建筑設計發展方向——生態建筑設計

陳　鐵

摘 要：建筑領域中的“生態建筑運動”正是在這一背景下蓬勃興起的。“生態建筑”、“綠色建筑”、“可持續發展的建筑設計”等概念在建筑界不僅成為一種時尚,而且確實已成為建筑學科發展的前沿,也是人類理智和文明的升華。

關鍵詞：建筑設計；設計原則；生態建筑；可持續發展

引言

人類對地球生命支撐系統的影響規模和速度隨著人類無節制的征服和掠奪自然的擴張行為而不斷擴大。當今世界，人口空前膨脹，自然資源枯竭，生態失去平衡，環境的污染日益惡化，人類生存和發展與全球的環境問題迫在眉睫，在嚴峻的現實面前，人們不得不重新審視和評判現時正奉為信條的城市發展觀和價值系統。

為了建筑、城市、景觀環境的“可持續”，建筑學、城市規劃學、景觀建筑學學科開始了可持續人類聚居環境建設的思考。許多有識之士逐漸認識到人類本身是自然系統的一部分，它與其支撐的環境休戚相關。在城市發展和建設過程中，必須優先考慮生態問題，并將其置于與經濟和社會發展同等重要的地位上；同時，還要進一步高瞻遠矚，通盤考慮有限資源的合理利用問題，即今天的發展應該是“滿足當前的需要又不削弱子孫后代滿足其需要能力的發展”。這就是1992年聯合國環境和發展大會“里約熱內盧宣言”提出的可持續發展思想的基本內涵，它是人類社會的共同選擇，也是一切行為的準則。建筑及其建成環境在人類對自然環境的影響方面扮演著重要角色，因此，符合可持續發展原理的設計需要對資源和能源的使用效率、對健康的影響、對材料的選擇等方面進行綜合思考，從而使其滿足可持續發展原則的要求。

近幾年，社會各界都提出了生態建筑及生態城市的建設理論，就是以自然生態原則為依據，探索人、建筑、自然三者之間的關系，為人類塑造一個最為舒適合理且可持續發展的環境理論。生態建筑是21世紀建筑設計發展的方向。

1 生態建筑的特征

1．1 節能和利用再生資源

節能的技術原理是通過蓄熱等措施減少能源消耗，提高能源的使用效率，并充分利用可再生的自然資源，包括太陽能、風能、水利能、海洋能、生物能等，減少對于不可再生資源，例如石油和煤炭等的依賴。在建筑設計中結合不同的氣候特點，依據太陽的運行規律和風的形成規律，利用太陽光和通風等節能措施達到減少能耗，應用材料的蓄熱和絕熱性能，提高維護結構的保溫和隔熱性能，利用太陽能冬季取暖，夏季降溫，通過遮陽設施來防止夏季過熱，最終提高室內環境的舒適性。

1．2 材料的再生利用

使用再生或可循環利用的材料和資源。例如在建筑的建造過程中使用再生的建筑材料，減少建筑垃圾。

1．3 減少廢物排放

避免向外界環境排放有毒有害的污染物，通過各種手段在排放之前進行無害化處理。

1．4 環境與文化屬性

廣義范圍內的生態建筑和可持續發展建筑還涉及環境和文化領域。

2 生態建筑的設計原則

生態建筑歷經數十年的實踐，逐漸形成了一些重要的設計思想、原則、方法。從本質上講，生態建筑設計是一種由生態倫理觀、生態美學觀共同駕馭的城市建筑發展觀。在實踐中的生態城市設計和建筑設計應當遵循以下原則：

2．1 注意與自然環境的結合和協作，使人的行為與自然環境的發展取得同等地位，這是生態設計的最基本內涵。它首先要求建筑師調整自己的心態，正確地認識到建筑作品僅僅是環境中的一分子，以一種謙遜的姿態處理與環境的關系，給予自然環境以更多的關心。

2．2 善于因地制宜地利用一切可以利用的因素和高效地利用自然資源。今后城市的發展，勢必在有限的土地資源內展開，為了節省有限的土地，必須建立高效的空間體系，如在地面上建立親和大自然、充滿人情味的低層高密度建筑；利用生態技術建立起巨構城市，向地上空間要效益；充分開展城市地下空問的綜合利用研究等，使城市地面、地下、空中連接為有機協調的立體網絡。其次是建筑節能和生態平衡，也就是減少各種資源和材料的消耗，如太陽能的利用和建筑保溫材料就是針對這方面研究的。

