环境危害。
1.2 生态建筑的含义和特征
生态建筑学从生态学的视角来研究和观察建筑活动与环境的联系，在建筑实践活动中兼顾其所在的生态环境保护，是能源能够得到循环，重复的利用，在提高资源利用率的同时也减少了对生态环境的污染和破坏。近年来，随着我国可持续发展战略的实施和影响，生态建筑学受到越来越广泛的重视，特别是受到建筑工作者和环境保护主义者的亲睐。生态建筑学相对于传统的建筑学而言，具有整体性和系统系强、资源利用率高、生态环境破坏和污染少、资源可循环利用等特点，具有很高的研究价值和实际利用价值。
2 生态建筑设计的重要内涵
现代建筑设计的思想源于“以人为本”。因此，从偏颇角度而言，人类对社会造成的破坏，自然生态功能逐渐失衡，此时将这种结果仍然归结为“以人为本”，难免有些自私。同样，有人将生态建设设计理念单纯的归结到以“自然为本”。实则不然，真正的生态建设设计理念应能顾及到人、建筑、自然三要素的和谐相处。其中，“以人为本”固然是需要放在首位。生态设计理念会改善生态效益，就必须考虑人和自然的和谐关系，在过去人征服自然的同时，也要学会改造自然。因此，在生态建筑设计上，要尽可能不以破坏自然环境为基础，打造出经济适用的生态建筑。
3生态建筑设计的原理
3.1 和谐性
建筑施工对其周边的生态环境，都具有一定的破坏性。在建筑工程结束之后，如果还对其周围的自然环境进行破坏和污染，就会导致人们的生活环境越来越恶化。所以，在进行建筑设计的时候，要有效的利用对建筑周边自然环境，这样不仅能够降低建筑能源的消耗，还能够对建筑周边环境起到保护作用。例如：有效的利用太阳光，对建筑内部进行补光和照射作用，利用水池和喷水系统对建筑内部进行降温，进而减少空调风扇等电器设备的使用。
3.2 提高能源利用率
生态建筑设计的宗旨就是节能环保。因此，在进行生态建筑设计的时候，在建筑功能，能够正常使用的情况下，尽最大的可能，减少能源的消耗和浪费，进而有效的提高资源的使用效率。与此同时，在进行建筑设计的时候，要充分的利用建筑周围的能源，例如：太阳能、光能、风能等。以此来减少建筑对矿物质材料的使用，进而有效的降低其对环境的污染。
3.3 提供良好的居住环境
生态建筑的建筑理念，就是为人们提供舒适、安逸、环保的居住环境，从根本上体现出对人们的关爱，有效的增加人们与自然环境的交流和沟通。生态建筑在保证建筑的功能使用功能完整和完善的前提下，能够满足人们的日常生活和工作需求，除此之外，还要做好建筑的通风、光线、建筑内部的温度与湿度等进行有效的控制。从根本上为住户提供舒适、安逸、环保的居住环境和工作环境。
3.4 开发新技术和新能源
随着建筑行业的蓬勃发展，能源的日益短缺，人们对建筑的节能和环保等工作越来越重视。因此，在绿色建筑理念的推动下，与环保、节能、绿化等相关的技术和材料正在慢慢的出现。这些材料的出现，为绿色生态建筑设计提供了有力的条件。所以，在进行生态建筑设计的时候，设计师一定要重视新技术和新能源的开发利用，从根本上降低建筑材料的消耗与浪费，同时有效的降低对环境的污染。
3.5 高效性
建筑一般是人们居住和办公的地方，因此，在对建筑进行建造、使用、维护、拆除上，都要满足人们与自然的和谐发展，这是生态绿色建筑的前提。因此，在设计的过程中，可以适当的融入系统采集集成技术，进而来提高建筑的功能使用效率，优化对建筑的管理，进而实现生态建筑高效性的原则。
4生态建筑设计的方法
4.1 建筑内部环境的设计
建筑在进行内部环境设计的时候，其使用的材料，一定要是绿色环保的。使用绿色环保的材料不仅能够节约能源，还能够对人体起到保护作用，不受污染。建筑内部装修最大的污染就是油漆，油漆所散发出的各种分子气味，不仅对空气的污染较大，对人体的危害也比较大。所以，设计师在进行建筑内部环境设计的时候，一定要选择环保型的油漆。在建筑装修完毕之后，剩下的建筑废料要进行合理的处理，千万不要随地丢弃，以免破坏生态环境。在建筑能源的使用方面，一定要选择既环保又节能的材料，因此，设计师要从这样的角度来进行建筑内部环境设计。其次，室内空气的温度能够根据室外空气的温度来进行自我调节，从而使得建筑内部环境温度适宜，除此之外，对人们生活中排放的废水和污水，一定要进行处理，才能够排放，将其对环境的污染降到最低。例如：位于南昌市，南京路口处的金色水岸，该建筑楼道中的灯光照射，都是选用节能灯，并且采用声控感应来控制楼道灯光的照射。
4.2 建筑外部环境的设计
建筑外部环境良好，能够给人们带来舒适愉悦的心情。因此，设计师在设计的时候，可以适当的对建筑周边的环境进行合理的规划，进而对建筑周围的绿化面积，进行大幅度的提高，在现有的绿地基础上，再增加一些绿色植物的种植和建设，可以充分的利用树木的遮荫避凉的效果。尽量减少水泥路面的铺设，采用带孔的砖块来铺设地面，可以在砖块的孔中，种植一些草，让建筑周围的环境显得勃勃生机。这样设计，不仅能够保护建筑周边的环境，还能够净化人们日常生活的中废气，有利于人们的健康。除此之外，还在可以在建筑周边设计一些人工湖，给人们的生活增加一些水文色素。例如：位于南昌体育广场的金域名都，该建筑的外面就是体育广场，体育广场内有很多绿色植物，以及健身器材。金域名都适合居住、办公、经商等一些列活动。其外部的设计不仅能够有效的保护好绿色植被，还能够降低二氧化碳等气体对环境的污染。
4.3 建筑自然采光
在进行建筑设计的时候，可是利用自然光为建筑进行照明，这样就能够节约电能的使用。建筑设计中，可以利用窗户、玻璃幕墙来补充建筑光线不足的问题，从而改善建筑的采光质量，将自然光引进建筑内部。建筑采用自然光照明，不仅能够有效的降低能源的消耗，还能够起到绿色环保的作用。
结束语
生态建设没有规定的标准，不能够通过制定相关的准则来对其进行规范。不同的国家，不同的时期，就会出现不同的条件，因此，要根据每个时期的本质来制定相关的设计方法。在经济飞速发展的今天，生态建筑设计理念，已经成为我国建筑行业发展的必然趋势。在进行生态建筑设计的时候，一定要正确的掌握设计的方法和原理，这样才能够从根本上提高生态建筑设计的质量。
参考文献：
[1]刘强.生态建筑设计原理及设计方法研究[J].现代园艺，2012（10）.
