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论文关键词:生态建筑研究现状存在问题对策
牛态工程是既古老又年轻,既通俗又深奥的一门学科。研究内容涉及到农业生态工程、生态,及生态城镇建设、节水与废水处理及利用、山区小流域治理与开发等众多领域。生态建筑作为其中的一个领域引起建筑界的高度重视,其作为一门学科诞生至今不过40多年的历史,20世纪60年代美籍意大利建筑师保罗·索勒尔把生态学Ecology和建筑学Architecture两词合并成为Arcology,即生态建筑学。此后麦克哈格、吴良墉等建筑师开始了生态建筑的研究,经过几十年的探索,生态建筑在理论与实践方面取得了一定的进展。
一、我国生态建筑设计的研究现状
在20世纪80年代顾孟潮就提出了“未来的世界是生态建筑学的时代”的观点,1994年5月,中国政府颁布了《中国21世纪议程—中国21世纪人口、环境与发展白皮锄,从我国的具体国情出发提出人口、经济、社会、资源与环境协调、可持续发展的总体战略。1972年斯德哥尔摩联合国人类环境会议以后,我国环境保护运动日益扩大和深人,以追求人与自然和谐共处为目标的绿色革命蓬勃展开。1996年3月,中国国家环保局推出两大举措:一是实行污染物排放总量控制;二是实施“中国跨世纪绿色工程计划”—在九五期间重点治理淮河、海河、辽河等的污染。1996年国家自然科学基金委员会正式将“绿色建筑体系研究列为九五重点资助课题”,1998年又将“可持续发展的中国人居环境研究”列为重点资助项目。2000年我国颁布了《建筑节能技术政策》;2001年,建设部通过雄录色生态住宅小区建设要点与技术导贝邸首次明确提出了绿色生态小区的概念、内涵;2001年开始实行仁夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》;2001年我国第一部生态住宅评估标准《中国生态住宅技术评估手删出台,以可持续发展战略为指导,以节约资源、防污染、保护生态为主题,创造健康、舒适的居住环境,推进住宅产业的可持续发展。
二、我国生态建筑发展存在的问题
1、缺乏对生态建筑的正确理解
生态建筑的概念国内外学术界有许多不同的解释,但核心的内容是根据当地的自然环境,运用建筑学、生态学的基本原理,合理安排组织建筑与其他相关因素的关系,使建筑物与其周围环境成为一个有机的结合体,同时具有良好的室内气候条件和建筑物的自我调节能力,并具有节地、节水、节能、减少污染、延长建筑寿命、改善生态环境等优点。但是有人认为只要将建筑物周围加一些绿化就是生态建筑,在建筑物内部点缀一些植物就是生态建筑,建筑物单纯的节能就是生态建筑,还有人认为建筑的平面将来有重新划分的可能就是生态建筑等等。但这些观点只停留在生态建筑的表面,对生态建筑的理解是不全面的。
2、缺乏对农村生态建筑的系统研究
我国作为发展中国家生态建筑的系统研究不平衡,其中城乡的差别较大。目前各个学科研究的重点大多局限在比较发达的城市,缺乏对农村居住环境的系统研究,特别是东北地区。大部分的研究都从本学科(生态学、环境学、城市规划学、建筑学、农业建筑学、能源学)的专业角度出发,虽然研究的内容较为丰富,但是各个学科之间没有很好的结合起来进行深人的研究,特别是如何在特定地区将人居环境与植物环境工程结合起来是函待解决的课题。
3、缺乏生态建筑的广泛实践
目前,我国建筑界发表了许多关于生态建筑的论文,这些论文对于宣传可持续发展的思想、推动生态建筑的发展起到了一定的积极作用,但绝大多数的论文都停留在关于生态建筑设计的理论框架、设计原则及生态学理论对建筑学的指导、国外先进生态建筑的经验介绍,缺乏实际工程实践模式、计算机模拟、环境效果的测试分析。
三、我国生态建筑设计的发展思路与对策
