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摘要： 生态建筑,常常也被称作“绿色建筑”“可持续建筑”,从其本质上说,即运用生态学的理论来指导建筑设计,是建筑像一个有生命的健康的肌体一样,既有自身的良性循环系统,由于周围的自然生态系统保持平衡,实现建筑与自然共生，它也是当今可持续思想和生態意识在建筑设计中的具体体现，本文主要针对生态建筑设计进行分析探讨，仅供参考。
关键词：生态建筑，建筑设计
前言
“生态”一词源于希腊文Oikos ,原意为“家”和“住所”。1869年,德国科学家海克尔( Haokel) 首先将这一概念用于科学的意义,提出了生态学( Ecology) 的概念,1960 代,建筑师保罗•索勒瑞( Polo soleri) 将生态学( Ecology) 和建筑学(Architecture) 两次合并为Arcology ,创立了生态建筑学。生态建筑学所要研究的基本内容是在人与自然协调发展的原则下,运用生态学原理和方法,协调人、建筑与自然环境的关系,寻求创造生态建筑环境的途径和设计方法。
1 生态建筑的设计原则
生态建筑历经数十年的实践,逐渐形成了一些重要的设计思想、原则、方法。如健康原则、环境原则、人文原则等。其中最重要的是节约原则,亦即著名的3R 原则———Reduce (质与能量的消耗及效率的高低) 、Reuse (重复使用) 、Recycle (循环使用及重复使用) 。强调节约能源,如设计中使能源使用集约化,运用建筑热工原理节约能源,利用高技术营造低能耗的环境,结合气候进行设计,充分利用自然通风,运用新材料、新构造、新建筑体系,降低建筑内耗能量,合理利用气候和阳光等自然能源因素。
从本质上讲,生态建筑设计是一种由生态伦理观、生态美学观共同驾驭的城市建筑发展观。在实践中的生态城市设计和建筑设计应当遵循以下原则:
贯彻以人为本的人文原则国际建筑师联合会第十四次会议宣言指出:“经济规划、城市规划、城市设计和建筑设计应当是探索并满足人的各种需求”。满足人类生存和发展的需求,不仅是建筑发展的最终目标,而且是人类社会进步的根本动力。在未来建筑设计中,要充分认识和确定人的主体地位和人与自然的双向互动关系,强调把关心人、尊重人的宗旨具体体现在城市空间的创造中,以适应不同阶层、不同年龄、不同职业的市民的多样化需求。
选择适宜生态技术原则从其复杂难易程度上区分,大致可分为简单技术(低技术) 、常规技术(中间技术) 和高新技术(高技术) 三个层次。其中“低技术”一般对应的是造价低廉、注重民俗习惯,使用当地材料,适应当地气候的传统技术;“中间技术”旨在传统基础上加以改进或适当引进较新技术所形成的生态技术。“高技术”是将其他领域的高新技术结合生态建筑的要求移植改进到建筑中来。
能源技术能源技术中与生态建筑关系最为密切的是太阳能利用技术和风能利用技术以及节能措施。
材料技术材料技术是生态建筑赖以发展的基础,材料的革新往往引起技术上的革命。近年来各种各样的有利于节能和环保的新材料的问世,如透明蓄热材料、高强轻质材料、高保温玻璃等,大大推动了生态建筑的发展。
智能技术智能技术是在计算机、自动化技术的基础上发展起来的,它已在建筑中得到了应用,如智能的室温调控系统、智能的采光系统,对阳光的自动追踪系统等等,智能技术为生态建筑智能化提供了可能,而生态建筑的智能化也将是其发展方向。
1) 注意与自然环境的结合和协作,使人的行为与自然环境的发展取得同等地位,这是生态设计的最基本内涵。必须了解到人是自然环境的一分子,人的活动必须建立在生态伦理道德的基础上,必须与环境建立起一种新的结合和协作关系。对自然环境的关心是生态建筑存在的根本,是一种环境共生意识的体现。它首先要求建筑师调整自己的心态,正确地认识到建筑作品仅仅是环境中的一分子,以一种谦逊的姿态处理与环境的关系,给予自然环境以更多的关心。
