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關于生態(tài)建筑設計方法初探
[論文關鍵詞]生態(tài) 鄉(xiāng)土 適宜技術 高技
[論文摘要]通過具體分析國外建筑實例，探討了生態(tài)建筑設計的方法，歸納出鄉(xiāng)土、適宜技術、高技三種形式，并對中國建筑師提出了倡議。
建筑業(yè)的發(fā)展在某些方面提高了人們的生活質(zhì)量，也裝點了城市。然而任何建筑都會消耗到大量能源和，而且在使用過程中仍會不斷消耗下去。面對如此狀況，有責任心的建筑師們不斷探索建筑的可持續(xù)發(fā)展問題。生態(tài)建筑是現(xiàn)代提出來的一個新概念，就是使用生態(tài)學原理和方法，以人、建筑、自然和協(xié)調(diào)發(fā)展為目標，有節(jié)制地利用和改造自然，尋求最適合人類生存和發(fā)展的生態(tài)建筑環(huán)境，將建筑環(huán)境作為一個有機的、具有結(jié)構(gòu)和功能的整體系統(tǒng)來看待。
生態(tài)建筑從設計手法上，可分為三個類型：(1)從建筑所在地域出發(fā)，提倡利用本地材料和傳統(tǒng)技術的鄉(xiāng)土地方設計手法；(2)既重視地方性，又適當?shù)匾搿斑m宜技術”的設計手法；(3)結(jié)合當?shù)刈匀簧鷳B(tài)條件與最新生態(tài)理論，充分利用新技術和新材料來解決生態(tài)問題的高技術設計方法。這三種手法有一個共同點，都是從當?shù)氐木唧w生態(tài)環(huán)境出發(fā)進行設計，所不同的是對技術的應用觀念與方式。
l鄉(xiāng)土的生態(tài)建筑
這種建筑類型需要建筑師了解環(huán)境現(xiàn)狀，學習并繼承傳統(tǒng)建筑中蘊含的生態(tài)智慧，不依賴耗能設備，而在建筑形式、空間、布局和構(gòu)造上采取措施，以改善建筑環(huán)境，實現(xiàn)微氣候建構(gòu)。印度建筑大師查爾斯·柯里亞的作品對該思想作了有力的注釋。他注重對當?shù)貧夂虻难芯�，提出了“形式追隨氣候”的口號�？率险J為：在熱帶氣候條件下，空間本身就象鋼筋水泥一樣也是一種資源。為解決干熱氣候下建筑遮陽和通風，柯里亞提出了“開敞空間”和“管式住宅”兩個命題。他于1963年設計的甘地紀念博物館，其靈活的平面布置，空間的滲透與穿插，庭院的介入及其對氣候的調(diào)節(jié)等等都反映了“開敞空間”的命題�！肮苁阶≌笔前褵焽璋物L原理應用于剖面設計中，在低層高密度的住宅群體中，既可創(chuàng)造小型化的陰影戶外空間，又有效地解決了室內(nèi)空氣流通的問題，并產(chǎn)生了直接反映氣候特征的建筑形象。
2適宜技術的生態(tài)建筑
這種建筑類型以馬來西亞的楊經(jīng)文先生為代表。他從生物氣候?qū)W的角度研究建筑設計，適當采用新技術與新材料，在高層建筑設計上嘗試利用自然能源并建構(gòu)良性微氣候。他稱之為生態(tài)氣候?qū)W(Bioclimatic)，其具體目標是滿足人的舒適和精神需求以及降低建筑能耗。他在熱帶高層建筑設計中運用生物氣候?qū)W所采用的方法，大體上有下列幾個方面：
(1)在高層建筑的表面和中間的開敞空間中進行綠化；
(2)沿高層建筑的外面設置了不同凹入深度的過渡空間，
(3)在屋頂上設置固定的遮陽格片，楊經(jīng)文目宅外觀
(4)創(chuàng)造通風條件加強室內(nèi)空氣對流，降低由日曬引起的升溫；
(5)平面處理上主張把核設置在建筑物的一側(cè)或兩側(cè)；
(6)外墻的處理上除了做好隔熱，他還通過研究，建議采用墻面水花系統(tǒng)。楊經(jīng)文認為通過這些措施，在熱帶地區(qū)的高層建筑可節(jié)省運轉(zhuǎn)能耗的40％。
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3生態(tài)高技
