可持續(xù)性建筑之生態(tài)住宅

張文魁

摘要：可持續(xù)發(fā)展是我們這個(gè)時(shí)代的最強(qiáng)音，如何理解可持續(xù)發(fā)展思想的內(nèi)涵，并將其應(yīng)用到建筑領(lǐng)域中，用以指導(dǎo)建筑設(shè)計(jì)及開(kāi)發(fā)，是每一個(gè)建筑從業(yè)人員需要面對(duì)的問(wèn)題。文章力求對(duì)此進(jìn)行一些探索。

關(guān)鍵詞：可持續(xù)發(fā)展；生態(tài)建筑；節(jié)能住宅

中圖分類號(hào)：TU241

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1000-8136(2009)29-0154-02

在2008年8月由中央文獻(xiàn)出版社和黨建讀物出版社聯(lián)合出版的《科學(xué)發(fā)展觀重要論述摘編》中指出，“樹(shù)立和落實(shí)全面發(fā)展、協(xié)調(diào)發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)發(fā)展觀，對(duì)于我們更好地堅(jiān)持發(fā)展才是硬道理的戰(zhàn)略思想具有重大意義……堅(jiān)持在開(kāi)發(fā)利用自然中實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧相處，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展……科學(xué)發(fā)展觀的基本要求是全面協(xié)調(diào)可持續(xù)?！?/p>

可持續(xù)發(fā)展的號(hào)角已經(jīng)在這個(gè)時(shí)代鳴響。在可持續(xù)發(fā)展的定義中，“滿足現(xiàn)在需要的發(fā)展，而且不剝奪后代滿足他們需求的能力”，包含有兩個(gè)關(guān)鍵概念：未來(lái)和資源保護(hù)。未來(lái)使我們這一代有責(zé)任考慮后代的需要，特別是把我們的星球以適當(dāng)和健康的方式傳遞下去；資源保護(hù)使我們這一代有責(zé)任保護(hù)所有不可再生資源——地、能源、生物多樣性、礦物質(zhì)等等。

在開(kāi)發(fā)和建筑領(lǐng)域，有5個(gè)可持續(xù)發(fā)展的要點(diǎn)，它們是：①促進(jìn)吸引人和方便的城市地區(qū)的建設(shè)，使人們樂(lè)于在其間生活和工作；②鼓勵(lì)在有可能減少能量消耗的地方開(kāi)發(fā)新建筑；③鼓勵(lì)城市土地和建筑再生，對(duì)被遺棄和被污染的土地修復(fù)后加以利用、進(jìn)行開(kāi)發(fā)或者作為露天場(chǎng)所；④進(jìn)行綜合開(kāi)發(fā)，把維持鄉(xiāng)村經(jīng)濟(jì)和保護(hù)鄉(xiāng)村風(fēng)景、野生動(dòng)植物、農(nóng)業(yè)、森林、娛樂(lè)以及自然資源價(jià)值等相結(jié)合；⑤促進(jìn)對(duì)可持續(xù)發(fā)展的理解。

生態(tài)建筑與可持續(xù)發(fā)展建筑的概念屬于同一范疇。生態(tài)學(xué)最初由德國(guó)生物學(xué)家赫克爾(Ernst Heinrieh Haeckel)于1869年提出。生態(tài)學(xué)認(rèn)為，所謂生態(tài)，意指整個(gè)生物圈內(nèi)萬(wàn)事萬(wàn)物共生共存、互相影響、互相依賴的生存狀態(tài)。自然界的任何一部分區(qū)域都是一個(gè)有機(jī)的整體。

從生態(tài)學(xué)的角度看，生態(tài)建筑的基本內(nèi)涵可以概括為：①運(yùn)用生態(tài)學(xué)的生態(tài)平衡、循環(huán)、有機(jī)統(tǒng)一等原理、方法來(lái)指導(dǎo)建筑設(shè)計(jì)；②以人、建筑、自然和社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展為目標(biāo)，有節(jié)制地利用和改造自然，尋求適合人類生存和發(fā)展的建筑生態(tài)環(huán)境；③將建筑作為一個(gè)有機(jī)的、具有結(jié)構(gòu)和功能的整體系統(tǒng)來(lái)看待，追求建筑節(jié)能、環(huán)保、有機(jī)維持、設(shè)計(jì)高效率等技術(shù)特征，使其與環(huán)境成為一個(gè)有機(jī)結(jié)合體。

由于人類社會(huì)面臨著前所未有的生態(tài)環(huán)境惡化，社會(huì)和公眾利益受到來(lái)自高速發(fā)展的惡果的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，生態(tài)建筑被賦予了提供健康生活、改善生態(tài)環(huán)境的意義，體現(xiàn)了社會(huì)可持續(xù)發(fā)展意識(shí)和對(duì)人類生存環(huán)境的關(guān)懷。生態(tài)建筑作為一個(gè)系統(tǒng)概念，它可以表征為：