从本质上讲,生态建筑设计是一种由生态伦理观、生态美学观共同驾驭的城市建筑发展观。在实践中的生态建筑设计思路可着重从以下几个方面:
1、贯彻以人为本的人文原则。
国际建筑师联合会第十四次会议宣言指出:“经济规划、城市规划、城市设计和建筑设计应当是探索并满足人的各种需求”。满足人类生存和发展的需求,不仅是建筑发展的最终目标,而且是人类社会进步的根本动力。在未来建筑设计中,要充分认识和确定人的主体地位和人与自然的双向互动关系,强调把关心人、尊重人的宗旨具体体现在城市空间的创造中,以适应不同阶层、不同年龄、不同职业的市民的多样化需求。
2、善于因地制宜,尊重环境属性。
根据生态学的进化论,生态建筑设计包含着资源的经济利用问题,其中首要的是土地的利用问题。今后城市的发展,势必在有限的土地资源内展开,为了节省有限的土地,必须建立高效的空间体系,如在地面上建立亲和大自然、充满人情味的低层高密度建筑;利用生态技术建立起巨构城市,向地上空间要效益;充分开展城市地下空间的综合利用研究等,使城市地面、地下、空中连接为有机协调的立体网络。生态建筑设计强调与环境具有最佳关系,对环境破坏最小,一并充分发挥环境效益。与环境互选共生、共同增长是生态建筑设计的重要原因之一。建筑的选择做到充分利用原有的地形、地貌,与周围的环境特点以及当地的地理与气候特征相适应,做到“因地制宜”。
3、增强使用者与自然环境的结合和协调。
建筑物作为联系使用者与自然环境的桥梁,应尽可能多地将自然的元素引人使用者身边,这也是生态原则的一个重要体现。人是自然环境的一分子,人的活动必须建立在生态化的基础上,必须与环境建立起一种新的结合和协调关系。从建筑设计到建筑建造、使用、报废的全过程中,生态建筑对环境的破坏影响最小。与以往建筑设计相同,生态建筑应致力于为人类提供品质最佳的空间和环境,即使建筑本身对环境污染很小,极为节能,但如果人们的各项活动无法在建筑空间中顺利展开,其空间的存在与人的功能需求格格不人,这样的建筑无疑是失败的。生态建筑的功能应更趋合理,空间更加宜人,更有助于使用者与自然环境间的交流。它应该具备更良好的物理环境,尽可能地采用自然采光、自然通风,并具有抵御自然灾害的能力。
4、增加“绿色”面积,保护生态平衡
生态建筑外部与自然相呼应,内部空间的设计也应绿色化,即通过精心的室内设计,将室外的绿色引人室内环境。绿色植物可以制造氧气,吸收各种有害气体、虑尘、调节湿度、温度、减少噪音等。生态建筑的兴起为绿化环境开辟了广阔天地。通过建筑设计,可以使室内空间室外化,运用绿化、水面等划分空间,这些设计手法在建筑创作上最为常见。如建筑物内的共享大厅、内庭院,在其上部加一个可调节的开启式屋顶,根据时间季节的变化,由计算机或人工控制,达到室内温湿度的调节,又可使室内外空间连成一体。另一种设计手法也被建筑师经常应用:屋面绿化。不仅美化了环境,获得了良好的景观,而且对屋面刚性防水有维护作用。生态建筑在保护生态平衡、提高人居的自然度方面大有作为。
根据以上发展思路,生态建筑设计对策可以在以下几个具体环节上进行操作。
首先,在宏观环境方面,城市规划设计要根据生态原则了解城市发展的自然过程,用它来指导土地的利用和开发建设,同时协调好城市内部结构与外部环境的关系,在空间利用方式、强度、结构和功能配置等方面与自然生态系统相适应;区域规划,则要与城市整体环境所设立的系统相衔接,研究探讨城市改造、更新过程中的复合生态问题等。其次,在微观环境方面,如单体建筑设计、园林景观设计等,要处理好整体与局部、建筑与自然因素的关系。由于微观环境方面极具广泛性和灵活性,所以,其具体途径和式、法非常丰富,蕴含着广阔的创造性生机。
