浅谈生态建筑设计

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　　摘要：近年来，“生态建筑运动”、“绿色建筑”、“可持续发展的建筑设计”等名词、概念在建筑界不仅成为一种时尚，而且确实已成为建筑学科发展的前沿，也是人类理智和文明的升华。本文阐述了生态建筑设计的概念，并对当今比较关注的，与生态有关的建筑问题进行了一定的探讨，提出了生态建筑设计的几点看法。
　　关键词：生态建筑；建筑设计；节能
　　
　　引语
　　随着近几年地区性环境污染以及全球生态环境恶化的加剧，对现代城市建筑的反思已经不再局限于少数人的小圈子里，大家在关注自己家居小环境的同时，也开始越来越多的关注周遭的建筑环境、城市景观的大环境，小环境的家居设计与建筑设计的融合趋势也越来越明显，生态建筑的设计逐步发展成为国际研究潮流，其应用范围也日益推广，未来是生态建筑的天下。所谓生态建筑，即用生态学的观点看待建筑与环境的关系，通过对建筑本身和建筑所在的生态环境相关因素的组织、设计，使太阳能、风能等自然能源在建筑与环境中能够高效有序的循环转换，从而获得节省能源、没有污染的建筑设计。
　　
　　一、生态建筑的概念
　　所谓生态建筑，就是将建筑看成一个生态系统，本质就是能将数量巨大的人口整合居住在一个超级建筑中，通过组织（设计）建筑内外空间中的各种物态因素，使物质、能源在建筑生态系统内部有秩序地循环转换，获得一种高效、低耗、无废、无污、生态平衡的建筑环境。原生的生态建筑设计是在节约经济和低技术的条件下，不用或者很少用现代的技术手段来达到生态化的目的。然而，此类建筑的节能效率和可持续性都不甚理想，缺乏普适性。同时，停滞不前的生态技术、并不是可持续的生态观。因此，应当考虑将现代的生态技术运用到普通的建筑设计中去，即"适宜技术"。
　　 "适宜技术"就是具有一定适宜性、普遍性的技术，又能根据环境的不同而有一定地域特色的生态建筑应该成为研究的重点。也就是说，从满足基本的人居环境的要求出发，通过"适宜技术"这个设计手段，运用当地的资源，结合适宜的经济的技术，进行生态建筑设计来达到可持续发展的目的。生态建筑设计从"原生的"向"适宜技术"转变通常有三种手法：一是将传统技术进行改造；二是将先进的技术改革、调整以满足适宜技术的需要；三是进行实验研究，直接效力于适宜技术。
　　
　　二、生态建筑观在建筑设计中的意义
　　90年代末 ,德国绿党参与政府 ,针对德国旧建筑普遍浪费能源问题 ,特别强调了太阳能在住宅中的应用 ,从而促成了德国建筑师转向生态建筑研究的潮流。“生态建筑学”应时而生，它指出，任何建筑或都市设计如果强烈破坏自然结构，都是不明智的，号召设计师对有限的物质资源进行合理的设计和利用,反对高能耗,提倡可再生资源的利用。目前，生态建筑也渐渐在许多发展中国家得到广泛采用。
　　生态建筑设计与室内设计、景观设计一样，本身并没有统一或固定的符号化格式，设计师应该将建筑的实际气候、地理位置等客观条件作为设计的主要参考因素，进行有效地整合，以达到节约能源和资源的目的。其设计表现主要表现在几个方面，包括建筑的立面设计、太阳能、风能等自然资源的利用，以及新型建筑材料的运用。而这些设计不仅会更多的应用在建筑设计上，同时也将应用到室内设计中。比如室内窗的设计，未来，设计师可能将房间内加入更多的玻璃设计，像一间房里三面落地的透明玻璃设计，让室内充分的享受阳光。再如北方玻璃窗的设计，由于北方季节的温差比较大，可以考虑将其设计成三层，中间加入缓冲层，这样白天玻璃吸收太阳的热量，晚上可以通过缓冲层将其释放到室内，将太阳能充分的利用起来。
