朱鹏飞建筑生态学1第一章建筑生态学基础

1、建筑生态学精品课程第一章第一章 建筑生态学基础建筑生态学基础 建筑生态学的起源与发展建筑生态学的概念建筑生态学的研究对象和研究方法建筑生态学的发展方向 建筑生态学精品课程第一节第一节 建筑生态学的起源与发展建筑生态学的起源与发展一、城市发展的生态意识 建筑生态学精品课程（一）建筑活动对地球生态环境的影响 1、建筑业的现状 全球建筑从业人员1.11亿人，产值占世界国民生产总值的10%。 近年来，我国每年约新建20亿平方米建筑，其中住宅占13亿平方米，建筑量连续12年居世界首位，在未来30年内，我国还需建造约400亿平方米的新建筑。 快速城市化，大规模农村人口转移必然会增加对建筑的需求。建筑业在未

2、来20年仍将保持高速发展的态势。二、建筑学的生态意识建筑生态学精品课程2、建筑对资源、环境的影响建筑消耗全球的资源 全球的污染能源： 50% 空气的污染：50%水资源：42% 温室效应：42% 原材料：50% 水污染：50%耕地： 48% 固体废弃物：48% 氟氯化碳：50%（据欧洲建筑师协会测算）建筑生态学精品课程建筑生命周期对生态环境的影响建筑生命周期对生态环境的影响生命过程生命过程发展阶段发展阶段对生态环境的影响对生态环境的影响前期准备原材料开采地表破坏、地方生态平衡破坏、粉尘污染等材料加工废气、废热、废液、粉尘、固体垃圾、化学垃圾等污染材料运输各种废气、废热、粉尘污染建筑施工材料设备准

3、备采购、运输、储藏过程中的材料损耗与能源消耗施工技术结构选型与施工方法不同造成的噪音、粉尘、交通堵塞等施工管理施工过程的长短与管理完善与否对环境影响的不同建筑使用家庭装修耗费能源产生新的建筑垃圾，造成建筑内二次污染日常使用产生生活垃圾、污水，保温隔热措施的不同将影响能源的耗费建筑维修频繁维修增加投资、降低建筑寿命，加大对环境的影响建筑循环报废与再利用建筑垃圾的处理，拆除中的粉尘、噪音污染与能源消耗建筑生态学精品课程我国可开采利用的石灰石矿我国可开采利用的石灰石矿250亿吨，水泥工业每年消耗亿吨，水泥工业每年消耗6亿吨亿吨建筑生态学精品课程我国年产我国年产6000亿块粘土砖，消耗粘土亿块粘土砖，

4、消耗粘土12亿立方米，毁坏农田亿立方米，毁坏农田10万亩万亩建筑生态学精品课程河北省隆化县韩麻营镇河北省隆化县韩麻营镇 铁尾矿正在蚕食铁尾矿正在蚕食“京津风沙源工程区京津风沙源工程区”内的防沙林内的防沙林无节制开采导致大面积林地塌陷无节制开采导致大面积林地塌陷建筑生态学精品课程包头公益明铁矿区尾矿库包头公益明铁矿区尾矿库北京怀柔铁矿区尾矿库北京怀柔铁矿区尾矿库建筑生态学精品课程 建筑生态学精品课程开采前具有原始森林风采开采后矿场一角已变成“沙漠”河北省迁西县龙湾村铁矿区河北省迁西县龙湾村铁矿区建筑生态学精品课程水泥年产量图数据来源：中国水泥协会 建筑生态学精品课程拒马河曾经是北京的一条主要水系

5、，但是由于近些年来的生态破坏，拒马河已经逐渐萎缩，有些地方已经干涸，并且随着越来越严重的非法采砂，使得拒马河的生态环境越来越差。建筑生态学精品课程 海砂屋海砂屋 海砂屋使用了不合格海砂所建造，海砂未经淡化，其中的氯盐引起混凝土中钢筋的严重腐蚀破坏，乃至造成房屋坍塌等事故（遇地震更危险）。 建筑生态学精品课程 每生产1t钢材，需消耗1500kg铁矿石、225kg石灰石、750kg焦煤，还需耗掉相应的水资源。 每生产1t钢材，排放CO2约1.6-2.0t，排放NOx约0.9-1.0kg，排放SO2约0.8-1.0kg，排放粉尘约0.52-0.7万t。建筑生态学精品课程建筑业致使生物多样性降低建筑物