生态工程原理 篇7
关键词：生态美学,生态伦理学,生态旅游规划,生态景观设计
1 生态美学原理
生态美学,是国内近些年美学研究的一个热点。它是以人与自然的生态审美关系为基本出发点,包含人与自然、社会以及人自身的生态审美关系,是一种包含有生态维度的当代存在论审美观。毋庸置疑,生态美学的出现有其历史的合理性。长期以来,在美学研究中,存在着一种过于强调人的主体性,强调人对自然的征服与改造,自然如何在人的作用下成为人的自然,成为人本质力量的体现,而忽视自然本身的价值和意义。生态美学强调不仅人,自然也有其自身的价值;强调不仅要从人,也要从生态、宇宙自然的意义上去看待审美方面的问题,这对破除对美的僵化理解、将美学研究带入一个新的境界是有积极意义的。但是,应该明确的是,生态美学作为当今美学研究的一种显学和理论思潮的出现,它是与特定的哲学思想相关的,特别是受西方生态主义和生态哲学影响深刻,西方生态主义和生态哲学则诞生于西方的生态学视野下。西方当前的生态主义有3个特点,一是以自然为本;二是反人类中心主义;三是认为作为自然界生物链中的一个环节,人和动物是完全平等的[1]。
1.1 我国的生态美学观点
在中国《周易》及道家思想、古希腊前苏格拉底哲学、印度《奥义书》等人类早期的哲学、宗教典籍里蕴涵了万物生成的思想。老子《道德经》里说:“道生一,一生二,二生三,三生万物”,即是说人和万物拥有同一个来源即道。庄子也提出“天地与我并生,而万物与我为一”不仅是物我不分的审美观照,也是物我合一的自然哲学。人与万物同构、同源、同具有道性或神性,这是生态美学得以成立的哲学基础。从我国近些年流行的生态美学观点来看,其内涵已超出这些,更多的是从人的生命存在,人与自然、环境的共生谐和的关系看待审美,更多地看到社会文化和人类实践对生态环境的影响。如果从这一立场出发,就不能简单地提以“生态”为中心的美学原则,将“生态中心”与“人类中心”对立起来。生态主义的合理性在于它强调人应该尊重自然,肯定自然生物的存在权利,但是,它在涉及人与自然的差异,人有着不同于生物存在的社会性、文化性这一方面上,又有着明显的局限[2]。美学研究不能忽视人与自然的差异,不能不以社会性、文化性的眼光看待生物存在。也就是说,不能放弃以“人类”为中心的视角和立场。只是这里所说的以“人类”为中心,不是不尊重自然,与环境和生态保护相违背,而是充分尊重自然,尊重自然生物存在的权利,人与自然、人与环境相协调,它实际上也是以“自然”、“生态”为中心[3]。从这一意义上说,简单地提以“生态”为中心和以“人类”为中心,都是不妥当的,最好的说法应该是人与自然的统一、人与环境的统一。不过,谈到这一点时,又需明确的是,人与自然的统一、人与环境的统一,有一个基本前提,就是人而非自然,应该成为美学研究的出发点。美学研究是对人自身而言的,没有人,没有人类的社会实践和生存需要,也无所谓美不美的问题。
因为生态美学是以生态学整体论方法为基础,以生态伦理学的自然价值和权利学说为依据,通过体验、感受、领悟,可以发现大自然对人的唯美意义,更为有意义的是,也可以发现大自然结构内部物种多样性造就的和谐完美的大自然图景。这种审视和研究已不再把人作为中心和主体,而是将人类看作地球这个生态系统的重要一员,置身于大自然中,发现人的自然美及其在整个生态系统美中的价值,以及反思地球自然世界与人类世界的自然和谐关系,揭示地球生态整体生态美的破缺和人类的责任和义务,提升人与自然唯美关系的层次和境界。这种对生态美学的理解似乎是一种在自然中实现了的“人道主义”和在人类中实现了的“自然主义”的统一[4]。彭锋在《完美的自然》中指出:“自然美不是指自然事物符合某种抽象的形式美的规律,而是指自然在根本上是我们人类及其世界的真身和根源。换句话说,从自然是我们人类及其世界的原初形式来说,自然本身就是美的。”“消融欣赏者与欣赏对象之间的距离感,从而使得欣赏者以一种全方位、多感官的方式沉浸在欣赏对象之中,无论此欣赏对象是自然还是艺术。”
1.2 西方生态美学观点
西方哲学家尼认为:“美是人的自我肯定,根本不存在‘自在之美’,‘自在之美’纯粹是一句空话,从来不是一个概念。”在美之中,人把自己树为完美的尺度;在精选的场合,他在美之中崇拜自己。一个物种舍此便不能自我肯定……人相信世界本身充斥着美———他忘了自己是美的原因……归根到底,人把自己映照在事物里,他又把一切反映他的形象的事物认作美的:“‘美’的判断是他的族类虚荣心……人把世界人化了,仅此而已。”人不但是惟一的审美主体,而且归根到底是惟一的审美对象。“没有什么是美的,只有人是美的”,在这一简单的真理上建立了全部美学,它是美学的第一真理。而美学的第二真理:没有什么比衰退的人更丑了则使审美判断的领域从此被限定了。
马斯洛说:“不仅人是自然的一部分,自然是人的一部分,而且人必须至少和自然有最低限度的同型性(和自然相似)才能在自然中生长……在人和超越他的实在之间并没有绝对的裂缝。”美学问题,从根本上说,不是一个自然生态环境如何保护宇宙自然中的生命、如何拥有生存权利的问题,而是人如何更好地生存于他所生活的世界上,与世界和谐共存的问题,也是人如何在他所生活的世界上实现自身价值和意义的问题[5]。
2 生态伦理学
生态伦理学是指导生态旅游规划的理论基石。大自然是一个相互依存的大系统,大自然有价值和权力等都是生态旅游规划者必须具备的意识和伦理素质。要求人们对生态旅游产品的开发设计,必须强调自然主题和保护要求,必须因地制宜地将生态旅游设施纳入整个生态系统中,不能在景区内大搞人工建设,更不宜集中修建宾馆、饭店、商店、银行等形成旅游集镇。避免生态旅游景区城市化、园林化倾向。提倡“生态旅游建设”,开发出人与自然协调的旅游产品。生态旅游项目本身充分体现生态伦理学的要求,要以维护生态系统平衡为目标,使生态旅游景区开发满足生态、社会和经济3个方面协调发展的要求。切不可急功近利,只顾眼前和局部的经济利益而忽视生态伦理学要求,以免造成不可挽回的损失[6]。
3 西方工业基地的景观改造
现代欧洲生态景观设计的起源可以追溯到20世纪70年代末至80年代初。当时,欧洲工业化问题和旧城市改造面临的诸多难题日益突出,促使整个欧洲开始思考以新的建筑、景观设计手法解决这些问题。而建筑、景观学术界各种思潮的出现及对新世纪的思考催生了以“生态”为理念的现代景观设计。它围绕“人·自然·技术”三要素为核心,力求平衡人、城市与自然的关系,达到生态上的“平衡”。现代欧洲生态景观设计崛起的标志是法国巴黎拉·维莱特公园的设计和建造。瓦伦汀教授通过“德国鲁尔区艾美溪工业景观改造”、“慕尼黑旧机场改造”和“巴伐利亚环保部景观设计”3个案例,依照由大到小的尺度,分别解析了地区生态改造恢复、城区规划设计和建筑细部景观设计中体现的现代生态景观设计理念。鲁尔工业区北部艾美溪河的绿色景观系统重建项目是现代欧洲生态景观设计的典型。在艾美溪河附近聚集了大量的大型工矿企业,使得该地区的景观具有强烈的工业化特点。如今,很多废弃的工厂矿区被改建成为人们休闲娱乐的场所。许多残存的重型机械和高炉、气罐不仅成为人们游玩的项目,更是成为工业化发展进程的象征;同时,生态系统的改造也使得该地区的生态环境有了长足的改善。在慕尼黑旧机场改造项目中,设计师以生态的理念,将慕尼黑老机场规划成商务办公区、住宅区和生态公园3个部分,并通过多变的手法,将三者自然地衔接起来。巴伐利亚环保部景观设计中,设计师在建筑物的周围和一些细部作了非常巧妙而合理的布置,使得整个景观设计显现出生态的气息,充分体现了“人·自然·技术”的理念[7]。
参考文献
[1]郭玲玲.从生态伦理学到环境伦理学[J].内蒙古民族大学学报,2008,5(4):57-59.
