（管理科学与工程专业论文）基于生态价值的建筑物质消耗与服务价值平衡关系的研究.pdf

东南大学硕士学位论文 基于生态价值的建筑物质消耗与服务价值 平衡关系的研究 管理科学与工程专业研究生：刘巍 指导老师：黄有亮副教授 摘要 随着人类社会的进步和经济的发展，人们越来越高的生活品质的需求对建筑提出了更高的要求， 科学技术的进步为建筑的形式提供了更为广阔的空间，然而与此同时，建筑在能源和资源消耗上也 变得触目惊心，建筑与环境的关系越来越受到关注，生态、绿色和可持续的概念应用到了建筑中， 生态建筑、绿色建筑和可持续建筑随之应运而生。 本论文从建筑、人与自然的和谐关系角度将建筑的物质消耗与服务价值平衡关系作为研究的主 体并从以下四个方面对该问题展开了论述。内容包括：物质消耗与服务价值的平衡生态建筑的 内涵，建筑物质消耗与服务价值的平衡关系尺度生态价值，基于生态价值的建筑物耗与服务平 衡系统的构建以及生态建筑的外部生态价值传递。论文首先通过人与自然的关系及生态内涵两方面 的探讨指出了建筑物质消耗与服务价值的生态建筑内涵意义，并对物质消耗、服务价值及两者之间 的关系进行了基本分析；着重对建筑的生态价值进行了分析，详细表述了生态价值的概念，分析研 究了建筑中的生态价值体现；重点研究了从生态价值角度的建筑物耗与服务平衡系统的构建问题， 通过系统中的价值流动分析建立了以生态价值要素为中心的平衡系统，并对系统中要素间的关系进 行了详细研究；最后从宏观角度研究了生态建筑的外部生态价值传递。 生态建筑是一个跨学科领域的并具有现实意义的研究范畴，有关生态建筑的研究涉及非常广泛。 本论文将建筑物质消耗与服务价值看作一对矛盾体，把两者的平衡与统一视为生态建筑的内涵，应 用生态的观点从生态价值的角度构建了建筑物质消耗与服务价值的平衡系统，探讨了在这一平衡系 统中的建筑、人与自然的平衡、和谐、共生关系，作为生态建筑的内涵，建筑物质消耗与服务价值 平衡关系是体现人与自然和谐关系的一个重要方面。 关键词：生态建筑；生态价值；平衡系统 东南大学硕士学位论文 r e s e a r c ho nt h eb a l a n c e a b l er e l a t i o n s h i pb e t w e e nm a t e r i a l i n p u ta n ds e r v i c ev a l u ei nc o n s t r u c t i o nb a s e d o n e c o l o g i c a l v a l u e g r a d u a t es t u d e n t ：l i uw e i s u p e r v i s e db y ：p r o f h u a n gy o u - b a n g a b s t r a c t p e o p l ea r el i n k e dt or e q u i r eh i g h l e v e ll i f eq u a l i t yw i t ht h ep r o g r e s so fs o c i e t y , e s p e c i a l l yi n c o n s t r u c t i o nf i e l d b u ti tn e e d sm o r ea n dm o r er e s o u r c e ，a n dw h i c hi n f i u e n c e se n v i r o n m e n t m u c hm o l l p e o p l eh a v et 0p a ym o l la t t e n t i o nt ot h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nc o n s t r u c t i o na n d e n v i r o n m e n t t h e r e f o r e ，t h ec o n c e p t so fe c o - b u i l d i n g ，g r e e nb u i l d i n ga n ds u s t a i n a b l eb u i l d i n g b e c o m ep o p u l a r t h e r ew e r ef o u rm a i np a r t si n t h i sp a p e r f i r s t l y , t h ep a p e rd i s c u s s e dt h ei m p o r t a n c eo f c o n s t r u c t i o nb a l a n c e a b l er e l a t i o n s h i pb e t w e e nm a t e r i a li n p u ta n ds e r v i c ev a l u e a f t e r r e p r e s e n t e db a l a n c e a b l er e l a t i o n s h i pf r o mt w oa s p e c t s ，t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nh u m a