6、也是鸟类杀手夜间照明建筑生态学精品课程 人们已逐渐意识到建筑对生态环境的负面影响，人类正在与环境问题抗争，建筑师、设计师、规划设应走在前面，减少资源的消耗、降低环境污染，在自己的作品中体现、实践人类可持续发展的理想。建筑生态学精品课程好的建筑像？“好的建筑就像一棵树” 德国建筑大师弗雷奥托(Frei Otto) 1980年绘制的树形住宅草图建筑生态学精品课程（二）建筑的历史1、与自然和谐相处的古老理念 建筑的发展史，也就是人类认识自然、利用自然、改造自然的历史。建筑生态学精品课程 旧石器时代，中国原始人就已经知道利用天然的洞穴作为栖身之所。远古的建筑来源于大自然，又回归于大自然。 新石器时代，

7、黄河中游的氏族部落，利用黄土层为墙壁，用木构架、草泥建造半穴居住所，进而发展为地面上的建筑，并形成聚落。 长江流域，因潮湿多雨，常有水患兽害，因而发展为杆栏式建筑。对此，古代文献中也多有构木为巢，以避群害、上者为巢，下者营窟的记载。 建筑生态学精品课程河姆渡式的干栏建筑建筑生态学精品课程延安大学排孔窑洞的石窑建筑群“土打的窑洞丈二宽，夏天凉来冬天暖”。 建筑生态学精品课程建筑生态学精品课程 以木构架结构为主流的建筑建筑生态学精品课程建筑生态学精品课程古建筑屋顶与排水古建筑屋顶与排水硬山顶硬山顶歇山顶歇山顶悬山顶悬山顶建筑生态学精品课程 除了建筑材料与自然界紧密联系之外，在建筑形制，特别是建筑空

8、间组合的处理上，我国传统的建筑同样非常注重利用自然环境。建筑生态学精品课程 在建筑规划选址方面，古人非常注重与自然的关系，发展出建筑风水理论。建筑风水关于建筑思想的主旨是把宅舍作为大地有机体的一部分，强调建筑与自然，及周围环境的和谐，从某种意义上说，（建筑风水学）与建筑生态学的步调是一致的。 建筑生态学精品课程2、建筑发展的误区走过的弯路 自英国工业革命吹响人类科技发展的号角之后，人类不再屈服于自然的束缚，“人定胜天”仿佛不再是神话。1851年伦敦世博会英国馆 水晶宫 1951年 纽约利华大厦 建筑生态学精品课程 1970年之前，全球经济空前繁荣，市场一片鼓励消费以刺激建设之声，甚至打出“消费

9、就是美德”的口号。那时正是现代主义建筑最盛行的时候，建筑设计朝向全面机械化、设备化的模式。 1964年，“未来主义建筑宣言”鼓励人类建立最浪费的都市形式，认为未来都市就像一座造船厂，住宅就像一座巨大的机器，建筑物之间全部用金属步道和高速车速道来连接，钢和玻璃所做的电梯，就像蛇一样爬满了建筑外表。甚至幻想将整个都市装上喷射引擎及移动的四肢，以任意走动或飞上火星。 1972年，罗马俱乐部发表增长的极限，对迷信经济成长的人类文明提出严重警告，建筑界开始注意节能设计的重要性建筑生态学精品课程3、建筑的未来理念的回归 自20世纪末开始，可持续发展的理念成为有环境破坏、资源匮乏等生态失衡问题的主流解决之道