[2]黄炎平,朱月兵.生态伦理视野中的自然价值[J].湖南医科大学学报:社会科学版,2007(10):19-22.
[3]佘正荣.“天人合一”:重建人与自然和谐关系的灵感源泉[J].社会观察,2005(6):50-51.
[4]叶平.自然辩证法研究[J].自然辩证法研究,2005,7(11):8-10.
[5]毛宣国.当下生态美学研究的几个问题[J].理论与制作,2008(5):40-41.
[6]佑素珍,王南浞.人与自然关系的时代透视兼论生态伦理学的存在[J].中州学刊,2003(2):147-149.
生态工程原理 篇8
所谓生态建筑,即用生态学的理论指导建筑设计。它将建筑作为一个有生命的机体,其自身要形成一个与自然生态相平衡的良性循环体系;它将建筑视为一个生态系统,通过设计、组织建筑内外空间中的各种物态因素,使物质能源在建筑生态系统内部有序地循环利用,获得一种高效、低耗、少废、少污、生态平衡的建筑环境。以生态原理为指导,进行城市住宅建设,解决城市环境恶化和破坏的问题正日益受到人们的关注,然而农村作为城市的净化载体,生态建筑学在其建设与规划中的应用却显得颇为薄弱。本文以长沙望城县地区为例,收集调查了长沙市周边农村地区农民生活居住的基本情况,同时结合相关资料,总结了此地区的地形、地貌及长期的气候特点,根据生态建筑学原理,在学习了相关生态设计方法的基础上,提出了若干种适合当地农村住宅的生态设计模式。
1 长沙市周边农村地区宅居现状特点及分析
1.1 气候特点
1)温度。气候冬冷夏热,加之农村地区少有制冷及取暖设备,所以,在农宅的设计中,通风及墙体保温就显得格外重要。可以考虑使用双层玻璃,提高窗户的气密性,以减少热量的散失。窗户设置上,应增大南向窗户面积,减少北向窗户面积,从而改善室内气流状况。2)降水。长沙地区雨量充沛,但是,降雨分配很不均匀。设计时可充分考虑雨水回用,解决水资源在时间上的矛盾,做到旱涝保收。同时,利用高差,住宅下部采取部分干阑式架空,以解决室内防潮问题。3)风速,风向。长沙冬春多偏西北风,夏季多偏南风,且冬夏季风速比较小,春季风速较大。设计时应结合地势,做好建筑的朝向、屋顶处理、开窗大小等问题。
1.2 地形地貌
长沙处于丘陵向平原的过渡地带,所以这一范围的地貌变化多端。我们调查的望城地区是一种接近于丘陵和平原的地形特征,存在着一定的高差。由于全年雨水充沛,这一带植被非常丰富,以竹子居多。在进行农宅的设计时,可结合丘陵的坡度做部分架空处理,既可节省耕地,同时下部还可布置其他辅助设施。材料上,由于竹子用于承重结构尚不成熟,可适当用于农宅的装饰部位,环保经济,也具有一定的地方特色。
1.3 村民住宅状况及问题
得益于改革开放,农村地区住宅状况较以前有了很大的改善,具体体现在:从经济方面来看,农民经济收入提高,从而使住宅的建设经费提高成为一种可能;从交通方面来看,农村的路网也趋于合理化,便利的交通也为宅基地的选择和多种材料的运输提供了方便;农宅的卫生条件得到了改善,农民对生活质量也有了更高的追求。但农村地区住宅现存的问题主要有:1)农村地区住宅缺少系统规划;2)建房模式较为传统;3)村民的生态节能意识淡薄;4)建房材料种类单一,并没有很好的结合当地的优势资源等等。
2 长沙地区生态农宅优化设计模式
2.1 模式一:通风系统
农村住宅的建设,一般考虑最大程度的利用自然通风。自然通风,就是指空气不借助任何机械设备驱动,自然进出住宅建筑。自然通风的动力有两种:热浮力和风压。当室内外空气温度不同时,就会产生密度差,在冬季时,室内空气温度较高,密度较小,很容易通过住宅建筑上部的缝隙、空洞等溢出;夏季则完全相反,即热浮力效应。当风吹在建筑的外墙上,产生与建筑室内不同的风压时,就会发生风压驱动的自然通风。设计时,利用上述两种动力,实现建筑内部的自然通风。这种通风方式不需要借助任何机械设备,不消耗能源,同时能够不断把室外的新鲜空气送入室内。
长沙地区夏热冬冷。夏季烈日炎炎,室内闷热,适合利用风压形成自然通风,且夏季主导风向为南风,应合理设置窗户的位置,形成穿堂风;夜晚室外降温快,适合利用热浮力驱动通风:热空气密度较小,不断上升,可通过屋顶设置的窗户排出,使室内气压减小,冷空气自然进入。冬季,气候寒冷,室内要避免产生穿堂风,所以,北向的开窗要尽量小些;同时,应关闭屋顶窗户,以避免热浮力效应。
2.2 模式二:水空调
众所周知,地下水具有冬暖夏凉、四季恒温的特点,地下水刚抽出时的温度常年一般在18 ℃左右。水空调正是基于这一原理,将地下水抽出,取其能量后,又送入地下。炎炎夏季,酷暑难忍,水空调将地下冷水抽出通过“S”形列管进行循环,风扇吸入室内空气经列管缝隙吹出,列管中冷水吸收空气中热量后排出机外,通过另一个管道送入地下,而室内空气经过与地下冷水交换热量后,变得清凉无比。而在寒冷的冬季,此过程则正好相反。
长沙农村地区地下水资源丰富,在调查中发现,几乎每家都有一口水井,一般用于饮用,我们可以考虑将水井置于厨房,做到一井两用:一部分水用于饮用,另一部分则用于空调。需要指出的是:水空调的使用一定要做好还水工作,否则,可能会面临地下水资源匮乏、地面坍塌的危险。
2.3 模式三:太阳能的运用
