生態(tài)建筑設(shè)計(jì)技術(shù)之我見

祁永智

摘要：本文闡述了生態(tài)技術(shù)和生態(tài)建筑的概念，分析探討了生態(tài)建筑的設(shè)計(jì)措施，供同行參考。

關(guān)鍵詞：生態(tài)建筑；設(shè)計(jì)技術(shù)

生態(tài)建筑必將是2l世紀(jì)最具有代表性、時(shí)代感的建筑形式之一。只要我們對(duì)生態(tài)建筑的重要性有充分的認(rèn)識(shí)、采用科學(xué)的設(shè)計(jì)技術(shù)，設(shè)計(jì)出我國(guó)國(guó)情的生態(tài)建筑，創(chuàng)造與自然、人、社會(huì)融為一體的人類居住環(huán)境和綠色建筑空間。就能為人類提供更多更加舒適優(yōu)越的生態(tài)建筑從而進(jìn)一步改善工作和居住環(huán)境。

1 生態(tài)技術(shù)和生態(tài)建筑

人、建筑、環(huán)境是建筑發(fā)展的永恒主題，隨著全球環(huán)境的惡化，生態(tài)問(wèn)題日趨嚴(yán)重，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注人類自身的生存方式。特別是1992 年178 個(gè)聯(lián)合國(guó)成員國(guó)通過(guò)了《里約宣言》，為促進(jìn)地球生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)地球的可持續(xù)發(fā)展起到了導(dǎo)向作用。生態(tài)技術(shù)在這一背景下，發(fā)揮出越來(lái)越重要的作用，成為各國(guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的綠色快車和實(shí)現(xiàn)保證。生態(tài)技術(shù)是利用生態(tài)學(xué)的原理，從整體出發(fā)考慮問(wèn)題，注意整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)化，綜合利用資源和能源，減少浪費(fèi)和無(wú)謂損耗，以較小的消耗獲得豐厚的目標(biāo)，從而獲得資源和能源的合理利用，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

在建筑領(lǐng)域內(nèi)，從德國(guó)托馬斯《太陽(yáng)能在建筑與城市規(guī)劃中的應(yīng)用》一書出版到近年來(lái)美國(guó)建筑界的綠色建筑運(yùn)動(dòng)，從北京大興義和莊的“新能源村”建設(shè)到國(guó)外在生態(tài)高技術(shù)下建造的各種形式的生態(tài)建筑，可以說(shuō)，生態(tài)建筑的發(fā)展在理論上、技術(shù)上以及建筑設(shè)計(jì)的實(shí)踐上都取得可喜的成就。生態(tài)建筑有時(shí)又被稱為“節(jié)能建筑”、“綠色建筑”，嚴(yán)格地講都是不全面的?，F(xiàn)代意義上的生態(tài)建筑，是指根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀簧鷳B(tài)環(huán)境，運(yùn)用生態(tài)學(xué)、建筑技術(shù)科學(xué)的原理，采用現(xiàn)代科學(xué)手段，合理地安排并組織建筑與其它領(lǐng)域相關(guān)因素之間的關(guān)系，使其與環(huán)境之間成為一個(gè)有機(jī)組合體的構(gòu)筑物。

2 技術(shù)決定生態(tài)建筑設(shè)計(jì)

生態(tài)建筑要實(shí)現(xiàn)它的基本目標(biāo)，必須要有現(xiàn)代技術(shù)的支持。從國(guó)內(nèi)外來(lái)講，對(duì)什么是生態(tài)技術(shù)？有什么樣的定義？哪些內(nèi)容？認(rèn)識(shí)上還很不一致。日本建筑中心在《建筑要項(xiàng)》一書中提出生態(tài)技術(shù)有55種，環(huán)境共生的建筑與技術(shù)77種。1978年在加拿大召開綠色挑戰(zhàn)會(huì)議上提出的生態(tài)技術(shù)更是五花八門。到現(xiàn)在為止大家對(duì)生態(tài)環(huán)境包含的內(nèi)容并不統(tǒng)一，從比較寬泛的角度說(shuō)節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境，目前來(lái)講都認(rèn)為是生態(tài)技術(shù)。

