浅谈生态化建筑的设计与发展趋势

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摘要：我国是一个资源不很丰富的国家，随着社会经济的发展，人民生活水平的提高，资源的紧张已经给我们亮起了红灯，积极推进生态化建筑成为发展的必然趋势。本文对生态化建筑设计的特点及要点进行探讨，并畅谈了生态化建筑设计的发展趋势。

关键词：生态化建筑；设计；发展趋势

Abstract: China is a resource is not very rich country, with the development of social economy, the improvement of people's living standards, resources nervous already give us the bright red, promoting ecological construction become the inevitable trend of development. This paper discusses the characteristics and key points of ecological architecture design, and discussed the development trend of ecological building design.

Key words: ecological construction; Design; Development trend

中图分类号：TU2文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

引言

当今人类面临的最重大挑战是致力于为我们的后代保护环境,但是如果我们仍旧保持现在的人口增长率和消费需求,这项挑战将被激化,而这也将是地球的最后一个千年。因此对任何一个设计师来说,一个发人深省而紧迫的问题就是:我们怎么来设计一个可持续发展的未来? 就设计行业而言,最有效的生态解决方法是通过与环境的融合而更持续地发展。把我们所从事的一切与自然环境以一种有益的方式融合在一起,对于环境绝无任何危害。生态化建筑设计就是生物融合的设计。

一、生态化建筑的特点

生态化建筑的概念主要包括两个方面，第一，提供有益健康的建成环境，并为使用者提供高质量的生存活动的小环境；第二，减少能耗，保护环境，尊重自然。生态建筑是根据当地的生态自然环境，运用生态学、建筑技术科学的基本原理、现代科学技术手段等，合理地安排并组织建筑与其他相关因素之间的关系，使建筑与环境之间成为一个有机的结合体，同时并具有良好的室内气候条件和较强的生物气候调节能力，以满足人们生活、工作所需的工作环境，使人、建筑与自然生态环境之间形成一个良性循环系统。它具有节地、节水、节能、改善生态环境、减少环境污染、延长建筑物寿命等诸多好处，可以使经济效益、环境效益和社会效益得到很好的统一。

生态化建筑实际上是指这样的一种实践：它既利用天然条件与人工手段创造良好的富于生气的环境，而同时又要控制和减少人类对于自然资源的使用，实现向自然索取与回报之间的平衡。研究生态化建筑的目的就在于处理好人、建筑和自然三者之间的关系，它既要为人创造一个舒适的空间小环境，同时又要保护好周围的大环境(自然环境)。具体来说，小环境的创造包括：健康宜人的温度、湿度，清洁的空气，好的光环境、声环境以及具有长效多适的灵活开敞的空间等等。对大环境的保护主要反映在两方面，即对自然界的索取要少，对自然环境的负而影响要小。因此，高科技与生态的结合，代表了新世纪建筑发展的必然趋势。

二、生态化建筑的设计要点

生态化建筑设计是一项复杂的系统工程,设计一座完全意义上的生态建筑是很困难的。生态化建筑必须具备三个基本特征:注重效益,崇尚自然,尊重科学。高效益贯穿在生态建筑的设计、选材、运营直至寿命终结的全过程。生态化建筑主要是通过设计,以自然的而非机械空调的方式满足人们的生物舒适感觉,此类建筑从方案伊始便贯穿着生态这一主导思想,现在比较成熟的生态设计手法有以下几种:

1.建筑方案方面

（1）应着重考虑建筑与周围环境的协调性,可能建筑师在考虑设计方案时比较倾向于表现所设计建筑的个性,但在表现建筑个性的同时,也要考虑它与周围环境的和谐及与已有建筑的共性,应与整个社会大环境、人文环境、整个城市的定位与发展规划相一致。

(2)要处理好其美学性质与经济之间的协调关系。经济合理性要求在工程投资尽可能少的情况下,最大限度地满足投资者的使用功能要求,而建筑师所追求的美学效果有时会造成投资的大幅增加或建筑使用功能的降低,从而降低其价值系数,但一味追求经济效果,则可能使设计方案丧失很多美学性质,无法满足投资者的要求。

(3)要贯彻可持续发展的理念。在经济飞速发展的今天,人类可利用的自然资源越来越少,经济增长对资源的消耗提出了更高的要求,在设计中贯穿可持续发展理念是必然趋势。一个好的生态建筑作品,