太阳能是一种取之不尽、用之不竭的洁净能源,目前对太阳能的利用,集中表现为两个大方面:1)将太阳能转为其他能源,如电能。但此种技术尚不成熟,且需要大量资金,并不适合农村地区。2)利用太阳能直接加热物体。这种方法比较适合农村地区。
长沙地区在太阳能利用上存在着一定的天然劣势:冬季,气温较低,我们需要利用太阳能进行采暖,而此时,该地区多阴雨天气,晴天较少。夏季,虽日照充足,但我们此时考虑的重点却是降温。因此,对于长沙地区,太阳能的利用并非是我们考虑的重点。
2.4 模式四:遮阳
农宅设计中可考虑设置遮阳板、遮阳罩与绿化遮阳。东西向利用遮阳板或者墙面绿化遮阳,以避免西晒的影响。特别是长沙地区,西晒较为严重,合理设置遮阳构件更显得重要。南向采用水平可调百叶窗和活动式外遮阳竹帘。另外,农村地区住宅比较矮小,在农宅周围合理种植一些高大的乔木,不仅可以遮阳、隔音,同时对调节农宅的小气候、美化环境也有很大的作用。
2.5 模式五:沼气利用
沼气是一些有机物(如秸秆、杂草、树叶、人畜粪便等废弃物)在一定条件下,经发酵而产生的可燃性气体。沼气利用在农村地区经济可行,同时也是索取再生能源又一经济有效的技术。据相关资料介绍:一口8 m3的沼气池一年可产沼气350 m3左右。可基本满足一住户日常烧饭、烧热水等需求,相当于节省800 kg～1 000 kg的煤。
长沙地区气候温暖湿润,一年中3月～7月的月平均气温在10 ℃以上,夏季气温更是时常超过30 ℃,与其他地区相比,具有沼气产生量大,产生速度快的优势。同时,由于农作物生长茂盛,每年都有大量秸秆富余,这也为沼气的利用提供了一个有利的条件。为节省成本、形成规模,设计时,可考虑几户合设一个沼气池。
2.6 模式六:水资源回用
对雨水的科学收集、合理储存及节约使用是节约水资源的一个有效途径,是充分发挥雨水利用价值的有效保障。雨水收集利用大致分为几个步骤:1)雨水粗滤。2)初雨抛弃。3)在线过滤。4)雨水储存。在湖南农村地区,我们可以采用此种模式来对雨水进行回收利用(见图1)。
过滤器1主要用于将雨水中大的杂质,如树叶等过滤掉。自动控制2可以控制5的出水方向。刚降水时,控制出水管方向指向下水道,当通过2的雨水经过一定量时,出水管可指向蓄水池3。这样,就完成初雨的抛弃,保证了蓄水池内水的质量。当然,条件不具备时可采用手工控制。7为可利用水的出水口,比排污管6稍微高一些,蓄水池内的水沉淀后经7得到利用,污渍则可定期通过6排出。
2.7 模式七:材料的选择
生态建筑提倡使用3R(Reuse可重复使用,Recy2cle可循环使用,Reproduce可再生使用)及三无(无毒、无害、无污染)材料。鉴于农村住宅施工工艺简单,层数不高,可就地取材,尽可能利用本地天然材料。调查中发现,长沙农村地区的竹林繁茂,且竹子生长迅速,两年便可成材,直径可达10 cm。目前,竹子基本都用来制作凉席,很少用于农宅建设。原因是村民对它的牢固程度存在很大程度上的担忧。
事实上,有人把竹子称为“植物钢铁”,如果按承载力/质量来计算,竹子甚至比钢铁还要结实。国外的建筑师早就盯上了这种环保材料:德国建筑师约尔格·施塔姆在印度尼西亚巴厘岛用贝莱斯的技术修建了一座长50 m的竹桥,其坚固度足以承载卡车,可见竹子的坚固程度。同时,竹子也是一种很好的装饰材料。在设计中,我们可以考虑将竹子运用到住宅的次要承重部位以及装饰部位。如可考虑将竹子代替传统的瓷砖,用于外装饰,亦可做成地板,用于室内的装修,营造出更亲切的气氛,建筑也更具地方特色。
2.8 模式八:晾晒台的问题
调查发现,每户农宅都需要有一个晾晒台。所谓晾晒台,就是一个室外平台,一般用于晒农作物(刚收获的农作物一般需经晒干处理后方可储存)、咸菜、晾衣服等活动。所以,晾晒台首先要比较干净,不能让泥土、落叶等杂质混入,另外它的日照时间应较长。
综合实际情况,将晾晒台置于平屋顶上是一个非常理想的选择。
1)不需要占用其他土地,同时增加了屋顶的一个功能。2)免去另修晾晒台,省掉一部分的造价。3)屋顶较地面干净,阳光充足,且不容易被遮挡。同时,考虑到平屋顶受到阳光曝晒后造成室内高温,我们可以把车库、粮库等房间安排在其下面,且粮食经过晒干处理后可直接通过管道自然进入粮库。另外,还需综合考虑风向,避免晾晒台上掺入过多杂质。
3 结语
通过调查分析,探讨了几种适合长沙农村地区的生态设计模式,每一种模式都有其各自不同的特点及适用条件。在实际设计中,具体到某个农村,某块基地,肯定会有更为具体的个体情况,这就要求建筑师综合考虑,将本文提出的设计模式运用到方案设计中。
参考文献
[1]杨维菊.冬冷夏热地区的建筑节能研究[J].东南大学学报(自然科学版),1998,28(5):122-125.
[2]清华大学建筑学院,清华大学建筑设计研究院.建筑设计的生态策略[M].北京:中国计划出版社,2001.
[3]布朗.德凯.太阳辐射.风.自然光:建筑设计策略[M].第2版.北京:中国建筑工业出版社,2007.
[4]夏云.生态与可持续建筑[M].北京:中国建筑工业出版社,2001.
[5]杨维菊.夏热冬冷地区生态建筑与节能技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.
[6]王长贵,郑瑞澄.新能源在建筑中的利用[M].北京:中国电力出版社,2003.