na n d n a t u r ea n dt h em e a n i n go fe c o l o g y , t h ep a p e ra n a l y z e dt h eb a s e dr e l a t i o n s h i pb e t w e e n m a t e r i a li n p u ta n ds e r v i c ev a l u e s e e o n d l y ，b r o u g h tf o r w a r de c o l o g i c a lv a l u ea st h e e v a l u a t i v e s t a n d a r do fc o n s t r u c t i o nb a l a n c e a b l er e l a t i o n s h i p ，a n a l y z e dt h ee c o l o g i c a lv a l u ei n c o n s t r u c t i o nf i e l d t h i r d l y , e s t a b l i s h e dt h es y s t e mo fc o n s t r u c t i o nb a l a n c e a b l er e l a t i o n s h i p ， a n de s p e c i a l l ya n a l y z e dt h er e l a t i o n s h i po fa l lu n i t e si nt h es y s t e m f i n a l l y , t h ep a p e r d i s c u s s e dt h ee c o l o g i c a lv a l u ef l o wo u t s i d et h ec o n s t r u c t i o nb a l a n e e a b l er e l a t i o n s h i ps y s t e m e c o l o g i c a lb u i l d i n gh a sb e e nr e s e a r c h e do nl o t so ff i e l d s t h i sp a p e rt o o km a t e r i a li n p u ta n d s e r v i c ev a l u ea sak i n do fa n t i n o m y t h eb a l a n e e a b l er e l a t i o n s h i pb e t w e e nm a t e r i a li n p u ta n d s e r v i c ev a l u ew a st h ec o i lo f e c o l o g i c a lb u i l d i n g t h ep a p e ra p p l i e dt h ei d e ao f e c o l o g yi nt h e c o n s t r u c t i o nb a l a n e e a b l er e l a t i o n s h i p a n di tw o u n db eb e n e f i c i a lo nf i n d i n gt h eh a r m o n i o u s r e l a t i o n s h i pb e t w e e nh u m a na n dn a t u r e k e yw o r d s ：e c o b u i l d i n g ，e c o l o g i c a lv a l u e ，b a l a n c e a b l er e l a t i o n s h i ps y s t e m i i 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过 的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示了谢意。 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的 复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内 容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可 以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研 究生院办理。 研究生签名： 翌l 垫 导师签名：日期： 东南大学硕士学位论文 1 1 研究的背景和意义 1 1 1 研究的背景 第1 章引论 人类的发展特别是工业化进程给人类自身带来了诸多负面问题，目前许多国家正面l 晦着人口、 就业、资源、能源、环境等一系列严重问题，人类生存与发展环境日益恶化。面对现代生态危机， 人类开始全面反恩人与自然之间的关系。2 0 世纪末，随着西方环境伦理学、大地伦理学和深层生态 学等的出现，人类开始超越人类中心主义，将道德关怀的对象扩展至整个生态系统，走向生态中心 主义，形成了生态自然观( “人是自然的一部分；人类必须服从自然规律，尊重保护自然，与自然和 谐共处”) 。