浅议生态建筑及其三个技术层次

1、浅议生态建筑及其三个技术层次,环境问题越来越受到建筑界和社会各界的重视。“生态觉醒”的浪潮逐渐席卷全球。尊重自然，关注环境，创造健康的生活与消费方式正成为时代的最强音。面对全球范围绿色生态思潮的巨大冲击，我们有必要改变以往的陈旧观念，创造一种新型的、健康的、富于生气的生态建筑环境。,一、何谓生态建筑,1、在当今的社会中，“绿色生态建筑”似乎巳成了人们口中最时髦的口头禅。房地产商打出的广告也充斥着。生态建筑，绿色环保”之类的宇眼。在他们看来，生态建筑己经成为他们房屋销售的最大卖点。然而就中国现阶段的国情来看，绝大多数的普通人，甚至一些专业人士对“生态建筑这一概念也缺乏真正的了解。,11 生态建筑

2、理念是运用生态学原理，体现生态平衡理念，设计、组织建筑内外空间中的各种物质要素，使物质、能源在建筑系统内有秩序地循环转换，以实现健康舒适环境、资源有效利用以乃与自然环境相融其中的和谐统一。,12 从技术层面上看，生态建筑有六大性能：,a、选址规划尽量保护原生态系统；,b、资源利用高效循环，尽量使用再生资源；,c、综合措施有效节能，努力采用太阳能、地热、风能、生物能等自然资源；,d、废物排放减量无害，井采用各种生态技术实现废水、废物资源化，以再生利用；,e、建筑环境健康舒适，日照良好，自然通风，控制室内空气中各种化学污染物质的含量；,f、建筑功能灵活适宜，易于维护。,13 从设计思想上讲，一般基

3、于以下的思路：利用覆土、温室及自然通风技术提供稳定、舒适的室内气候；风车及太阳能装置提供建筑基本能源；粪便、废弃食物等生活垃圾用作沼气燃料及肥料；温室种植的花卉、蔬菜等植物提供富氧环境；收集雨水以获得生活用水；污水经处理后用于养鱼及植物灌溉,2 、生态建筑具有以下4个方面的特征：,21 节能和利用再生资源 节能的技术原理是通过蓄热等措施减少能源消耗，提高能源的使用效率，井充分利用可再生的自然资源，包括太阳能、风能、水利能、海洋能、生物能等，减少对干不可再生资源，例如石油和煤炭等的依赖在建筑设计中结合不同的气候特点，依据太阳的运行规律和风的形成规律，利用太阳光和通风等节能措施达到减少能耗，应用材

4、料的蓄热和绝热性能，提高维护结构的保温和隔热性能，利用太阳能冬季取暖，夏季降温，通过遮阳设施来防止夏季过热，最终提高室内环境的舒适性,22 材料的再生利用 使用再生或可循环利用的材料和资源例如在建筑的建造过程中使用再生的建筑材料，减少建筑垃圾,23 减少废物排放 避免向外界环境排放有毒有害的污染物，通过各种手段在排放之前进行无害化处理,24 环境与文化属性 广义范围内的生态建筑和可持续发展建筑还涉及环境和文化领域,3、关于生态建筑的概念目前存在着三个误区：,31 “新的”就是“好的”？新的建筑材料的确可以体现最新技术成果，但不一定就是最好的。由于它未经长时间实践检验，建材是否是生态的，需要用系

5、统和历史的眼光看待。非洲的覆土建筑和中国南方的竹楼，都是很好的生态建筑模型。,32 “绿色的”就是“无污染的”？有些绿色建材虽然用于建筑中能够很好的创造健康的室内外环境，但它们或是后期难以降解从而容易产生环境污染（如釉土陶粒混凝土），或是生产时需要消耗大量的能源井不能回收利用（塑钢门窗），从材料的整个生命周期来看，都不能说是好的、无污染的生态建材。,33 “天然的”就是“生态的”？坐落于郊外原始森林中的太阳能别墅是生态建筑吗？未必如此。可以算账：花费在交通上的时间、油耗，分摊到个人头上的道路面积和松散而显得浪费的建筑占地这绝对说不上什么生态；而在材料上，各国生态材料也是因地制宜的：德国劳动力成