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资源。根据生态学的进化论,生态建筑设计包含着资源的经济利用问题,其中首要的是土地的利用问题。今后城市的发展,势必在有限的土地资源内展开,为了节省有限的土地,必须建立高效的空间体系,如在地面上建立亲和大自然、充满人情味的低层高密度建筑;利用生态技术建立起巨构城市,向地上空间要效益;充分开展城市地下空间的综合利用研究等,使城市地面、地下、空中连接为有机协调的立体网络。其次是建筑节能和生态平衡,也就是减少各种资源和材料的消耗,如太阳能的利用和建筑保温材料就是针对这方面研究的。
3) 减少人工层次,更加注意自然环境设计。要对自然生态环境的特点和规律加强重视,确定“整体优先”和“生态优先”的原则,减少人工层次,加强自然环境的利用,使人工环境和自然环境有机交融。
4) 注重生态建筑的地方性。任何一个区域规划、城市建设或者单体建筑项目,都必须建立在对特定地方条件的分析和评价的基础之上,其中包括地域气候特征、地理因素、地方文化与风俗、建筑肌理特征、有利于环境持续性的各种能源分布,如地方建筑材料的利用强度和持久性,以及当地的各种限制条件等等。
5) 具有足够的弹性,以包容未来科技的应用与发展。可持续的概念是一种动态的思想,体现在生态建筑中就是建筑应具有足够的弹性,以适应未来的发展。这就体现在对建筑结构、建筑设备等灵活性的要求上。
2 设计对策
根据以上原则,生态建筑设计可以在以下几个具体环节上进行操作:
2.1周边环境的一体化设计
环境与生态:提到环境设计,首先要了解环境的概念。环境即“围绕人类生存的各种外部条件或要素的总体。包括自然环境和人工环境两大类。”在环境设计时人们往往更注重人工环境而忽略自然环境。其实,自然环境和我们的关系更密切:我们既要利用,适应自然环境;又要改造,保护自然环境。它对人类的影响是根本的,也应成为我们设计的根本出发点。生态学正是“研究生物之间,生物与环境之间的相互关系的科学。”建筑周边环境设计正是从自然环境特点出发结合建筑自身的功能特点进行的。
微气候:建筑作为以人工环境形式存在的资源,在与总体平衡的自然环境紧密结合时,其中的邻里、建筑开场空间、基础设施以及城市的功能系统和交通通讯系统等,都必须遵循自然界循环更新的原则,使自身始终处于不断调整和更新的过程中。由于环境结构的不同也表现出局部微气候的不同。对微气候的改变是提高环境舒适度,减轻环境压力的有效方法。我们要建立新的发展观念,必须从整体观念出发,充分利用各种“亲环境”的能源对微气候进行调节。
2.2无害化、健康化策略
生态建筑的一个主要任务,简单说,就是“关注健康”:人类的身心健康和环境的“健康”。这应该是生态学方法研究的一个立足点,因为现在人们热门关注的可持续发展、环境治理及建筑设计,无一例外都是与人的身体健康、心理健康及环境的“健康”密不可分的。
自然通风:在建筑设计中,往往采用全封闭的外围护体系,这是由于对能源问题缺乏足够的重视而造成的,建筑师在塑造舒适稳定环境时,完全依赖空调系统。事实上,依靠自然通风满足室内空间需求,不但可以节省大量的空调能耗,还能塑造一个较之以往更加健康的室内环境。
加强绿化设计:绿化布局上可以向立体发展,向空中拓宽,采用屋顶绿化,窗、墙、阳台绿化等手段。今天许多建筑师都梦想着能够在作品中重塑自然,把清新的绿意带回人们的身旁。
3 结束语
