生態建筑初探

吳建琪1石皓文2  倪萍l

(1．陜西省現代建筑設計研究院710048  西安；

2．上海交通大學船舶海洋與建筑工程學院  200240上海)

    “生態建筑”作為一種新興的設計理念已經漸漸成為21世紀一個主流的建設設計思想，可是什么是“生態建筑”，他的設計理念與具體功用如何，為什么要將建筑與生態環境聯系在一起，相信對于很多人還都是很陌生的。

    人之初生時期的地球上，以狩獵為生的人類與大地萬物共同生活，“以地為床，以穴為居”的生活狀態就是最好的寫照。為了共同御敵，與大自然的不利條件斗爭，組成了部落，由部落發展出農耕社會，引而產生出文明，人類生活形態的演變和變革，依賴于地球的生生不息的“生機”，這種引導生命輪回的生態平衡的本質就是永續發展的真諦。隨著人類認知能力的提升，創造出許許多多“文明社會的工業產品”，兩次世界大戰之后，世界已經陷入了以人為本的經濟價值體系當中，卻忽略了過度的開發已經超出了地球母體的承載范圍，自然環境與人類生活逐漸互相脫離，所以到了今天，人類的生存反而成了地球的最大負擔。如今，越來越多的有遠見的人士已經意識到了這種危機，已經開始反省這數百年間人類的錯誤發展并提出了一系列卓有成效的解決辦法。人類的野心使得人類不會停止高速發展的腳步，但是如何使人類的發展納入自然正常的生態平衡規律呢，于是“生態建筑”就進入了人們的眼簾。

    要明白什么是生態建筑首先要清楚生態建筑的定義：生態建筑是盡可能的利用建筑物當地的環境特色與相關的自然因子(比如陽光、空氣、水流等)，使之符合人類居住，并且降低各種不利于人類身心的任何環境因素作用，同時，盡可能不破壞當地環境因子循環，并盡可能確保當地生態體系健全運作。能合乎此等生態考慮之建筑設計方能合乎生態建筑的理念。

    我們現在居住的大多數房屋是由燒烤過的砌體材料作為墻體材料，用化學工藝加工而成的涂料刷墻壁和屋頂，這些材料都是有一定污染的。為了降低這種化學物質對我們身體健康和自然環境的危害，目前有些生態建筑設計方案已經大膽的拋棄了這種傳統的建筑和裝潢材料，改用無污染的天然材料制成。這樣不僅巧妙的利用了天然資源，而且給我們的居住環境帶來了一場新的革命，給我們一個全新的居住概念。下面為大家介紹一個案例，首先讓大家對生態建筑有一個大體的概念。

    美國華盛頓世界資源研究所新設計出一種綠色辦公室，全部采用有利于環境保護的建筑材料。地板大多是由栓皮棉的樹皮做成，大家放心，這種樹的樹皮被剝去之后，樹皮還會再生，不會因失去樹皮保護而死亡。用這種樹皮做成的地板，人的腳踩上去的感覺非常好。此外，也有一部分辦公窒房間的地板是用竹子壓制成的，竹子生長極快，砍掉后不久就會長出新的來。還有些辦公地板上鋪有地毯，但它們都是不含任何有害化學物質的“綠色地毯”。這種綠色辦公室中，辦公桌是利用粉碎后的葵花籽殼制成的，門是用麥稈壓制而成的，漂亮，高雅。這種辦公室還選用了更加節能的照明和電器設備，并改進了通訊系統。新的可視通訊系統可使辦公室的工作人員在不同城市之間直接面對面交談，既可以使出差時間和差旅費大大減少，又能減少汽車和飛機向大氣中排放有害氣體。美國人已經給我們作出了榜樣，潔凈的環境，奇妙的生態環境是可以和繁華的都市生活并存的。

    看了上面的綠色辦公室的案例介紹，大家已經對什么是生態建筑有了一個大致的了解，下面為大家介紹生態建筑的具體特征和有機組成。

1、生態建筑的主要特征：

    1.1節能和利用可再生資源。節能技術的原理就是靠蓄熱等措施提高能源使用效率，并充分利用太陽能、風能、地熱等可再生的自然資源，減少對不可再生或對環境有污染的資源的依賴，如煤炭、石油等。在具體的建筑設計中，結合不同的氣候特點，依據太陽的運行規律和風的形成規律，利用自然陽光和通風，被動節能措施來達到減少能耗，應用材料的蓄熱和絕熱性能，提高圍護結構的保溫和隔熱性能，利用太陽能冬季取暖，夏季降溫，通過遮陽設施來防止夏季過熱，最終提高室內環境的舒適性。

    1.2材料再生利用。使用再生和可循環利用材料和資源，例如在建筑的建造過程中使用再生的建筑材料，減少建筑垃圾。在建筑的使用過程中，將水等資源循環利用。另外提倡使用本地材料，減少運輸費用。

