建筑设计的生态性研究

贾志峰

摘要：生态建筑是生态文明建设重要内容。从建筑设计的五个方面入手研究生态建筑设计十分必要。它既为人创造一个舒适的建筑空间，又保护了周围环境，生态建筑是建筑设计发展的必然趋势。

关键词：生态文明；建筑设计；要点；技术；环境

中图分类号：TU201.1

文献标识码：A

文章编号：1008-0422（2013）07-0069-02

1.前言

人类社会文明先后经历了原始文明、农业文明和工业文明，一直不断进步发展到现在的信息文明。原始文明历时百万年，对自然没有伤害，是人类完全被动接受自然的阶段；农业文明阶段几千年间，人们开始了对自然进行伤害程度小的初步探索，其中大多数开发可以自然修复；而工业文明是人类征服自然，改造自然阶段，虽然历时只有几百年，却创造了历史上从未有过的经济奇迹，积累了巨大物质财富，但对自然带来的损害和破坏程度较大，许多方面已经难以修复。恩格斯在《自然辩证法》中指出：“我们不要过分陶醉于我们人类对自然界的胜利。对于每一次这样的胜利，自然界都对我们进行报复”。人类在创造和享受现代文明的同时，也饱尝了高增长带来的苦果：能源紧张，资源短缺，生态退化，环境恶化，气候变化，灾害频发。这些促使人们重新思考人类与自然的关系，重新思考人类行为的准则。

现在整个世界处于工业文明与信息文明交织发展阶段，正面临着资源约束趋紧，环境污染严重，生态系统退化的严峻形势，“生态文明”建设也因此成为全球性问题。生态文明是这一时期人类对严重生态安全进行深刻反思基础上逐步形成和积极推动的一种文明形态，是人与自然和谐的社会形态。它并不是要求人们放弃对现代物质生活的追求，回到“桃花源”般原生态的生活方式，而是以把握自然规律，以人与自然，环境与经济，人与社会和谐共生为宗旨，以资源环境承载力为基础，超越和扬弃粗放型的生产发展方式和不合理的生活消费模式。

长期以来，建筑设计的指导思想一直是：经济、适用，在可能的条件下注意美观。2008年汶川地震后，在设计的指导思想上又强调了安全第一的原则。今天，在经济发展到一定程度，环境矛盾日益突出的现实情况下，建筑行业的能耗占全社会能耗的50%以上，碳排放总量也占全社会的40%。在城市环境质量不断下降，人与自然矛盾日益突出的今天，许多建筑采用反光建材或玻璃幕墙作外部装饰，这不仅浪费资源，加速城市生态的恶化，城市热岛效应和地面沉降灾害，还会进一步疏远人工环境中人与自然的联系。建筑物是关系我们生活是否安全、健康、幸福和美好的一个重要因素，其发展应促进和提升人类的福祉状况，在更深层次上服务于公众幸福、社会和谐与生态文明的提升。建筑物也是人类在自然界中最广泛的作品，它是人类适应自然、改造自然的中介物。同人类日常生活密切相关，是人类社会不可或缺的人工构筑物。建筑物构筑的空间，用来调节人与自然界的温度差，满足人的舒适性要求。同时，建筑物又要同周围环境协调，同自然界融为一体，形成新的人文景观。这就要求建筑师在设计阶段就要考虑建筑物如何长久地同自然界协调发展，并逐渐成为自然界一部分的问题。因此，建筑设计的生态性要求是时代的自然要求，从建筑物建造的源头、——建筑设计入手更是抓住了解决问题的关键点，其实质就是在建筑设计阶段要充分考虑到如何尊重自然，顺应自然和保护自然的问题，自觉在实践中落实建筑设计的生态性问题，使设计的建筑物同自然环境相互协调。对于空间更为广阔，人口压力更为沉重，发展需求更为迫切的中国而言，如何既补上工业文明之课，又走好“生态文明”之路，是关系人民福祉和民族未来的大业，更需从各个方面细心考虑。对建筑行业建筑设计的生态性研究就显得十分迫切和必要了。

建筑设计的生态性就是综合运用当代建筑学、生态学及其它科学技术成果，将建筑看成一个生态系统，通过设计建筑内外空间中的各种物态因子，使物质、能源在建筑生态系统内有秩序地循环转换，并与自然生态相平衡，获得一种高效、低耗、无废、无污、生态平衡的建筑环境。建筑设计生态性要求的核心是尊重自然，遵循可持续发展与环境伦理的基本理念，协调建筑与人、自然环境的关系，使建筑尽可能多地发挥出有利于生态的建设性效益。建筑设计的生态性要求是现代建筑物设计的一项必须要求，应成为现代建筑设计的重要原则。实际中具体应着重从以下方面予以考虑。

