淺談生態建筑學及其應用

劉云鵬

摘要：20世紀以來，人類對高品質生活的追求與環境污染日益嚴重形成了巨大的矛盾，生態建筑學的理念應運而生。隨著世界范圍內城市化進程的加深，城市中土地資源不足的缺點開始顯現，而高層建筑的出現則有效的緩解了這種情況。但是由于高層建筑自身的特點，其對周邊環境存在一些不利影響，因此，從提高人們生活質量的角度出發，將生態建筑學運用到高層建筑設計中刻不容緩。本文簡要闡述了生態建筑學的概念，其主要研究對象、研究目的與基本原則，同時簡要介紹了風水學中存在的與生態建筑學相類似的理念以及如何將生態建筑學的知識科學地運用到高層建筑的設計中。

關鍵詞：生態建筑學；高層建筑；建筑設計

1.前言：

人類對建筑學的了解是隨著社會的發展、科技水平的進步以及人們對人與生態環境之間關系的認識的變化而不斷地改變的。從歷史上看，大致經歷了早期將建筑作為擋風遮雨的場所的實用建筑學階段、之后將建筑作為藝術品來對待的藝術建筑學階段、工業革命時期將建筑作為“居住機器”的功能建筑學階段、強調建筑與環境關系的環境建筑學階段等幾個階段[1]。

隨著社會的發展與技術的進步，人類的活動區域在世界范圍內進一步擴大，從陸地到海洋，到處都有人類活動的痕跡，環境污染的問題日趨嚴重。同時由于人類科學技術的進步，人類的物質生活水平得到了相應的提升，這就使得人類對生活環境及生活質量的要求也日漸升高。這種變化也促使了建筑學理念及技術的進步，1956年，歐羅·索列瑞（PaeloSoleri）通過總結前人的知識，再結合自己的經驗與知識；創造性的將生態學和（Ecology）和建筑學（Architecture）兩個詞并為一體，提出了生態建筑學（Acologies）這一全新的概念[2]。

生態建筑學創造性的將生態學的理念引入了傳統的建筑學中，其要求我們在生態學的基礎上來構建人工建筑或建筑群。具體上就是要求人們在結合建筑所在地周圍自然環境的基礎上，運用生態學理念及合理的建筑設計和建造技術，來設計和建造能與周圍生態環境融合，友好相處的建筑，使得建筑在滿足人類使用和居住功能以及舒適性要求的前提下，能和周圍環境形成一個有機的整體。

二十一世紀以來，對于更高生活品質的追求，使得人們更加強調綠色發展和可持續發展，即與自然和諧相處。建筑承載了除居住等基本功能之外的如節能減排、改造和利用環境等更多任務，在生態學基礎上來研究建筑學已成趨勢，人類開始步入生態建筑學時代。

2.生態建筑學研究對象、目標和原則

對于生態建筑學而言，其研究對象不像傳統建筑學那樣僅限于建筑本身，而是同時包括建筑周圍的自然環境，以及由于人類的建筑活動對周圍環境所造成的影響，也即建筑（空間）環境；具體來說也就是由于人類的活動所形成的各種各樣的聚落環境。

從人類提出生態建筑學的過程及前提，我們可知生態建筑學研究的目的首先是為了在現有已經對自然界造成影響的前提下尋找到與自然相處的最優化關系，形成人、建筑、環境和社會和諧發展的新形式；同時在此基礎上利用改造、順應和保護自然環境三者間的平衡與和諧，創造同時適宜人類長遠的生存發展又能維護周圍生態平衡的生態建筑環境。

生態建筑學的基本原則即5R原則[3]——revalue（再評價）、renew（更新改造）、reuse（重復利用）、reduse（減少消耗）、recycle（循環使用），強調人與自然協調發展，既要維護生態平衡也要在建筑設計中以人為本，從而使人工生態環境中各個環境系統有機匹配，進而實現可持續發展。

3.生態建筑學與風水學

中國的風水學源遠流長，伴隨華夏幾千年的文明發展，在現代人看來風水學是一種迷信的存在，但是當我們深入了解風水學之后會發現，風水學中的很多觀點都可以用現代的科學理論解釋，而并不是一種迷信。在作者看來，風水學更像是科學的經驗在古代的一種通俗化的解釋，這樣就能讓普通民眾通過“科學”的手段來選擇合適建筑的地點。

風水學的基本觀點是“天（地）人合一”，體現在建筑上時，就是根據地理環境的空間因素，如地脈，水脈，氣場等因素進行考慮，選出最適合的建筑地點（張化龍），這與生態建筑學中強調的“因地制宜”的理念相吻合。生態建筑學中同樣認為大規模改造當地的自然環境以適應建筑活動是不符合生態學的基本理念的。又如風水學中講究避開“井底局”，即避開四周封閉、被高大的山體環抱的地形。通過研究表明，這種地形出現洪澇災害的概率較普通地形高，并且由于受周圍山體的影響，內部建筑的空氣流通效果比較差，不利于污染氣體的擴散，同時由于太陽光的反射次數較普通地形更多，使得其午后的溫度較周圍環境高[4]。

