生態(tài)建筑設(shè)計原理和設(shè)計方法

黃 維

(江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計院有限責(zé)任公司 210006)

生態(tài)建筑設(shè)計原理和設(shè)計方法

黃 維

(江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計院有限責(zé)任公司 210006)

生態(tài)建筑是生態(tài)學(xué)與建筑融合的一種建筑學(xué)科。本文探討整體性、能源可持續(xù)性、物質(zhì)循環(huán)等生態(tài)建筑設(shè)計原理，在此基礎(chǔ)上闡述生態(tài)建筑的設(shè)計方法。

生態(tài)建筑；設(shè)計原理；設(shè)計方法

自從十八世紀(jì)開始工業(yè)革命以來，人類社會的發(fā)展都是憑借科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對大自然大量的索取。這種破壞性的社會發(fā)展模式給大自然造成嚴(yán)重的生態(tài)破壞，人類生活的環(huán)境也日益惡化。人們逐步認(rèn)識到這種破壞自然的方式并不能讓社會實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)該追求人類社會發(fā)展與自然的和諧共處，重視生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)人與自然的可持續(xù)發(fā)展。建筑在原材料開采和利用上、建筑設(shè)計和使用也面對自然資源的開采和利用問題，為此追求生態(tài)建筑設(shè)計實現(xiàn)建筑與自然的和諧成為建筑設(shè)計的一個趨勢。

一、生態(tài)建筑設(shè)計原理

生態(tài)建筑就是在進(jìn)行建筑設(shè)計時，根據(jù)生態(tài)學(xué)原理和生態(tài)性規(guī)律，對建筑設(shè)計實現(xiàn)人、建筑、自然的和諧相處。生態(tài)建筑把建筑環(huán)境當(dāng)作一個有機(jī)的整體看待。在進(jìn)行生態(tài)建筑設(shè)計時應(yīng)用遵守以下原理。

（一）整體性

從生態(tài)學(xué)觀點，生態(tài)系統(tǒng)包括非生物物質(zhì)和能量、生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者，這些成分并不是孤立的，而是成為一個相互聯(lián)系的整體。在這個整體中強(qiáng)調(diào)生物與環(huán)境的相互影響，實現(xiàn)生物與環(huán)境的和諧相處。生態(tài)學(xué)的整體觀是生態(tài)性的核心，為此生態(tài)建筑在設(shè)計時也應(yīng)該遵守整體性原理。生態(tài)建筑設(shè)計的整體性原理就是強(qiáng)調(diào)在進(jìn)行建筑設(shè)計時不僅僅考慮建筑本身的堅固性、科學(xué)性，而且要考慮建筑與建筑周圍環(huán)境的整體性。因為建筑不是孤立存在于環(huán)境中，它與周圍的環(huán)境有密切的聯(lián)系，因此在進(jìn)行建筑設(shè)計建造時應(yīng)該把建筑當(dāng)作環(huán)境的一部分，強(qiáng)調(diào)建筑與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)性和融合性，也就是把建筑和周圍環(huán)境當(dāng)中一個整體。生態(tài)建筑在整體性原理的支配下，應(yīng)該考慮建筑與周圍自然、社會、經(jīng)濟(jì)和人文環(huán)境各個方面的融合成為一個有機(jī)整體。

（二）能源可持續(xù)性

生態(tài)系統(tǒng)中不斷的實現(xiàn)能量流動，但是生態(tài)系統(tǒng)中的能源來自于太陽能，生產(chǎn)者通過光合作用把太能能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能從而實現(xiàn)能源在生態(tài)系統(tǒng)中流動，借助于能源流動為此生態(tài)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。由于太陽能為清潔的可再生能源，因此生態(tài)系統(tǒng)一個是環(huán)保，另一個是可持續(xù)性。建筑作為一個高耗能系統(tǒng)，其對能源的消耗從建造開始到后期的使用一直都有大量能量消耗才能維持其運(yùn)作。但是傳統(tǒng)建筑的高耗能高污染已經(jīng)給環(huán)境造成大量的能源消耗，給世界能源帶來很大壓力。因此生態(tài)建筑在設(shè)計和使用時應(yīng)該盡量在能源可持續(xù)原理下進(jìn)行設(shè)計。生態(tài)建筑的能源可持續(xù)原理要求，生態(tài)建筑從材料生產(chǎn)使用，到后期建筑對采光、能源需求等都更多的借助于沒有污染的清潔能量和可再生能源，讓生態(tài)建筑的能源供應(yīng)盡量實現(xiàn)可持續(xù)性，實現(xiàn)建筑與環(huán)境的和諧相處。

