浅谈生态建筑学及其应用

刘云鹏

摘要：20世纪以来，人类对高品质生活的追求与环境污染日益严重形成了巨大的矛盾，生态建筑学的理念应运而生。随着世界范围内城市化进程的加深，城市中土地资源不足的缺点开始显现，而高层建筑的出现则有效的缓解了这种情况。但是由于高层建筑自身的特点，其对周边环境存在一些不利影响，因此，从提高人们生活质量的角度出发，将生态建筑学运用到高层建筑设计中刻不容缓。本文简要阐述了生态建筑学的概念，其主要研究对象、研究目的与基本原则，同时简要介绍了风水学中存在的与生态建筑学相类似的理念以及如何将生态建筑学的知识科学地运用到高层建筑的设计中。

关键词：生态建筑学；高层建筑；建筑设计

1.前言：

人类对建筑学的了解是随着社会的发展、科技水平的进步以及人们对人与生态环境之间关系的认识的变化而不断地改变的。从历史上看，大致经历了早期将建筑作为挡风遮雨的场所的实用建筑学阶段、之后将建筑作为艺术品来对待的艺术建筑学阶段、工业革命时期将建筑作为“居住机器”的功能建筑学阶段、强调建筑与环境关系的环境建筑学阶段等几个阶段[1]。

随着社会的发展与技术的进步，人类的活动区域在世界范围内进一步扩大，从陆地到海洋，到处都有人类活动的痕迹，环境污染的问题日趋严重。同时由于人类科学技术的进步，人类的物质生活水平得到了相应的提升，这就使得人类对生活环境及生活质量的要求也日渐升高。这种变化也促使了建筑学理念及技术的进步，1956年，欧罗·索列瑞（PaeloSoleri）通过总结前人的知识，再结合自己的经验与知识；创造性的将生态学和（Ecology）和建筑学（Architecture）两个词并为一体，提出了生态建筑学（Acologies）这一全新的概念[2]。

生态建筑学创造性的将生态学的理念引入了传统的建筑学中，其要求我们在生态学的基础上来构建人工建筑或建筑群。具体上就是要求人们在结合建筑所在地周围自然环境的基础上，运用生态学理念及合理的建筑设计和建造技术，来设计和建造能与周围生态环境融合，友好相处的建筑，使得建筑在满足人类使用和居住功能以及舒适性要求的前提下，能和周围环境形成一个有机的整体。

二十一世纪以来，对于更高生活品质的追求，使得人们更加强调绿色发展和可持续发展，即与自然和谐相处。建筑承载了除居住等基本功能之外的如节能减排、改造和利用环境等更多任务，在生态学基础上来研究建筑学已成趋势，人类开始步入生态建筑学时代。

2.生态建筑学研究对象、目标和原则

对于生态建筑学而言，其研究对象不像传统建筑学那样仅限于建筑本身，而是同时包括建筑周围的自然环境，以及由于人类的建筑活动对周围环境所造成的影响，也即建筑（空间）环境；具体来说也就是由于人类的活动所形成的各种各样的聚落环境。

从人类提出生态建筑学的过程及前提，我们可知生态建筑学研究的目的首先是为了在现有已经对自然界造成影响的前提下寻找到与自然相处的最优化关系，形成人、建筑、环境和社会和谐发展的新形式；同时在此基础上利用改造、顺应和保护自然环境三者间的平衡与和谐，创造同时适宜人类长远的生存发展又能维护周围生态平衡的生态建筑环境。

生态建筑学的基本原则即5R原则[3]——revalue（再评价）、renew（更新改造）、reuse（重复利用）、reduse（减少消耗）、recycle（循环使用），强调人与自然协调发展，既要维护生态平衡也要在建筑设计中以人为本，从而使人工生态环境中各个环境系统有机匹配，进而实现可持续发展。

3.生态建筑学与风水学

中国的风水学源远流长，伴随华夏几千年的文明发展，在现代人看来风水学是一种迷信的存在，但是当我们深入了解风水学之后会发现，风水学中的很多观点都可以用现代的科学理论解释，而并不是一种迷信。在作者看来，风水学更像是科学的经验在古代的一种通俗化的解释，这样就能让普通民众通过“科学”的手段来选择合适建筑的地点。

风水学的基本观点是“天（地）人合一”，体现在建筑上时，就是根据地理环境的空间因素，如地脉，水脉，气场等因素进行考虑，选出最适合的建筑地点（张化龙），这与生态建筑学中强调的“因地制宜”的理念相吻合。生态建筑学中同样认为大规模改造当地的自然环境以适应建筑活动是不符合生态学的基本理念的。又如风水学中讲究避开“井底局”，即避开四周封闭、被高大的山体环抱的地形。通过研究表明，这种地形出现洪涝灾害的概率较普通地形高，并且由于受周围山体的影响，内部建筑的空气流通效果比较差，不利于污染气体的扩散，同时由于太阳光的反射次数较普通地形更多，使得其午后的温度较周围环境高[4]。