与此同时，以生态自然观为理论基础的可持续发展理论也逐渐形成。以1 9 9 2 年世界环境 与发展大会通过的( 2 1 世纪议程为标志，可持续发展理论作为一种新的发展观为世界各国所接受。 【】 建筑的建造和使用过程消耗着大量的物质能量，“据统计，人类从自然界所获得的5 0 以上的 物质原料用来建造各类建筑及其附属设旅，这些建筑在建造与使用过程中又消耗了全球能源的5 0 左右；在环境总体污染中，与建筑有关的空气污染、光污染、电磁污染等就占了3 4 ；建筑垃圾则 占人类活动产生垃圾总量的4 0 ”。吲建筑全过程对全球的影响详见图1 1 。 ，7 一一、 ，7 垒璋的资源 、 j 7 卯舵o 、 鹌 莎莎一 图1 - 1 建筑全过程对全球的影响1 3 l 由于建筑业承担着人类创造人工环境的重任，没有哪一个行业像建筑业这样与自然有着如此密 切的关系，建筑与环境的关系正越来越受到关注。早在十九世纪，“生态建筑”思想就出现在建筑理 论与实践中。“绿色建筑”思想则起源于二十世纪六七十年代或更早。9 0 年代可持续发展理论一经 提出，即被融入了绿色建筑理论中，以1 9 9 3 年国际建协在芝加哥会议上通过的芝加哥宣言和美 国出版的可持续发展设计指导原则一书列出的“可持续建筑设计细则”为标志，形成了现代真 正意义上的绿色生态建筑理论体系。 东南大学硕士学位论文 1 1 2 研究的意义 “每一时代的自然观来自于历史上迄今为止人类知识的全部，代表着每一时代人类对自然和自 身的认识，体现着人类关于自然的秩序以及人类在自然界中的地位和信念，渗透以及支持各种政治、 经济的行为和制度，界定和构建一个个特殊时代。”【4 】这种新的生态价值观与可持续发展观，将改变 人们对建筑的看法和对其功能的需求，改变人们对建筑的常识和居住的理念。以生态的角度来研究 建筑的物质消耗与服务价值的平衡关系正是新的自然观和发展观的要求。 生态建筑是一个跨学科领域的并具有现实意义的研究范畴，有关生态建筑的研究涉及非常广泛， 本论文试图应用生态的观点以生态价值作为生态建筑的评价尺度，通过对生态建筑的价值描述构建 建筑的物质消耗与服务价值平衡系统，在这一系统中寻求建筑、人与环境的平衡并达到和谐共生， 使生态建筑作为体现人与环境和谐关系的一个重要方面发挥应有的作用。同时，对建筑的物耗与服 务平衡关系的研究可以促进发展建筑业的生态型转变及一系列的与建筑相关的社会经济要素的生态 性发展，从而具有了实践意义。 本论文研究的内容涉及多种学科领域，在与建筑相关学科的基础上融入生态学理论及其它相关 理论，这些与生态学相关的理论应用于建筑领域，有助于生态科学在建筑上的应用研究，并促进生 态科学的发展及实践。更重要的是，建筑相关科学在融入生态科学理论后不仅对建筑自身具有实践 指导意义，还拓展了建筑科学的发展空间，为更多的建筑相关者提供了一点参考，并借此以更新的 思维参与到生态建筑的研究和实践中。 1 2 国内外研究的现状 1 2 1 国外研究现状 国外经济发达国家如美国、德国、日本，英国等国是较早开展生态环境保护和绿色运动的国家， 其生态环境保护早已走出了争论、探讨阶段，也走过了扩大绿化、垃圾分类之类的初级阶段，很早 就开始了生态建筑的研究和设计实践。 从上个世纪7 0 年代开始，德国建筑界、生态保护团体和大学科研机构就通力合作，开始进行生 态建筑的研究和实验探索。其建筑节能、节水、太阳能利用、生活污水处理、屋顶绿化等方面的研 究和实践已使德国成为生态建筑和建筑新技术的展示地。其开发的各种节能设备、技术已在建筑设 计中广泛应用。另外，德国在建筑材料、建筑保温隔热、节能技术运用等方面制定了各项法规，在 实践中也已经深入人心，得到建筑各界的支持和遵守。德国已成为生态建筑研究、设计、节能技术 开发、节能设备研制、法规条例制定等方面领先的国家。 美国也是生态建筑理论研究和设计实践开展较早的国家之一。1 9 6 2 年卡逊( r a c h e lc a r s o n ) 女士 的寂静的春天( s i l e n ts p d n g ) 唤醒了人类对地球生态环境的关注。1 9 6 9 年l 麦克哈格写成的设 计结合自然( d e s i g nw i t hn a t u r e ) 一书，是最早提出在城市规划和环境评价研究中运用生态学和生 态设计方法的著作。美国多次举行生态节能建筑的设计竞赛，无论是方案还是设计实践中都产生了 大量示范性的生态建筑。在1 9 9 9 年，美国建筑师协会选择了1 0 座本土建筑作为现阶段生态建筑创 作的范例，大力推广生态建筑的设计。美国绿色建筑委员会在1 9 9 5 年就提出了一套能源及环境设计 先导计划( l e e d ，l e a d e r s h i p i n e n e r g y & e n v i r o n m e n t a l d e s i g n ) 。目前，美国研发了许多计算机软件 2 东南大学硕士学位论文 以供在生态建筑设计和实践中各阶段的可持续发展的量化设计中使用。例如，用g i s 对地形、土壤、 植被、水文、通风及交通等进行叠加分析，量化选址设计动态能源数码模型e n e r g ys c h e m i n g ，d o e 可以实现能耗计算与建筑设计的实施互动等等。 