生态建筑作为一个新兴事物,值得探讨之处尚多,生态建筑理论的发展将导致建筑科学技术内容的不断丰富与建筑艺术创造的相应发展,并将推动整个建筑学不断向前发展。在今天这个变革的时代,生态全球化的浪潮使我们清楚的看到,面向新世纪,生态化的思想是人类的取向和选择必然,城市和建筑设计的生态化是历史发展的必然趋势。一方面它契合了“可持续发展”的全球共识;另一方面它为城市设计和建筑设计发展开辟了一条新途径。
关键词：生态建筑，建筑设计
前言
“生态”一词源于希腊文Oikos ,原意为“家”和“住所”。1869年,德国科学家海克尔( Haokel) 首先将这一概念用于科学的意义,提出了生态学( Ecology) 的概念,1960 代,建筑师保罗•索勒瑞( Polo soleri) 将生态学( Ecology) 和建筑学(Architecture) 两次合并为Arcology ,创立了生态建筑学。生态建筑学所要研究的基本内容是在人与自然协调发展的原则下,运用生态学原理和方法,协调人、建筑与自然环境的关系,寻求创造生态建筑环境的途径和设计方法。
1 生态建筑的设计原则
生态建筑历经数十年的实践,逐渐形成了一些重要的设计思想、原则、方法。如健康原则、环境原则、人文原则等。其中最重要的是节约原则,亦即著名的3R 原则———Reduce (质与能量的消耗及效率的高低) 、Reuse (重复使用) 、Recycle (循环使用及重复使用) 。强调节约能源,如设计中使能源使用集约化,运用建筑热工原理节约能源,利用高技术营造低能耗的环境,结合气候进行设计,充分利用自然通风,运用新材料、新构造、新建筑体系,降低建筑内耗能量,合理利用气候和阳光等自然能源因素。
从本质上讲,生态建筑设计是一种由生态伦理观、生态美学观共同驾驭的城市建筑发展观。在实践中的生态城市设计和建筑设计应当遵循以下原则:
贯彻以人为本的人文原则国际建筑师联合会第十四次会议宣言指出:“经济规划、城市规划、城市设计和建筑设计应当是探索并满足人的各种需求”。满足人类生存和发展的需求,不仅是建筑发展的最终目标,而且是人类社会进步的根本动力。在未来建筑设计中,要充分认识和确定人的主体地位和人与自然的双向互动关系,强调把关心人、尊重人的宗旨具体体现在城市空间的创造中,以适应不同阶层、不同年龄、不同职业的市民的多样化需求。
选择适宜生态技术原则从其复杂难易程度上区分,大致可分为简单技术(低技术) 、常规技术(中间技术) 和高新技术(高技术) 三个层次。其中“低技术”一般对应的是造价低廉、注重民俗习惯,使用当地材料,适应当地气候的传统技术;“中间技术”旨在传统基础上加以改进或适当引进较新技术所形成的生态技术。“高技术”是将其他领域的高新技术结合生态建筑的要求移植改进到建筑中来。
能源技术能源技术中与生态建筑关系最为密切的是太阳能利用技术和风能利用技术以及节能措施。
材料技术材料技术是生态建筑赖以发展的基础,材料的革新往往引起技术上的革命。近年来各种各样的有利于节能和环保的新材料的问世,如透明蓄热材料、高强轻质材料、高保温玻璃等,大大推动了生态建筑的发展。
智能技术智能技术是在计算机、自动化技术的基础上发展起来的,它已在建筑中得到了应用,如智能的室温调控系统、智能的采光系统,对阳光的自动追踪系统等等,智能技术为生态建筑智能化提供了可能,而生态建筑的智能化也将是其发展方向。
1) 注意与自然环境的结合和协作,使人的行为与自然环境的发展取得同等地位,这是生态设计的最基本内涵。必须了解到人是自然环境的一分子,人的活动必须建立在生态伦理道德的基础上,必须与环境建立起一种新的结合和协作关系。对自然环境的关心是生态建筑存在的根本,是一种环境共生意识的体现。它首先要求建筑师调整自己的心态,正确地认识到建筑作品仅仅是环境中的一分子,以一种谦逊的姿态处理与环境的关系,给予自然环境以更多的关心。
