可持续发展与生态建筑

申请免费试用、咨询电话：400-8352-114

1 概述

　　当今世界，人口剧增，资源锐减，生态失衡，境遭到严重破坏，人类生存和发展与全球的环境问题愈演愈烈，生态危机几乎到了一触即发的程度。在严峻的现实面前，人们不得不重新审视和评判我们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，即我们今天的发展应该是“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，也是我们一切行为的准则。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。近几年提出的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的理论。生态建筑是21世纪建筑设计发展的方向。

　　2 生态建筑设计准则

　　一般来讲，生态是指人与自然的关系，那么生态建筑就应该处理好人、建筑和自然三者之间的关系，它既要为人创造一个舒适的空间小环境（即健康宜人的温度、湿度、清洁的空气、好的光环境、声环境及具有长效多适的灵活开敞的空间等）；同时又要保护好周围的大环境——自然环境 （即对自然界的索取要少、且对自然环境的负面影响要小）。这其中，前者主要指对自然资源的少费多用，包括节约土地，在能源和材料的选择上，贯彻减少使用、重复使用、循环使用以及用可再生资源替代不可生资源等原则。后者主要是减少排放和妥善处理有害废弃物（包括固体垃圾、污水、有害气体） 以及减少光污染、声污染等等。对小环境的保护则体现在从建筑物的建造、使用，直至寿命终结后的全过程。以建筑设计为着眼点，生态建筑主要表现为：利用太阳能等可再生能源，注重自然通风，自然采光与遮阴，为改善小气候采用多种绿化方式，为增强空间适应性采用大跨度轻型结构，水的循环利用，垃圾分类、处理以及充分利用建筑废弃物等。仅以上几个方面就可以看出，不论哪方面都需要多工种的配合，需要结构、设备、园林等工种，建筑物理、建筑材料等学科的通力协作才能得以实现。这其中建筑师起着统领作用，建筑师必须以生态的观念、整合的观念，从整体上进行构思。

　　恩格斯指出：“自然的历史和人的历史是相互制约的”。因此，建筑师在进行设计时必须要在关注人类社会自身发展的同时，关注并尊重自然规律，绝不能以牺牲地区环境品质和未来发展所需的生态资源为代价，用“向后代借资源”的方式求取局部的利益和发展。现代意义上的生态建筑，是指根据当地自然生态环境，运用生态学、建筑技术科学的原理，采用现代科学手段，合理地安排并组织建筑与其它领域相关因素之间的关系，使其与环境之间成为一个有机组合体的构筑物。

　　3 生态建筑设计的道德基础

　　20世纪50年代以来，建筑设计逐渐忘了以往那种与自然生态条件相匹配的形式。例如，不顾生物气候特征，把一切建筑物降温或采暖的任务交给了大量耗费能量和技术资源的全面空气调节来解决。在建筑师把他的责任给机械工程师的同时，其设计已不再受到自然要素的制约，而是依赖技术和高能量的输入。其直接结果是破坏了许多城市历史上极富特色的景观，千城一面，更严重的是，当一些发达国家意识到这一危机时，这种非持续性的建筑形式却在许多发展中国家（包括中国） 被尊奉为“现代化”和时代进步的象征。70年代的石油危机曾经震动了全球，而罗马俱乐部那份著名的报告“增长的极限”则使这一震动长久地保持了下来。于是，我们认识到人类必须在发展中学会克制自己无穷无尽的欲望，否则将有可能遭到自然界的无情报复。因此，应当将我们这一代的即时利益与整个人类的长远利益结合起来，公正合理地与他人分享我们这个地球上有限的资源；同时还应当最大限度地杜绝资源浪费和环境污染，这样才有可能为后人留下一片静溢而富腴的乐土，使人类能够长久地生存下去。很显然，这一思想的出现不仅基于人们对环境及生态问题的深刻认识，也与存在于人类意识深处的道德观念密切相关。因为只有如此，人们才会将对于社会的终极关怀放在人类长远及整体利益之上。