（三）物質(zhì)循環(huán)

在生態(tài)學(xué)理論下，生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)是從生產(chǎn)者開始，它能夠把外界無機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，生產(chǎn)者、消費(fèi)者產(chǎn)生的代謝物和自身的遺體都被微生物分解又回歸到自然。也就是說生態(tài)系統(tǒng)在物質(zhì)利用上是可以循環(huán)的，在這個循環(huán)體系中沒有廢棄物，每個環(huán)節(jié)產(chǎn)生的物質(zhì)都會成為相應(yīng)生物的原料，因此對環(huán)境沒有污染。傳統(tǒng)建筑不僅高耗能，而且是高污染[1]。建筑在原料生產(chǎn)、建造過程中和使用過程中都會產(chǎn)生許多建筑垃圾，這些建筑垃圾不僅污染環(huán)境而且造成物質(zhì)和能量浪費(fèi)。

二、生態(tài)建筑設(shè)計方法

（一）整體性設(shè)計方法

生態(tài)建筑的整體性設(shè)計應(yīng)該采取以下兩種方法。第一種建筑與自然環(huán)境共生。建筑作為自然環(huán)境的一部分，應(yīng)該和自然環(huán)境和諧共生，為此在進(jìn)行生態(tài)建筑設(shè)計時應(yīng)該考慮一下幾種因素。應(yīng)該考慮地形地形地貌與建筑的匹配性，這就要求生態(tài)建筑應(yīng)該研究地形和地貌特征，讓建筑對它們的影響降到最低。注意現(xiàn)有植被。綠色植物不僅具有優(yōu)化環(huán)境作用，而且對建筑周圍的地表水土保護(hù)有重要價值，因此應(yīng)該重視對植物保護(hù)，讓植被成為建筑的一個有機(jī)成分。第二種是建筑與社會環(huán)境共生法。該方法強(qiáng)調(diào)建筑不僅僅存在于自然環(huán)境中，也是社會環(huán)境中的一部分，因此建筑在使用壽命期限應(yīng)該與建筑周圍的地區(qū)景觀形成有機(jī)的一個整體。比如在古建筑群周圍的建筑應(yīng)該與古建筑在建筑風(fēng)格上保持一致，在建筑技術(shù)上可以采用傳統(tǒng)的施工技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù);對城市土地、能源、交通的適度使用。總之，生態(tài)建筑設(shè)計的整體性設(shè)計方法就是盡量的從自然和社會角度把建筑作為一個整體，多角度的思考問題，達(dá)到建筑與環(huán)境的共生。

（二）可再生能源節(jié)能技術(shù)

