建筑设计发展方向——生态建筑设计

陈　铁

摘 要：建筑领域中的“生态建筑运动”正是在这一背景下蓬勃兴起的。“生态建筑”、“绿色建筑”、“可持续发展的建筑设计”等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。

关键词：建筑设计；设计原则；生态建筑；可持续发展

引言

人类对地球生命支撑系统的影响规模和速度随着人类无节制的征服和掠夺自然的扩张行为而不断扩大。当今世界，人口空前膨胀，自然资源枯竭，生态失去平衡，环境的污染日益恶化，人类生存和发展与全球的环境问题迫在眉睫，在严峻的现实面前，人们不得不重新审视和评判现时正奉为信条的城市发展观和价值系统。

为了建筑、城市、景观环境的“可持续”，建筑学、城市规划学、景观建筑学学科开始了可持续人类聚居环境建设的思考。许多有识之士逐渐认识到人类本身是自然系统的一部分，它与其支撑的环境休戚相关。在城市发展和建设过程中，必须优先考虑生态问题，并将其置于与经济和社会发展同等重要的地位上；同时，还要进一步高瞻远瞩，通盘考虑有限资源的合理利用问题，即今天的发展应该是“满足当前的需要又不削弱子孙后代满足其需要能力的发展”。这就是1992年联合国环境和发展大会“里约热内卢宣言”提出的可持续发展思想的基本内涵，它是人类社会的共同选择，也是一切行为的准则。建筑及其建成环境在人类对自然环境的影响方面扮演着重要角色，因此，符合可持续发展原理的设计需要对资源和能源的使用效率、对健康的影响、对材料的选择等方面进行综合思考，从而使其满足可持续发展原则的要求。

近几年，社会各界都提出了生态建筑及生态城市的建设理论，就是以自然生态原则为依据，探索人、建筑、自然三者之间的关系，为人类塑造一个最为舒适合理且可持续发展的环境理论。生态建筑是21世纪建筑设计发展的方向。

1 生态建筑的特征

1．1 节能和利用再生资源

节能的技术原理是通过蓄热等措施减少能源消耗，提高能源的使用效率，并充分利用可再生的自然资源，包括太阳能、风能、水利能、海洋能、生物能等，减少对于不可再生资源，例如石油和煤炭等的依赖。在建筑设计中结合不同的气候特点，依据太阳的运行规律和风的形成规律，利用太阳光和通风等节能措施达到减少能耗，应用材料的蓄热和绝热性能，提高维护结构的保温和隔热性能，利用太阳能冬季取暖，夏季降温，通过遮阳设施来防止夏季过热，最终提高室内环境的舒适性。

1．2 材料的再生利用

使用再生或可循环利用的材料和资源。例如在建筑的建造过程中使用再生的建筑材料，减少建筑垃圾。

1．3 减少废物排放

避免向外界环境排放有毒有害的污染物，通过各种手段在排放之前进行无害化处理。

1．4 环境与文化属性

广义范围内的生态建筑和可持续发展建筑还涉及环境和文化领域。

2 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。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：

2．1 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。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。

2．2 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。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问的综合利用研究等，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。

2．3 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。

2．4 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。

2．5 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。

3 生态环境与建筑概念设计

3．1 与自然环境共生

保护全球生态系统，保持建筑周边环境生态系统的平衡。充分利用阳光、太阳能；充分利用风能；有效地使用水资源；利用其他无害自然资源。保护自然，利用自然。

建筑设计对应的方法：考虑周围环境如热、光、水、视线、风、阴影的影响；绿化布置与周边绿化体系形成系统化网络化关系；利用外窗自然采光；建筑物留有适当的可开口位置，以充分利用自然通风；充分考虑绿化配置，软化人工建筑环境；引用水池、喷水等设施降低环境温度，调节小气候；利用太阳能、风力发电；充分利用并收集雨水；利用河水、海水。

3．2 建筑节能及环境新技术的利用

减低能耗、采用环境亲和材料和无污染化施工措施: 采用高效节约化和循环使用能源；采用无污染、可循环利用的材料；采用减低环境影响的施工方法。

建筑设计的对应方法: 根据日照强度自动调节室内照明系统和蓄热系统；对二次能源的利用；采用适当的水压、水温、排热回收及节水系统；使用耐久性强、易于分别回收再利用的材料；提倡使用经无害加工处理的再生材料；对自然材料的使用强度以不破坏其自然再生系统为前提；提倡工厂化生产，减少现场作业量，提高材料使用与施工效率；设计便于保养、修缮、更新的建筑。

3．3 舒适健康的室内环境与融入历史与城域的人文环境

创造健康、舒适的环境，继承历史、融入城市、活化地域。

建筑设计的对应方法：使用对人体健康无害的材料、减少VOC (挥发性有机材料) 的使用；对危害人体健康的有害辐射、电波、气体等有效抑制；空气环境除菌、除尘、除异处理；对环境温湿度的自动控制；建筑防噪声干扰、吸声材料的运用；对古建筑的妥善保存；对拥有历史风貌的城市景观的保护；对传统民居的积极保护和再生，并运用现代技术使其保持与环境的协调适应；以保持城市的恒久魅力与活力。

4 促进生态建筑的经济技术合理性

人们在衡量一种新思想或技术的合理性时往往重视其短期效益是否明显高于传统思想或技术的效益，如果其短期效益不被看好，纵使它有更好的长期效益，也很难为人们所接受，这可能成为在可持续发展原则基础上推广生态建筑的一道门槛。在经济方面，生态建筑是需要更多前期费用而利益目标速度又相对较为缓慢的一类项目。更主要的是，用于生态设施方面投资所带来的回报最终并不是一定能够装进开发商的口袋，而更多为使用者和社会所分享，并且若干年后，才能体现出节约能源的价值大于生态建设投资的价值，这可能使决策者与开发商望而却步。要彻底解决这一问题，就应当在可持续发展原则基础上建立一套新的价值观和行为规范。例如，使采用节能设备与材料、无公害材料及各种节约资源的措施成为设计中的必须，并通过政府在立法、税收等方面的政策调整，加强生态建筑在经济上的可行性，从而促进生态建筑的推广。

结语

生态建筑在我国的发展已经引起建筑师和开发商越来越多的注意，无论是在办公楼等公共建筑还是住宅小区建设中，建筑师都热衷于采取一些符合生态建筑的措施，达到节能、节水、减少废弃物和减低污染物排放的目的。可见，生态建筑在我国的发展有相当广阔的前景，这对于一个人口众多、人均资源占有量相对较低的国家，是具有现实意义的。

生态建筑作为一个新兴事物，值得探讨之处尚多，今后的研究与探索之路也漫长而艰辛，但是随着工业时代向信息时代的迈进，随着机器文明向生态文明的转变，可持续发展将成为21世纪的主旋律。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。通过对生态环境与设计的基本概念、理论和方法的论述，向建筑师给出一个关于生态环境与生态建筑设计的基本理论构架。使人们对生态环境以及对应的建筑设计有一个初步的了解和认识。