生態(tài)建筑技術(shù)

董婉君

(四川大學(xué)建筑與環(huán)境學(xué)院，四川成都 610207)

建筑之初，性本善也。人類最初的建筑形式只能算是一個藏身之處。

“上古之世，人民少而禽獸眾，人民不勝禽獸蟲蛇，有圣人作，構(gòu)木為巢，以避群害。” ——《韓非子·五蠹》

而近代，尤其是工業(yè)革命之后，伴隨著物質(zhì)和科技的迅猛發(fā)展，人類對地球的索取愈演愈烈，同時卻也使自身的生存陷入危難之地。同樣，建筑的本性也隨之產(chǎn)生了變化。在工業(yè)化的進(jìn)程中，越來越多的高消耗建筑產(chǎn)生，使用人工照明，人工通風(fēng)，人工給排水等等，相當(dāng)于用錢去煮粥，粥的價值與燒毀的錢的價值是不等的。應(yīng)對這種人類面臨的生存窘境，生態(tài)建筑勢在必行，它將成為且必將成為我們當(dāng)今乃至未來社會的建筑主題。生態(tài)建筑學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。

和生態(tài)學(xué)的三角形研究框架一樣，由于全球變化(生物多樣性變化，土地覆蓋率變化，全球變暖，環(huán)境污染變化等)，恢復(fù)與重建(脆弱與生態(tài)研究、恢復(fù)與重建生態(tài)研究、生態(tài)系統(tǒng)康復(fù)等)勢在必行，而這兩方面都指向一個發(fā)展方向——可持續(xù)發(fā)展(如城市可持續(xù)發(fā)展，工業(yè)可持續(xù)發(fā)展等)。現(xiàn)在的生態(tài)建筑如雨后春筍般陸續(xù)出現(xiàn)，各大建筑單位大打可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略牌，利用“環(huán)保心理”把生態(tài)建筑設(shè)計(jì)指向了一種利益化的性質(zhì)，讓人感慨。

那么真正生態(tài)建筑設(shè)計(jì)的原則和目的是什么。“生態(tài)建筑設(shè)計(jì)是將建筑這一人工物置于自然環(huán)境中時，組成建筑與生態(tài)環(huán)境之間相互作用的生態(tài)系統(tǒng)，應(yīng)充分考慮其對自然環(huán)境的適應(yīng)和影響，以及建筑與自然環(huán)境之間物質(zhì)能量的交換。在目前資源匱乏的現(xiàn)狀下，特別強(qiáng)調(diào)建筑在資源利用方面充分體現(xiàn)‘5R’原則，即Revalue，Renew，Reuse，Reduce，Recycle。”所以，生態(tài)建筑不應(yīng)是帶有利益性質(zhì)的，是為了維護(hù)世界資源環(huán)境、改善現(xiàn)有人居環(huán)境的將生態(tài)環(huán)境與建筑和諧統(tǒng)一產(chǎn)生的必然建筑。所以我們絕對不允許把個人的私有利益建立在全世界人保護(hù)生態(tài)的決心上。

從古至今，人類為了適應(yīng)自然環(huán)境，從構(gòu)木為巢、南北遷徙到現(xiàn)在，采取了一系列的措施。像Sussex的1776的冰窖，候鳥的遷徙，游牧民族的生活方式，愛斯基摩人神奇的冰屋等等，他們都是在自然的基礎(chǔ)上改變自己的居住方式來滿足自己生活的需求，而不是過度地改變自然環(huán)境。我們正是需要這樣的一種態(tài)度，不要做改造自然的“霸主”。愛斯基摩人的冰屋，全世界最極端條件下的住房，沒有人工能耗的應(yīng)用，沒有過度的攫取自然資源，卻巧妙地應(yīng)用了自然科學(xué)“熱氣上升，冷氣下降”的原理，在徑深很長的冰屋里，房間被逐漸抬高，加上合理的布置，達(dá)到了室內(nèi)40多攝氏度的溫度改善，適宜人類居住。這便是理想的生態(tài)建筑的最基本體現(xiàn)，也是和現(xiàn)實(shí)的低碳生活態(tài)度的完美結(jié)合。

而對于生態(tài)建筑的技術(shù)改造不僅僅是這么簡單，生態(tài)建筑應(yīng)當(dāng)考慮各種影響居住的因素，結(jié)合建筑，選擇運(yùn)用，綜合調(diào)控，從而達(dá)到更好的效果。而現(xiàn)有的因素大致有:建筑材料的影響，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的改善，建筑的通風(fēng)，建筑的采光，建筑的污染源，新型能源的使用，仿生設(shè)計(jì)等。

建筑材料的選擇決定著住宅對環(huán)境的影響程度。每一個環(huán)境都有屬于自己環(huán)境特色的材料，就地取材，選擇適合建造特性的材料是選擇建筑材料的最好方式。彼特·卒姆托的建筑給了我們最好的詮釋。他的建筑以融入環(huán)境和別有洞天的知覺感受著稱，像瓦爾斯溫泉浴場，克勞斯兄弟教堂，圣尼迪克特教堂等，都在建筑材料上十分考究，仿佛是在原有的自然環(huán)境中凝聚了知覺的世界，并把它們放大，形成統(tǒng)一和諧的空間感受。不僅如此，建筑材料本身還應(yīng)當(dāng)考慮它的材料消耗性，污染性，再生性，結(jié)合新能源能力等等。圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即包括保溫層、窗戶和墻的冷橋空氣滲透，以及其他一些有關(guān)窗戶問題等的設(shè)計(jì)。拿保溫層來說，保溫隔熱是當(dāng)今的重大研究方向，而對于墻體和窗戶的保溫隔熱主要是以下三個方法:絕熱隔熱、反射隔熱和熱容隔熱。保溫隔熱做得出色，可以讓愛斯基摩人在極端的自然環(huán)境下產(chǎn)生適宜的生存環(huán)境;可以讓“維生艙”在極寒條件下保證人體溫暖。