建筑的建造和使用都會涉及到能源利用問題。生態(tài)建筑要想實現(xiàn)能源的節(jié)約和合理使用應(yīng)該做好以下兩方面工作。第一種應(yīng)該重視高效技節(jié)能技術(shù)開發(fā)應(yīng)用。比如應(yīng)該設(shè)計緊湊的建筑空間結(jié)合，讓相鄰的公共區(qū)域得到更充分的共享；通過屋頂空間調(diào)節(jié)室內(nèi)的空間環(huán)境比如可以借助于在建筑周圍栽種一定量的樹木，讓這些樹木成為遮擋夏季的陽光[2]。第二種，增加可再生能源的比例。建筑中利用的能源根據(jù)其是否再生可以分為可再生能源比如水、太陽能、風(fēng)能等；不可再生能源比如煤、石油等能源。可再生能源的使用是與生態(tài)建筑的能源使用理念具有一致性。因此在進(jìn)行生態(tài)建筑過程中應(yīng)該重視可再生能源的利用和比例。比如在照明系統(tǒng)上應(yīng)盡量采用節(jié)能燈飾外，還可以在空間設(shè)計上讓室內(nèi)采光多利用太陽光進(jìn)行照明，建筑的取暖和供熱也可以采用太陽能，有條件的建筑也可以通過風(fēng)能水能進(jìn)行功能。通過這些可再生能源節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，盡量的讓生態(tài)建筑減少對不可再生能源的索取和依賴，挑戰(zhàn)能源結(jié)構(gòu)，讓建筑實現(xiàn)清潔化、節(jié)能化、可持續(xù)化。

（三）生態(tài)建材技術(shù)

生態(tài)建筑的一個構(gòu)成要件就是建筑材料是否符合生態(tài)建筑的需要。傳統(tǒng)建筑的嚴(yán)重危害就是建筑材料因為不可循環(huán)性產(chǎn)生大量的建筑垃圾，為此建筑設(shè)計者著手研究生態(tài)材建材技術(shù)。生態(tài)建材就是能夠與環(huán)境協(xié)調(diào)一致的建筑材料，這種建材與環(huán)境具有高度的適應(yīng)性和協(xié)調(diào)性，不僅僅使用性能良好而且對人類較少產(chǎn)生危害，具體生態(tài)建材技術(shù)著重下列方面。第一，材料選擇上采用可再生資源，或者采取廢棄物作為原料，比如利用秸稈粉碎制成的高密度板材，不僅取材環(huán)保，而且廢棄后可以實現(xiàn)物質(zhì)可循環(huán)性[3]。第二，在生產(chǎn)這些建筑材料時開發(fā)清潔的生產(chǎn)技術(shù)，對廢棄物廢渣和廢水的排放量相對較少，對環(huán)境污染小。第三，開發(fā)對人健康的環(huán)保產(chǎn)品。建筑材料的高污染和有損健康成為一大頑疾，為此作為生態(tài)材料應(yīng)大力開發(fā)與生態(tài)環(huán)境和諧共生的技術(shù)，生態(tài)建材與環(huán)境保持著充分的協(xié)調(diào)性，減少對人類健康的威脅。總之，生態(tài)建材技術(shù)能夠讓建筑材料無論從生產(chǎn)還是加工中都盡量與環(huán)境一致，從而做到生態(tài)性、環(huán)保性、可持續(xù)性。

三、結(jié)語

在社會發(fā)展對建筑需要節(jié)能環(huán)保的大背景下，生態(tài)建筑成為許多設(shè)計者在進(jìn)行建筑設(shè)計的首要選擇方向。生態(tài)建筑的設(shè)計原理是基于整體性、能源可持續(xù)性、物質(zhì)循環(huán)的原理基礎(chǔ)上。在設(shè)計方法上應(yīng)該注重整體性設(shè)計方法、可再生能源節(jié)能技術(shù)、開發(fā)生態(tài)建材技術(shù)。通過這些措施的實施能夠讓建筑與自然環(huán)境和社會環(huán)境的有機(jī)融合。

[1]宋海林,胡紹學(xué). 關(guān)于生態(tài)建筑的幾點認(rèn)識和思考(一)[J]. 建筑學(xué)報. 2014(03)

[2]胡京. 建筑的進(jìn)化:原生到自覺的生態(tài)建筑——可持續(xù)發(fā)展的建筑及環(huán)境思考[J]. 建筑學(xué)報. 2015(04)

[3]宋曄皓. 生態(tài)建筑設(shè)計需要建立整體生態(tài)建筑觀[J]. 建筑學(xué)報. 2011(11)

黃維（1985.9-）；女；江蘇；學(xué)士學(xué)位；建筑師；初級工程師；生態(tài)建筑設(shè)計；

S210

B

1007-6344（2016）03-0120-01

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