日本是较早在建筑中采用中水技术的国家，在上个世纪6 0 年代初，日本就在单栋建筑和建筑小 区中建成生活污水再生回用工程。中水利用现在已经是日本建筑中常见的给排水技术之一，得到广 泛的应用。 英国的建筑物研究组织( t h eb u i l d i n gr e s e a r c he s t a b l i s h m e n t , b r e ) 开发的b r e e a m ( 建筑物 研究组织环境评估方式) ，根据建筑物特点确定评价指标，按照全球问题和资源的使用、地区问题、 室内问题三个层次进行评价。 此外加拿大的g b c ( g r e e nb u i l d i n gc h a l l e n g e ) 和美国绿色建筑委员会推行的l e e d 研究了绿 色建筑评估系统；h a r t k o p f v 、l o f l n e s s v ( 1 9 9 9 ) 研究了建筑物对全球环境的影响；h w a n g y ( 1 9 9 9 ) 研究了建设项目在其建造和装饰过程汇总所成生的建筑垃圾，以及如何对其处理。 1 2 2 国内研究现状 1 ) 建筑业发展 李思堂等人提出建筑业要进行减物质化生产，以实现建筑业的可持续发展；王丽萍，王雪梅提 出了发展生态型建筑是建筑生态化的重要内容，是建筑业转向可持续发展的绿色道路的重要途径； 万后芬指出开发符合环保要求的新型建筑材料以及开发和推广节能建筑是建筑业绿化的有效途径。 2 ) 生态建筑评价 建设项目环境影响评价( 胡大锵，1 9 9 6 ；史宝忠，1 9 9 9 ；林晓言，许晓峰，仁立，2 0 0 0 ；程胜 高，2 0 0 3 等) ；2 0 0 1 年颁布了绿色生态住宅小区建设要点与技术导则( 试行) ，建立了一套绿色 生态住宅小区的评价指标、方法和工具；周滔，李启明在绿色生态住宅小区在中国的发展分析 中研究了绿色生态小区的概念、目标体系以及在中国发展中存在的问题；龚志起，张智慧从工业生 态学角度研究了绿色建筑材料的界定与评价。 自1 9 8 6 年我国民用建筑节能设计标准颁布以来，陆续颁布了民用建筑节能设计标准( 采暖 居住建筑部分j g j 2 6 - - 9 5 ) ，既有采暖居住建筑节能改造技术规程( j g j l 2 9 - - 2 0 0 0 ) 、采暖居住建 筑节能检验标准( j g j l 3 2 - - 2 0 0 1 ) 、夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准( j g j l 3 4 - - 2 0 0 1 ) 和夏 热冬暖地区居住建筑节能设计标准( j g j 7 5 - - 2 0 0 3 ) ，今年又颁布了公共建筑节能设计标准 ( g b 5 0 1 8 9 - - 2 0 0 5 ) 以及关于新建居住建筑严格执行节能标准的通知( 建科 2 0 0 5 1 5 5 号) 和关 于认真做好 宣贯、实施及监督工作的通知( 建科i 蚤 2 0 0 5 1 2 1 号) 等文件。 这些标准的颁布和实施，是加快推进我国建筑节能工作的重要依据。各地建设行政主管部门和有关 单位，认真实施建筑节能标准，建筑节能工作取得了一定成效。 国家自然科学基金和清华大学9 8 5 科研项目资助课题“建筑工程生命周期环境影响评价理 论与方法的研究”，开发了b e p a s ( b u i l d i n ge n v i r o n m e n t a lp e r f o r m a n c e a n a l y s i ss y s t e m ) ，对建筑工 程环境影响进行定量分析评价。 为了实现把北京2 0 0 8 年奥运会办成“绿色奥运”的承诺，2 0 0 2 年l o 月，“绿色奥运建筑评估 体系研究”课题立项，课题组由清华大学、中国建筑科学研究院、北京市建筑设计研究院等9 家专 3 东南大学硕士学位论文 业机构组成，2 0 0 3 年底公布了详细的“绿色奥运建筑评估体系”，这是国内第一个有关绿色建筑的 评价、论证体系，“绿色奥运建筑评估体系”是“奥运科技十大重点项目”之一，它不但详细罗列 了上百项绿色建筑标准，而且还面向评估机构专业人员推出了具体的评估打分办法。这套评估体系 还包括绿色建筑评估软件，专业人员利用计算机对建筑是否为“绿色”进行智能化评估，可以方便 地判断建筑的优劣。 2 0 0 5 年1 0 月，绿色建筑评价标准( 征求意见稿) 公布，绿色建筑评价标准主要内容是节能、 节地、节水、节材与环境保护，注重以人为本，强调建筑的可持续发展。我国正处于工业化、城镇 化加速发展时期，建立一套适合我国国情的绿色建筑评价体系，发展绿色建筑，是一项意义重大而 又十分迫切的任务。 此外，目前国内开发了很多建筑节能产品，研究和应用了一些节能技术，如围护结构节能技术、 太阳能和地源地热节能技术等等，很多地区建造了节能建筑并进行了测评得到了认证。 1 3 研究的理论和方法 1 3 1 研究的理论 论文主要运用的理论包括生态学、生态伦理学、生态经济学、产业经济学、城市生态学等。 1 ) 生态学吲 生态学在很广的尺度上讨论问题，从个体的分子到整个全球生态系统。可分为4 个明显可辨别 的、不同尺度的亚部分：个体，种群，群落和生态系统。