(1)建筑對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響貫穿于建筑的整個(gè)生命周期。

(2)建筑的生態(tài)化涉及到建筑業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)，所以生態(tài)建筑涵蓋城市規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)、施工管理、建筑材料、建筑節(jié)能等所有建設(shè)領(lǐng)域的相關(guān)問(wèn)題。

(3)生態(tài)建筑的本質(zhì)，是涉及到對(duì)“人——建筑——環(huán)境”這三者關(guān)系的研究，它牽涉到所有社會(huì)學(xué)問(wèn)題及其相關(guān)理論。如生態(tài)學(xué)、環(huán)境心理學(xué)、認(rèn)識(shí)學(xué)、類型學(xué)等等。

發(fā)展對(duì)自然和社會(huì)環(huán)境造成的影響越來(lái)越大。建設(shè)部、國(guó)家經(jīng)貿(mào)委、國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局、國(guó)家建材局在建住房[1999]295號(hào)文《關(guān)于在住宅建設(shè)中淘汰落后產(chǎn)品的通知》中明確規(guī)定，各直轄市、沿海地區(qū)的大中城市和人均占有耕地不足0.8畝的省(區(qū))的大中城市的新建住宅，禁止使用實(shí)心黏土磚。

發(fā)展新型墻體材料替代大量的實(shí)心黏土磚，具有保護(hù)耕地、節(jié)約能源、利用廢渣、治理環(huán)境、改善建筑功能等重大社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。以前全國(guó)有磚瓦企業(yè)12萬(wàn)個(gè)，占地39.6多萬(wàn)hm²，每年燒制6000多億塊磚，取土14.3億m³，相當(dāng)于毀壞土地7.92萬(wàn)hm²：其生產(chǎn)能耗和北方采暖能耗合計(jì)就占我國(guó)全年能耗總量的15％以上；僅燒磚每年就排放二氧化碳1.7億t。因此，發(fā)展節(jié)能、節(jié)地、利廢的新型墻體材料，不僅是建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的需要，而且是國(guó)民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境和資源協(xié)調(diào)發(fā)展的需要。

對(duì)任何一個(gè)國(guó)家而言，能源在很大程度上都是不容置疑的核心問(wèn)題?？沙掷m(xù)發(fā)展對(duì)能源領(lǐng)域的影響非常明顯，因此，在新的立法和研究領(lǐng)域環(huán)境政策和能源政策之間的相互關(guān)系也愈加緊密。而建筑又在其中扮演著關(guān)鍵的角色，因?yàn)樗悄茉吹闹饕M(fèi)者。

由于城市里人口、房屋和人類活動(dòng)密集，因此這里也是污染比較集中的地方。改善城市的環(huán)境狀況，特別是改善能源消費(fèi)所產(chǎn)生的負(fù)面效應(yīng)，將對(duì)世界的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生重大的積極影響。溫室氣體排放、酸雨和臭氧層空洞，這些破壞全球總體生態(tài)狀況的影響，都是現(xiàn)代城市生活所引發(fā)的嚴(yán)重后果。日益嚴(yán)重的污染促使國(guó)家政府對(duì)環(huán)境問(wèn)題倍加關(guān)注，“環(huán)境”是一個(gè)相當(dāng)寬泛的概念，它包含了從交通到水處理、從廢物排放到歷史特征這多方面、多層次的因素和內(nèi)涵。環(huán)境既是需要保護(hù)的資源，也是亟待解決的問(wèn)題。1991年在格拉斯哥召開(kāi)的綠色城市大會(huì)上，肯·柯林斯指出，“健康的城市，是一個(gè)在環(huán)境方面友好的城市，而環(huán)境友好的城市才有可能成為繁榮昌盛的城市?！杯h(huán)境、健康和發(fā)展之間的三角關(guān)系，已經(jīng)成為最重要的全球性問(wèn)題之一。

空氣污染對(duì)人體健康、生物健康、全球環(huán)境和建筑結(jié)構(gòu)都有潛在的威脅，對(duì)建筑從業(yè)人員來(lái)說(shuō)，降低空氣污染應(yīng)當(dāng)從以下4個(gè)方面來(lái)考慮：改善建筑的設(shè)備規(guī)劃和管理；從能源和資源的角度考慮，設(shè)計(jì)出效率高更高的建筑，進(jìn)行技術(shù)革新來(lái)減少污染和垃圾；改善開(kāi)發(fā)的布局和風(fēng)格，減少用于運(yùn)輸?shù)哪茉?；使用可再生能源?/p>

