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0 试论生态建筑设计试论生态建筑设计 摘 要 本文阐述了生态建筑的基本概念 生态建筑设计理论以及设计理论在建筑 设计中的运用 发展生态建筑的社会条件以及目前生态建筑发展的动态 并对我国生态建 筑的研究现状进行了回顾 指出我国生态建筑存在的问题 提出了我国生态建筑的发展的 思路与对策 关键词 生态建筑 建筑设计 可持续发展 技术策略 研究现状 存在问题 对策 1 生态建筑概述 生态建筑概述 根据世界卫生组织 WHO 的定义 所谓 健康 就是指人在身体上 精神上 社会上完全处 于良好的状态 据此定义 健康住宅 不仅仅是住宅 绿化 社区医疗保健 还指在生态环 境 生活卫生 立体绿化 自然景观 噪音降低 建筑和装饰材料 空气流通等方面 都 必须以人的健康为根本 1 1 建筑生态化 生态建筑从早期仅停留于对气候 生物反应的关注到今天运用替代能源 注重建筑生 态高技术的研究 人们对建筑有了更新的认识 在此基础上 提出了建筑生态化问题 它 是将建筑融入大的生态循环圈 从整体的角度考虑能源和资源流动 将建筑建造 建筑设 计 建筑使用过程中的消耗 产生纳入整个生态系统来考虑 从而改变资源与能源单向流 动的方式 趋向良性循环的模式 清华大学吴良镛先生提出的 建立人居环境循环体系 将人居环境纳入动态的生生不息的循环体系即是对这一思想的提倡 它对建筑的要求不仅 仅是建筑的使用过程 而是建筑的整个生命周期 建筑的生态化 一般应具备如下的基本 特征 第一 能为人类提供 宜人 的室内空间环境 它包括健康宜人的温度 湿度 清洁的 空气 好的光环境 声环境以及灵活开敞的空间 第二 在对自然资源的利用上 对环境的索取要小 主要指节约土地 在能源与材料 的选择上贯彻减少使用 重复使用 循环使用以及用可再生资源替代不可再生资源的原则 第三 对环境的影响要最小 主要指减少排放和妥善处理有害废弃物以及减少光污染 声污染 1 2 发展生态建筑的社会条件 虽然生态建筑才刚刚起步 但它的发展有着深厚的社会认识的转变奠定了当今发展生 态建筑的社会思想基础 从 以人为本 到 以环境为中心 的社会思想认识的转变奠定了当今发展生态建筑的社 会思想基础 人本主义是西方实现现代化的主导思想之一 始于文艺复兴时期 自 18 世 纪以来的整个现代化过程中 以人为本的思想构成了社会进步和经济增长的哲学基础 人 本主义观念明确确立了人的意志自由及其对自然界的优越地位 地球有限的自然资源被视 为 取之不尽 用之不竭 而遭到滥用和破坏 对环境的污染也大大超过了自然界所容纳的 限度 特别是二次世界大战以来的几十年 实际各国无一例外的遵循西方模式 才使得 70 年代的石油危机将资源与环境问题突出地暴露出来成为世界问题 1 3 生态建筑的发展动向 目前 生态建筑在各地方发展都处于起步阶段 西欧和北欧是发展得较好的地区 主 1 要建筑有 建于苏格兰偏远地区的斯特林村屋工程 建于柏林的戴母勒奔驰办公室 托马 斯设计的建于慕尼黑的住宅联合体以及法国的法兰克福商业大楼 在美国 1948 1959 年 麻省理工学院所建 3 号 4 号 太阳房均为实用住宅 近年来在日本和新加坡均有具有现 代意义的生态建筑建成 总的来说 各国建筑师都在潜心研究生态建筑的技术和设计方法 从建筑设计上看 主要有两种倾向 一种是将建筑融入自然 就是把建筑纳入与环境相通 的循环体系 从而更经济有效地使用资源 使建筑成为生态系统的一部分 尽量减少对自 然景观 山石水体的破坏 使自然成为建筑的一部分 如日本 1995 年落成的 Acros 福冈 它是一个集文化商业办公为一体的综合设施 该建筑向公园层层退台 在退出的平台上做 屋顶绿化 这样建筑与公园绿化融入一体 