　　当前社会的生态人居属于起步阶段，还需要从各个领域不断地去改进、沟通。从建筑建材方面来看，节能建材是根本的策略，也是最终目标。要做到这一点，需要科技手段的创新，也需要在设计初期，就对建筑地和建筑物有透彻的分析，因地制宜，因需制宜，协同整合，追求实效。所有的生态元均具有相应的生态位，关键是科学定位。对位了就会持续发展，错位了就会走向衰败。实践中最重要的是找准适宜生态位，并避免生态位重叠。一旦出现重叠必会引起竞争，须依照生态位分离原理来解决；根据生态适宜性原理，要合理利用现实生态位，挖掘潜在生态位。当人们不断地将潜在生态位变成现实生态位时，物质就会不断地从一种资源转变成另一种资源，体现了资源循环再生概念，是循环经济的主要特征。通俗而言，就是在设计中要扬长避短、各具特色，同时注重循环再生、变废为宝，调动积极因素，转化消极因素。所有这些都考虑以后，实现低碳、零污染的目标就指日可待了。
　　
　　三、生态建筑设计实例：
　　（一）2008年奥运柔道馆
　　试举北京科技大学体育馆（2008年奥运会柔道、跆拳道比赛馆）的建筑设计实例来说明生态建筑的原理。这个项目的设计理念必须立足学校长远使用，满足奥运国际比赛要求。尊重校园场所精神，适宜技术降低运营成本。因此，设计师采用了光导管系统的使用，在比赛馆中心场地安装了光导管，替代了传统意义上的电力照明（灯具），这是目前所有奥运场馆中唯一在比赛场地中央安装的照明系统。不开灯就基本满足一般体育课教学要求，同时采用148套电动日光调节器，可关闭或任意调节光线的明暗，以保证奥运赛时电视转播的需求。
　　该项目工程的太阳能热水系统考虑到北京地区的太阳能资源分布特点，采用金属重力热管作为太阳能核心元件，具有热性能好、工作温度高、热量大、启动快、系统水压高、稳定性能好等特点。系统的循环采用温差循环的方式，系统的控制为全自动控制，控制终端采用新颖的复合金属幕墙。
　　精心的设计成就完美的建筑，北京科技大学体育馆的建筑外形，以挺直的线条和极富雕塑感的体块表现了运动的力与美，严瑾的立面划分，准确的金属肌理，又充分展现了柔道、跆拳道运动特有的沉着与爆发之力。锈红色的亚光金属屋顶，巨大有序的金属墙面所形成的力量与秩序，与被誉为“钢铁摇篮”的北京科技大学相适应。同时从二层广场到室外地面的铺砌，使用了柔道、跆拳道运动中“带”的概念，使整个建筑浑然一体。
　　（二）世博生态建筑― “通过最小单元的设计感受无限的自然”
　　本次上海世博园的展馆中就不乏这样的生态建筑设计，英国馆、西班牙馆、卢森堡馆、日本馆都运用了生态建筑的设计理念，与德国馆、意大利馆、法国馆的常规几何设计不同，这些生态建筑或运用最新材料，或运用自然原始材料，外部造型或现代或原始，自然的曲线尽显生态建筑的自然情趣。
　　以英国馆为例，巨大的蒲公英种子设计是世博园生态建筑三大特点的最集中体现的建筑之一。首先要谈谈它的设计。设计师托马斯•西斯维克的展馆设计完全颠覆了我们对英国人“古板”、“绅士”的印象，他将英国人对自然的理解带到了中国。小小的种子虽然看上去很不起眼，但是它却蕴藏着无限的力量，深埋入土以后，开花结果，孕育出一片新景象。正如设计师将展馆设计成刚刚被打开的礼物一样，这颗巨大的种子不仅仅是来自英国的一份漂洋过海的礼物，设计师还希望大家能够通过这样的设计回归自然界，重新去体会来自大自然的力量。
　　英国馆外部造型的前卫设计自亮相以来就吸引了众多的学者和游客的瞩目，而且它的外形从各个角度看过去都是一样的方中见圆的建筑体量，并且颜色由深至浅从中心向其周围神秘朦胧的“扩散”。
　　另外，还要谈谈它的内部构造及使用的新材料。这颗种子的主体--种子圣殿，是由6万根透明的亚克力杆组成，每根亚克力杆内都镶有一粒种子，从任何一个角度望过去，都有一种光芒破壳而出、向外喷涌的冲击感。白天，亚克力杆会导引自然光进入内部，反射出七彩的阳光，到了晚上，亚克力杆内含的光源会将整个展馆内外照得透亮，洒出一团团迷人的光影，抬头看整个展馆，就好像望着满天繁星。轻风吹过的时候，亚克力杆会像“触须”一样随风摇曳，整个建筑都好像在轻轻飘动。