生態(tài)高技建筑是同周圍生態(tài)協(xié)同發(fā)展、具有可持續(xù)性特點的高技術建筑，是對當今生態(tài)危機的一種積極、主動并且有效的解決之道，因而是高技術建筑未來發(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)，不但要掌握被動式生態(tài)設計方法的精髓，更要關注相關領域的最新生態(tài)型技術發(fā)展方向，根據(jù)地域的自然生態(tài)環(huán)境特征，主動地應用高新技術手段，對建筑的性質(zhì)(光線控制、通風控制、溫濕度控制以及建筑新特性等)進行最優(yōu)化配置，合理地安排并組織建筑與其他相關環(huán)境因素之間的聯(lián)系，使建筑與外界環(huán)境統(tǒng)一成為一個有機的、互動的整體。
生態(tài)高技建筑對于建筑微氣候的關注可以具體歸結(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(減少空調(diào)能耗)。通過最高效的人工技術手段來實現(xiàn)以上目標，或達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。其具體的設計手法是：
(1)引入綠色植物創(chuàng)宜人的景觀
結(jié)合建筑構(gòu)造技術和先進的電腦控制技術，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·福斯特事務所設計的法蘭克福商業(yè)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。福斯特設計了9個14．03m高的花園，沿9層高的中央通風大廳盤旋而上，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)的每一個辦公室都帶來令人感到愉快和舒適的自然綠色景觀，并獲得自然通風，還可以使陽光最大限度地進入建筑內(nèi)部。
(2)盡可能多地獲得自然采光
屋頂是光線進入室內(nèi)的主要途徑，于是各種光線收集、反射構(gòu)件被應用于屋頂形式。如皮亞諾設計的戴姆勒·克萊斯勒汽車公司新設計中心由七個長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。柏林國會大廈的改建的穹頂也是一個新型的采光裝置。中庭是中高層建筑中光線進入的主要通道，在生態(tài)高技建筑中可以看到大量采光中庭。陽光由中庭滲入建筑，通過陽光收集、反射裝置達到內(nèi)部空間。與這個開敞空間相連的房間不僅可以減少一半的熱量流失，同時減少制冷需耗。
(3)最大限度獲得自然通風
生態(tài)高技建筑師們利用風壓、熱壓以及輔助的手段盡可能地獲得自然通風。在基寶中心的設計中，皮亞諾設計了一套十分有效的被動通風系統(tǒng)。由于當?shù)貧夂蜓谉岢睗�，常年多風。因此最大限度地利用自然通風來降溫、降濕便成為適應當?shù)貧夂颉⒆⒅厣鷳B(tài)環(huán)境的核心技術。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流，而建筑外殼上的開口則是用于吸納海風，或者引導建筑所需的對流。針對不同風速和風向，通過調(diào)節(jié)百葉窗的開合和不同方向上百葉的配合來控制室內(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，如低輻射中空玻璃等新型玻璃以及太陽能光電材料等在建筑上的應用，大大降低了能耗。
綜上所述，生態(tài)建筑必將是2l世紀最具有代表性、時代感的建筑形式之一。如今生態(tài)學原理已廣泛地滲透到建筑設計中的許多方面，可以說我國的建筑師們面對未來，有勇氣、有能力設計出適于我國國情的生態(tài)建筑，創(chuàng)造與自然、人、融為一體的人類居住環(huán)境和綠色建筑空間。
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