生态建筑设计原理及设计方法 篇9
关键词：生态建筑,设计原理,设计方法
近年来建筑类行业发展速度有所加快, 虽然受去年经济形势影响, 房地产开发产业有所降温, 但是随着国家政策的不断扶持, 人们对建筑设计理念的要求也不断提高。生态建筑设计的理念也被越来越多的人所关注。进行生态建筑设计, 需要了解其设计原理并加以科学的设计方案, 才能完成一系列有意义的生态建筑设计。当前, 国外的生态建筑发展程度比国内要好, 我国目前却处于刚刚开始发展的起步阶段。在现代建筑设计中, 需要真正地融入生态建筑的设计原理, 以此促进我国生态建筑的全面发展, 促进我国可持续发展战略目标的实现。
1 生态建筑的概念及特点
生态建筑即将生态环境与建筑设计相融合后所采用的一种新型建筑形式。通过对建筑本身及其周边的生态环境因素进行系统性分析, 并加以适当的组织设计, 使得生态能源能够在建筑环境中得以高效运用。同样, 这也可节约生态资源、降低环境污染, 从而达到人与建筑及周边环境和谐相处的目的。
在设计过程中, 生态建筑主要以建筑学、结构工程、建筑生态学及相关设计学科为其基础, 通过现代科技手法, 对建筑的内外在因素、周边生态环境进行高效融合。其中建筑是主体, 生态灵魂。生态建筑主要具有以下几个特点: (1) 生态建筑具有较强的系统性及整体性; (2) 生态建筑可以通过对资源的有效利用达到减少环境污染, 提高能源的合理利用性; (3) 生态建筑涉及了人们的生活中所积累的意识形态和价值观, 更体现出了生态建筑的社会性。
2 生态建筑设计原理
2.1 坚持人文属性
我们当前所采用的建筑设计, 其最终目都是服务人民。但是, 生态建筑更要关注人的身体健康和生理健康, 并且创造出对人类交往有利的生活环境, 设计生态建筑的目的就是为了满足人们适应自然环境, 满足生活的更高要求, 这是生态建筑在人文属性方面的重要体现。因此, 生态建筑在设计的过程中应保持其最大化的人文属性, 最大限度的实现人门各类生活需求, 营造出健康舒适的生活空间。生态建筑不仅仅是一个简单的建筑单位, 而是一个社会, 经济, 自然和人文等多个方面的系统工程, 也是可持续发展思想在建筑上的全面体现。
2.1 保持生态平衡
生态建筑将人、自然及建筑的和谐发展作为重要目标, 应用生态学的方法和原理, 对自然进行有节制的改造和利用, 从而找到最适合人类生存和发展的建筑环境。生态建筑所体现的根本理念就是和谐相处, 尽可能利用可再生资源。每一栋建筑在其建造过程中, 都或多或少的对自然环境有很大影响。生态建筑就是要减少对自然界的索取和破坏, 使自然界在其能承受的范围内惊醒循环, 保持生态平衡。通过生态建筑的设计寻求最大限度地利用资源, 从而减少对资源的浪费。
2.3 注重因地制宜
随着现代化城市的不断发展和都市人口的迅速聚集, 土地资源已经是愈发紧张。设计方案应该追求建筑与环境的最佳融合方案, 对其周边环境做好优化分析, 应体现出其对周边自然环境及社会环境的尊重和关系, 关注地域性特点, 注重因地制宜。在适当的地理位置及适当的条件下合理利用生态建筑理念开展设计工作, 充分发挥出环境的生态效益。
3 生态建筑的设计方法
3.1 充分利用光能风能等自然资源
从目前普遍存在的普通建筑设计来看, 大部分建筑都采用的是传统发电照明。随着生态建筑设计的不断进步与发展, 节能理念势在必行。其对生态建筑的设计方法和要求也开始变得越来越高。太阳能是充足的绿色能源之一, 其重要性不言而喻。我们在进行生态建筑设计时, 可以通过对自然阳光的利用减少水煤电的使用, 即可减少环境污染又提升能源重复利用。例如在照明采光环境中, 我们可以利用幕墙来充分利用太阳能的光照资源, 减少对电力照明设备的使用, 从而促进生态建筑的发展。此外, 北方除了将太阳能用于热水器之外, 其冬季供暖系统的设计可以充分利用太阳能这一绿色能源。
建筑物的通风也是生态建筑设计过程中需要重点考虑的一点, 为了保证通风设计符合标准, 在设计的过程中应该将当地的气候条件考虑到设计方案中, 通过合理的生态设计, 实现室内气流和室外气流进行实时交换, 从而保证室内空气质量的。
3.2 选择可循环利用的生态建材
生态建材是指人类所需要的一些新型可重复再循环利用建筑材料, 主要指在前期加工生产、中期使用及后期废弃再回收过程中能最大限度提高回收使用率、降低环境负面影响的新型建材。环境问题已成为当前人类发展过程中必须面对的严峻挑战之一。随着人类社会的不断前行, 自然资源变得越来越少。人类及地球上其他的物种的生存面临了越来越多的挑战。我们只有改变观念, 选择可循环利用的生态建材, 才能更好的与大自然和谐共处。生态建材则既能满足当代社会发展的需求又不会影响未来社会发展的进步, 能够做到自然环境、建筑及人类的融合统一。生态建材产业的健康发展及绿色化进程, 都关系到了生态建筑设计的发展方向, 是生态建筑设计不可或缺的根基。
3.3 增加新材料新技术的应用
为了保护生态环境, 更好的体现生态建筑的环保理念, 生态建筑在设计及施工中应该采用新技术进行施工。比如在建筑外墙施工过程中, 可以采用新型保温材料, 通过新型施工技术手法, 快速安装操作, 减小墙体传热性并增加墙体的保温效果, 降低室内温度的散失。通过此类新技术的应用, 也可减少燃煤发电等旧产业对大气及环境的污染, 这便与生态建筑的设计理念不谋而合。此外, 如上所述, 利用太阳能的手法可以不断创新, 如增加路灯照明设施、光能备用储存系统等。
3.4 结合地域性特征
在进行建筑设计时, 还需充分考虑不同地域的人文及地理特征。生态建筑设计就是需要将建筑周围的环境作为依托, 充分利用环境中的水、风、阳光和植被等自然资源进行设计。将这些因素充分考虑到设计中去, 在保持建筑周边环境健康的基础上, 使得我们对建筑物的设计也能够遵循自然与人文共有的地域特性。此外, 充分使用当地建材和当地乡土植物, 也是进行生态建筑设计的重要方法之一。
4 结论
生态建筑对建筑界及整个社会都有着积极的作用, 它给我们的社会带来了绿色效应, 让更多的人关注绿色技术, 让人们在探索人与自然和谐共存的问题上找到了突破口。在生态建筑设计中做到以人为本, 并结合我国的实际情况, 找到适合我国生态建筑设计发展的道路, 为人们提供舒适健康的生活工作环境, 从而促进我国可持续发展战略目标的实施。也希望在生态建筑设计理念的指导下推动整个建筑行业能够不断创新, 不断前行。
参考文献
[1]史洪.生态建筑入门[M].南京:东南大学出版社, 2010.09.
[2]谢秋凤.生态建筑的设计原理及设计方法研究[J].门窗, 2014 (01) :171.
[3]周宵.生态建筑的设计原理及设计方法研究[J].低碳世界, 2014 (19) :22-23.
[4]张强.生态建筑设计原则及相关对策[J].现代营销, 2012 (1) .