通風(fēng)是指建筑之內(nèi)、建筑之間以及室外環(huán)境中的空氣流動。控制通風(fēng)就是要讓使用者對建筑內(nèi)外的空氣流動感到滿意，甚至感到愉悅。最簡單的自我控制通風(fēng)的辦法就是自己扇扇子，生態(tài)節(jié)能又環(huán)保，但是效果不太好，我們所要做的是自然通風(fēng)，在非人力的情況下，達(dá)到建筑通風(fēng)良好。所以根據(jù)風(fēng)向，風(fēng)壓，對建筑高差、建筑轉(zhuǎn)角等處理，形成壓力梯度，產(chǎn)生通風(fēng)。楊經(jīng)文的“導(dǎo)風(fēng)板”設(shè)計(jì)就是產(chǎn)生風(fēng)壓。

陽光是地球賴以生存的條件，建筑也不例外，建筑沒有陽光，就沒有陰翳，那建筑就死掉了。結(jié)合陽光，是在建筑中營造舒適氛圍和適宜溫度的第一步。對于建筑，陽光可以是朋友，也可以是敵人。它為建筑提供光明，為建筑帶來溫暖，同時也可能帶來炎熱。建筑朝向，開窗位置，日照情況，都是必須考慮到的，特別是在夏熱冬冷地區(qū)。

新型能源(太陽能、風(fēng)能、水能、地?zé)崮堋⒄託饽堋⒑四艿鹊?，是當(dāng)今和未來社會的希望。之所以這么說，是因?yàn)樵诃h(huán)境污染嚴(yán)重的今天，不可再生資源的枯竭和人類自身的浪費(fèi)、過度使用是對人類生存條件的巨大挑戰(zhàn)。低碳、可再生、環(huán)保的新型能源，在生態(tài)技術(shù)的發(fā)展下，能夠逐步的替代舊有資源，阻止人類對地球無節(jié)制的使用，保護(hù)煤炭、石油等資源的高碳使用，告別全球變暖等等，乃大勢所趨。

建筑污染性考慮，不可謂不是一門生態(tài)建筑技術(shù)。所謂建筑污染性，主要是指對人體有害的情況，如建筑裝修中材料的運(yùn)用帶來的空氣污染，建筑環(huán)境中帶來的噪聲污染，建筑使用上帶來的生活污染，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)帶來的光污染等等，每一項(xiàng)都會影響到人的生活。而家庭內(nèi)也存在很多健康隱患，從地震、火災(zāi)到通風(fēng)不良的煤氣灶導(dǎo)致的燃?xì)庵卸镜取＝】祮栴}的影響是全球尺度的，而同時又關(guān)系到每個家庭成員的安全、健康和幸福，所以建筑的生態(tài)設(shè)計(jì)要在技術(shù)上多多考慮建筑整體的污染性，所有指標(biāo)的檢測都是需要強(qiáng)硬執(zhí)行的。

建筑的仿生設(shè)計(jì)，也越來越引起我們的重視。“物競天擇，適者生存”揭示了自然界中存在的生物體機(jī)能的合理性。生物體在日積月累的自然演進(jìn)中，伴隨著自身各部分的結(jié)構(gòu)和功能的逐步完善，所形成的“自然的結(jié)構(gòu)”能最好地滿足功能和最佳地適應(yīng)其存在的環(huán)境。在人類認(rèn)識水平和智慧有限的情況下，模仿自然、效法自然，不僅是解決問題的一種有效的途徑，而且無意之中契合了自然的某些法則。模仿是生物的天性，是人與動物活動的基本特征。人類發(fā)展過程中就充分發(fā)揮了模仿的本能，這其中就包括仿生設(shè)計(jì)。像劉易斯住宅、日本神戶魚舞餐廳、巴塞羅那奧運(yùn)村零售店魚標(biāo)志等，都通過研究自然，從自然中去發(fā)現(xiàn)融合于自然的建筑材料和建筑方式。

能源危機(jī)、生態(tài)環(huán)境惡化、全球氣候變暖等問題給當(dāng)今人類文明的持續(xù)發(fā)展帶來了越來越大的威脅，這些問題正在吸引全球眾多的專家學(xué)者的關(guān)注。作為建筑師，從一棟建筑頭腦靈光一閃的設(shè)計(jì)伊始，到深入探索創(chuàng)造，絕對不能僅僅單獨(dú)考慮到建筑的房間功能和美觀，我們要常常把自己放到“大家”的角度上，考慮一些重要的，關(guān)乎人類責(zé)任的問題——建造這棟建筑需要多少化石能源;它對周圍生態(tài)環(huán)境的影響;建筑的使用消耗等。只有我們?nèi)祟惏研〉膯栴}放到世界的角度上去思考，更好地運(yùn)用生態(tài)建筑技術(shù)，才能解決實(shí)際問題，營造更好的居住生活環(huán)境。

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