生态建筑设计的可持续发展探讨
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作者: 潘华斌
摘要：可持续发展是指既满足现代人的需求又不损害后代人满足需求的能力。环境保护是可持续发展的重要方面。本文从生态角度出发，对生态建筑设计的可持续发展进行探讨。
关键词：生态建筑；可持续发展；实际
建立生态的建筑系统是一项综合的、复杂的任务,由于地区间发展的不平衡,因此要从地方环境和资源条件出发,建立起动态平衡的资源管理体系,开展城市乡村生态区域的规划,提高全民保护环境、节约资源、生态平衡意识。
1 生态建筑学
所谓生态是指人与自然的关系。生态学是1869 年由德国学者海格尔提出的一门研究有机体与环境之间相互关系的科学。它把传统的动植物研究扩展为人与环境之间的相互关系的研究, 这其中共生与再生原则表明了不同物质之间的合作共存和互利关系,提出了自然界中物质资源的有限性问题。
生态建筑学（Arcology） 的提出是一种历史的必然。20 世纪70 年代初出现的能源危机之后, 全球范围之内的保护生态环境、建设绿色家园的呼声日益高涨,人们开始对自然观和价值观进行深刻反思和变革, 包括许多建筑师和规划师, 探索在建筑设计中使建筑环境与自然环境进行有机结合, 整体地思考建筑、生态、社会、环境等问题。20 世纪60 年代, 意大利建筑师保罗・索勒瑞（Paolo Soleri） 把生态学（Ecology） 和建筑学（Architecture）合并成Arcology , 提出了“ 生态建筑学”的概念;1969 年,美国景观建筑师麦克哈格（McHarg） 的著作《设计结合自然》（Design With Nature）的出版, 标志着生态建筑学的正式诞生。生态建筑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、社会效益和环境效益相统一的效益最优化。所以说, 生态建筑学的产生具有历史的必然性。
中华民族一贯推崇勤俭节约的美德, 这体现了合理利用各类资源的思想;而“ 天人合一”的理念则体现了建筑与环境之间和谐发展的朴素理想。例如, 中国的风水学这门古老的学科就是集地理学、景观学、生态学、气象学、城市建设学为一体的综合自然科学“, 倚山面阳、逐水而居” 作为一种基本的选址原则, 强调应遵循自然生态的内在规律, 充分利用自然资源, 地尽其利。中国传统建筑思想中体现出的人类与自然环境相协调的朴素观念, 与现代生态建筑思想之间表现出惊人的一致性。
2 生态的建筑设计的原则
了解了关于生态建筑的一些基本知识, 下面谈谈生态建筑设计的基本原则。对生态建筑的理解与衡量标准是会随着时间变化而不断发展的, 但其基本的原则基于建筑在人类与自然界之间的中介地位,主要体现在4个方面：对自然生态环境的保护,尽量减少对生物圈的破坏； 对使用者的关心； 对于沟通人类与自然环境创造条件； 面向未来发展的足够弹性。
传统的建筑设计往注重建筑的位置、功能、形态,而忽略他们与设计元素、能源、资源、使用过程中的能耗、废弃物的回收利用等关系。生态的建筑设计是在适当的时间、适当的条件下利用适当的技术,发展保护环境、节约资源的物质空间。根据各地不同的地形、地貌和生态环境系统,考虑节能节水、方便美观、适用等因素,为人们提供良好的生活环境。营造良好的建筑生态系统,将建筑设计成为和谐、良性循环的人工生态系统。生态的建筑设计体现在建筑规划与设计、设备技术设计、施工安装等阶段,不同的阶段各有侧重,而建筑规划与设计阶段是构造建筑系统活动的第一步,是将生态的观点融入建筑系统的关键。
①建筑规划设计从整体角度把握人类生态系统的结构，以生态为基础进行整体规划和生态规划,合理利用土地,有效协调经济、社会和生态之间的关系。根据自然的本质属性,组织各功能分区,使建筑群的能流、物流畅通无阻;从建筑物朝向、间距、形体、绿化配置、能源的循环利用等方面考虑,建筑规划要走中小型化、花园化、智能化为一体的道路,提高绿地面积比例,降低能耗量;建筑整体规划应体现建造场地、植被的一体化;减少对资源的干扰和污染; 建筑及装饰材料的选择应考虑对能源消耗和对空气、水污染的影响;全方位考虑建筑绿化,沿街绿化、楼间绿化、楼旁绿化、绿化建筑,形成多品种、多层次、立体的、广泛的绿化环境,改善建筑小气候,使人类贴近自然。在生态的建筑规划设计中要把具体建筑看成是城市建筑大系统的一部分, 与城市建筑大系统相联系, 使建筑内部难以消化的废物成为其他元素的资源。