10、，全球各国共同签署了以保护人类生存空间为宗旨的“京都协议书”，建筑业也开始反思建筑与资源、环境的关系，建筑踏上了理性回归之路。建筑生态学精品课程“我的愿望是有一天消灭绿色建筑这个概念，因为那个时候所有建筑都是绿色的，大家对此习以为常，就像我们现在对待一幢普通建筑那样。” 3 月24日，罗伯特沃森在上海接受外滩画报的专访时这样告诉记者。建筑生态学精品课程三、建筑生态学的产生与发展 （一）建筑生态学的产生1、Paolo Soleri和他的城市实验室Arcosanti 19691969年，建筑生态学年，建筑生态学(Arcology)(Arcology)理论的提出。理论的提出。 为什么地球自从有了城市

11、后，生态和建筑之间就为什么地球自从有了城市后，生态和建筑之间就变得势同水火？生态和建筑的关系该如何处理？变得势同水火？生态和建筑的关系该如何处理？ 他认为任何建筑或都市设计如果强烈破坏自然结他认为任何建筑或都市设计如果强烈破坏自然结构都是不明智的，号召对有限的物质资源进行最构都是不明智的，号召对有限的物质资源进行最充分、最适宜的设计和利用，反对高能耗，提倡充分、最适宜的设计和利用，反对高能耗，提倡可再生资源。可再生资源。 理想的城市：金字塔形城市构想，是高度综合的理想的城市：金字塔形城市构想，是高度综合的且具有合适的建筑高度和密度，在最大限度地容且具有合适的建筑高度和密度，在最大限度地容纳居住

12、人口的同时，将居民安置在最为生态化、纳居住人口的同时，将居民安置在最为生态化、美好和缩微的环境中。美好和缩微的环境中。建筑生态学精品课程 保罗索勒瑞把生态学(Ecology)和建筑学(Architecture)两词合并成为Arcology，即建筑生态学。即从生态学的角度来认识建筑，将生态学的理论应用到建筑设计中，以此达到与自然的和谐共生。 从生态学的角度来理解，生态建筑首先应具备节能的特征，并充分考虑绿色能源的使用；其次应注重使用再生和可循环利用材料，注重环境保护，遵循可持续发展战略，而且应尊重所在地的地域环境和历史文化，与乡土有机结合，继承城市脉络。因此生态建筑又被称为绿色建筑、可持续建筑。

13、 建筑生态学精品课程巨构建筑设计图 巨构建筑是一座高约巨构建筑是一座高约1000m的塔楼，周围环绕着的塔楼，周围环绕着两组集中式的名为两组集中式的名为“室外会场室外会场”的裙房。室外会的裙房。室外会场是一个半圆形大建筑，用于容纳范围较广的城场是一个半圆形大建筑，用于容纳范围较广的城市活动。塔楼和室外会场紧密相连、不可分割。市活动。塔楼和室外会场紧密相连、不可分割。索勒里之所以将整座城市构想为一个完整的巨型索勒里之所以将整座城市构想为一个完整的巨型建筑，并不是对城市功能进行重新组织，而是将建筑，并不是对城市功能进行重新组织，而是将其集中，便于充分地提高能源利用、人流循环、其集中，便于充分地提高能

14、源利用、人流循环、物流循环等系统的效率。索勒里设想采用一种将物流循环等系统的效率。索勒里设想采用一种将来可能发明的机器人施工技术。计算机系统将会来可能发明的机器人施工技术。计算机系统将会随时监控建筑系统和结构的使用状况。随时监控建筑系统和结构的使用状况。 建筑生态学精品课程10能源分析图 11水利用分析图 12人流分析图建筑生态学精品课程 温室效应：温室效应：指在一个限定的空间收集太阳的热量。指在一个限定的空间收集太阳的热量。 烟囱效应：烟囱效应：指热空气上升时，可以引导收集热空气的指热空气上升时，可以引导收集热空气的系统。系统。 半圆顶效应半圆顶效应：指将半圆形的结构南向布置，寒冷季节：指将