2．3 減少人工層次，更加注意自然環境設計。

要對自然生態環境的特點和規律加強重視，確定“整體優先”和“生態優先”的原則，減少人工層次，加強自然環境的利用，使人工環境和自然環境有機交融。

2．4 注重生態建筑的地方性。任何一個區域規劃、城市建設或者單體建筑項目，都必須建立在對特定地方條件的分析和評價的基礎之上，其中包括地域氣候特征、地理因素、地方文化與風俗、建筑肌理特征、有利于環境持續性的各種能源分布，如地方建筑材料的利用強度和持久性，以及當地的各種限制條件等等。

2．5 具有足夠的彈性，以包容未來科技的應用與發展。可持續的概念是一種動態的思想，體現在生態建筑中就是建筑應具有足夠的彈性，以適應未來的發展。這就體現在對建筑結構、建筑設備等靈活性的要求上。

3 生態環境與建筑概念設計

3．1 與自然環境共生

保護全球生態系統，保持建筑周邊環境生態系統的平衡。充分利用陽光、太陽能；充分利用風能；有效地使用水資源；利用其他無害自然資源。保護自然，利用自然。

建筑設計對應的方法：考慮周圍環境如熱、光、水、視線、風、陰影的影響；綠化布置與周邊綠化體系形成系統化網絡化關系；利用外窗自然采光；建筑物留有適當的可開口位置，以充分利用自然通風；充分考慮綠化配置，軟化人工建筑環境；引用水池、噴水等設施降低環境溫度，調節小氣候；利用太陽能、風力發電；充分利用并收集雨水；利用河水、海水。

3．2 建筑節能及環境新技術的利用

減低能耗、采用環境親和材料和無污染化施工措施: 采用高效節約化和循環使用能源；采用無污染、可循環利用的材料；采用減低環境影響的施工方法。

建筑設計的對應方法: 根據日照強度自動調節室內照明系統和蓄熱系統；對二次能源的利用；采用適當的水壓、水溫、排熱回收及節水系統；使用耐久性強、易于分別回收再利用的材料；提倡使用經無害加工處理的再生材料；對自然材料的使用強度以不破壞其自然再生系統為前提；提倡工廠化生產，減少現場作業量，提高材料使用與施工效率；設計便于保養、修繕、更新的建筑。

3．3 舒適健康的室內環境與融入歷史與城域的人文環境

創造健康、舒適的環境，繼承歷史、融入城市、活化地域。

建筑設計的對應方法：使用對人體健康無害的材料、減少VOC (揮發性有機材料) 的使用；對危害人體健康的有害輻射、電波、氣體等有效抑制；空氣環境除菌、除塵、除異處理；對環境溫濕度的自動控制；建筑防噪聲干擾、吸聲材料的運用；對古建筑的妥善保存；對擁有歷史風貌的城市景觀的保護；對傳統民居的積極保護和再生，并運用現代技術使其保持與環境的協調適應；以保持城市的恒久魅力與活力。

4 促進生態建筑的經濟技術合理性

人們在衡量一種新思想或技術的合理性時往往重視其短期效益是否明顯高于傳統思想或技術的效益，如果其短期效益不被看好，縱使它有更好的長期效益，也很難為人們所接受，這可能成為在可持續發展原則基礎上推廣生態建筑的一道門檻。在經濟方面，生態建筑是需要更多前期費用而利益目標速度又相對較為緩慢的一類項目。更主要的是，用于生態設施方面投資所帶來的回報最終并不是一定能夠裝進開發商的口袋，而更多為使用者和社會所分享，并且若干年后，才能體現出節約能源的價值大于生態建設投資的價值，這可能使決策者與開發商望而卻步。要徹底解決這一問題，就應當在可持續發展原則基礎上建立一套新的價值觀和行為規范。例如，使采用節能設備與材料、無公害材料及各種節約資源的措施成為設計中的必須，并通過政府在立法、稅收等方面的政策調整，加強生態建筑在經濟上的可行性，從而促進生態建筑的推廣。

結語

生態建筑在我國的發展已經引起建筑師和開發商越來越多的注意，無論是在辦公樓等公共建筑還是住宅小區建設中，建筑師都熱衷于采取一些符合生態建筑的措施，達到節能、節水、減少廢棄物和減低污染物排放的目的。可見，生態建筑在我國的發展有相當廣闊的前景，這對于一個人口眾多、人均資源占有量相對較低的國家，是具有現實意義的。

生態建筑作為一個新興事物，值得探討之處尚多，今后的研究與探索之路也漫長而艱辛，但是隨著工業時代向信息時代的邁進，隨著機器文明向生態文明的轉變，可持續發展將成為21世紀的主旋律。生態建筑理論的發展將導致建筑科學技術內容的不斷豐富與建筑藝術創造的相應發展，并將推動整個建筑學不斷向前發展。通過對生態環境與設計的基本概念、理論和方法的論述，向建筑師給出一個關于生態環境與生態建筑設計的基本理論構架。使人們對生態環境以及對應的建筑設計有一個初步的了解和認識。