6、本高，钢和玻璃材料施工速度快、可循环利用、施工能耗低，因此可以算是生态材料；瑞士等国家绿化程度高，种植量大于砍伐量，因此使用木材这种天然材料有利于生态环境；而对于森林覆盖率低的国家来说，木材虽属“天然”，但却并不“生态”。,二、就生态建筑来说，它所涵盖的技术也是多层次的，即高技术、低技术和适宜技术。其中低技术生态建筑强调采用乡土技术、使用当地材料、注重地域气候等，更多的是被动应对自然环境。高科技生态建筑也井非简单地利用现代技术和新材料，去随意地进行建筑创作，而是运用生态学的原理及高新技术，以高信息、低能耗和自调节性的设计，创造适应地域气候环境，具有节能特点的生态建筑。而适宜性技术生态建筑则是发

7、掘地域建筑的精髓，应用传统技术与新技术和新材料相结合，井根据当地条件和现代生活方式，创作最符合生态理念的建筑。,1、低技术生态建筑,11 其实生态建筑所包含的理念并不是什么新鲜的东西，建筑的两大渊源一穴居和巢居，均包涵了最为质朴的生态理念。中国古代很早就认识到人与自然是不可分割的整体，提出了“天人合一”的哲学观点，强调人与自然之间是有机联系的，体现了一种朴素的生态观。中国民居在。“天人合一”观念的影响下从聚落选址、总体布局、室内外环境设计、陈设乃至取材及营造技术均蕴含了生态精神。民居在选址上以“负阴抱阳，背山面水”为最佳选择，具有上述特点的自然环境空间，有利于形成良好的生态小气候。,传统民居普

8、遍采用的四合院建筑也较好地协调了人与自然的关系。这种院落空间较好地解决了日照、通风、保温、隔热等问题，具有良好的“微气候”调节能力。同时，院落还是居住生活的中心，是人与天地、人与自然协同共生的场所。传统居民中还表现出就地取材，应用自然材料的生态精神。西藏的石屋、东北的井干式木房、云南的竹楼、西北的窑洞、内蒙古的帐篷等，它们均是就地取材，井巳适应当地气候，与大自然融为一体。这些传统的理念和技术虽然未必直接以保护场地生态、减少影响为目标，但客观上确卖起到了减少场地影响、水土流失、土地侵蚀、改善微气候和生态环境的结果。,四合院模型,四合院内院,西北的窑洞,西北的窑洞,西藏的石屋,西藏的石屋,内蒙古的

9、帐篷,内蒙古的帐篷,竹楼,竹楼,12 在国外，也有不少建筑师针对自己国家的特点，在充分了解本国传统建筑形式、空间、布局的基础上，提炼传统技术中至今仍然适用的元素，并融入现代建筑的设计方法，以改善建筑小环境，实现良好的微气候。印度著名建筑师查尔斯柯里亚就是一名很具有代表性的建筑师。为解决印度当地干热气候条件下的建筑遮阳和通风，柯里亚提出了“形式服从气候”的生态设计思想以及。“管式住宅”和“开敞空间”两个概念。,印度博帕尔省维德汉巴瓦尼州议会大厦,2、高技术主态建筑,21 高技术生态建筑与早期的。“高技派”建筑是两种不同建筑理念指导下的建筑。早期的。高技派建筑强调建筑自身结构、功能和形式的完整性，