经典生态学以研究自然现象为主， 很少涉及人类社会。现代生态学则结合人类活动对生态过程的影响，从纯自然现象研究扩展到自然 一经济一社会复合系统的研究。生态学在解决资源、环境、可持续发展等重大问题上具有重要作用。 从而受到社会的普遍重视。因此，研究人类活动下生态过程的变化已成为现代生态学的重要内容。 生态学扩展的范围包括生态恢复、生态工程、生态风险和生态规划等等。 2 ) 生态伦理学1 6 j 生态伦理学总体而言是用生态的观点来研究伦理学中的问题。作为一种“伦理学方法”，生态价 值观的实质，是以生态合理性为根本理念，建构伦理精神的理论合理性和实践合理性。生态合理性 的价值观坚持四个基本的方法论原则，这四个基本的方法论原则分别回答和解决了价值合理性的四 个基本问题。 有机性和内在关联原则。这一原则回答了关于价值合理性确证的一个前提性问题：伦理精神、 伦理价值的现实性在哪里? 这前提就是生命的观点、有机性的观点、内在关联的观点。生态的观 点首先是生命的观点，认为生态就是“生命的存在状态”，把世界，包括人、自然、社会都看作有机 的生命体。生命的特性是有机性。有机性的本质是广泛而内在的普遍联系。因此，广泛而深刻存在 的内在关联，构成的生命有机性是生态合理性的第一原则。 整体性原则。整体性原则回答的问题是：谁之合理性? 价值合理性在哪里? 或者说，伦理精神 的价值合理性的依据是什么? 它是关于伦理精神的价值合理性确证的原则。在生态合理性的整体主 4 东南大学硕士学位论文 义原则下、价值的主体合理性依据已经不是抽象独立的伦理，也不是抽象独立的伦理一文化、伦理 一经济或其他关系，而是有机性、整体性的社会文明。因此，生态合理性的“伦理学方法”既反对 抽象的伦理乌托邦和道德理想主义，也反对经济的价值霸权，主张以健全的人文精神追求伦理精神 的价值合理性。 共生互动与自我生长原则。这一原则回答的问题是：伦理精神的价值合理性是如何产生、又如 何发展的? 它是关于伦理精神的价值合理性的创生原则。有机联系与整体发展所确证的价值合理性 是共生互动的合理性。共生互动，就是生态因子之间既相对立、又互依互补的对立统一关系。著名 生态学家e 奥德姆根据生物同生互动与自我生长，形成了伦理精神的价值合理性创生的基本原理： 互补互动，对立统一；自足性；自我否定。 具体性原则。这一原则回答的问题是：伦理精神的价值合理性在形上本性上是抽象的还是具体 的? 是惟一的还是多样的? 是专制的还是民主的? 它是关于伦理精神的价值合理性的人文品质的原 则。生态价值观的具体性原则体现为价值合理性的四大品性：民族性；多样性；民主性；相对性。 3 ) 生态经济学1 7 1 生态经济学是人类对经济增长与生态环境关系的反思，它的研究对象是生态经济复杂巨系统， 其目的是研究人类经济活动的生态环境关系及其规律。生态经济学力图理解整个资源环境经济复杂 巨系统，在承认人类与自然系统之间联系的同时，认为人类社会只是生态系统的一个子系统。这不 仅意味着相互依存的关系，更重要的是指出了人类社会子系统的存在依赖于生态经济大系统的平衡 和自调节机制。生态经济学具体研究生态系统结构和功能特点。研究生态平衡与经济平衡的关系、 生态效益与经济效益的关系、生态供给与经济需求的矛盾等，以此来谋求外部生态价值传递系统和 自然生态系统协调。持续、稳定地发展。由于生态经济学倡导生态和经济之间的交叉研究，其理论 基础除经济学和生态学原有的理论基础之外，还涵盖了当前自然和社会领域中独立存在的一些学科 ( 生物学、地理学、会计学、人口学和哲学等) 和一些交叉学科( 环境经济学、资源经济学和制度经济 学等) 的理论。 由于生态经济研究主要是处理自然外部生态价值传递系统的可持续发展问题，其研究方法主要 是建立在生态经济系统理论之上。从复杂巨系统的角度探讨生态系统和经济系统之间的关系。生态 经济学作为目前所有研究领域中涵盖范围最广的交叉学科之一，其方法论主要是在系统论的理论基 础上，采用当前各相关学科流行的研究方法，如信息论、控制论，协同论、系统动力学、价值分析 法等来耦合生态和经济系统。 当前国际上关于生态经济研究前沿和热点问题主要有：可持续发展的定量评估；环境物品价值 的估算；资源的可持续利用；环境和经济整合账户的建立。 4 ) 产业生态学i s 产业生态学是在环境和产业的重重危机和矛盾中诞生的，它借助研究产业活动与生态环境相互 关系来寻求现代人类合理的生存方式。在产业系统与环境系统的相互作用中，研究从原材料采掘、 原材料加工、产品制造、产品使用与维护到产品废弃处置的整个生命周期过程中的产业活动。 可持续发展是以人为主体的生命与其环境间相互关系的协调发展。包括物质代谢关系，能量转 换关系及信息反馈关系，以及结构、功能和过程的关系。这里的环境包括人的栖息劳作环境( 包括地 5 东南大学硕士学位论文 理环境、生物环境、构筑设施环境) 、区域生态环境( 包括原材料供给的源、产品和废弃物消纳的汇 及缓冲调节的库) 及文化环境( 包括体制、组织、文化、技术等) 。它们与作为主体的人一起构成“社 会一经济一自然”复合生态系统，具有生产、生活、供给、接纳、控制和缓冲功能，构成错综复杂 的人类生态关系。 