生态建筑技术

董婉君

(四川大学建筑与环境学院，四川成都 610207)

建筑之初，性本善也。人类最初的建筑形式只能算是一个藏身之处。

“上古之世，人民少而禽兽众，人民不胜禽兽虫蛇，有圣人作，构木为巢，以避群害。” ——《韩非子·五蠹》

而近代，尤其是工业革命之后，伴随着物质和科技的迅猛发展，人类对地球的索取愈演愈烈，同时却也使自身的生存陷入危难之地。同样，建筑的本性也随之产生了变化。在工业化的进程中，越来越多的高消耗建筑产生，使用人工照明，人工通风，人工给排水等等，相当于用钱去煮粥，粥的价值与烧毁的钱的价值是不等的。应对这种人类面临的生存窘境，生态建筑势在必行，它将成为且必将成为我们当今乃至未来社会的建筑主题。生态建筑学应运而生。

和生态学的三角形研究框架一样，由于全球变化(生物多样性变化，土地覆盖率变化，全球变暖，环境污染变化等)，恢复与重建(脆弱与生态研究、恢复与重建生态研究、生态系统康复等)势在必行，而这两方面都指向一个发展方向——可持续发展(如城市可持续发展，工业可持续发展等)。现在的生态建筑如雨后春笋般陆续出现，各大建筑单位大打可持续发展战略牌，利用“环保心理”把生态建筑设计指向了一种利益化的性质，让人感慨。

那么真正生态建筑设计的原则和目的是什么。“生态建筑设计是将建筑这一人工物置于自然环境中时，组成建筑与生态环境之间相互作用的生态系统，应充分考虑其对自然环境的适应和影响，以及建筑与自然环境之间物质能量的交换。在目前资源匮乏的现状下，特别强调建筑在资源利用方面充分体现‘5R’原则，即Revalue，Renew，Reuse，Reduce，Recycle。”所以，生态建筑不应是带有利益性质的，是为了维护世界资源环境、改善现有人居环境的将生态环境与建筑和谐统一产生的必然建筑。所以我们绝对不允许把个人的私有利益建立在全世界人保护生态的决心上。

从古至今，人类为了适应自然环境，从构木为巢、南北迁徙到现在，采取了一系列的措施。像Sussex的1776的冰窖，候鸟的迁徙，游牧民族的生活方式，爱斯基摩人神奇的冰屋等等，他们都是在自然的基础上改变自己的居住方式来满足自己生活的需求，而不是过度地改变自然环境。我们正是需要这样的一种态度，不要做改造自然的“霸主”。爱斯基摩人的冰屋，全世界最极端条件下的住房，没有人工能耗的应用，没有过度的攫取自然资源，却巧妙地应用了自然科学“热气上升，冷气下降”的原理，在径深很长的冰屋里，房间被逐渐抬高，加上合理的布置，达到了室内40多摄氏度的温度改善，适宜人类居住。这便是理想的生态建筑的最基本体现，也是和现实的低碳生活态度的完美结合。

而对于生态建筑的技术改造不仅仅是这么简单，生态建筑应当考虑各种影响居住的因素，结合建筑，选择运用，综合调控，从而达到更好的效果。而现有的因素大致有:建筑材料的影响，围护结构的改善，建筑的通风，建筑的采光，建筑的污染源，新型能源的使用，仿生设计等。

建筑材料的选择决定着住宅对环境的影响程度。每一个环境都有属于自己环境特色的材料，就地取材，选择适合建造特性的材料是选择建筑材料的最好方式。彼特·卒姆托的建筑给了我们最好的诠释。他的建筑以融入环境和别有洞天的知觉感受著称，像瓦尔斯温泉浴场，克劳斯兄弟教堂，圣尼迪克特教堂等，都在建筑材料上十分考究，仿佛是在原有的自然环境中凝聚了知觉的世界，并把它们放大，形成统一和谐的空间感受。不仅如此，建筑材料本身还应当考虑它的材料消耗性，污染性，再生性，结合新能源能力等等。围护结构设计，即包括保温层、窗户和墙的冷桥空气渗透，以及其他一些有关窗户问题等的设计。拿保温层来说，保温隔热是当今的重大研究方向，而对于墙体和窗户的保温隔热主要是以下三个方法:绝热隔热、反射隔热和热容隔热。保温隔热做得出色，可以让爱斯基摩人在极端的自然环境下产生适宜的生存环境;可以让“维生舱”在极寒条件下保证人体温暖。