不仅仅是建筑师的创作,其中技术咨询专家的作用越来越显著,他们在采光、照明、自然通风、冬季采暖、夏季制冷等很多涉及建筑运作过程中能量耗费的问题中,发展并完善了建筑师的一些朴素的想法,并与建筑师一同将各种设计策略贯彻落实到具体的建设细节中。

2.建筑材料方面

利用材料自身特性,减少装饰,发掘新的美学视角,使之成为他们风格的有机部分。

(1)木材。芬兰的伦佐·皮亚诺充分利用木材的特性进行木构建筑设计,使建筑表现出某种新意和技术精致性,其作品充分表现木材最具魅力的特质,尤其在构造上,把木材运用于建筑表面,并与其他材料结合使用,充分发挥了材料的最佳性能。

(2)玻璃,铝扣板等。西萨·佩里创造性地利用玻璃幕墙,使之成为高层建筑的一层表皮,革新了高层建筑美学；理查杰·罗杰斯在新千年穹顶工程中对玻璃纤维有成功运用。

(3)石材。劳埃德·莱特在他的许多作品中均选用当地的材料,使建筑好象从土里生长出来一般,尤其在流水别墅和西塔里埃森中对石材的运用使这种风格得以充分展现。

(4)陶土面砖。设计大师崔恺在北京外研社办公楼建筑中,被宜兴生产的一种由天然陶土手工制作的暗红色面砖的特殊质地所吸引,充分利用它那似吸收阳光,泛出柔和沉稳色彩的粗糙的毛面表现力,给人视觉以强烈冲击,完美地展现出校园建筑的风格特征。

3.建筑中的节约方面

(1)节约原材料

建筑用材包括结构用材、水暖电、通讯设备器材及建筑装修用材等,这里仅就节约结构用材加以阐述。现代材料技术的发展,已大大改进了传统的砖石结构,厚砖胖柱的形成,高效轻质墙体,轻钢结构,薄壳屋盖,拉索结构等,都大大减轻了结构的自重,扩大了使用空间。如近年来发展起来的大空间膜结构就是节约结构用材的一种典型,它是一种预应力空门整体结构,将结构与建筑围栏部分融为一体,最大限度地发挥了材料的承载能力,创造出无柱的灵活大空间,并创造出一种具有自然形态美的外观,既飘逸,又刚劲有力。

节约能源

节约能源贯穿于建筑寿命始终。选择耗能少的建材就是节能的一个重要方面,节约建筑运营中能耗的潜力是巨大的,这主要靠利用再生能源来实现。通过建筑设计和构造的一些处理方法,实现高效的自然通风、采光、隔热遮阳以及利用太阳能等以减少设备的配置与能耗,这是最常用也最有效的节能办法。太阳能建筑是典型的节能建筑,目前多采用被动式。日本的加藤义夫设计的明野村住宅和大岛住宅都是利用坡屋顶蓄热。鉴于光电板的价格相当高,会较大增加建设成本,故较少采用。然而从长远观点来看,其整体节能效果很高,目前发达国家采用较多。从2005年开始,我国某些建筑采用光导管将阳光导入房间照明。

(3)建筑再利用

建筑再利用是一次有很大潜力的资源再利用的课题,近年来在国际上几成时尚。不少建筑师专注于建筑再利用的设计与研究上,并有不少优秀作品出现。目前,西方国家一改工业革命后大拆大建的做法,很少拆除旧建筑,尽量将其利用。目前我国一些城市大拆大建,从环保角度来看,是很不经济、不合时宜的。我国生态学家余谋昌研究员著文中指出:“有学者统计,在现有的工业生产中,只有4%左右的资源得到了利用,其余都被废弃了,其实这是环境污染、资源破坏的最根本原因。”人类的浪费是惊人的,节约的潜力巨大,大力倡导生态建筑的重要意义正在于此。

三、生态化建筑设计的发展趋势

面对当前的环境问题，关心人和自然问题的建筑师就生态建筑的探索已经达成共识，极力倡导和推广生态建筑。目前生态建筑具有两种发展趋势。

1.研究原生的生态建筑，探索现代生态建筑的发展之路

建筑从其形成开始，就是人类活动的内在机制与自然环境相互联系、相互作用的逻辑技术，包含了内在的“生态精神”。海德格尔的存在意义哲学体系中，“定居是一个重要的概念”。定居的关键在于场所而不是空间，人与场所的关系，以及场所与空间的关系均包含在人类居住场所中。人之所以定居是由于体验到了场所中人与自然和谐稳定的精神，可以称之为“场所的生态精神”，而当时的建筑则可以称之为“原生的生态建筑”。