10、而漠视建筑与自然和人文环境的关系。而高技术生态建筑则强调建筑与自然和人文环境的融合共生，利用先进的结构、设备、材料和工艺，结合不同地区的气候条件，因地制宜地创造理想的人工建筑环境，己形成舒适的建筑“微气候”。英国建筑师诺曼福斯特设计的德国法兰克福商业银行大楼常被人们称作是。世界上第一座生态摩天楼。该建筑平面呈三角形，交通核分散在三个角上，中间是通高的中庭，周边的办公室每隔4层设有环绕着中庭螺旋形上升的空中庭院。中庭和空中庭院既有通风采光的作用，又为建筑内部创造了丰富的景观。大楼内的办公室都有可开启的窗户，气流从窗户及空中庭院进入，在中庭形成自然通风，保证了室内环境的舒适性。,德国法兰克福商业银

11、行大楼,22 英国建筑师尼古拉斯格雷姆肖（Ncholas Grimshaw）也是一位在建筑创作中非常注重采用生态策略的建筑师。 1992年塞维利亚博览会英国馆的设计就是一次漂亮的实践。塞维利亚位于西班牙南部，该市气候炎热，夏季极端温度可达到45 ，英国馆坐西朝东，朝向非常不利。格雷姆肖在东侧设置了水幕，西侧采用了蓄热水箱，南侧采用双层纺织品作遮阳，而屋面上造型奇特的遮阳板，不仅提供了屋面架空层，其太阳能光电板同时还为驱动水幕的水泵提供动力。通过以上技术措施，英国馆取得了极佳的节能效果，耗能量仅为同类建筑的14，在塞维利亚博览会全部106座展馆建筑中，它是能耗最低的。,塞维利亚博览会英国馆,高技

12、术生态建筑的主要特征是充分利用生态学、生物学、气候学等相关学科的知识作为支持手段，从生态策略入手，强调建筑的灵活性、低能耗，强调较强的空间适应性，使建筑与环境有效地呼应起来。这些高技术包括电子计算机及信息技术，一些新的生物技术，防污染技术，再循环和资源替代技术，生态式的能量供应技术以及环境保护技术等。虽然高技术生态建筑造价比较昂贵，但在建筑的全寿命周期内，却可以减少相当一部分的运行费用，因此，从长远的观点来看是相当经济的。,23 在德国， 20世纪90年代利用高新技术设计建造了一座“旋转式太阳能房屋”。1994年，建筑师待多特霍把自己的住房设计成和向日葵一样能在基座上转动跟踪阳光。房屋安装在一

13、个圆形底座下，由一个小型太阳能电动机带动一组齿轮。该房屋底座在环行轨道上以每分钟转动3厘米的速度随着太阳旋转，当太阳落山以后该房屋便反向转动，回到初始位置。屋顶太阳能电池产生的电能仅13被旋转电机消耗掉，而它所获得的太阳能量相当于一般不能转动的2倍。这是欧洲第一座由计算机控制的划时代的太阳追踪住宅。,24 2000年上半年由美国福特汽车公司在瑞典北部的Umea市建成的世界第一家“绿色”汽车经销展厅，被称为“绿色区邯”。其使用的能源全部来自太阳能、风能等可再生能源，同时通过天然采光和地热调节系统来减少能量使用，能源需求减少了 70。汽车展厅、餐厅和加油站之间用暗沟连接起来，暗沟成了热量流通的渠道

14、，使多余的热量可在三栋建筑物之间流通。餐厅厨房的多余热量就可用来给汽车展室增温。室内设置了顶窗以改善采光和降低照明能耗。,绿色区域“设有废水循环和再生系统，公园的湖面和雨水是供水的主要来源，通过内部的废水处理系统进行再生与循环。下水不与当地废水系统连接，采用现场净化中水装置。整个“绿色区域”对市政供水的需求减少了 90，其中的 10供厨房和餐厅使用。设施内的空气用生长着的植物来净化，被称为“绿色过滤器”。三栋建筑的屋顶均以绿色植被覆盖，这对于当地气候和水循环系统起了很好的作用。公司又把原来采用沥青的地面都换成了强化草皮。所有建材全部采用可以回收利用材料。这栋建筑的卖践说明，通过组合运用现有的环

