因地制宜设计生态建筑之我见

浅谈因地制宜设计生态建筑摘要：本文探讨了生态建筑的设计需要，从因地制宜的处理建筑与自然环境和人文环境的关系，因地制宜的选用生态建筑技术和生态材料等几方面论述了生态建筑设计中应考虑的影响因素、环境。关键词：生态建筑概念；生态建筑设计因素；自然环境；生态建筑技术；生态材料。Abstract:Thispaperdiscussestheneedstheecologicalbuildingdesign.It’sfromseveralaspectstodisscussthefactorsandenvironmenttodesignconstructionsinconsideringthenatureconditionsandthehumanitiesenvironment,andchooseeco-architecturaltechnologyandeco-materialsinthewayofadoptingthelocalcondition..Keywords:theconceptionofeco-architecture;thefactorofdesignation;naturalconditions;eco-architecturetechniques;eco-materials.一、生态建筑的概念：对于“生态建筑”的概念目前尚无统一明确的定义，各国有不同的评估法则。如：日本生态建筑以“低环境冲击”、“自然调和”及“舒适性”为主；美国奥斯汀生态建筑方案以水资源、能源、建材及固体废弃物4项为发展主题；加拿大则以基地与周边环境、性能、能源利用、资源利用、室内环境、生态冲击、经济因素、建筑管理、日常管理、未来使用等10项为指标[1]；而我国绿色生态住宅的评价标准有：能源、水环境、气环境、声环境、光环境、热环境、绿化、废弃物管理与处置、绿色建材等9大系统。虽然提法各不相同，但关于生态建筑总体要求是一致的：就是根据当地的自然生态环境，运用生态学、建筑学和科学技术，合理地安排和组织建筑与其他领域相关因素之间的联系，使它与环境形成一个有机的整体[2]。其强调少占用土地，少利用设备力量满足人类需要，尽可能地利用可再生的自然能，强调使用四R(Reduce、Reuse、Recycle及Renewable)的建筑材料。二、影响生态建筑设计因素：2.1自然因素：生态建筑的根本目的，仍然是在大自然环境中为人类的生活围合出一处使用空间。气候条件、地理位置、地质条件、环境景观等无不影响着生态建筑的设计。2.2社会因素：生态建筑是一项复杂的系统工程，涉及到建筑力学、美学、哲学、伦理学、经济学、生态学、技术学等许多领域，只在这些领域内都贯彻了生态学的思想，去设计生态建筑是远远不够的，生态建筑建成后依旧按照生态的模式去维护，生态建筑才得以真正发挥起作用，为保护环境，可持续发展做出贡献，所以不光是设计，全人类都具有生态意识、生态建筑的实现才有可能。同时，生态建筑的设计与实现也有赖于政府决策和执法以及规划与设计的管理。2.3人文因素：生态建筑的实现还与人们的生活模式等有着密切的联系：具有可持续的生活态度，行动中贯彻生态环保意识，约束浪费破坏行为，才能有助于生态建筑的实现。此外地域文化、民族风情等也直接或间接地影响着生态建筑的设计。2.4技术因素：第2页（共5页）建筑的设计技术、建造技术、材料的生产技术、节能与能源开发利用技术、废物处理及再生利用技术等都关系到生态建筑的设计。三、生态建筑设计的原则：3.1适应和利用自然环境：“生态建筑学”研究的是“人-建筑-环境”关系，建筑是人与环境的中介。地球表面有4个圈层，即气圈、水圈、土壤-石圈，以及在这3个圈交汇处适于生物生存的生物圈。人类集居地所处的大气、水、土壤、生物等环境各不相同，有的干旱有的潮湿，有的寒冷有的炎热，有的靠近草原或森林，有的与河流湖泊为邻，有的地处高低不平的山地,有的也住在一望无际的平原。一个地区的环境条件是设计生态建筑的重要因素，也是生态建筑设计的出发点。