對(duì)生態(tài)建筑和使用技術(shù)的要求可以用三點(diǎn)來(lái)判斷，首先技術(shù)本身的功能與生態(tài)環(huán)保功能是一致。第二要求采用的技術(shù)和制造的產(chǎn)品有利于資源能源的節(jié)約。第三個(gè)采用的技術(shù)和產(chǎn)品有利于人的健康。從這個(gè)意義上來(lái)講，在生態(tài)建筑目前技術(shù)上應(yīng)該說(shuō)還是非常廣的，包括門窗節(jié)能技術(shù)、屋頂節(jié)能技術(shù)等等。

所謂生態(tài)技術(shù)，包括兩種情況，一種情況在傳統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)上，按照資源和環(huán)境兩個(gè)要求，共同改造重組所做成的新技術(shù)。第二種把其它領(lǐng)域的新技術(shù)，包括信息技術(shù)、電子技術(shù)等，按照生態(tài)要求移植過(guò)來(lái)。從技術(shù)層次性來(lái)講，可以把生態(tài)技術(shù)分為簡(jiǎn)單技術(shù)、常規(guī)技術(shù)、高新技術(shù)。一般來(lái)講簡(jiǎn)單技術(shù)和常規(guī)技術(shù)屬于普及推廣型技術(shù)，高新技術(shù)屬于研究開發(fā)型技術(shù)，從我國(guó)實(shí)踐來(lái)看，應(yīng)該以常規(guī)技術(shù)為主體。

在應(yīng)用生態(tài)建筑技術(shù)過(guò)程當(dāng)中，技術(shù)選擇是非常重要的問(wèn)題。一個(gè)是經(jīng)濟(jì)性，由于生態(tài)建筑采用哪個(gè)層次的技術(shù)，不是一個(gè)單純的技術(shù)問(wèn)題，要受到經(jīng)濟(jì)的制約。在我們國(guó)家普遍采用高新技術(shù)是非常困難的，我們經(jīng)常碰到環(huán)保和生態(tài)利益和經(jīng)濟(jì)利益不完全一致。在這個(gè)取舍當(dāng)中，經(jīng)濟(jì)性就是非常關(guān)鍵的。目前在歐洲，特別是在德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)，在所建立的生態(tài)建筑上，它是以高新技術(shù)為主體。在2000年健康建筑住宅會(huì)議曾提出過(guò)高生態(tài)就是高技術(shù)的口號(hào)，所以這是在戰(zhàn)略基礎(chǔ)上建造生態(tài)的建筑。目前在我們國(guó)內(nèi)把整個(gè)生態(tài)技術(shù)發(fā)展建立在高新技術(shù)的基礎(chǔ)上比較困難，一個(gè)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，另外一個(gè)是技術(shù)和材料不太完善。

第二要因地制宜的原則，各個(gè)地方的氣候不一樣，自然資源不一樣，在選擇生態(tài)建筑，選擇什么樣的技術(shù)，應(yīng)該根據(jù)自己的條件和特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行。我國(guó)北方地區(qū)主要冬季采暖，能源消耗非常大，對(duì)自然環(huán)境污染非常嚴(yán)重，首先要解決采暖問(wèn)題。我國(guó)南方比較炎熱、潮濕，通風(fēng)、降溫是夏季的主要問(wèn)題，在南方生態(tài)建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中注重遮陽(yáng)和自然通風(fēng)，降低夏天的空調(diào)的能源消耗。

3 生態(tài)建筑的設(shè)計(jì)措施

3.1生態(tài)高技建筑是同周圍生態(tài)環(huán)境協(xié)同發(fā)展、具有可持續(xù)性特點(diǎn)的高技術(shù)建筑，是對(duì)當(dāng)今生態(tài)危機(jī)的一種積極、主動(dòng)并且有效的解決之道，因而是高技術(shù)建筑未來(lái)發(fā)展的方向。生態(tài)高技建筑的創(chuàng)作，要求建筑師具有更高的綜合素質(zhì)，不但要掌握被動(dòng)式生態(tài)設(shè)計(jì)方法的精髓，更要關(guān)注相關(guān)領(lǐng)域的最新生態(tài)型技術(shù)發(fā)展方向，根據(jù)地域的自然生態(tài)環(huán)境特征，主動(dòng)地應(yīng)用高新技術(shù)手段，對(duì)建筑的物理性質(zhì)（光線控制、通風(fēng)控制、溫濕度控制以及建筑新材料特性等）進(jìn)行最優(yōu)化配置，合理地安排并組織建筑與其他相關(guān)環(huán)境因素之間的聯(lián)系，使建筑與外界環(huán)境統(tǒng)一成為一個(gè)有機(jī)的、互動(dòng)的整體。