15、境技有可能使能源寻求减少60到70。,3、适宜性技术生态建筑,31 所谓适宜性技术生态建筑是针对地方气候条件，融合生态建筑创作原则，运用现代生态技术与传统节能技术相结合而创作的建筑。相比传统地域建筑被动地应对自然环境，适宜性技术生态建筑则是被动应对自然环境和主动维护生态环境相结合。杨经文的“生物气候”建筑充分体现了这类建筑的特征。他从生物气候学的角度研究建筑设计，结合热带气候特点，创造性地进行建筑设计，形成良好的微气候，满足人舒适性和精神上的需求，井降低建筑能耗。,“生物气候”建筑的设计手法可具体分解为：,l）将电梯、楼梯、卫生间等服务性空间布置在建筑外层，减少太阳对中部空间的热辐射。,2）在

16、建筑中引入绿化开敞空间，减少高层建筑的“热岛”效应。,3）设置不同凹入深度的过渡空间来塑造阴影空间，井与遮阳、绿化相结合。,4）“二层皮”的外墙形成空气间层，起到隔热与通风等作用。,5）在屋顶、外墙设置遮阳格片，其角度根据不同季节和时段而调节。,从以上叙述可以发现杨经文在设计中借鉴了马来西亚传统建筑中的许多做法，如骑楼、平台、双层墙体等。位于马来西亚梅纳拉商厦就很好地体现了杨经文的“生物气候”建筑的特点。,马来西亚梅纳拉商厦,32 著名建筑师伦佐皮亚诺在建筑设计中通常是随地点环境的改变而改变结构体系和空间形式，井巳比较注重建筑与整体环境的融合。他设计的特吉巴奥（Tjib- aou）文化中心，参

17、照当地传统居民一棚屋的结构特色，利用风压使建筑内部产生良好的自然通风，同时形成了独特的造型。该中心所在地新卡里多尼亚是南太平洋的热带岛国，气候炎热潮湿，常年多风。文化中心是由10个被皮亚诺称为“容器”（cases）的棚屋形单元组成，棚屋一字排开，形成“村落”形分布，每个棚屋大小不同，最高的达28 m，外部材料均使用当地出产的木材。,棚屋背向夏季主导风向，在下风口处产生强大的吸力（形成负压区），而在棚屋背面开口处形成正压区，从而使建筑内部产生空气流动。针对不同风速和风向，设计者通过调节百叶的开合和不同方向上百叶的配合来控制室内气流，从而卖现被动式自然通风，达到节约能源，减少污染的目的。适宜性技术

18、生态建筑从地域文化中汲取各种经验与技术策略，在积极利用先进科技的同时，井不排斥“低技术”，而是将新技术与传统技术相结合，走以适用为宗旨的“适宜性技术”之路。,热带岛国棚屋,四、如今可持续发展的观点巳经成为世人的共识，生态建筑也将成为21世纪建筑设计的主流。,我国也有越来越多的建筑师开始注意到这个问题，如清华大学建筑设计院设计的清华大学设计中心等都是在生态建筑的理念下，进行的建筑创作，对我国的生态建筑设计作了有益的探索。,清华大学设计中心,2003年11月，上海市建筑科学研究院总体负责，上海建筑相关领域12个交叉学科团队协同攻关的 “生态建筑关键技术研究及系统集成”正式启动。该项目针对上海的地域特征和经济发展水平，借鉴国内外最先进的生态建筑技术成果，通过开展生态建筑成套集成技术体系的研究、示范和推广，建立具有上海特色的生态建筑集成技术体系，建设具有国际先进水平、体现上海建筑风格的生态建筑示范楼。,上海生态建筑示范楼,生态建筑示范楼室内,现阶段，要进一步推动我国生态建筑的发展