　　日本馆的生态设计理念主要体现在它的“会呼吸”。日本是一个非常注重环保的国家，生态建筑发展的很快，其本上“会呼吸的建筑”设计非常的多。这次世博会的日本馆的红藤色外观设计采用含太阳能发电装置的超轻“膜结构”包裹，形成一个半圆型的大穹顶，宛如一座“太空堡垒”。建筑的整体设计应用了环境控制技术，循环式呼吸孔道技术，使得光、水、空气等自然资源能够被最大限度的使用。展馆外部透光性很高，双层外膜配以内部的太阳电池，这样就充分的利用了太阳能资源，实现高效导光、发电，整个建筑与外部互动连接，让人们身处室内也能与外界“相联系”，感受建筑的“呼吸”。
　　还有西班牙馆的原始古藤与现代钢架结构的配搭，卢森堡馆矿石、金属板材的运用与建筑整体几何仿生形态的设计处理，很好的表达了返璞归真的质朴自然效果。
　　
　　四、建筑的未来发展方向――回归自然，让设计返璞归真
　　如果说20世纪是理性设计的时代，那么工业、科技、文明都高度发达的21世纪，就是让设计回归自然、返璞归真的时代。人依赖于大自然，是大自然的一部分。从生物链的角度讲，人是高级动物，与其他物种共存于大自然中。人与自然界的其他物种共生共存的过程中，靠宇宙、阳光、水、空气等物质繁衍生息，衍生进化，从几十万年前的远古时代一直进化到今天的人类的高度文明。人的寿命与宇宙相比是很短的，但即使是这样，我们人类也有责任去保护大自然的生物链，人类应该合理的发挥自身的创造力。
　　设计师更应该肩负起维护社会和谐的责任，秉承与大自然共存共生的观念，亲身感受大自然，并把这样的设计融入作品，带给身边人重返自然的享受。 “当城市化进程加快了以后，城市中会出现很多的问题，在这方面，我们有过很多灾难性的教训。比如美国在三四十年代，创造了像纽约、曼哈顿这样的，有很多高耸入林的钢筋水泥玻璃的建筑，它们反映了城市发展的高度，成为二十世纪的经典。其他城市诸如东京、纽约、首尔以及很多国家的首都，都会有城市建筑密度比较大的情况，到了二十一世纪，我们不去大力提倡这样的城市发展。我们现在讲三代城市，它的容积率比较低，也就是说它的绿地占有率是比较高的，在这样的城市中生活，人能够充分的感受到水土、大自然。现在有很多生土建筑、生态建筑，都是为了让人们与大自然更亲情一些。英国馆用高新技术材料，使建筑的室内和室外可呼吸，日本的很多建筑师可呼吸的，用最高端的技术手段，去营造建筑结构、体量，建筑的核，使它更适合人类的生存、工作，它里面的温度调节、阳光湿度、风向，都是能够跟大自然更加接近一些，这也是世博会所有设计师共同秉承的理念--打造生态自然的城市。”
　　绿色建筑是在建筑生命周期内，消耗最少地球资源，使用最少能源，产生最少废弃物，舒适健康的建筑物。绿色建筑的目标是低碳、零污染和经济适用。绿色建筑运动的目标是逐步形成绿色建筑技术路径多元化，城市整体由浅绿向深绿持续演进的局面，最终实现绿色建筑常态化的境界。所以，生态标准只是必须提出的，却不能限定方向，以及实现的路径，实际上，方向和路径也都无法限定。绿色建筑谁都可以做，哪里都可以做，只不过有浅绿、中绿、深绿程度上的不同。只要大家都来一起努力，逐渐达到泛绿。到时候，设计师根深蒂固地会在建筑设计中，加入绿色的概念，这些标准就不再成为标准，而是一种本能了。因此，生态人居的最理想状态就是泛绿，大家都认为绿色生态环保是理所当然了，就不用我们现在这样费尽心思地去完成了。
　　
　　结语
　　绿色生态建筑的兴起是建筑业走向可持续发展的重要一步，建筑师应牢记“人类不可能创造一个生态系统”只可以设计生态系统的环境和整个系统。保护生态、回归自然的绿色生态建筑将为建筑师提供一片崭新的天地。
　　
　　参考文献：
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