产业生态学涉及三个层次：宏观上，它是因家产业政策的重要理论依据，即围绕产业发展，如 何将生态学的理论与原则融入国家法律、经济和社会发展中，以促进国家及全球尺度的生态安全和 经济繁荣；中观上，它是部门和地区生产能力建设及产业结构调整的重要方法论基础，通过生态产 业将区域国土规划、城市建设规划、生态环境规划和社会经济发展规划融为一体，促进城乡结合、 工农结合、环境保护和经济建设结合；微观上，则为企业提供具体产品和工艺的生态评价、生态设 计、生态工程与生态管理方法。它涉及企业的竞争能力、管理体制、发展战略，行动方针，包括企 业的“绿色核算体系”、“生态产品规格与标准”等。 产业生态学方法大致可分为四类，第一类是面向产品环境管理的生命周期评价，第二类是面向 绿色产品开发的产品生态设计，第三类是面向区域规划的生态产业园规划；第四类是可持续的环境 管理。 5 ) 城市生态学唧 ( 1 ) 生态城市 生态城市是可持续的、符合生态规律和适合自身生态特色发展的城市。在这样的城市中，水是 清洁的，空气是清新的，栖居于此的人类、动物、植物都和平共处，按自然的规律生存。资源得到 循环利用，污染的危害不再产生。道路畅通无阻，人与人之间的关系是平等和坦诚的。城市以健康 的状态运行着，并具有独树一帜的魅力。 目前，生态城市的理论研究已经从最初的在城市中运用生态学原理，发展到包括城市自然生态 观、城市经济生态观、城市社会生态观和复合生态观等的综合城市生态理论。生态城市的内涵也在 研究和实践中理解日益具体化。 国内著名生态学者马世骏和王如松提出了“社会一经济一自然复合生态系统”理论，明确指出 城市是一个典型的社会一经济一自然复合生态系统。由此生态城市的建设应当满足( 王如松等， 1 9 9 4 ) ：人类生态学的满意原则，包括满足人的生理需求和心理需求、满足现实需求和未来需求、 满足人类自身进化的需要；经济生态学的高效原则，如资源的有效利用；最小人工维护原则。 城市在很大程度上自我维持，外部投入能量最小。时空生态位的重叠作用，发挥城市物质环境的 多重利用价值，社会、经济和环境效益的优化；自然生态学的和谐原则等。 ( 2 ) 城市生态系统 城市生态系统按照生态系统性质划分，包括自然生态系统和社会经济生态系统。城市生态系统 的主要功能概括为：物质循环是基础、信息传递是方向、能量流动来实现生态系统的生命运转。此 外，人口流也是城市生态系统的重要功能，城市的人e l 化、人口的城市化是城市化重要标志。 ( 3 ) 城市生态环境规划 城市化进程中研究城市建设、城市环境、城市生态规划的学者各成体系，列出各自庞大体系的 6 东南大学硕士学位论文 规划内容，然而它们三者是紧密相关，是密不可分的独立系统。生态建设的关键是，它将自然、社 会、经济系统调节统一、充分融合，创造一个社会、经济发展的人居环境。生态建设既要立足于生 态环境保护，又要着眼于企业经济相当地社区的可持续发展。因此，城市生态环境的规划是生态设 计、生态管理实现生态建设的基础。 城市生态环境规划与设计是人居环境建设的关键。人的生存空间生态需求包括了居住空间、活 动空间、绿色空间和美学空间。生态规划的任务是城市空间容量，发挥尽可能多的生态功能，以尽 可能小的生态损失代价，换取尽可能高的经济生态效益。 1 3 2 研究的方法 论文采用理论分析和资料收集、整理相结合的研究方法。充分运用了生态学、环境工程、建筑 学、管理学等多门学科的理论和方法，更侧重运用与生态建筑相关的交叉学科的理论，包括生态伦 理学、城市生态学、产业生态学、建筑经济学等等。用系统工程系统的思想对生态建筑进行了系统 的分析，用生态学的思想对系统中各要素之间的关系进行了详细的研究，综合运用交叉学科的理论 对建筑的物质消耗与服务价值进行分析，对平衡系统及其外部生态价值传递进行研究。充分利用国 内外已有的研究成果，在研究过程中查阅了大量文献资料，关注最新的学术动态，积累了丰富资料。 此外，全生命期的思想方法贯穿着全文。 i a 论文的内容和结构 1 4 1 论文的内容 论文的主要研究内容包括以下几个方面： 1 ) 物质消耗与服务价值的平衡：生态建筑的内涵。通过人与自然的关系及生态内涵两方面的探 讨指出了建筑物质消耗与服务价值的生态建筑内涵意义，并对物质消耗、服务价值及两者之间的关 系进行了基本分析； 2 ) 建筑物质消耗与服务价值的平衡关系尺度：生态价值。着重对建筑的生态价值进行了分析， 详细表述了生态价值的概念，分析研究了建筑中的生态价值； 3 ) 建筑物质消耗与服务价值平衡系统的构建。重点研究了从生态价值角度的建筑物耗与服务平 衡系统的构建问题，通过系统中的价值流动分析建立了以生态价值要素为核心的平衡系统，并对系 统中要素间的关系进行了详细研究； 4 ) 生态建筑的外部生态价值传递。首先分析了建筑业的生态转型及其与外部生态价值传递系统 的关系，详细阐述了外部生态价值传递系统的内容，最后对系统中的相关者进行了分析。 7 东南大学硕士学位论文 1 4 2 论文的结构 篇警鬣黧嫉 忖论建筑在 人与自拣的关系 人与白嚣 生杏 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一- i 图1 - 2 论文结构图 麓期栝动 靓产晶 东南大学硕士学位论文 第2 章物质消耗与服务价值的平衡：生态建筑的内涵 2 1 生态建筑 2 1 1 生态建筑的定义 生态建筑，即用生态学的观点看待建筑与环境的关系，通过对建筑本身和建筑所在的生态环境 的相关因素的组织、设计，使能源在建筑和环境中高效有序的循环转换，从而获得节省能源、没有 污染的建筑环境。