2.城市区域规划应坚持集约化，密集型的发展理念，设计上给人们提供更多的交流空间和各项便利

研究建筑设计的生态性，首先体现在城市规划和城市设计中生态性的考虑，实际中要依照生态学未设计城市。城市设计中生态性的核心理念是“既能满足当代人们的生活需求，同时又要为后代人着想满足其未来的需求”。不同类别建筑物都是在城市的特定区域内，城市各个区域的设计要实现微型、复合、集约效应，在城市内要实现居住环境，社区环境，城市环境的协调发展。交通组织规划要以方便快捷，减少对机动车的过度依赖，并为步行和自行车使用创造条件为原则。这就要求城市区域规划中，要强调区域内完善公共服务设施的配套，使区域内住宅、商业、产业、休闲等项目齐全，减少人员出行需求和交通生成。从设计上就是打破功能分区，鼓励用地的有效混合，避免巨型或单一化的功能分区。区域规划的集约化体现在——如何以短路径的出行为目标促进土地的混合使用，达到区域的公共服务设施设置齐全，在建筑设计上最大程度地节约能源，保护环境，创造更多的公共空间来加速人和人之间的联系和交流。使人们追求简单、质朴、环保的生活方式。以实现从城市规划上体现生态性要求。

3.建筑设计要充分利用地形、地貌、地势，因山就势，因地制宜，使建筑与自然融为一体

自然界原有的地势地貌是自然选择的结果，有其天然的肌理存在其中。在当地人的脑海中存下永久地理坐标记忆。建筑设计是源于自然又高于自然的人类智慧体型创造。不同地域、不同风格特征的建筑物是人们对地区特点的识别和记忆的关键。建筑物的设计应尽量结合原有的地形特点，依山傍水，因山就势，高低错落有致，一定要与周边自然环境相和谐，尽可能尊重和保留有价值的生态要素，尽量少的干扰和破坏自然环境，使建筑物与自然地形融为一体。这是建筑设计生态性需要考虑的重要因素。

珠海横琴新区四面环海，横琴岛水系因驻民用海造田而产生，田地与水网的肌理已经成为岛屿的主要形态特征。法国阿玛建筑设计事务所中标的珠海横琴新区滨水地区的规划设计中，就特别注重保留原有地貌特征。凸出海面的大小横琴岛山体，保护着滩涂和田地，规划保留的水系为主河道，次河道和三级河道，构成原生态的自然景观，在此基础上规划设计建筑物的位置，类型及形态，使建筑物与自然景观有机结合，体现了建筑设计的生态性要求。

4.建筑设计中尽量选用当地建材，用当地适宜技术进行施工

每个地区的地理环境不同，人们因地制宜解决自身生存的方法，手段和选用材料也不相同。用当地资源满足当地需求，用当地技术解决当地问题，是生态设计的基本考虑。黄土高原的人们，根据地形地貌和黄土特征，发明了不用柱、梁的生土建筑形式——地坑院式窑洞。不仅解决了人们的生存生活问题，窑洞的恒温还给人们提供了“冬暖夏凉”的舒适感觉；西北高原少雨缺水，那里的人们发明了夯土墙和泥草顶建筑形式，适应当地气候环境；南方的人们根据多雨潮湿，发明了架空底层的干阑式建筑。我们强调建筑的生态性，就是要在具体建筑设计中，尽量选用反映地域特色、便于取材的建筑材料，并以当地人们习以为常的建筑结构和方式去营造。中国建筑传统是一个循环的营造体系，无论砖石、土木施工都有许多奇妙的细节，许多看似简单平常且土的掉渣的夯土建筑也显示出当地建筑发展延续的脉络。体现了地域的风土人情、生活习惯和审美品位，这既是建筑的生态性体现，也是建筑延续历史文脉的具体方法。建筑设计的生态性还特别强调节约土地资源，不用耕地取土烧砖，因此推广转型适应建材也是建筑生态性的特征。2012年普利兹克建筑奖获得者王澍的作品就十分强调建筑的生态性，他在宁波博物馆设计采用的是新乡土主义风格，除了建筑材料大量使用回收旧砖瓦外，还运用了毛竹等本土元素，体现了环保、节能和生态的理念。在中国美术馆象山校区，校园建筑外表材料是用九百多万块从各地拆房现场收集回来的不同年代的旧砖弃瓦，乡村匠人以传统手工技艺施工，把它们穿插在屋顶和墙角，重新聚合在一起形成校园新建筑的外立面，看上去具有朴素沧桑的历史感，也是原有建材生态性的再现。