　　4 生态建筑的实例介绍

　　实例一、马来西亚米那亚大厦

　　（1）主要（生态）设计特征：a.空中花园从一个三层高的植物绿化护堤开始，沿建筑表面螺旋上升。(平面中每三层凹进一次，设置空中花园，直至建筑屋顶）。b.中庭使凉空气能通过建筑的过度空间。c.绿化种植为建筑提供阴影和富氧环境空间。d.曲面玻璃墙在南北两面为建筑调整日辐射得热量。构造细部使浅绿色的玻璃成为通风滤过器，从而使室内不至于完全被封闭。e.每层办公室都设有外阳台和通高的推拉玻璃门以便控制自然通风的程度。f.所有楼梯电梯和卫生间都是自然采光和通风。g.屋顶露台由钢和铝的支架结构所覆盖，它同时为屋顶游泳池及顶层体育馆的曲屋顶（远期有安装太阳能电池的可能性）提供遮阳和自然采光。h.被围和的房间形成一个核心桶，通过交流空间的设置消除了黑暗空间。i.一套自动检测系统被用于减少设备和空调系统的能耗。

　　（2）具体应用：a.天然和人工照明：反射和半反射的薄板和天窗将允许阳光在冬天透射入房间，而在夏天则被反射出去，减少建筑物的能源消耗。双面照明和人工照明将以高效灯具和装置为基础，由一个调光系统控制，能根据室内的实际照明需要，并结合天然照明度来调整灯光强度。房间无人时，控制系统将自动关灯。b. HVAC（暖气、通风和空调）系统：舒适的暖气条件由主通风（通过一个置换通风系统)和辐射天花板系统提供。轻质辐射天花板可令冬天气温较高，夏天则较低，从而减少能耗；而且，当房间中人很少或无人时，感应器可调节气流和天花板温度，避免不必要的能耗。c.（气、电、冷）三生系统：煤气发动机是这栋大楼能源系统的核心。它们与发电机结合，生产大部分所需的电能。发动机废热在冬天被用于供暖，夏天则通过吸冷器放冷气，并用于全年的热水生产。和中国其他同等体积的建筑相比，它的设计可以节能70%。2004年，总部坐落在美国的世界可再生能源委员会将“年度杰出建筑师奖”颁发给了建筑师Cucinella。

　　实例二、赫斯特塔楼

　　当赫斯特公司的2000名雇员重返他们在建筑师诺曼·福斯特主持下耗资5亿美元扩建的总部时，首先走进一个清新的大厅，这里的空气已经经过过滤。休息大厅的辐射石地板在冬季可产生热量并在夏季吸收热量。雇员们可乘自动扶梯穿过一个三层楼高的刻纹装饰的瀑布，其功能是为大厅增湿并降温。大楼的窗户用的是比利时生产的涂层玻璃，在将太阳热辐射屏蔽的同时起到透光的作用。内墙设计的最小化使得哪怕没有在临窗办公室工作的人都可以分享到阳光。

　　赫斯特塔楼的斜纹格子框架比同样大小的传统框架要少用20%的钢材。结构钢材中的85%以上是可回收材料。地板和天花板的方砖也是用可回收材料制造的。赫斯特塔楼大厅主要依靠辐射石地板来调节冷热。埋在地板里的管线将热水从循环系统中泵出，产生的热量可在地板上6英尺高的空间中形成一个舒适空间。炎热的季节，冷水被泵出，以吸收阳光照射在地板上产生的热量。建筑的屋顶设计成可收集雨水的结构，收集的雨水会被储存在地下室里一个14000加仑的回收水箱中，用于补充办公室空调系统中蒸发的水分。这些水还被注入一个特殊的抽水系统，用于浇灌建筑物外的植物和树木——以及大厅里的水雕塑：“冰瀑”。

　　结语

　　建筑领域内，从德国托马斯《太阳能在建筑与城市规划中的应用》一书出版到近年来美国建筑界的绿色建筑运动，从北京大兴义和庄的“新能源村”建设到国外在生态高技术下建造的各种形式的生态建筑，可以说，生态建筑的发展在理论上、技术上以及建筑设计的实践上都取得可喜的成就。随着世界性的生态观念和共识的逐步形成，我国政府将“可持续发展”确定为基本国策。人们对建筑的生态属性和人文内涵的认识逐渐有了较大的观念转变，将建筑设计中的生态环境品质提到了空前重要的高度，在生态建筑研究方面有所建树，并在实施中取得显著成效。生态建筑设计反映了生态优先原则和跨世纪可持续发展的时代精神。我国大规模的建设需要大量的能源，因而节约能源早已成为可持续发展战略的重要组成部分。为此，我们应认真借鉴国内外有益经验，积极推广立足于对资源的节约、再利用、循环生产的生态建筑，为我们的子孙后代多留一片纯净的蓝天绿水！