另外，風水學中建筑講究“坐北朝南”，這也可以生態建筑學的理論來解釋。我國地處北半球，在冬季建筑門窗面向南方能使建筑內部在白天接收更多的陽光，提高了建筑室內溫度，從而減少人工取暖設施的使用，有效減少能源的消耗。同時陽光中的紫外線還能起到殺菌消毒的作用，提高人們居住的舒適度，減少疾病的發生。

4.生態建筑學在高層建筑中的應用

4.1高層建筑的負面影響：

隨著我國人口的不斷增加和城市化進程不斷加快，人均占地面積不斷減少，為有效緩解矛盾，提高土地資源的利用率，高層建筑不斷增多。高層建筑雖有效的提高了城市土地的利用效率，擴展了人類活動區域，但同時其對周圍環境也造成了許多不利影響，主要體現為：

高層建筑資源消耗量大：為滿足高層建筑內部功能運行，需要消耗大量煤炭，電力，水等資源；

對環境造成污染：電梯，中央空調等的使用會產生大量的噪聲污染，影響高層建筑的舒適度，高層建筑外墻廣泛使用的玻璃幕墻以及霓虹燈等產生大量光污染，對人以及飛行動物的視覺產生干擾。

影響生態氣候：排布密集，間距狹窄的高層建筑會加快建筑間氣流流動，進而影響建筑周圍環境狀況，尤其在雨雪天氣下對人們的出行造成不利影響，高層建筑密布的城市產熱量大，城市與鄉村的熱量差異也會導致城市熱島效應[5]。

4.2生態高層建筑設計的原則和目標：

同樣遵循5R原則，旨在借助生態建筑設計理念達到降低環境污染和提高資源綜合使用率的目的，降低高層建筑對自然環境的索取和破壞，使得建筑能夠有效的融入到周邊的自然環境中，從而達到建筑與自然的和諧相處[6]。

4.3具體應用：

4.3.1節能環保設計

建造時盡量采用綠色清潔的建筑材料，如結合使用木材及鋼材等可回收再利用的建筑材料，利用碳素吸聲材料以減輕噪音污染，室內設計中采用水泥聚苯板隔熱材料，選擇無毒無害的建筑材料；充分利用太陽能，風能等可再生資源作為建筑的主要能源，以減少煤炭電力資源的使用，達到可持續發展的目的。

4.3.2空間上的合理設計

根據地理位置的不同選擇合適的空間布局以及朝向，如上下錯位或者左右錯位的住宅布局，或在在南北向的行列式住宅群中插入東西向住宅，以提高光照效率和質量[7]建筑內部設計時，要根據環境條件合理設計，使得建筑內部的通風和采光狀況更加適宜。

4.3.3建筑的生態化設計

設計時全面考慮地形、地勢、植被、氣候、生物等環境因素，使高層建筑與所處的自然生態環境和諧相處，降低高層建筑對周圍生態的環境的破壞，同時充分利用當地自然條件，因地制宜，實現高層建筑與自然的和諧統一。

5.總結

現階段我國環境問題突出，人口過多，自然資源短缺，污染嚴重等問題嚴重影響經濟發展和人們的健康生活，若一味盲目破壞自然環境來開發建設，勢必會使環境問題進一步惡化，因此積極研究和發展生態建筑學有著重要的意義。生態化的建筑設計不但能夠保護環境，協調發展與生態的關系，實現可持續發展，更能夠充分利用環境資源，改善人們生活水平和身心健康，使建筑環境更適宜人類的生存與行為發展，因此，生態建筑學是人類未來的必然選擇。

參考文獻：

[1]王軍.積極研究和發展生態建筑學[J].中華建設，2013，（6）：78-79.

[2]荊其敏.生態建筑學[J].建筑學報，2000，（7）：6-11.

[3]曹怡，顧明婭.淺談生態建筑學在高層建筑設計中的運用[J].城市建筑，2013，（6）：19-19.

[4]趙新.生態建筑學與風水的關系[J].中華建設，2015，（9）：90-91.

[5]黃長文.簡析高層建筑設計中生態建筑學的應用及其注意事項[J].建材與裝飾，2017，（24）.

[6]施華豐，趙佳.生態建筑學在高層建筑設計中的應用[J].建材與裝飾，2017，（19）：103-104.

[7]杜志元.現代住宅建筑日照設計若干問題思考[J].建材發展導向：上，2017，15（11）：149-150.