3.2生態(tài)高技建筑對(duì)于建筑微氣候的關(guān)注可以具體歸結(jié)為以下三方面：一是適宜的室內(nèi)濕度和溫度，滿足人體熱舒適及健康的要求；二是盡可能多地獲得自然采光（減少人工照明的能耗）；三是最大限度地獲得自然通風(fēng)（減少空調(diào)能耗）。通過(guò)最高效的人工技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)，或達(dá)到各要素之間的平衡就成為生態(tài)高技建筑師不懈追求的方向。其具體的設(shè)計(jì)手法是：

3.2.1引入綠色植物創(chuàng)宜人的景觀

結(jié)合建筑構(gòu)造技術(shù)和先進(jìn)的電腦控制技術(shù)，生態(tài)高技建筑能夠?qū)⒕G色生態(tài)體系“移植”到建筑內(nèi)部，使建筑內(nèi)部有良好的室內(nèi)氣候條件和較強(qiáng)的生物氣候調(diào)節(jié)能力，創(chuàng)造出田園般的舒適環(huán)境。諾曼·福斯特事務(wù)所設(shè)計(jì)的法蘭克福商業(yè)銀行總部大廈，成功地將自然景觀引入超高層集中式辦公建筑中，被稱為世界上第一座“生態(tài)型”超高層建筑。福斯特設(shè)計(jì)了9個(gè)14.03m高的花園，沿9層高的中央通風(fēng)大廳盤旋而上，花園外側(cè)面為電控調(diào)節(jié)開啟程度的雙層玻璃幕墻，花園面對(duì)大廳完全敞開，根據(jù)方位種植各種植物和花草，這樣可以給建筑內(nèi)的每一個(gè)辦公室都帶來(lái)令人感到愉快和舒適的自然綠色景觀，并獲得自然通風(fēng)，還可以使陽(yáng)光最大限度地進(jìn)入建筑內(nèi)部。

3.2.2盡可能多地獲得自然采光

屋頂是光線進(jìn)入室內(nèi)的主要途徑，于是各種光線收集、反射構(gòu)件被應(yīng)用于屋頂形式。如皮亞諾設(shè)計(jì)的戴姆勒·克萊斯勒汽車公司新設(shè)計(jì)中心由七個(gè)長(zhǎng)短不一的扇形體量交疊在一起，屋頂交界處是一片傾斜的天窗，為室內(nèi)提供照明。柏林國(guó)會(huì)大廈的改建的穹頂也是一個(gè)新型的采光裝置。中庭是中高層建筑中光線進(jìn)入的主要通道，在生態(tài)高技建筑中可以看到大量采光中庭。陽(yáng)光由中庭滲入建筑，通過(guò)陽(yáng)光收集、反射裝置達(dá)到內(nèi)部空間。與這個(gè)開敞空間相連的房間不僅可以減少一半的熱量流失，同時(shí)減少制冷需耗。

3.2.3最大限度獲得自然通風(fēng)

生態(tài)高技建筑師們利用風(fēng)壓、熱壓以及機(jī)械輔助的手段盡可能地獲得自然通風(fēng)。在基寶文化中心的設(shè)計(jì)中，皮亞諾設(shè)計(jì)了一套十分有效的被動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)。由于當(dāng)?shù)貧夂蜓谉岢睗?，常年多風(fēng)。因此最大限度地利用自然通風(fēng)來(lái)降溫、降濕便成為適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂?、注重生態(tài)環(huán)境的核心技術(shù)。其原理是采用雙層結(jié)構(gòu)，使空氣可以自由地在弓形表面與垂直表面之間對(duì)流，而建筑外殼上的開口則是用于吸納海風(fēng)，或者引導(dǎo)建筑所需的對(duì)流。針對(duì)不同風(fēng)速和風(fēng)向，通過(guò)調(diào)節(jié)百葉窗的開合和不同方向上百葉的配合來(lái)控制室內(nèi)氣流。

另外，生態(tài)高技建筑師們還充分利用新材料、新能源等為生態(tài)建筑服務(wù)，如低輻射中空玻璃等新型玻璃以及太陽(yáng)能光電材料等在建筑上的應(yīng)用，大大降低了能耗。

參考文獻(xiàn)：

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