通风是指建筑之内、建筑之间以及室外环境中的空气流动。控制通风就是要让使用者对建筑内外的空气流动感到满意，甚至感到愉悦。最简单的自我控制通风的办法就是自己扇扇子，生态节能又环保，但是效果不太好，我们所要做的是自然通风，在非人力的情况下，达到建筑通风良好。所以根据风向，风压，对建筑高差、建筑转角等处理，形成压力梯度，产生通风。杨经文的“导风板”设计就是产生风压。

阳光是地球赖以生存的条件，建筑也不例外，建筑没有阳光，就没有阴翳，那建筑就死掉了。结合阳光，是在建筑中营造舒适氛围和适宜温度的第一步。对于建筑，阳光可以是朋友，也可以是敌人。它为建筑提供光明，为建筑带来温暖，同时也可能带来炎热。建筑朝向，开窗位置，日照情况，都是必须考虑到的，特别是在夏热冬冷地区。

新型能源(太阳能、风能、水能、地热能、沼气能、核能等等)，是当今和未来社会的希望。之所以这么说，是因为在环境污染严重的今天，不可再生资源的枯竭和人类自身的浪费、过度使用是对人类生存条件的巨大挑战。低碳、可再生、环保的新型能源，在生态技术的发展下，能够逐步的替代旧有资源，阻止人类对地球无节制的使用，保护煤炭、石油等资源的高碳使用，告别全球变暖等等，乃大势所趋。

建筑污染性考虑，不可谓不是一门生态建筑技术。所谓建筑污染性，主要是指对人体有害的情况，如建筑装修中材料的运用带来的空气污染，建筑环境中带来的噪声污染，建筑使用上带来的生活污染，建筑围护结构带来的光污染等等，每一项都会影响到人的生活。而家庭内也存在很多健康隐患，从地震、火灾到通风不良的煤气灶导致的燃气中毒等。健康问题的影响是全球尺度的，而同时又关系到每个家庭成员的安全、健康和幸福，所以建筑的生态设计要在技术上多多考虑建筑整体的污染性，所有指标的检测都是需要强硬执行的。

建筑的仿生设计，也越来越引起我们的重视。“物竞天择，适者生存”揭示了自然界中存在的生物体机能的合理性。生物体在日积月累的自然演进中，伴随着自身各部分的结构和功能的逐步完善，所形成的“自然的结构”能最好地满足功能和最佳地适应其存在的环境。在人类认识水平和智慧有限的情况下，模仿自然、效法自然，不仅是解决问题的一种有效的途径，而且无意之中契合了自然的某些法则。模仿是生物的天性，是人与动物活动的基本特征。人类发展过程中就充分发挥了模仿的本能，这其中就包括仿生设计。像刘易斯住宅、日本神户鱼舞餐厅、巴塞罗那奥运村零售店鱼标志等，都通过研究自然，从自然中去发现融合于自然的建筑材料和建筑方式。

能源危机、生态环境恶化、全球气候变暖等问题给当今人类文明的持续发展带来了越来越大的威胁，这些问题正在吸引全球众多的专家学者的关注。作为建筑师，从一栋建筑头脑灵光一闪的设计伊始，到深入探索创造，绝对不能仅仅单独考虑到建筑的房间功能和美观，我们要常常把自己放到“大家”的角度上，考虑一些重要的，关乎人类责任的问题——建造这栋建筑需要多少化石能源;它对周围生态环境的影响;建筑的使用消耗等。只有我们人类把小的问题放到世界的角度上去思考，更好地运用生态建筑技术，才能解决实际问题，营造更好的居住生活环境。

[1]周浩明，张晓东.生态建筑——面向未来的建筑[M].南京:东南大学出版社，2009.

[2]冉茂宇，刘 煜.生态建筑[M].武汉:华中科技大学出版社，2010.

[3]休·罗芙，曼纽尔·福安特，斯蒂芬妮·托马斯.生态建筑设计指南[M].北京:中国林业出版社，2010.