另外，风水学中建筑讲究“坐北朝南”，这也可以生态建筑学的理论来解释。我国地处北半球，在冬季建筑门窗面向南方能使建筑内部在白天接收更多的阳光，提高了建筑室内温度，从而减少人工取暖设施的使用，有效减少能源的消耗。同时阳光中的紫外线还能起到杀菌消毒的作用，提高人们居住的舒适度，减少疾病的发生。

4.生态建筑学在高层建筑中的应用

4.1高层建筑的负面影响：

随着我国人口的不断增加和城市化进程不断加快，人均占地面积不断减少，为有效缓解矛盾，提高土地资源的利用率，高层建筑不断增多。高层建筑虽有效的提高了城市土地的利用效率，扩展了人类活动区域，但同时其对周围环境也造成了许多不利影响，主要体现为：

高层建筑资源消耗量大：为满足高层建筑内部功能运行，需要消耗大量煤炭，电力，水等资源；

對环境造成污染：电梯，中央空调等的使用会产生大量的噪声污染，影响高层建筑的舒适度，高层建筑外墙广泛使用的玻璃幕墙以及霓虹灯等产生大量光污染，对人以及飞行动物的视觉产生干扰。

影响生态气候：排布密集，间距狭窄的高层建筑会加快建筑间气流流动，进而影响建筑周围环境状况，尤其在雨雪天气下对人们的出行造成不利影响，高层建筑密布的城市产热量大，城市与乡村的热量差异也会导致城市热岛效应[5]。

4.2生态高层建筑设计的原则和目标：

同样遵循5R原则，旨在借助生态建筑设计理念达到降低环境污染和提高资源综合使用率的目的，降低高层建筑对自然环境的索取和破坏，使得建筑能够有效的融入到周边的自然环境中，从而达到建筑与自然的和谐相处[6]。

4.3具体应用：

4.3.1节能环保设计

建造时尽量采用绿色清洁的建筑材料，如结合使用木材及钢材等可回收再利用的建筑材料，利用碳素吸声材料以减轻噪音污染，室内设计中采用水泥聚苯板隔热材料，选择无毒无害的建筑材料；充分利用太阳能，风能等可再生资源作为建筑的主要能源，以减少煤炭电力资源的使用，达到可持续发展的目的。

4.3.2空间上的合理设计

根據地理位置的不同选择合适的空间布局以及朝向，如上下错位或者左右错位的住宅布局，或在在南北向的行列式住宅群中插入东西向住宅，以提高光照效率和质量[7]建筑内部设计时，要根据环境条件合理设计，使得建筑内部的通风和采光状况更加适宜。

4.3.3建筑的生态化设计

设计时全面考虑地形、地势、植被、气候、生物等环境因素，使高层建筑与所处的自然生态环境和谐相处，降低高层建筑对周围生态的环境的破坏，同时充分利用当地自然条件，因地制宜，实现高层建筑与自然的和谐统一。

5.总结

现阶段我国环境问题突出，人口过多，自然资源短缺，污染严重等问题严重影响经济发展和人们的健康生活，若一味盲目破坏自然环境来开发建设，势必会使环境问题进一步恶化，因此积极研究和发展生态建筑学有着重要的意义。生态化的建筑设计不但能够保护环境，协调发展与生态的关系，实现可持续发展，更能够充分利用环境资源，改善人们生活水平和身心健康，使建筑环境更适宜人类的生存与行为发展，因此，生态建筑学是人类未来的必然选择。

参考文献：

[1]王军.积极研究和发展生态建筑学[J].中华建设，2013，（6）：78-79.

[2]荆其敏.生态建筑学[J].建筑学报，2000，（7）：6-11.

[3]曹怡，顾明娅.浅谈生态建筑学在高层建筑设计中的运用[J].城市建筑，2013，（6）：19-19.

[4]赵新.生态建筑学与风水的关系[J].中华建设，2015，（9）：90-91.

[5]黄长文.简析高层建筑设计中生态建筑学的应用及其注意事项[J].建材与装饰，2017，（24）.

[6]施华丰，赵佳.生态建筑学在高层建筑设计中的应用[J].建材与装饰，2017，（19）：103-104.

[7]杜志元.现代住宅建筑日照设计若干问题思考[J].建材发展导向：上，2017，15（11）：149-150.