在設(shè)計(jì)舒適節(jié)能的建筑時(shí)，需要考慮3個(gè)關(guān)鍵因素。

(1)氣候。氣候在陽(yáng)光利用、太陽(yáng)能采集和自然通風(fēng)等方面所產(chǎn)生的影響，將在建筑設(shè)計(jì)，特別是建筑的總體布局設(shè)計(jì)中，發(fā)揮著重要的作用。例如，對(duì)于太陽(yáng)能，既要采取足夠的措施避免夏天過(guò)量陽(yáng)光的炙烤，同時(shí)又能確保在冬天最大限度地采集有用的熱能。因此在設(shè)計(jì)時(shí)，必須同時(shí)考慮陽(yáng)光的“遮擋”和“采集”。對(duì)陽(yáng)光的控制本身就是一大難題，而它尚需與一年四季提供自然光照明的需要相結(jié)合，這使得問(wèn)題更加復(fù)雜。

盡管存在諸多困難，但是設(shè)計(jì)對(duì)能量和氣候敏感的建筑，卻為拋棄過(guò)去設(shè)計(jì)上的許多限制提供了機(jī)會(huì)；為開(kāi)發(fā)新的領(lǐng)域提供了便利；為舊有的問(wèn)題提供了新穎而又影響深遠(yuǎn)的解決辦法。只是，在最初的工程實(shí)踐中，需要花費(fèi)額外的時(shí)間和精力。

(2)能源。當(dāng)能源問(wèn)題被單獨(dú)考慮時(shí)(特別是在住宅建筑中)，會(huì)有助于實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化。在復(fù)雜的大型工程項(xiàng)目中，取暖、制冷和采光的相對(duì)要求，以及從人群、設(shè)備、照明和陽(yáng)光中獲得的能量，必須從建筑的形式、方位、結(jié)構(gòu)、占有情況和環(huán)境要求等角度進(jìn)行考察，以確保在進(jìn)行重大設(shè)計(jì)決策時(shí)，優(yōu)先考慮總體規(guī)劃。

經(jīng)驗(yàn)告訴我們，設(shè)計(jì)出不犧牲美感和只少量甚至不增加成

本的節(jié)能建筑是完全可能的。事實(shí)上，遵守低能耗原則的建筑，有他自身的豐富性和美感，它本身就儼然是市場(chǎng)的一個(gè)組成部分。

(3)建筑材料。建筑師需要了解建筑材料生產(chǎn)時(shí)所消耗的能源以及生命周期的成本。在一個(gè)國(guó)家某一地區(qū)的健康的生態(tài)建筑設(shè)計(jì)方案，在另一個(gè)地區(qū)往往并不那么有效。解決這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵是考慮材料的“適用程度”，以及綜合考慮建筑所消耗的能源、環(huán)境影響和生態(tài)因素。

在設(shè)計(jì)一棟新建筑或者翻新某個(gè)建筑時(shí)，建筑師可選擇的材料很多，本地可以獲得的原料、循環(huán)利用的可能性和生產(chǎn)時(shí)的影響，應(yīng)當(dāng)首先考慮。主要原料的選擇都應(yīng)當(dāng)建立在這個(gè)基礎(chǔ)之上。稀有和含能量高的材料應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)慎使用。

目前國(guó)際上生態(tài)住宅開(kāi)發(fā)的趨勢(shì)，主要有以下幾點(diǎn)：①改雨水排放為就地回收雨水，就地滲透、補(bǔ)給地下水；②采用回收用水營(yíng)造水景、改善微氣候，設(shè)置水循環(huán)再生系統(tǒng)，營(yíng)造人工濕地，使水景具備綜合性功能；③合理利用土地，由以往“推平頭”式的“七通一平”逐漸改為保護(hù)并恢復(fù)原有植被、因坡就勢(shì)，少占農(nóng)田；④由大面積鋪設(shè)草皮，轉(zhuǎn)變?yōu)榉N植喬木、灌木；⑤從雷同化的住宅小區(qū)開(kāi)發(fā)模式，轉(zhuǎn)變?yōu)榕c舊城改造相結(jié)合的新舊交替滾動(dòng)升級(jí)開(kāi)發(fā)模式。

顯而易見(jiàn)，這些措施都是積極而面向?qū)嶋H的。

在保持礦物燃料供應(yīng)以及針對(duì)當(dāng)今全球氣候變暖問(wèn)題的任何一個(gè)戰(zhàn)略中，住宅中消耗的能量都處于核心地位。到目前為止?？臻g取暖在住宅所消耗的能量當(dāng)中所占的比例最高，因此，提高保溫標(biāo)準(zhǔn)、減少不必要的空氣流動(dòng)、提高暖氣設(shè)備的效率以及通過(guò)制造溫室和采用被動(dòng)式太陽(yáng)能，這些問(wèn)胚就成了人們關(guān)注的焦點(diǎn)。但是，由于最初設(shè)計(jì)時(shí)布局的密度、位置、方向等因素，很大程度上決定了能量消耗的數(shù)量。因此，建筑師和施工人員最初的決定，就對(duì)隨后是否有改善的機(jī)會(huì)具有至關(guān)重要的影響。