    1.3減少廢物排放。避免向外界排放有毒有害的污染物，通過各種手段在排放之前進行降解或做無害化處理。

    1.4廣義范圍內的生態建筑和可持續發展建筑還涉及環境和文化領域。

    總的來說，以建筑設計為著眼點，生態建筑主要表現為利用太陽能等可再生資源，注重自然通風，自然采光與遮陽，為改善小氣候采用多種綠化手段，為增強空間適應性采用大跨度輕型結構，水的循環利用，垃圾分類、處理及充分建筑廢棄物等。

2、一般生態環境與建筑設計方法：

3、一般生態環境與設計策略

    3.1利用可再生自然資源的設計策略：

    從生態系統的角度考慮，高效的建筑應該充分利用外部資源提供的可再生自然資源，包括風、太陽、雨、綠地區域、土壤、各種地熱資源等。例如雨水可以收集起來，滿足制冷沖洗和灌溉等需要。而像綠地區域，室外種植和部分的室內種植，是改善建筑周圍氣候的重要因素。由于硬質鋪地表面吸收并蓄積太陽能熱量，會形成非常明顯的熱量累計，導致建筑周圍溫度的上升。如果綠地區域替代，會產生一定的制冷效應，即依靠樹木、潮濕的綠地區域植被的呼吸作用或和水面水分的蒸發，帶走一定的熱量，這將降低地面附近室外空氣的溫度。此外，還可以利用集塵效應吸附灰塵，改善進入建筑市內的空氣質量。從這方面分析，景觀設計不僅僅意味著從心理效果創造出一種休閑的室外空間，而且是減少室外不良環境因素對建筑室內影響的重要手段。

    3.2適應氣候的建筑設計策略：

    建筑與氣候本不可分，自古人“挖地建穴，構木筑巢”時起，就是為了適應氣候的變化以創造一個能夠遮風避雨的場所，而也正是全球有著多樣性的氣候，才相應的形成豐富多彩的建筑形式。因此，真正的從建筑的本質出發，充分考慮氣候環境因素來進行建筑設計，這對于節約能源，維護自然生態環境，豐富建筑的形式特征，創造宜人的的舒適環境等方面都有深遠的意義。

    建筑物最主要的功能之一就是減輕氣候的影響，使使用者舒適的進行工作。開初，靠單純對建筑結構、部件的操作進行適應氣候的調節。通過歷史的積累，在世界很多氣候區，這種適應氣候的建筑設計已經產生了極豐富、成功的地方建筑形式系列。全球主要有四種主要氣候類型，分別為：暖濕氣候區、干熱區、溫和區以及寒冷區。

    建筑形式必須適應環境氣候，盡管由于現今技術的發達，有時有人謹慎的采用主動系統調節室外氣候的威脅，但是這畢竟是舍本逐末的手法，最好的還是用建筑本身去完成這個任務，因此，最重要的是抓住被動法。

    3.2.1朝向

    選擇朝向主要包括透明構件與不透明構件的設計與構造，當需要時它們能夠接受太陽輻射和風，不必要是可以拒絕。

    3.2.2向陽

    (1)溫和地區和冷區，透明構件應該面向，即：北半球朝南、南半球朝北，這樣設計能進行冬季太陽能采暖并在夏天拒絕太陽輻射。若可能，盡量避免東西向透明構件，尤其是西向，因為會受到上午下午的日照而引起過熱。不透明構件，特別是屋頂應用淺色。

    (2)熱帶區，透明構件應朝向北(南半球)、南(北半球)。再加上一個相當小的挑檐，就能得到全天遮陽。東西向仍然會有過熱的危險，可能的話應避免。不透明構件如屋頂，應用淺色，以便反射太陽輻射。

    3.2.3朝向風

    (1)合用的風，如涼爽的海洋微風。建筑物的短軸應指向這些好風的方向以取得最大的益處，但并不需要精確對準好方向，可以從所預期的風向偏移45°，而不會失去捕捉風效應的能力。

    (2)不合用的風．對于這種風，重要的是使建筑物封閉起來，也就是說要在細節上防止通過窗框、門周圍和底層架空地板的空氣滲進滲出。

    現在，許多國家，特別是一些發達國家對生態建筑非常感興趣，而且在這一領域也投入了可觀的金錢和技術力量并取得了一定的成果，已經走在了我國的前面，比如日本、英國、美國、荷蘭、瑞典等紛紛展開生態建筑計劃。我國也開始在這一新興領域有所發展，例如上海已經建成我國首幢生態建筑示范樓，而且目前，上海建筑科學研究院，正著手在辦公室示范樓對面設計、建設600生態建筑住宅示范樓，還有今年年底前，相關適用技術將在一個5萬平方米的居住小區推廣。

    我們期盼著，我國的建筑人們能夠吸取國外成功優秀的設計經驗，盡快趕上外國的技術腳步，讓本世紀我們中國城市也有一座座美麗的生態建筑呈現在我們面前。

參考文獻：

[1]David(Pearson Earth tO Sprit—In search of Nat- ural)1994

[2]Klaus Daniels((The Technology of Ecological Building)

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)