初始的原生生态建筑具有下面相应的特点：原生建筑与自然环境的能源物质环境是直接的，原生建筑大都采用自然采光、通风形式，其定居地靠近水源即物质材料的获取场所；原生的生态建筑是人们不自觉地运用当地的建筑材料及技术，并考虑了当地的气候条件；原生建筑对所处的自然环境具有较强的敏感性，刮风下雨，温差变化都直接体现在建筑当中。由于建筑的回归自然本原的倾向，建筑师在原生的建筑形式中寻找生态建筑的原型和解决问题的办法。目前的生产和生活，使人与自然的联系变得间接，人们正通过一个日趋复杂的人造系统与自然环境之间进行物质和能量的交换，因而人们对自然的体验了解较少。因此，抱着自然本原生态观的建筑师们通过原初建筑的类型，如窑洞、土楼、四合院、竹楼等寻找合理的生态原型，并发展新建一系列现代生态建筑思想和新型生态建筑。

2.探索和运用新的生态技术，加快建筑的生态化

建筑的发展，已经从生物的进化走向了自觉的知识技术的进化阶段。根据萨克森的生态哲学，地球的进化分为三个阶段。第一阶段，从无机物向有机物的过渡，其进化的内因是原子、分子间的物理作用；第二阶段，是低级生命向高级生命的进化过程，这其中起作用的是遗传物质和自然选择；第三阶段，则是人类特有的知识技术进化的阶段。现代的工业技术改善了人们的生活水平，也给自然带来了一定的破坏，从而产生了生态技术。拥有这一类思想倾向的建筑师尝试将新技术运用到建筑环境的设计建造过程中去，与有生命的价值系统一样，建筑的进化过程在于环境的能源、材料的交换循环过程和本身自我控制方面的优化。

（1）在能源利用方面

第一，使用恒久性、不枯竭的能源，如太阳能、风能、地热能、潮汐能、核能等。例如：加拿大多伦多建造一座太阳能建筑，其功能为少年宫和旅馆，用南向大面积的玻璃顶，回收太阳热并经过热交换器等手段，将所得的电能贮存到地下室的蓄电池中，给建筑提供热源供应，又给建筑的夜间照明提供能源；第二，应用节能技术。节能建筑不应仅理解为减少能源的使用，还应看成为提高能源的利用率，减少无谓的消耗，也就是在建筑的使用过程中最优化的使用能源。我国当前能源消耗现状：用能效率低，节能的潜力巨大，在建筑的能耗当中，空调系统约占41%左右，针对上述情况，我国应大力倡导节能建筑，采取积极措施，实行资源消耗和再生的平衡。

（2）物质材料的运用方面

必须采用建筑材料的5r原则。5r是指5个以r开头的英文词，revalue(再思考，再认识)，renew（更新、改造），reuse(再利用，使再生)，reduce(减少)，recycle(反复使用)。其次，必须是使用地方性资源，体现本土的概念。5r建材可称为生态建材，这种建材在材料的生产、使用、废弃和再生循环过程中与生态环境相协调，满足最小的资源消耗、最小污染乃至是无污染、最佳使用性能、最高循环再利用率。

（3）自我调控方面，可分为两个部分

第一，被动式的调控，利用建筑本身的构件，如门窗、阳台、遮阳，创造适宜的建筑环境，它来源于对传统建筑的学习，来自对环境的关照，并对现代建筑设计有着深刻的指导意义。维也纳的斯特德劳住宅群，便是建筑师通过采用玻璃暖房和简单的构造形式取得良好保温隔热效果的例子。

第二，主动式的调控是现代建筑的一个巨大进步，作为人脑外延发展的计算机技术带来了建筑的革命。它往往需要建筑师把建筑作为一门学科来研究，将其设计精确化、数量化、严密化，需要将建筑设计与建筑构造、建筑物理、计算机技术等紧密结合起来。

结语

作为从事建筑行业的设计师,我们应该不断完善自己的作品,推广采用新技术、新材料成果,这是我们的职责所在,同时,我们还应该引导人们进入一种更加健康、更加无害、更加生态化、更加有利于可持续发展的建筑模式,进而改善我们的生存环境,这是我们的社会责任，只有这样才是一名合格的设计师,才能设计出更好的生态化建筑产品。

参考文献：[1]葛菲飞,浅谈生态建筑设计[J].技术与市场,2010,17(9).

[2]李紫薇,生态建筑设计的初步研究[J].中国新技术新产品, 2010(11).

[3]慕春暖,谢复春,论建筑的生态性与可持续性发展[J].天津城市建设学院学报,2000(03).