生态建筑设计不能照抄照搬某种形式，要深入研究其所处环境的特点，不仅要从如何利用环境，更要从建筑如何适应环境，如何减少对环境的负面影响上考虑；不仅考虑所在场地的环境，更要考虑场地以外的大环境。利用环境建造生态建筑的成功例子很多，如柏林国会大厦的设计中：将其附近两个天然蓄水层改造为大型冷热交换器，将夏天的热能储存在地下深水层，以备冬天用；又把冬天的冷量存储在地下浅水层，以备夏天用。利用自然界的冷热能和地下蓄水层，使能量循环使用，形成积极的生态平衡。我国地域辽阔，环境多样，气候条件复杂，不适合推行单一的生态建筑模式。应将建筑纳入到环境环境之中，合理适度高效使用资源，使建筑成为该地方生态系统的一部分。凡是与自然环境协调、保持人与自然接触、与环境共生的建筑，都应发展。德国国会大厦Tjibaoll文化中心3.2适宜于地域文化原则：在“人—建筑—环境”关系中，建筑起到中间纽带作用，一端联系着“环境”另一端联系着“人”。过去我们过于注重人本身而忽视环境，最终受到环境的惩罚；现在也不能只考虑环境忽视人的需求。几千年的文化沉淀也是人类生存发展的“环境”，生态建筑也要关注人类文化上的需求。伦佐•皮亚诺(RenzoPiano)设计的Tjibaoll文化中心，位于澳大利亚东侧的南太平洋热带岛国新喀里多尼亚，它充分利用那里的气候特征，并尊重当地的文化传统，继承了当地蓬屋的特色，运用木材与不锈钢的组合，表达了一种与夏威夷文化氛围之间和谐的关系。埃及建筑师H•法赛[H.Fathy]对传统土坯砖穹窿结构体系的创新，使之具有艺术的魅力，把埃及文化引入高度的、新的艺术境界。传统技术与地域建筑特色相结合，有助于延续地方文化；将各地区朴素的生态观与生态设计理念结合，使用现代材料和技术也体现地方特色和文化内涵。3.3因地制宜地选用材料原则：第3页（共5页）3.3.1生态材料含义及建筑材料选用生态建筑的物质基础是生态材料,生态建筑材料又称“健康建材”、“环保建材”或“绿色建材”，指健康、环保、安全的建筑材料。生态建材是在原料采取、产品制造、应用过程和使用以后的再生循环利用等环节中对地球环境负荷最小和对人类身体健康无害的材料。天然材料是自然界中的物质和生物经数亿年的进化而成的，具有适宜的结构、环保、安全和良好的自然循环特性。如树木靠吸收太阳的能量、水分及土壤中的养分成长为木材。源于岩石的石材中各种矿物经水合、水解作用，相应成分溶解又回归于土壤中。人工材料是为某种功能目的而人为合成创造的材料(如透明热阻材料、玻璃材料、太阳能光电材料等新材料)，目前多数还属部分生态型，如高性能的陶瓷材料可能废弃后难以分解，建筑高分子材料常常难于降解，复合建筑材料因组成复杂也给再生利用带来难度；黏土陶粒混凝土砌块，轻质、高强、热绝缘性和防火性能好，但其生产需要较高的能耗；塑钢门窗更耐久和热绝缘性能更好，但包含高的能源成本和废弃处理时的环境负担[3]。生态建筑在材料的选择上没有统一的标准，生态建筑不是完全利用高新材料建成的建筑物，“新”的不一定就是好的，很可能还是错的，重要的是要了解材料的使用目的。建筑设计中一方面要积极采用现有的对环境和健康有益的新材料，以减少对环境的污染。另一方面适度使用现有地方资源来满足地方需要，减少对外来特殊材料的选用，减少运输等能量损耗，及碳排放。3.4因地制宜地选择建筑技术原则：3.4.1生态建筑技术生态建筑技术并不是独立于传统技术的全新技术，它是从生态可持续发展的观点来，研发新技术来设计建筑，使之成为生态环保的建筑。许多建筑学家对生态建筑都提出了自己的观点：K•丹尼尔斯(K.Daniels)提出了低技术、轻技术、高技术概念。低技术是不用或用很少的现代技术手段来达到建筑生态化的目的，最大限度地利用当地的自然资源。轻技术是指在建筑中通过新建筑技术使建筑物更轻、更灵活，不仅仅是简单地运用可循环使用的建筑材料，而且还要开展最有效的运用资源的设计，节省建筑材料和运输费用。