生态停车场设计原理与方法 篇10
截至2008年年底, 全国机动车保有量为1.69亿辆。机动车保持增长, 汽车和摩托车是机动车的构成主体。停车场的面积随着机动车数量的增多而大量增加。传统的混凝土停车场形成热污染且无绿化率。车辆在阳光下暴晒, 导致车内温度高。除温度方面的负面影响外, 混凝土铺面的停车场还有灰尘、粉尘等污染源, 而且大量的雨水资源无法回收再利用。生态停车场是一种既能满足车载需要, 又能改善生态环境的停车场。它的特点是用乔木形成绿荫和用透水材料作为地面铺装材料, 有效缓解车内高温, 节约空调降温消耗的能源, 减少温室气体CO2的排放。
2 生态停车场的设计原理
2.1 安全性
停车场内车辆频繁地进出, 其安全性是首要保障。为了满足生态停车场的安全性要求, 要注意以下几个方面:1) 植物的布局要在不妨碍交通的前提下种植, 不影响车辆停放和进出场地并处理好交通与植物景观的关系。植物种植设计可采用通透式栽植。尤其在停车场出入口不能妨碍司机的视线, 在与市区街道相通的停车场路口, 在距机动车路面0.9 m～3.0 m的范围内, 尽量不种植高大乔木, 使司机视野开阔, 及时避让。同时, 在停车场道路叉口处不宜配植妨碍视线的乔灌木, 绿化带高度不超过60 cm。2) 生态停车场的地面不仅满足承受车辆载重的要求, 而且克服了行车“漂滑”“飞溅”“夜间眩光”等不透水地面所带来的缺陷, 有利于城市交通安全以及行人行走的舒适性与安全性。冬季通过透水砖的反向蒸腾作用使雪融化成水直接通过透水砖排入地下, 地表无积水而不会结冰, 所以透水砖在冬季比其他材料更防滑、更安全。
2.2 以人为本
1) 停车场上的硬质混凝土地面像一块太阳能吸热板, 而停在树荫下的汽车车内温度上升缓慢, 并且维持在一个温度相对较低的状态。课题组于2008年7月对暴晒下和停在树荫下的10辆汽车车内温度进行测定, 结果见图1。暴晒的停车场让司机和乘客望而生畏, 更影响司机驾驶情绪。车主开空调降温势必会耗费汽车燃油, 加大温室气体的排放。
2) 生态停车场改变了传统停车场单调的景观效果, 葱郁的树荫能给人带来视觉上的享受, 同时也能消除人们心理上的酷暑感。
生态停车场能有效缓解车内高温, 使公共设施更加人性化。需要注意的一点是停车场的植物绿化应不妨碍夜间照明或各种指示牌或信息栏的查看, 最大程度地为使用者提供便捷和方便。
2.3 可持续性
生态停车场中的透水性铺装既兼顾了人类活动对于硬化地面的使用要求, 又能通过自身性能接近天然草坪和土壤地面的生态优势以便减轻城市非透水性硬化地面对大自然的破坏程度, 透水性铺装地面以下的动植物及微生物的生存空间得到有效的保护, 因而很好地体现了“与环境共生”的可持续发展理念[2]。
3 生态停车场的设计方法
3.1 种植设计
1) 树种选择。
树种的选择应考虑到树形本身的遮阴效果, 以达到夏日降低车内温度的要求, 分枝点高, 枝条韧性强的树种有利于车辆的安全行驶, 同时要考虑抗性强、病虫害少、根系发达、易于移栽的树种。为了节约养护成本, 耐干旱和耐瘠薄树种也应考虑在内。以湖南为例, 推荐的树种是复羽叶栾树、樟树、杜英。这些树种成型后, 树形扩展, 枝条茂密, 可减轻日光对车辆的暴晒。
2) 种植方式。
以乔木为骨干树种, 常绿和落叶乔木相间种植, 底层分布花灌木球和草皮于车位之间绿化带及周边, 构成丰富的植物群落结构, 或采用乔木和微地形草坪相结合的方式形成自然开敞的景观空间。
3) 景观效果。
常绿和落叶乔木混植, 形成丰富的季相变化。合理搭配花灌木, 突出点景, 充分利用微地形草坪空间。总体上强调植物景观的连续性和层次感。
3.2 基质结构设计
从工程角度考虑, 生态停车场的地面需要荷载系数大、透水性强、导热性好, 达到节能减排目的的材料。目前停车场应用的铺装材料是嵌草砖、植草格、透水砖。从性价比方面衡量, 生态停车场的地面材料推荐使用透水砖。
停车场透水地面铺装设计时可考虑在地基的黏土中添加适量炉渣并在地基上铺设约10 cm厚的天然砂砾层, 可以改善基层的透水和含水性能, 延长透水地面的使用年限。这对调节城市小气候、保持生态平衡收到了良好的效果。
4 生态停车场的生态效益分析
1) 节能减排。
2006年以来, 全国上下加强了节能减排工作并制定了促进节能减排的一系列政策措施。为此关于露天停车场绿化的相关措施相继出台, 推动了生态停车场的建设。生态停车场能有效缓解夏季车内高温, 减少车内空调的使用时间, 从而达到节省燃油和减少汽车尾气排放的目的。2) 增加绿地面积, 提高经济效益。对停车场绿地的生态经济效益模拟计算, 1 000 m2的草坪年平均吸收二氧化碳约为12 t, 所产生的经济效益为847元/年;年平均释放氧气约为8 t, 所产生的经济效益为0.97万元/年;年平均滞留粉尘量约为0.6 t, 所产生的经济效益为52元/年;年平均蒸腾吸热所产生的经济效益为4.35万元/年。最终, 年平均产生的总经济效益约为5.45万元。如果能插入乔木, 效益更好[1]。由此可见, 生态停车场能有效增加城市的绿地面积, 实现经济与生态的双赢。3) 吸收有害气体, 滞留粉尘, 减除噪声。在生态停车场选用抗性强的植物品种, 模拟自然的植物群落, 营造一个清新干净的景观环境。透水性铺装的多孔结构能使在其上行驶车辆的轮胎噪声降低, 对降低交通噪声也是有利的, 据研究, 透水性沥青路面的降噪效果在3 dB～5 dB之间[4]。4) 提供物种的生境。生态停车场中多种植物的合理搭配有利于营造场内的小气候环境, 形成了温度、湿度、光照、水分、养分等条件各异的“小生境”, 给具有不同生境要求的植物生存提供了可能性。在一个小群落内, 这是生物多样性得以维持的一种重要机制, 也是植物充分利用环境资源的体现。
5 几种生态停车场的具体设计
5.1 公共生态停车场
一般来说, 风景区、大型公园、广场等处的停车场可采用林式绿化造景方式, 利用车位间的绿化区域列植一些较高大的乔木, 乔木的分支点要满足不同车辆的高度, 小型汽车为2.5 m, 大型、中型客车为3.5 m, 树距一般可定为8 m左右。将乔灌木的树池设计成鱼骨结构, 2个～3个停车位相对间隔分布。在树池内铺植一些耐阴的草坪或低矮草本花卉, 灌木层可采用大叶黄杨、小叶女贞等抗性强的植物, 达到美化周围环境的效果。
5.2 居住小区生态停车场
小区停车场停留的多是家用小型汽车, 场内乔木分枝点高度在2.5 m以上, 树距一般可定为6 m左右, 以方便车辆进出 (见图2) 。其停车场应注重绿化景观效果, 以绿化带形式种植一些分枝点高、耐修剪的高大乔木, 如复羽叶栾、樟树、杜英等。在不影响车辆行驶的情况下, 在靠近墙边、绿篱的地方适当种植一些花灌木, 注意季相的连续, 为场地增添生机活力。停车场采用透水砖铺装地面, 以降低夏季地表高温对车辆的蒸晒。
5.3 占道生态停车场
占道停车场多为短时间停留的车辆准备。这种停车场流动性较强, 为提高利用率, 一般不进行较复杂的植物造景。可结合行道树间植常绿和落叶乔木, 绿篱可用萌发力强、耐修剪的植物, 株高控制在0.8 m～1.0 m。或者采用条形微地形草坪构成停车场的界限, 点缀适量花灌木, 形成自然优美的景观效果。
6 结语
生态式停车场注重减少对环境的不利影响, 运用生态材料和植物来营造更为绿化环保的停车空间。它不仅具有去除水污染的功能, 还能净化空气、吸收噪声以及改善停车场的视觉效果等, 使停车场成为塑造现代生态型城市景观的一部分[3]。
参考文献
[1]罗华.城市绿化中的难题——停车场绿化[J].Garden, 2008 (10) :37-38.