②建筑设计人员要把建筑视为一个微型生态系统, 通过生态设计充分有效利用太阳能、风能等自然能量,考虑建筑空间的形体与自然空间的联系,采暖、通风、照明、电气等方面的高效与协调等,降低建筑系统对自然生态系统的影响。建筑方案应充分利用太阳光、阴影,选择合理的建筑朝向和建筑型体;营造良好的局部建筑小气候,室内空间与室外空间相结合,加强人与自然的联系;建筑空间多样化、科学化,加大使用功能的灵活性和空间的可变性,留有变化余地,经过改造和装饰可以再生使用。
③建筑构造设计注重建筑系统中物质和能量的循环使用。建筑外表面应考虑围护结构的热效率; 设计规模恰当有效的供热、通风和空调系统;充分有效地利用各种可选择的再生能源,形成与建筑空间使用配套的能源综合开发利用系统, 建筑生活垃圾综合处理;从节能出发做好照明、器具设备和电气负荷的最优化设计;考虑建筑空间的建筑材料中易挥发的有机成分,尽量减少微生物生长的机会,提供新鲜的空气,创造易于接近日光和公共适宜的环境, 同时要考虑室内空间维修和清洁材料挥发的化学成分对人体的影响; 建筑构造使用可循环或带有可循环材料（如钢材、铝材等）的产品,考虑建筑构件和建筑设备的再利用,尽可能减少建筑垃圾;为建筑物主人使用可循环设施提供方便,通过中水的再利用和节水装置, 使生活污水排放量降到最低;建筑屋顶、地面、门窗要进行隔热处理;广泛应用建筑采暖节能、制冷节能、通风节能、照明节能等建筑节能技术。
3 生态建筑的设计实践
建筑与自然环境的协调统一,一直都是建筑师们探讨的课题。古今中外有许多建筑设计实例,从不同的角度在不同程度上体现了生态设计的思想。
①营造完整的生态系统,建筑与自然生态平衡的观点。著名建筑大师莱特是在建筑设计中运用生态思想的先驱之一, 他强调建筑必须与周围环境相结合，提出了“ 有机建筑”的观点,并留下了“ 草原别墅”、“ 流水别墅”等优秀作品;罗伦作・皮亚诺（RenzoPinao）设计的特杰堡（Tjibaou）文化中心,坐落在滨海的大自然中,采用木结构,利用压差自然通风,自然采光;北京西单文化广场将建筑空间设于地下,地面作成树木、草坪等绿化场地,改善了自然生态环境。
②充分利用生态系统的调节功能, 调节生态系统的动态平衡。建筑师托德（Todd）成立了“ 新炼金术研究所”,用太阳、风、水和土提供的能量和物质,开展当代的“ 炼金”活动,在苏格兰的一个示范农场设计中,根据生态系统的原理,建立了具有调节气候和食物生产两种功能的“ 方舟（arks）”或称“ 生物舱（bioshelters）”作为示范农场的基本单元,并预言这将成为未来建筑设计不可缺少的组成部分。
③直接利用天然能源,使建筑系统的能量流趋低熵模式。位于纽约的一栋22 层建筑“ 奥地利文化中心”, 运用太阳板、热泵、高绝缘电杆以及日光传感器创造了一个高效利用能源的舒适环境。
④物质流循环利用,节省自然资源的观点。英国伦敦的新议会大厦,采用了机械通风系统,空气管道以集成方式置于外墙内,将屋顶获得的太阳能回收,冷却水来自地下水。太阳能城市―奥地利的林兹（Linz Pichling,Austria）,该城市在交通建设、能源供应回收、集中式服务设施、太阳能利用等方面作了大胆的尝试。
4 结束语
我国是一个人口大国, 面临着许多的问题, 环境状况令人堪忧, 中国的资源相对匮乏。因此, 可持续发展已经成为社会发展的主要问题, 建筑的可持续发展已经成为建筑界的共识。如果我们能够从生态建筑系统设计要求出发, 完全可以避免发达国家已经犯过的错误,避免今后对大量已建工程的改造,减少有限资源的耗费。
参考文献
［1］ 邹永华, 宋家峰. 关于生态建筑的哲学思考［J］. 建筑学报, 2002（12）.
［2］ 刘付林.生态建筑关键技术集成应用探讨［J］.中州建设.2008.17.
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