高技术是积极地运用当代最新的“高技术”来提高建筑的能源使用效率，营造舒适宜人的建筑环境，以更有效地保护生态环境。E•舒马赫(Schumacher.E.F)提出“中间技术”的概念，认为科学技术应该适应生态学的规律，缓和地使用稀少资源，经济可行、具有良好的环境性能以及符合人性的需求。N•沙赫特提出“适宜技术”，就是能够适应本国本地条件并发挥最大效益的多种技术[4]。那么到底我们该采用怎么样的生态技术呢？3.4.2挖掘和发展传统技术产业革命以前人类生产力水平低，建筑活动是在利用自然条件的基础上，如：采用无害、无污的、可降解的木材、石材等天然建筑材料；通过朝向的选择、烟囱效应等巧妙利用自然因素降低建筑物的运转能耗；利用清洁可再生的能源这些都是很生态环保的。因此，传统建筑很大程度上与环境相协调，符合生态建筑的基本标准，在设计中仍可以借鉴和引用。虽然古老的技术在今天同样具有生命力，但由于受经济状况、科技水平等客观条件限制，也还存在着问题，如资源匮乏不能采用过多原生态建材，土地资源稀缺不能获得更大日照资源等等。为此还应该利用现代的科技手段，对传统技术存在的许多不足加以弥补，对传统技术的不适之处加以改造，赋予其新的生命力。如埃及建筑师H.法赛长期致力于改进传统技术的潜力,实现了土坯砖穹隆结构体系的创新。他在传统建筑材料的基础上，用灰泥代替水泥的土坯建筑，既降低了成本，又改善了建筑的室内热环境，赋予了传统建筑技术新的内涵。3.4.3正确应用现代建筑技术第4页（共5页）产业革命以后科学技术突飞猛进日新月异，依靠科技手段的人类“战胜”自然的欲望与能力越来越强大，有些技术能为人类可持续发展服务，有些技术只是满足人类短期需求，长远来看却对在生态环境有着巨大危害，建筑设计时要特别注意。格雷姆肖的塞维利亚世界博览会中被称为“水教堂”的英国馆，充分利用了太阳能光电技术、高蓄热技术。福斯特设计的法兰克福商业银行应用了隔热玻璃、双层皮结构、机械通风系统以及带温度控制装备的外围加热技术[5]。随着人类对环境的重视及研究的深入，许多新技术、新工艺在生态建筑上发挥着越来越重要的作用。但是技术的革新、接受和推广都是一个缓慢的过程,同时应注意到新技术的高成本性和负面影响。在发展新技术的同时,应控制和消除科技发展带来的负面效应,走可持续发展的道路。生态建筑的设计不可一味的追求和限定某种技术形式,应综合考虑经济水平、生态环境、地方文化,并且追求实际运行效益的最大化,提倡采用多种技术混合的适宜技术,能够最有效地发挥资源的能力。对我国来说,由于经济的不发达、各地发展的不平衡,采用高技术时应根据各地人工生态系统的优势和经济水平不同，结合地域特点，利用当地特有的依然充满着活力的传统技术，因地制宜地采用地方性技术以降低成本[6]。例如西藏地区的太阳能利用、滇西北适应高日照干燥气候的技术(设置水院、绿荫院、空气间层的保温隔热构造等)、新疆地区的风能利用、延安地区的生土建筑(窑洞)技术等。在一些大城市，可结合当地自然生态条件与最新的生态理论，充分利用新能源、新材料、生物工程等新技术来解决生态问题，选择需要较高投资的高技术设计手法。建筑不仅仅是“凝固的音乐”、而且还应该是一个动态的、有机的、能够和谐存在于地球大环境之下，保持环境持续发展的空间形态。生态建筑不能盲目照搬某种形式不管其所在基地条件盲目追求节能减排数值上的变化，而要因地制宜。设计中最为核心、不是某种固定的形式或手法，而是是可以始终存在，为环境保护减少能耗做贡献的生态思想结合因地制宜的理念。只要观念中有了生态,设计与建造尽力体现了生态那就是进步。参考文献：[1]彭昌海,柳孝图.生态建筑漫谈[J].工业建筑,2002,32(5):22~25[2]谢浩,刘晓帆.体现可持续发展原则创造高技术生态建筑[J].房材与应用,2002,30(5):6~8[3]]张建虎,任景龙,段卫国.浅谈生态建筑及生态建筑材料[J].山西建筑,2002,28(12):89~90[4]曹伟.论生态建筑及其技术[J].工业建筑,2001,31(6):245~29