[2]禹晓峰.从透水性材料谈园林铺装设计[D].北京:北京林业大学, 2007.
[3]夏远芬, 万玉秋, 王伟.城市地面停车场透水性铺装使用分析——以南京市为例[J].环境科学与管理, 2006 (31) :11-13.
[4]张洪清, 宋志斌, 杨庆, 等.透水性铺装对城市生态环境改善的分析[J].水科学与工程技术, 2005 (4) :29-30.
生态工程原理 篇11
关键词：园林；景观；设计
引言：景观艺术是随着人类文明不断进步、发展而倍受重视的一门集社会、人文、科学于一体的综合学科。景观是一个时代的社会经济、历史、文化、人类文明和大众审美的综合表象，景观设计的目的主要是为了改善人类生活的空间形态和质量，它给人们提供一个多层次、多方位的生存空间。如何处理好自然环境和人类的相互协调关系，创造出融自然、历史、人文、科学于一体的生态景观？对其有计划有目的地进行规划与设计是其关键。
1.园林景观设计原则
体现地方特色，因地制宜。景观设计要充分体现地方特征和基地的自然特色。我国幅员辽阔，自然区域和文化地域的特征相去甚远，住区景观设计要把握这些特点，营造出富有地方特色的环境，同时住区景观应充分利用区内的地形地貌特点，塑造出富有创意和个性的景观空间。自然环境是景观绿化的基础，在住区规划中要充分利用当地的自然地貌、山水环境、气候特征，对地势的利用、水系的改造、树木的保留要因势利导，创造具有特色的环境空间。景观设计还应当发挥住区周围环境背景的有利因素，或是借景远山，或是引水入区，创造山水化的自然住区。景观设计应与建筑设计有机结合。
1.1景观设计与建筑设计有机结合。
建筑的风格是景观设计风格的基础，景观设计的风格取向必须考虑建筑的特色。如具有巴渝民居特色的住区，建筑具有典型的地方特色和语汇，景观设计应崇尚“自然天成”、“依山就势”、“随高就低”的艺术效果；如某房地产开发的深圳“第五园”，第五园的原创现代中式住宅，打造前所未有的现代中式住宅院落，让天井、前庭、后院出现在现代人的生活里面，在整体规划设计上，对中式传统住宅形式进行现代手法的演绎，展现了项目对实现人文自然的现代中式居住观的追求和探索，整个项目给人一种古朴典雅而又不失现代的亲和感。
1.2强化中心、创造层次感和围合感。
住区公共空间环境设计应着重于强化中心景观；层次感是评价住区环境设计好坏的重要标准，住区景观设计应提供各级私密空间，并且各层次之间应有平缓的过渡。住区中公私动静变化细致，应努力营造一个“围而不闭，疏而不透”的空间氛围。
1.3人性化的设计原则。
人性化的设计原则，在外部空间景观设计中，还表现为满足居民的心理需求，为此将外部空间景观环境塑造成具有浓郁居住气息的家园，使居民感到安全、温馨及舒适，产生归属感，被居民所认同。人性化设计原则即想居民之所想，造居民之所需。在设计开始前，应对整个住宅区进行朝向和风向分析，以利于组织好住宅区的风道。在景观规划阶段需考虑到向阳面和背阳面的处理，人们在冬天需要充足的日照，而在夏天又需要相对的遮阳，还有提供和设置娱乐交流的场所。
1.4景观的自然生态原则
居住区的环境景观设计，要在尊重、保护自然生态资源的前提下，根据景观生态学原理和方法，充分利用基地的原生态山水地形、树木花草、动物、土壤及大自然中的阳光、空气、气候因素等，合理布局、精心设计，创造出接近自然的居住区绿色景观环境。
2.软质景观的艺术设计
2.1园林植物：植物造景可谓艺术在其中起很大作用。植物造景定义为“利用乔木、灌木、藤木、草本植物来创造景观，并发挥植物的形体、线条、色彩等自然美，配置成一幅美丽动人的画面，供人们观赏。“植物造景区别于其他要素的根本特征是它的生命特征，这也是它的魅力所在。所以对植物能否达到预期的体量、季节变化、生态速度要深入细致考虑，同时结合植物栽植地、小气候、干扰等多因素的考虑。在成活率达标的基础上，利用植物造景艺术原理，形成疏林与密林、天际线与林缘线优美、植物群落搭配美观的园林植物景观，随着生态园林建设的深入和发展以及景观生态学、全球生态学等多学科的引入，植物造景同时还包含着生态上的景观、文化上的景观甚至更深更广的含义。
2.2水体：水体有动水和静水之分。动水包括喷泉、瀑布、溪涧等，静水包括潭、湖等。喷泉在现代景观的应用中可谓普遍与流行。喷泉可利用光、声、形、色等产生视觉、听觉、触觉等艺术感受，使生活在城市中的人们感受到大自然的水的气息。尽管如此，人工的痕迹始终不可避免地展现出来。如果能将人工与自然巧妙结合，那一定会早现另一种境界。
3.园林景观生态建筑设计的基本原理
3.1景观与外部系统的相互关系
例如一条城市滨江景观带，可能会遭受台风、暴雨和洪水等自然因素的影响，同时还会遭受空气污染、交通、人流等人类社会因素的影响。因此，风景园林设计师在进行景观生态设计时，需要处理好目标景观与其外部的自然系统和人类社会系统之间的相互关系，以期尽可能实现景观生态系统与其外部系统之间达到一种和谐共生的动态平衡。我认为，任一场地都必需被视为包含了该场地的较大一级生态系统的一部分，并且必需根据该生态系统整体面临的问题来处理该场地。
3.2景观内部各元素之间的生态关系
景观内部各元素之间的生态关系，是一种水平生态过程与景观空间格局之间的相互关系。即水流、物种流（包括动物和植物）、营养流、人流与景观空间格局之间的相互关系，也是景观生态学研究的主要对象。景观生态学用斑块、廊道、基质和边界作为景观结构的基本模式。这一基本模式普遍适用于各类不同尺度的景观，如森林景观、农业景观、城市建成区景观、郊区景观、校园景观等。景观中的任意一点，如一片树林，一个亭子，一座小桥，一排行道树，一个池塘等，都将落在这个基本模式之内，或落在斑块内，或落在廊道内，或落在基质内。这一模式为比较和判别景观的结构，分析结构与功能之间的关系，继而改变和调整景观提供了一种通俗、简明和可操作的语言。 实质上，任何尺度意义上的景观，大到整个地球、一个国家、一个区域；小到一个公园、一座校园、一幢房子的花园，特别是城市景观系统，与其关系最紧密的是人类自身。人类的活动和影响自始至终全方位的贯穿于整个景观系统。无论是在时间和物质空间上，还是在精神空间上，均对不同尺度的景观系统产生巨大的影响。实质上，上面所述的4个层面上的生态关系中，均包含着这一生态关系。
4.结束语