15、半圆形的结构南向布置，寒冷季节作为太阳能收集器，温暖季节形成最大面积的太阳阴影作为太阳能收集器，温暖季节形成最大面积的太阳阴影区。区。 蓄热效应蓄热效应：指具有一定质量的物体在周围温度高于自：指具有一定质量的物体在周围温度高于自身时容纳热量，而周围温度低于自身时释放热量。身时容纳热量，而周围温度低于自身时释放热量。无机效应：建筑生态学精品课程有机效应：园艺效应园艺效应：指在人类控制和选择下，绿色物种的生长：指在人类控制和选择下，绿色物种的生长。城市效应城市效应：指一些有机体以自觉的、脑力的、文化和：指一些有机体以自觉的、脑力的、文化和精神的方式进行相互作用。精神的方式进行相互作用。建筑生态学精

16、品课程建筑生态学精品课程 2、建筑生态学的正式诞生 1969年，美国景观建筑师伊恩年，美国景观建筑师伊恩麦克哈格麦克哈格(McHarg)的著作的著作设计结合自然设计结合自然（DesignWith Nature)的出版，标志着生态建的出版，标志着生态建筑学的正式诞生。麦克哈格在该著作中指筑学的正式诞生。麦克哈格在该著作中指出：建筑生态学的目的就是结合生态学原出：建筑生态学的目的就是结合生态学原理和生态决定因素，在建筑设计领域寻求理和生态决定因素，在建筑设计领域寻求解决人类聚居中的生态和环境问题，改善解决人类聚居中的生态和环境问题，改善人居环境，并创造出经济效益、社会效益人居环境，并创造出经济效益

17、、社会效益和环境效益相统一的效益最优化。和环境效益相统一的效益最优化。 建筑生态学精品课程 建筑生态学从产生至今，建筑生态学从产生至今， 一直致力于解决建筑领域中人类面临的一直致力于解决建筑领域中人类面临的环境与生态环境与生态问题，并随着新的问题和观问题，并随着新的问题和观念的产生而不断发展。念的产生而不断发展。（二）建筑生态学的发展（二）建筑生态学的发展建筑生态学精品课程 2020世纪世纪7070年代，由于世界性石油危机，与能源使年代，由于世界性石油危机，与能源使用和能源供应相关的问题成为用和能源供应相关的问题成为建筑生态学关注的建筑生态学关注的主要因素，世界各地纷纷开展了主要因素，世界各地

18、纷纷开展了被动式太阳能被动式太阳能建筑建筑的研究，并在建筑物的的研究，并在建筑物的保温隔热保温隔热方面方面做了大量工作。做了大量工作。建筑生态学精品课程 1977年l2月，国际建协大会以1933年的雅典宪章为出发点，在秘鲁签署了另一个新宪章马丘比丘宪章。新宪章总结了现代建筑与城市规划建设的主要经验和教训；综述了城市与区域、建筑与技术、环境与文化等面临的新问题、新对策；强调了两次大会选址的特殊含义：雅典卫城反映了人们勇于探索自然、改造自然的理性主义，而马丘比丘的高山安第斯古城遗址则表现出人们对于大自然的尊重。建筑生态学精品课程 2020世纪世纪8080年代，大范围的年代，大范围的环境污染和破坏已

19、殃及环境污染和破坏已殃及世界各国，世界各国，环境治理环境治理和和生态保护生态保护非常醒非常醒目地成为建筑生态学讨论和关注的焦点。目地成为建筑生态学讨论和关注的焦点。建筑生态学精品课程 1988年，中国的建筑学家吴良镛教授在希腊建筑师道萨蒂亚斯所提出的“人类聚居学”的启发下，吸取中国传统文化及哲学的精华，融汇多方面的研究成果，创造性地提出了“广义建筑学”，并写成了广义建筑学一书，提出以城市规划、建筑与园林为核心，综合工程、地理、生态等相关学科，构建“人居环境科学”体系，以建立适宜居住的人类生活环境。 建筑生态学精品课程 2020世纪世纪9090年代后，全方位解决年代后，全方位解决环境和生态问题的