對(duì)住宅中的能量消耗有顯著影響的因素有：建筑形式(緊湊的開(kāi)發(fā)形式具有很多優(yōu)點(diǎn))；建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)(使用熱容量大的材料以及高效的保溫材料來(lái)吸收太陽(yáng)能輻射，并延緩夜間溫度的降低)；方位(布局時(shí)，增加采集陽(yáng)光的面積，減少頂風(fēng)的面)；微氣候(布局時(shí)，利用綠化設(shè)計(jì)來(lái)增加遮陽(yáng)的效果)；交通(選擇建房地點(diǎn)時(shí)，要考慮減少開(kāi)車出行的需要，并增加交通站點(diǎn)的密度)。由此我們可以提出指導(dǎo)生態(tài)住宅設(shè)計(jì)的一些重要原則：采用緊湊的維護(hù)結(jié)構(gòu)，減小建筑物的外表面積與體積之間的比例；為陽(yáng)光照射和利用太陽(yáng)能流出空間；利用屋頂空間來(lái)調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境；栽種樹(shù)木來(lái)遮擋夏季的陽(yáng)光；提供高效的保溫層，以節(jié)省能量和提高舒適程度；安裝低能耗的照明系統(tǒng)；為用戶提供調(diào)節(jié)個(gè)性化環(huán)境的設(shè)施；為以后提高保溫標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)造機(jī)會(huì)；留出在家中工作的空間；為擺放自行車留出空間。

生態(tài)住宅的研究是個(gè)世界性的課題，日本在研究生態(tài)住宅方面主要涉及了3個(gè)方面。

第一個(gè)是環(huán)保性，也就是對(duì)地球環(huán)境的保護(hù)。探討對(duì)資源的消耗、利用、保護(hù)的合理和有效的方法，并提出廢棄物要盡量減少。減少?gòu)U棄物的方法之一就是回收再利用。

第二個(gè)是環(huán)境性。居住的環(huán)境，小環(huán)境是指住宅周邊或者居住區(qū)的環(huán)境，大環(huán)境是指城市環(huán)境。大自然的親和性、設(shè)計(jì)的高技術(shù)性，使得室內(nèi)外生態(tài)環(huán)境聯(lián)系在一起。環(huán)境概念還包括社會(huì)的文化、文明、歷史遺產(chǎn)、人與人之間的關(guān)系即親和性等等內(nèi)容，總稱為環(huán)境性。

第三個(gè)是居住性。包含安全性、健康性、舒適性、美觀性。

我國(guó)的研究主要涵蓋5個(gè)課題。第一個(gè)是選址，發(fā)掘基地的發(fā)展可持續(xù)利用的環(huán)境條件，使在基地選擇上就保持可持續(xù)發(fā)展的要素。第二個(gè)是對(duì)水資源的保護(hù)，水資源被強(qiáng)調(diào)到非常重要的地位，因?yàn)樗Y源是極其重要的因素，而水資源也是嚴(yán)重缺乏的。第三個(gè)是不可再生能源的效益和可再生資源的利用。第四個(gè)是對(duì)原材料的利用和保護(hù)。第五個(gè)方面是環(huán)境質(zhì)量。

不難看出，盡管對(duì)“生態(tài)住宅”的內(nèi)涵有各式各樣的列舉，范圍有寬有窄，但基本上都是圍繞3個(gè)主題：一是減少人類施予地球資源與環(huán)境的負(fù)荷和影響；二是創(chuàng)造健康、舒適的居住環(huán)境；三是與自然環(huán)境相融合。

綜上所述，環(huán)境問(wèn)題不會(huì)受國(guó)家的疆域的限值，它們常常是全球性的，至少是地區(qū)性的?？沙掷m(xù)性是一個(gè)足以影響到國(guó)家安全的重大問(wèn)題，特別是在爭(zhēng)奪關(guān)鍵資源(水、土地、能源等等)時(shí)，更是如此。從歷史的角度來(lái)看，開(kāi)發(fā)應(yīng)當(dāng)利用當(dāng)?shù)鼐涂梢垣@得的資源，并根據(jù)氣候來(lái)構(gòu)建建筑的布局、方位、細(xì)部和外觀。即應(yīng)重視和理解鄉(xiāng)土建筑的結(jié)構(gòu)風(fēng)格，使用當(dāng)?shù)夭少?gòu)的材料、當(dāng)?shù)毓?yīng)的能源和當(dāng)?shù)氐膫鹘y(tǒng)工藝。