当然，在此基础上，生态设计也强调要积极地采用适宜的新材料、新技术，从而使建筑物建造过程减少对环境的污染。

5.采用主动或被动设计理念，建筑设计要充分利用太阳光、风、雨水等自然资源，并注意可回收资源的利用率问题

人类进入工业文明后，大量消耗化石能源给环境带来了巨大压力，同时化石能源是有限的和不可再生的。建筑设计的生态性考虑是一种结构化的工具箱，容纳很多“绿色食物、水和能源”等子系统。我们讲建筑设计的生态性就是要规范建筑过程，使建筑物在建造和使用过程中尽可能减少对环境的影响，做到低碳节能。在具体设计中，更是要用主动或被动地意识和方法去充分利用无穷尽的可再生自然资源。如对太阳能的利用问题就是要综合考虑它与建筑如何一体化的问题。一是建筑设计被动利用太阳能。通过建筑开间，进深及构造设计，使建筑物能直接利用太阳能，以减少采暖、照明、通风和空调的能耗。二是主动在建筑内利用太阳能，用它发电照明，用它制造热水供人们使用。日本大阪煤气公司建造的“21世纪试验楼”，外墙采用新型隔热板提高保暖隔热效果，内部通过设备层内专用设备，将屋顶装置收集的热能转化为电能，向全楼提供照明、热水、采暖等用电。这是一个典型的生态建筑。风能的综合运用可以调节建筑的自然风环境。建筑设计的生态性还体现通过建筑平面和剖面设计，使建筑内部形成复合空间，通过中庭上下贯通相连，其间空气层沟通内外环境，形成稳定的自然通风，进行不耗能的降温去湿，更换新鲜空气，使建筑室内自然化、舒适化、生态化。如印度建筑大师柯里亚一直强调“形式服从气候”的生态建筑观，他所独创的管式住宅，在狭窄的住宅内围绕一个几乎露天的院落布局，这种内向的形式能挡住烈日的曝晒，在剖面处可见住宅入口和剖屋面断开层脊形成循环通风系统，达到自然散热的目的。此外，建筑设计的生态性还要考虑低成本的运作，可收集物质资源和废弃物转化为新资源问题，如雨水、中水的收集回收利用、建筑物各种配件的更换、回收问题、建筑物中绿化问题等等，这既是建筑节能减排的需要，更是建筑物自身生态性的根本要求。

2013年2月，阿联酋宣布，迪拜水电局大楼投入使用，该大楼3.1万m²，其中36%的建材选用了可再生材料，20%的面积被植被覆盖，楼内设有废弃物回收专区，楼间停车位还安装有自行车停车架。设置在楼顶的小型太阳能电站则是“绿色的心脏”。电站产生的电能用于建筑的热水设备和照明设施。这座建筑还采用了循环水处理系统，使得办公楼能源利用率达66%，是全球生态环保建筑的典范。

6.建筑设计生态性体现在建筑各个细部同外界的沟通联系的设计上，体现在建筑技术的应用上

世界各国的建筑师都对建筑设计的生态性进行了积极的探索。现代主义大师赖特将建筑视为“有生命的有机体”，柯布西埃的“新建筑五点论”，其底层架空，屋顶设花园等是为了营造自然环境。富勒一直从事研究以最低能耗获得最大空间和高度可靠的结构体系。马来西亚建筑师杨经文致力于从生物气候学角度研究高层建筑设计，他在高层建筑表面设计不同密度的凹入空间，植入绿化，使人在高层能接触自然气息。建筑作为一种人工建造物，它的生态性设计具体体现在其与自然接触面上如何与自然融为一体，体现在具体的设计艺术和建筑技术的应用上。

6.1在建筑屋顶覆土或屋面做成屋顶花园及游泳池，隔冷防热，保持室温，又与自然界取得某种联系。

6.2在建筑四周外墙上采用透明节能墙，收集太阳光的自然热能供给室内。还可在窗户和墙面上设置可变角度的遮阳装置，以控制不同季节的阳光量。也可以在有的墙面上设计水雾喷淋装置，以水气蒸发降温，达到调节室温的目的。

6.3注意建筑物的群体布局、体型、朝向和平面设计，适应当地气候条件。建筑物的平面布局直接影响着每幢建筑的日照和通风的问题，建筑群体布局应错落有致，同时考虑到夏季季风的渗透，竖向布置宜将较低的建筑面放在夏季迎风面。从单幢建筑形体上讲，为适应外界条件，通常把建筑的交通部分或卫生间布置在平面的两端，以遮挡东西方向日晒。从建筑平面上讲，主要使用房间平面设计要使其具有更大灵活性的平面布置，以利降低噪声，控制温度，以适应未来发展的要求。生态建筑设计强调建筑形体和平面适应地形和气候条件，体现建筑是自然一部分的生态设计理念。

6.4注重建筑五个面上的绿化设计，建筑物四面尽量设计由凸凹台、窗空间，再加上屋顶空间的充分利用，使绿化设计在建筑五个面上充分展开。在各个面上用本地耐旱难燃植物作点、线、面的立体绿化，沟通建筑内外的自然联系，再加上建筑物四周地面乔木、灌木、花草有机结合的绿化，通过全方位立体绿化体现建筑物的生态性，使建筑物本身融入自然绿化之中。

综上所述，草皮屋顶，覆土保温，温室暖房，遮阳墙体，蓄热墙体，风能，太阳能利用往往成为生态建筑的基本构造特征。当前，由于造价和维护费用原因，未必成为建筑市场的主流因素，但它以保护生态，节约能源，提高生活品质，有益人类健康为宗旨，对建筑的规划、设计、选材和结构形式提供了新的思路，也为建筑的低碳，低成本建造提供了导向依据，更为生态文明建设增添了具体而实在的内容，建筑设计中强调生态性应成为今后的设计前置必须要素。由此推动生态文明建设的全方位实践。