其实，生态建筑所包含的理念并不是什么新鲜的东西，因为从原始的简单遮蔽物 到现代的高楼大厦，都或多或少地蕴含着朴素的生态思想，只不过今天人们对它的认识更加理性更 加深化了。“生态建筑”一词出现还没有太长的历史，却引起广大环境保护主义者、建筑师们的广 泛关注。与之相关的概念也有多种说法，如“绿色建筑”、“可持续发展建筑”等等。 生态建筑是生态目的价值和工具价值的合理体现。生态建筑将建筑自身及相关环境作为一个生 态系统进行研究，这个生态系统本身的存在就在实现着生态的目的价值；生态的工具价值体现在以 生态的观点、生态的方法审视建筑自身及其与相关环境的关系当中。 生态建筑要求体现生态效益和生态价值的统一。生态效益是从经济学中的经济效益中衍生出来 的观念，以经济学的观点，一切经济活动都是以追求经济效益为目标的行为，生态经济学提出要同 时注重生态效益和经济、社会效益的统一，将可利用资源合理的利用。生态价值是从伦理学中的价 值合理性中衍生出来的，伦理学将价值作为衡量事物的标准，生态伦理学认为生态本身在伦理精神 中体现了其价值合理性，因而形成了生态价值观，生态价值使得文化、经济、社会融合统一在社会 文明中，指导着人类的活动。生态建筑作为生态系统要求体现生态价值的合理性和生态效益的现实 性，并达n - 者的统一。 2 1 2 建筑的生态系统【1 o l 1 ) 生态化的区域、城市 生态建筑应当包括生态化的区域、城市。从区域城市环境来看，区域环境也是生物圈的一个组 成部分，和物质材料流动的一个环节或阶段。在生态建筑的实现中不但应当寻找建筑和周围生态系 统之间合适的关系，也应当寻找区域、城市与其所处的生态系统的关系，整合二者，从宏观到微观 各个层次上寻找生态建筑的合理构建。 2 ) 生态建筑的开放系统 生态建筑的开放系统是广义的生态建筑，探讨广义的生态建筑，可以使我们清醒的认识到生态 建筑在系统整体中所处的位置和能够发挥的作用。生态建筑作为一种独立的开放系统，自身具有一 定的能量和物质材料输入和输出，就像生态学家认为的生态系统中的能量和物质材料流动一样，建 筑是可以追溯建筑系统中的每一个元素的来源和流动的路径：从产地到建筑系统，最终重新返回到 周围的生态系统环境中。 9 东南大学硕士学位论文 3 ) 微观建筑环境 建筑系统自身包容有更小的子系统，从物质构成上来说它由各种建筑材料构成，每一种建筑材 料在生态系统中都有自身的循环过程。建筑物质材料流动路径中从生产、加工、运输、使用直到成 为建筑废弃物，过程中每个环节都会对生态系统产生影响，要避免过渡的能量消耗和生态系统的损 害。从空间上说它由室内空间构成，因此生态建筑应当关注室内环境的舒适度。 2 1 3 生态建筑业 生态建筑业是在生态建筑的理论基础和现实基础上提出的。生态建筑业，即以生态学理论为基 础，以生态伦理的价值观为指导方向，用生态经济、生态产业、生态城市的观点研究建筑业活动与 自然、经济、社会环境系统的关系，并借此寻求体现现代人类合理生存方式的生态实践。 生态建筑业的研究的内容是建筑业的生态系统及系统的平衡和发展，包括自生态系统和共生态 系统。 1 ) 作为自生态系统的研究 建筑业本身是一个生态系统，无论是建筑业的生产过程、建筑产品、组织等都具有相对的独立 性，并且建筑业作为一个产业，内部的关系具有稳定性。生态建筑业自生态系统，以生态效益和生 态价值目标，研究生态系统中建筑活动存在的环境因素，包括自然、经济、社会等，并由此研究建 筑活动的对环境的影响和积极的生态措施及其相互关系。自生态系统中重点是对建设项目全生命期 的研究，包括生态评价，生态规划，生态设计，生态生产，生态管理，生态服务等。 2 ) 作为共生态系统的研究 生态建筑业是开放的系统，由于功能特性使其自身无法是一个自足的生态系统，但同时它可与 其他领域构成共生系统；作为子系统依附协调于更具综合整体性的生态系统。共生态系统的研究根 据建筑业在经济、社会中的角色可从三个角度来进行研究。包括生态建筑业与经济生态系统的关系， 生态建筑业与产业生态系统的关系和生态建筑业与城市生态系统的关系。 2 2 生态建筑的内涵体现于物质与服务 生态建筑包含着健康舒适、高效清洁、和谐优美的特点。现代人一生中有2 3 的时间是在建筑 内渡过的，因此改善人的生存环境，提高人的生命质量是生态建筑的主题，生态建筑特别强调保证 室内环境的空气质量。高效清洁是生态建筑的重要目标，高效清洁使生态建筑把提高资源能源的利 用效率和减少污染保护生态环境这二大课题结合起来，以最低的成本最少的污染换取最大的社会经 济环境效益。和谐优美是人对生态建筑的精神要求，使人、建筑、自然三者的关系处在相融和谐之 中，生态建筑是在遵循生态规律基础上的创造，它的本质并非形式问题，而是其深刻的社会使命。 由于实现生态目标的技术所包含的多样性和发展变化，使得生态美的展示充满生命力和创造性，生 态建筑可以包含传统建筑美学的文化层面和形式层面，但它是一种可以看到、可以感受到的全方位 的和谐、优美。从生态建筑的特点中分析，在生态建筑主体下，其实质最终达到的是物质消耗与服 务价值的平衡，物质消耗与服务价值的平衡关系是生态建筑的内涵，这种平衡关系的深刻性表现在 1 0 东南大学硕士学位论文 自然与人类和谐关系以及生态内涵两方面中。 