今天，通过园林景观在社会发展项目中的推广和应用，大部分有见地的社会公民都对园林景观在现代社会发展中的作用和地位有了共识，也把园林景观作为提高品质和品位的主要选择，这也就确定了园林景观在社会中的地位和作用，但怎样才能让两者有机地结合起来，创造最大的经济效益和社会效益，我认为有以下几点：第一，景观规划与建筑规划同步；第二，景观规划与社会发展的策划同步；第三，景观规划与自然植物生长同步。只有这样我们才能把更好的做好与社会接轨的景观设计，将更好的景观呈现给人们。
参考文献
[1]吴龙辉、陈伟新.河源市九和温泉 旅游 度假村园林景观规划设计[J].广东园林，2005.12
[2]刘滨谊《现代景观规划设计》东南大学出版社
[3]刘滨谊《滨水景观设计》
生态建筑设计原理及设计方法分析 篇12
生态建筑简单的来说就是人们居住生活的建筑物以一个良性循环的状态与自然环境和谐共处。生态建筑在建造时要结合好所处地区的自然生态环境,建设的过程中要引入生态学、建筑材料学等方面的学科进行技术支持,协调好建筑物与周围的相关元素之间的关系,使得建筑与周围环境能融合为一体。此外还要利用好建筑室内的气候和生态气候的自我调节能力。构建出一套环境优雅舒适,人、生态环境以及建筑能够和谐共处的生态圈。
相应的生态建筑设计时要以人为本,立足于生态学,将人、建筑、自然环境有机融合为一体。设计结果在保证人日常生活所需的舒适健康的同时,也要维持周围环境的清洁。生态建筑设计的最根本目的就是通过进行建筑的内外设计,构建出一个无污染的生态环境,将人、建筑、环境共存于一个良性的生态圈中。
2 生态建筑设计的原理
(1)合理利用周围的自然资源。在进行生态建筑的设计时要合理利用居住建筑周围的自然资源。收集好建筑所处的地理环境、天气变化、干湿度等方面的相关数据,将自然环境中的光能、太阳能应用到建筑的照明、供暖上,实现建筑的生态设计。
(2)采用集约的方式供应建筑所需的资源。集约的供应方式保障资源循环利用的同时,减少能源的消耗,提高了资源的利用率,有效的保护了环境。在构建生态建筑时,要发挥好生态环境原始状态的优势,让生活更美好。例如:在建筑物周边种植绿色植被不但可以为居民提供纳凉的地方,还能提高建筑周围的空气质量。
(3)建设的前提是避免破坏生态环境。在进行建筑建设时,很容易造成周围环境的破坏,可能会破坏掉区域内的草地、树林、具有民族特色的老式房屋抑或是稀有的不可再生资源。这就要求工程的设计人员在施工前要对生态建筑区域内的所有事物进行考察,在完成设计工作的同时,避免对环境造成破坏,尽可能的利用好区域的地形地貌以及周边的资源。在完成建筑建造的同时,保存自然资源,让资源成为生态建筑的自然背景装饰。
(4)建筑设计需要保证舒适度。构建建筑的本质就是为居住在建筑里的人们提高相应的便利服务,满足人们的相应需求。生态建筑的设计在不脱离这一本质的同时,还要增加舒适度,让居住的人们感受到生态建筑的可持续发展的效果。建筑设计师要贯彻好可持续发展的理念,扩大建筑的舒适程度,引用新的建筑方式,为建筑提供绿色的、安全的、生态的元素。设计师在设计时可以对建筑的采光、通风、清洁等方面入手,建立起服务人们日常生活的各个功能,为建筑群打造出人文与生态的建筑特色。
3 生态建筑建设的具体操作要点
(1)熟悉建筑周围的自然环境情况。生态建筑的建设对周边的环境情况有着很高的要求,在设计时需要对周边环境的地形地貌、植被分部、光照情况、水流、气温、风力风向等等方面进行考察了解。设计时要考虑到这些自然因素对建筑物的影响,遵循好自然的发展规律。设计的方案要科学合理、因地制宜,选定的建造材料也要采用那些环保的或者是对自然环境影响小的建筑材料,避免对自然环境的污染破坏。设计出的建筑物要突出生态的特性,将建筑的绿化工作放于建设的首位,提高能源利用率,降低对自然环境的影响程度。
(2)提高能源的利用率。生态建筑建造时可以在能源利用率上改进。建筑物的建材选择上要选择那些绿色、环保,有益于生态建设的设备、材料。减少污染源的产生。设计时要采用“就地取材”的设计原则,了解当地的环境情况,自然规律,设计出提高能源利用率的建筑方案。在对生态建筑群的布局设计时,要以能充分利用好可再生资源为前提,尽可能的在日常生活中利用好太阳能、风能等自然资源。在建筑物的门窗、墙等设施的材料选择上,要选用那些热导系数较低的材料,热导系数较高的材料容易造成热量的流失,能量的浪费。因而在进行建筑设计时,要控制好门、窗、墙的传热能力,采用一些能维持热能的保暖材料。建筑材料的供应上要尽可能的选择离生态建筑群进行供应公司。外地运输造成环境污染的同时,也消耗了大量的建筑成本,不利于建筑的设计建造。就近原则更符合生态建筑的建筑规律。
(3)尽可能的将可再生能源应用到设计中。建筑的设计中要尽可能的引入可再生能源作为建筑运转的供给能量。可再生能源例如太阳能、电能、风能等,都能运用在生态建筑中。在使用太阳能时,可以在屋顶处设置面积较大的玻璃,吸收住太阳产生的热量,经过一定的技术支持,发挥能量转换的效力,应用到建筑的热能供应上。生态建筑不仅仅要在节能环保上下功夫,还提高对能源的利用率,运用一些科学技术将那些为完全消耗的能源充分应用,使能量发生转化。
(4)加强建筑周边的植被绿化率。扩大区域内环境的绿化程度,可以为生态建筑搭建出一个良好的生态氛围。要在建筑物周围尽可能的种植绿树绿草,扩大绿化范围,在建筑物周围搭建出立体式的生态网。对建筑物的墙体、屋顶、观景阳台等等设施都一进行绿化。墙体的绿化可以通过种植藤蔓植物来实现。有了藤蔓植物对墙体的覆盖,可以减少墙体受到阳光直接照射的温度,降低辐射的强度,延长了墙体的使用年限。对屋顶的绿化方式则是在屋顶覆土种植植物,屋顶覆盖上土壤后,可以种植些花草类的植物,有了植物的装饰,屋顶也形成了绿色生态圈。对观景阳台的绿化则要考虑到,绿化工作不能影响到阳台观景的视野。对阳台的绿化可以通过栽种盆景类植物实现。此外,设计的时候不能忽略了建筑物所处的环境作用,运用科学技术将绿色植物的栽种、培养进行合理的规划,实现建筑物的绿色生态建设的同时,让建筑物与环境能够和谐共存。
4 结束语
综上所述,城市中生态建筑的建设标志着城市的发展进程,生态建筑的建设不但提高了现代社会人群的居住环境,也响应了国家和政府对建筑物绿色、环保的倡议。在进行生态建筑的建设上,工程的设计人员、施工单位都要注重建筑物的节能作用,减少建筑物能源消耗的同时,突出节能的特点,使人与自然能真正地和谐共处。
参考文献
[1]尼宁.生态建筑设计原理及设计方法研究[D].北京工业大学,2003.
[2]马春旺.高层公共建筑的生态设计方法[D].大连理工大学,2008.