通过高技术实现能量循环利用 第二种是将自 然引入建筑 运用高科技知识 促进生态建筑化 人工环境自然化 如马来西亚杨经文设 计的绿色摩天大楼 它在现代都市中引入自然 再现自然 运用生态技术 将植物 水体 等自然景观引入建筑内部 2 设计理论在建筑设计中的运用 设计理论在建筑设计中的运用 从上述思路出发 要实现住宅设计生态化 需综合考虑 3 个方面的因素 住宅住区规 划 建筑单体设计 包括建筑造型 朝向 定位以及细部处理 如维护结构材料选择 保温 方式 门窗形式等 建筑物内的环境控制系统设计 本文将从住区风环境 自然通风绿化 水景设计和防止住区热岛现象 日照遮阳与采光外围护结构布置 噪声和污染的防止和控 制等与建筑设计相关的几个方面 分别阐述生态建筑理论在住宅建筑设计中的运用 2 1 住区风环境设计 建筑物布局不合理 会导致住 区局部气候恶化 规划师和建筑师 已经认识到风环境和再生风环境问 题已不容忽视 然而 可能是对室 外风环境的预测不够重视或缺乏有 效的技术手段 当建筑师们在对建 筑住区进行规划时 更为常见的做 法是过多地把设计重点集中在建筑 平面的功能布置 美观设计及空间利用上 而很少或仅仅凭经验考虑高层 高密度建筑群 中气流流动情况对人的影响 事实上 良好的室外风环境 不仅意味着在冬季风速太大时 不会出现人们举步维艰的情况 还应该在炎热夏季保持室内自然通风 从这一点上来说 在规划设计中仅仅考虑对盛行风简单设置屏障的做法显然是不够的 在实际的规划设计中 要获得良好的住区风环境 了解小区内气流流动情况 是建筑师在设计初期所必须做到的 2 2 自然通风 在住宅建筑中 自然通风是最经济和有效的环境 调节手段 而建筑物的平面布局 立面设计与三维 空间布置等 都对自然通风的效果有重要的影响 充分考虑这一影响而进行建筑设计能有效地解决住 宅中热舒适性和空气质量问题 而且在不增加住户 投资的情况下 就能营造一个健康 舒适的居室环 境 2 7 2 3 绿化 水景设计和防止住区 热岛 现象 8 9 1 住区周围建筑的热环境不仅和气流流动有关系 同时还和住区建筑周围的辐射系统有关 受住宅设计中建筑密度 建筑材料 建筑布局 绿地率和水景设施等因素的影响 住区室 外气温有可能出现 热岛 现象 合理的建筑设计和布局 选择高效美观的绿化形式 包括屋 顶绿 化和 墙壁 垂直 绿化 及水景设置 可有效地降低 热岛 效应 获得清新宜人的室内外环境 特别值得指出 的是 建设生态住区不等于简单地提高绿化面积 如果住区绿化仅仅使用大规模草地而不 考虑与林地 水景设施以及自然通风等手段有效地结合起来 不仅不能充分发挥绿化在改 善室内外热环境方面的巨大作用 还会把大量的金钱浪费在草地的浇灌上 可谓得不偿失 在绿化系统设计中如何改善住区室外环境 除了避免以上误区外 还应做好以下 2 个方面 的工作 合理选择和搭配绿化植物和水景设置 并与整个小区的热环境设计协调起来 除了给人以观赏的美感外 还应充分发挥植物 水在降低 热岛 作用 改善住区微气候方 面的作用 设计中要以人为本 如果绿化设计的最后结果是把人和绿色隔绝开来 仅仅 可以远观而谢绝入内 是不可取的 2 4 日照 遮阳与采光 夏天阳光的直射和热辐射是影响居室热环境的一个重要因素 同时也是影响住户心理 感受的重要因素 遮阳是指运用建筑的外形设计 悬挑和凸凹变化而形成建筑围护结构 使室内实际接受的阳光直射和辐射热量减少 比较好的方法是根据当地地理与气侯条件 通过精确计算 对住区的建筑布局以及单体住宅的相对关系 进行建筑群日照 遮阳以及 自然采光分析 检验是否满足日照和遮阳的要求 2 5 外围护结构布置 这里主要是指外墙和外窗等围护结构的布置 体型系数这一概念并不能充分反映外围 护结构对建筑物热环境的复杂影响 实际上 