2 2 1 自然与人类和谐关系的体现 1 ) 自然生态系统 自然生态系统即自然界，自然界中的一切物质、能量的循环构成了一个自足的生态系统。自然 生态系统是相对人类而言的，是除开人类活动之外的整个的自然界这个大系统。不同于生物学上对 生态系统包括生物群落及生存环境的定义，自然生态系统具有更广泛的环境意义，这一广泛性也体 现了人类对自然的需求尺度。 自然生态系统由循环在大气层、地壳层中物质、能量所组成，物质主要包括天空的大气，陆地 的生物生态系统、淡水、土地及矿物，海洋中的生物、海水等等。能量主要来自于太阳能和引力能， 太阳能包括必要的日照和其存储或产生的能量，存储包括一些生物能、矿物质，产生主要是风能。 引力能通过水能和潮汐能作为载体体现( 如图2 - 2 所示) 。 自然生态系统的存在是人类生存和发展的必要条件。它包括了对人类的四方面的作用，即生存 需要，生活需要，生产需要和审美需要。生存需要指的是自然生态系统提供给人类生存所需的环境 条件，包括空气，水，温度及生物环境，它还有保护人类的作用，比如臭氧层的保护等等。生活需 要指为人类生活需要的衣食住行所提供的物质及能量。生产需要指为人类产品所需的物质及能量， 人类一方面通过生产把自然界资源进行转化提高了人类物质生活水平，另一方面，人类在生产中也 实现着自己的社会价值。审美需要指人类在审美感受上对自然的需要，比如自然风光。 图2 - 1 自然生态系统 2 ) 自然生态系统与人类的关系衍变 自然生态系统与人类的关系衍变经历了一个漫长的过程，通过关系衍变过程可以更清楚生态价 值转移的历史过程。这一衍变包括自然主导、人类主导、相互作用三个阶段( 如图2 - 2 所示) 。 东南大学硕士学位论文 图2 - 2 自然生态系统与人类的关系衍变 在人类发展的初始时期，人类对自然的影响微乎其微，人类活动主要以适应自然环境为主，在 这一时期，自然为主导，自然对人类构成了巨大的影响。随着人类的不断发展，人类认知能力的进 步，渐渐在自然界的活动中学习掌握了利用和改造自然的能力，人类对自然的利用和改造过程不断 扩大着自己的活动空间，进一步的工业革命和以能源为动力的经济发展加速了人类利用改造自然的 进程，这一阶段中人类为主导，对自然起着巨大的影响作用。人类社会发展到今天，规模型和资源 型的经济增长方式对自然生态系统的需求速度已经大大超出了生态系统自身所能承受，系统环境开 始恶化，并已经严重威胁到了人类，一方面人类对经济和财富的无限的欲望似乎带有惯性的无法节 制，另一方面自然系统对人类以一种潜在的方式反馈给人类，人类对自然的影响破坏在经历一个时 间周期后以另一种方式返还给人类，这两方面加深了自然与人类的矛盾，使两个系统的发展都受到 了限制甚至萎缩。自然与人类需要和谐共处的观念已经越来越多的受到人们的广泛关注，以一种相 互依存关系来看待两个系统的关系尤为重要，作为共生的大系统，人类需要与自然需要之间需要构 建平衡和谐关系。 3 ) 和谐关系的体现 自然与人类的和谐关系实质是在自然需要与人类需要关系上寻找平衡，建筑活动为人类提供了 诸多的人类所需，同时也消耗了大量的自然资源，生态建筑在自然与人类的关系中扮演着重要角色。 建筑物质消耗与服务价值的平衡关系问题正是自然需要与人类需要平衡关系问题在建筑领域中的体 现，物质消耗体现着自然需要程度，服务价值体现着人类需要程度，这种平衡关系在自然与人类和 谐关系上的意义成为了其生态建筑内涵的关键因素之一。 2 2 2 生态内涵的体现 1 ) 生态的概念 ( 1 ) 生态学定义 人们最初对生态的关注是将其作为一种自然科学生态学的研究。生态学是研究有机体与其环境 相互作用的科学。环境有两个明显区别的部分：物理环境( 包括温度、可利用水、风速、土壤酸度等) 和生物环境，后者构成其他有机体对于有机体施加的任何影响，包括竞争、捕食、寄生和合作。依 据生态学定义，生态指生物在一定的自然环境下生存和发展的状态，也指生物的生理特性和生活习 性。生态的主体即大自然。 1 2 东南大学硕士学位论文 ( 2 ) 生态观念的演变f 6 1 随着生态学的研究和发展，以及人类文明的发展，人们逐渐意识到生态观念的人本意义。生态 观念的演变经历了从生态学转变、生态文明到生态智慧三个阶段。 2 0 世纪生态的觉悟表现在人类自身对人类生存环境、对人类文明未来发展命运的关注。1 9 6 2 年，美国女作家拉海尔卡尔松出版了震惊西方世界的寂静的春天将生态学才运用到对人的研 究上，获得了现代意义，这一事件是生态学转变的标志。 生态文明在2 0 世纪人类文明尤其是西方文明发展中的推进及其哲学意义，可以从它与后现代主 义的关系中得到体现。在后现代主义看来，重建人与自然关系的最好方式和最后结果就是建立一种 生态世界观。遍及世界的生态运动以及由此产生的生态理论已经说明，人类正在努力建构这种世界 观。 西方深层生态学的代表人物奈斯把自然生态理论的扩展称之为“生态智慧”。生态智慧不仅要求 重新建构自然生态的平衡，而且更重要、更深层的是要重新建构人的精神生态、人格生态以及整个 文明的价值生态的平衡。 生态观念的发展形成两种倾向：一是人类中心主义的生态观念，即人类关注生态的最终目的是 为了人类自身的需要，将生态作为一种客体纳入到人类社会发展的因素当中；二是非人类中心主义，