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资源。根据生态学的进化论,生态建筑设计包含着资源的经济利用问题,其中首要的是土地的利用问题。今后城市的发展,势必在有限的土地资源内展开,为了节省有限的土地,必须建立高效的空间体系,如在地面上建立亲和大自然、充满人情味的低层高密度建筑;利用生态技术建立起巨构城市,向地上空间要效益;充分开展城市地下空间的综合利用研究等,使城市地面、地下、空中连接为有机协调的立体网络。其次是建筑节能和生态平衡,也就是减少各种资源和材料的消耗,如太阳能的利用和建筑保温材料就是针对这方面研究的。
3) 减少人工层次,更加注意自然环境设计。要对自然生态环境的特点和规律加强重视,确定“整体优先”和“生态优先”的原则,减少人工层次,加强自然环境的利用,使人工环境和自然环境有机交融。
4) 注重生态建筑的地方性。任何一个区域规划、城市建设或者单体建筑项目,都必须建立在对特定地方条件的分析和评价的基础之上,其中包括地域气候特征、地理因素、地方文化与风俗、建筑肌理特征、有利于环境持续性的各种能源分布,如地方建筑材料的利用强度和持久性,以及当地的各种限制条件等等。
5) 具有足够的弹性,以包容未来科技的应用与发展。可持续的概念是一种动态的思想,体现在生态建筑中就是建筑应具有足够的弹性,以适应未来的发展。这就体现在对建筑结构、建筑设备等灵活性的要求上。
2 设计对策
根据以上原则,生态建筑设计可以在以下几个具体环节上进行操作:
2.1周边环境的一体化设计
环境与生态:提到环境设计,首先要了解环境的概念。环境即“围绕人类生存的各种外部条件或要素的总体。包括自然环境和人工环境两大类。”在环境设计时人们往往更注重人工环境而忽略自然环境。其实,自然环境和我们的关系更密切:我们既要利用,适应自然环境;又要改造,保护自然环境。它对人类的影响是根本的,也应成为我们设计的根本出发点。生态学正是“研究生物之间,生物与环境之间的相互关系的科学。”建筑周边环境设计正是从自然环境特点出发结合建筑自身的功能特点进行的。
微气候:建筑作为以人工环境形式存在的资源,在与总体平衡的自然环境紧密结合时,其中的邻里、建筑开场空间、基础设施以及城市的功能系统和交通通讯系统等,都必须遵循自然界循环更新的原则,使自身始终处于不断调整和更新的过程中。由于环境结构的不同也表现出局部微气候的不同。对微气候的改变是提高环境舒适度,减轻环境压力的有效方法。我们要建立新的发展观念,必须从整体观念出发,充分利用各种“亲环境”的能源对微气候进行调节。
2.2无害化、健康化策略
生态建筑的一个主要任务,简单说,就是“关注健康”:人类的身心健康和环境的“健康”。这应该是生态学方法研究的一个立足点,因为现在人们热门关注的可持续发展、环境治理及建筑设计,无一例外都是与人的身体健康、心理健康及环境的“健康”密不可分的。
自然通风:在建筑设计中,往往采用全封闭的外围护体系,这是由于对能源问题缺乏足够的重视而造成的,建筑师在塑造舒适稳定环境时,完全依赖空调系统。事实上,依靠自然通风满足室内空间需求,不但可以节省大量的空调能耗,还能塑造一个较之以往更加健康的室内环境。
加强绿化设计:绿化布局上可以向立体发展,向空中拓宽,采用屋顶绿化,窗、墙、阳台绿化等手段。今天许多建筑师都梦想着能够在作品中重塑自然,把清新的绿意带回人们的身旁。
3 结束语
生态建筑作为一个新兴事物,值得探讨之处尚多,生态建筑理论的发展将导致建筑科学技术内容的不断丰富与建筑艺术创造的相应发展,并将推动整个建筑学不断向前发展。在今天这个变革的时代,生态全球化的浪潮使我们清楚的看到,面向新世纪,生态化的思想是人类的取向和选择必然,城市和建筑设计的生态化是历史发展的必然趋势。一方面它契合了“可持续发展”的全球共识;另一方面它为城市设计和建筑设计发展开辟了一条新途径。