对于不同朝向角和倾角的外墙和外窗 由于 当地主导风向的不同而造成的渗透情况的不同 外表面的对流换热系数也相差很大 日间 接受的太阳辐射随着时间变化而千差万别 夜间背景辐射状况也不相同 2 6 噪声和污染的防止和控制 住区规划应有效地设计防噪系统 如将住区和主要交通干线相隔绝 防止主要交通干 线的噪音传过来 污染控制问题也需重视 建筑物内部空气质量不好 一定是与室外空气 污染有关 而通过有效的绿化 有效的组织建筑周围气流流动 可以改善室内空气品质 在设计初期 技术人员就应该深入现场进行调研和测试 检验当地的噪声或污染是否符合 标准 如果不能满足要求 一定要采取相应的补救措施 如果居室噪声超标 可考虑采用 错开设计的双层玻璃窗 既能有效降低噪声 又不影响自然通风 1 3 我国生态建筑设计的研究现状 我国生态建筑设计的研究现状 在 20 世纪 80 年代顾孟潮就提出了 未来的 世界是生态建筑学的时代 的观点 1994 年 5 月 中国政府颁布了 中国 21 世纪议程 中 国 21 世纪人口 环境与发展白皮锄 从我国的具体国情出发提出人口 经济 社会 资源 与环境协调 可持续发展的总体战略 1972 年斯德哥尔摩联合国人类环境会议以后 我国 环境保护运动日益扩大和深人 以追求人与自然和谐共处为目标的绿色革命蓬勃展开 1996 年 3 月 中国国家环保局推出两大举措 一是实行污染物排放总量控制 二是实施 中国 跨世纪绿色工程计划 在九五期间重点治理淮河 海河 辽河等的污染 1996 年国家自 然科学基金委员会正式将 绿色建筑体系研究列为九五重点资助课题 1998 年又将 可持 续发展的中国人居环境研究 列为重点资助项目 2000 年我国颁布了 建筑节能技术政策 2001 年 建设部通过雄录色生态住宅小区建设要点与技术导贝邸首次明确提出了绿色生态 小区的概念 内涵 2001 年开始实行仁夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准 2001 年我国 第一部生态住宅评估标准 中国生态住宅技术评估手删出台 以可持续发展战略为指导 以节约资源 防污染 保护生态为主题 创造健康 舒适的居住环境 推进住宅产业的可 持续发展 4 我国生态建筑发展存在的问题 我国生态建筑发展存在的问题 4 1 缺乏对生态建筑的正确理解 生态建筑的概念国内外学术界有许多不同的解释 但核心的内容是根据当地的自然环 境 运用建筑学 生态学的基本原理 合理安排组织建筑与其他相关因素的关系 使建筑 物与其周围环境成为一个有机的结合体 同时具有良好的室内气候条件和建筑物的自我调 节能力 并具有节地 节水 节能 减少污染 延长建筑寿命 改善生态环境等优点 但 是有人认为只要将建筑物周围加一些绿化就是生态建筑 在建筑物内部点缀一些植物就是 生态建筑 建筑物单纯的节能就是生态建筑 还有人认为建筑的平面将来有重新划分的可 能就是生态建筑等等 但这些观点只停留在生态建筑的表面 对生态建筑的理解是不全面 的 4 2 缺乏对农村生态建筑的系统研究 我国作为发展中国家生态建筑的系统研究不平衡 其中城乡的差别较大 目前各个学 科研究的重点大多局限在比较发达的城市 缺乏对农村居住环境的系统研究 特别是东北 地区 大部分的研究都从本学科 生态学 环境学 城市规划学 建筑学 农业建筑学 能 源学 的专业角度出发 虽然研究的内容较为丰富 但是各个学科之间没有很好的结合起来 进行深人的研究 特别是如何在特定地区将人居环境与植物环境工程结合起来是函待解决 的课题 4 3 缺乏生态建筑的广泛实践 1 目前 我国建筑界发表了许多关于生态建筑的论文 这些论文对于宣传可持续发展的 思想 推动生态建筑的发展起到了一定的积极作用 但绝大多数的论文都停留在关于生态 建筑设计的理论框架 