20、环境和生态问题的可持续发展可持续发展理论成为全球共识，环境、生态理论成为全球共识，环境、生态、资源共同成为世界各国关注的焦点。、资源共同成为世界各国关注的焦点。建筑生态学精品课程 进入进入2121世纪，社会、经济、自然的协同发展成为世纪，社会、经济、自然的协同发展成为各行各业共同致力的目标，人、社会、建筑、自各行各业共同致力的目标，人、社会、建筑、自然的和谐共生与协同发展成为然的和谐共生与协同发展成为建筑生态建筑生态学学致力的目标。致力的目标。建筑生态学精品课程第二节第二节 建筑生态学的概念建筑生态学的概念 是生态学延伸于建筑学领域的一个分支，反映是生态学延伸于建筑学领域的一个分支，反映出现代

21、建筑思潮的价值取向。出现代建筑思潮的价值取向。 建筑生态学并不否定传统建筑学，而是在其所建筑生态学并不否定传统建筑学，而是在其所达到的物质和精神文明的基础上，使之变得更达到的物质和精神文明的基础上，使之变得更加自然，更加人性化。加自然，更加人性化。 从本质上说，建筑生态学是运用生态学的理论从本质上说，建筑生态学是运用生态学的理论来指导建筑设计、建造、管理等，既可使自身来指导建筑设计、建造、管理等，既可使自身构建的人工系统处于良性循环状态，又可与周构建的人工系统处于良性循环状态，又可与周围的自然生态系统保持平衡，实现建筑与自然围的自然生态系统保持平衡，实现建筑与自然共生，是可持续发展理论和生态设

22、计理念在建共生，是可持续发展理论和生态设计理念在建筑工业中的具体体现。筑工业中的具体体现。 建筑生态学精品课程 建筑生态学要求建筑从材料准备、建设建筑生态学要求建筑从材料准备、建设、使用到废弃整个过程都是无害化，这、使用到废弃整个过程都是无害化，这就要求建筑工业要从建筑建设工程的环就要求建筑工业要从建筑建设工程的环境质量评价、土地适宜性评价、可行性境质量评价、土地适宜性评价、可行性分析、建筑的生态化设计、建筑建造的分析、建筑的生态化设计、建筑建造的材料、建筑的施工、建筑环境、建筑使材料、建筑的施工、建筑环境、建筑使用管理等方面来考虑，将可持续思想理用管理等方面来考虑，将可持续思想理念和生态学理

23、论贯穿到人居环境构建中念和生态学理论贯穿到人居环境构建中，使人、建筑与自然生态环境之间形成，使人、建筑与自然生态环境之间形成一个良性的系统。一个良性的系统。 建筑生态学精品课程第三节第三节 建筑生态学的研究对象和研究方法建筑生态学的研究对象和研究方法 一、建筑生态学的研究对象 建筑生态学研究的对象是构成人工生态系统的生态建筑和建筑环境。生态建筑的研究包括建筑生物圈、建筑生态系统、建筑多样性、建筑的生态平衡等。此外还应对人类生态学意义的建筑生态学和文化生态学意义上的建筑生态学进行研究。建筑环境则包括各种建筑环境、社会环境和文化环境。 建筑生态学精品课程建筑生态学研究的目的建筑生态学研究的目的 对

24、对建筑生态系统进行建筑生态系统进行研究的目的有两个方面：研究的目的有两个方面： 一是促进已有建筑的生态化。一是促进已有建筑的生态化。 - - 使其与使其与人、社会、自然协调人、社会、自然协调 发展，完善建筑生态系统的发展，完善建筑生态系统的 结构和功能，从而最终实现结构和功能，从而最终实现 人、建筑与自然和谐发展；人、建筑与自然和谐发展； 建筑生态学精品课程二是减少新建、扩建、改建建筑对原有生态二是减少新建、扩建、改建建筑对原有生态系统的破坏，力图促使被破坏的自然生态系系统的破坏，力图促使被破坏的自然生态系统得到恢复，充分利用有限的资源，使新建统得到恢复，充分利用有限的资源，使新建、扩建、改建的建筑与其周围环境协调一致、扩建、改建的建筑与其周围环境协调一致，在满足人类生存和发展