设计原则及生态学理论对建筑学的指导 国外先进生态建筑的经验 介绍 缺乏实际工程实践模式 计算机模拟 环境效果的测试分析 5 我国生态建筑设计的发展思路与对策 我国生态建筑设计的发展思路与对策 从本质上讲 生态建筑设计是一种由生态伦理观 生态美学观共同驾驭的城市建筑发 展观 在实践中的生态建筑设计思路可着重从以下几个方面 5 1 贯彻以人为本的人文原则 国际建筑师联合会第十四次会议宣言指出 经济规划 城市规划 城市设计和建筑设 计应当是探索并满足人的各种需求 满足人类生存和发展的需求 不仅是建筑发展的最终 目标 而且是人类社会进步的根本动力 在未来建筑设计中 要充分认识和确定人的主体 地位和人与自然的双向互动关系 强调把关心人 尊重人的宗旨具体体现在城市空间的创 造中 以适应不同阶层 不同年龄 不同职业的市民的多样化需求 5 2 善于因地制宜 尊重环境属性 根据生态学的进化论 生态建筑设计包含着资源的经济利用问题 其中首要的是土地 的利用问题 今后城市的发展 势必在有限的土地资源内展开 为了节省有限的土地 必 须建立高效的空间体系 如在地面上建立亲和大自然 充满人情味的低层高密度建筑 利用 生态技术建立起巨构城市 向地上空间要效益 充分开展城市地下空间的综合利用研究等 使城市地面 地下 空中连接为有机协调的立体网络 生态建筑设计强调与环境具有最佳 关系 对环境破坏最小 一并充分发挥环境效益 与环境互选共生 共同增长是生态建筑 设计的重要原因之一 建筑的选择做到充分利用原有的地形 地貌 与周围的环境特点以 及当地的地理与气候特征相适应 做到 因地制宜 5 3 增强使用者与自然环境的结合和协调 建筑物作为联系使用者与自然环境的桥梁 应尽可能多地将自然的元素引人使用者身 边 这也是生态原则的一个重要体现 人是自然环境的一分子 人的活动必须建立在生态 化的基础上 必须与环境建立起一种新的结合和协调关系 从建筑设计到建筑建造 使用 报废的全过程中 生态建筑对环境的破坏影响最小 与以往建筑设计相同 生态建筑应致 力于为人类提供品质最佳的空间和环境 即使建筑本身对环境污染很小 极为节能 但如 果人们的各项活动无法在建筑空间中顺利展开 其空间的存在与人的功能需求格格不人 这样的建筑无疑是失败的 生态建筑的功能应更趋合理 空间更加宜人 更有助于使用者 与自然环境间的交流 它应该具备更良好的物理环境 尽可能地采用自然采光 自然通风 并具有抵御自然灾害的能力 5 4 增加 绿色 面积 保护生态平衡 生态建筑外部与自然相呼应 内部空间的设计也应绿色化 即通过精心的室内设计 将室外的绿色引人室内环境 绿色植物可以制造氧气 吸收各种有害气体 虑尘 调节湿 度 温度 减少噪音等 生态建筑的兴起为绿化环境开辟了广阔天地 通过建筑设计 可 以使室内空间室外化 运用绿化 水面等划分空间 这些设计手法在建筑创作上最为常见 如建筑物内的共享大厅 内庭院 在其上部加一个可调节的开启式屋顶 根据时间季节的 变化 由计算机或人工控制 达到室内温湿度的调节 又可使室内外空间连成一体 另一 种设计手法也被建筑师经常应用 屋面绿化 不仅美化了环境 获得了良好的景观 而且对 屋面刚性防水有维护作用 生态建筑在保护生态平衡 提高人居的自然度方面大有作为 6 结束语 结束语 生态化的思想是人类的取向和必然选择 城市和建筑设计的生态化是历史发展的必然 1 趋势 一方面它契合了 可持续发展 的全球共识 另一面它为城市设计和建筑设计发展开辟 了一条新途径 在建筑领域里 我们呼吁与环境共呼吸的建筑设计观 提倡各种建筑生态 技术的应用 发展生态建筑 总之 生态住宅是多种技术集成的结果 它需要科学技

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