另外,要完善生态建筑设计法律和规范。法律规范是建筑设计的基本依,直接影响我国生态建筑研究的战略方向。在生态建设方面,目前我国已颁布了仲华人民共和国节约能源法》、《中华人民共和国大气污染防治M-)、《民用建筑节能管理规Z}、佚于推进住宅产业现代化提高住宅质量的若干意R113等法律法规,对我国节约建筑能耗,保护环境,保障人体健康,推进住宅产业现代化起到了积极的推动作用。政府通过立法对建材选择、每平米能耗标准,对生态技术研究、对可再生能源的开发等进行规范,不仅使建筑设计中采用的生态策略具有法律依,而且限制不利于生态环境和人体健康的建设行为,鼓励有利于生态环境和人体健康的建设行为,从而推动生态建筑的发展和小康社会的全面建设。
生态建筑设计
生态建筑设计要遵循“以人为本”的原则,在以人为本理念下坚持走可持续发展道路。建筑要凸出生态化特色,实现建筑设计与生态环境的有机融合,在实现建筑设计的同时,促进生态环境的保护。生态建筑设计要注重建筑应用过程中的舒适程度。由于生活节奏加快,社会压力增大,人们对建筑居住的舒适程度要求越来越高,因此建筑设计过程中应满足健康、舒适的基本特征。同时要保证生态建筑设计符合当地的建筑风格和居住习惯,即保证建筑具有创新性,同时保证建筑具有适用性。生态建筑,要突出其生态性、无污染,促进居住人群更加健康。设计过程中也要实现“再利用”功能。我国工业、制造业发展迅猛,使能源应用越来越紧张。为真正实现生态建筑设计,要与创新科学技术相结合,实现资源再利用,降低建筑材料对环境的影响作用,实现节能减排。
生态建筑设计中有着具体的技术要求,主要包括三个方面:
①要求一:实现节能减排。将太阳能装置进行创新改造,提高装置对太阳能的利用效率。a:根据太阳轨迹实现线性追踪,使太阳光追踪定位更加准确,增强太阳光的接受率。b:实行主动追踪,主要依靠时钟机械式方式,促进太阳能装置运行效果的提升,同时实现使用寿命的延长。c:扩展太阳能光板面积,既能够降低太阳直射地面的影响,同时也能提高太阳能接受效率,实现太阳能装置与太阳运用轨迹相吻合。
②要求二:垂束导光装置。该技术装置的应用是采集光源的一种技术,主要包括采光器、追光器以及反射管等装置。该技术的应用具有一定的清洁功能。通过延长光线,提升光强度,增强阴暗区域亮度,减少该区域的光电需求,促进费用节约。
③要求三:光气源热泵。在冬季实行制热,有效的将室外光能与空气进行组合,实现热源应用,促进循环系统的设计引用。该建筑设计要求能够促进水的加热速度加快,提高加热效率。同时实现不受季节限制的热水循环供应。
建筑设计生态化趋势
就目前生态建筑设计形势来看,在未来的建筑中将进一步实现建筑设计生态化。将从以下三个方面分析建筑设计生态化趋势:
1.建筑材料的节约
建筑材料的节约主要是指在建筑中采用的结构材料、建筑修饰材料以及水电暖气材料几个方面进行材料的节约。通过材料的节约而实现建筑结构建设,能够实现更轻型的材料构架,既有效节约了材料应用,同时也减轻了建筑负重,促进建筑设计稳定性的提升。例如,在建筑设计中采用膜结构,节省建筑材料,充分拓宽了建筑空间。
2.实现能源的节约
能源节约主要体现在光能节约上,应用能源技术处理,使光能充分应用与建筑设计中。随着技术的不断进步促进了采光器等先进技术设备的研究应用,促进了光能与建筑的有机融合。利用先进技术促进能源应用效率的提升,无论是光能还是热能。通过扩大采光范围,实现能源再利用,节约有限资源,进一步推进建筑设计生态化。能源的充分利用也使建筑设计中的水电等建筑材料得到节约。
3.建筑的重复利用
在建筑的设计上,设计师只是片面地注重建筑的美观和独特性,从而忽视了建筑的广泛适用性,导致许多建筑在建设之后,出于某些原因对建筑进行拆迁重建,降低了建筑的利用率,同时还导致建筑资源的大量流失,增加了费用的压力。由于房地产行业发展迅猛,更是大规模地拆迁重建,严重地破坏了生态环境,降低了建筑生态化趋势。因此,建筑设计要从区域环镜、经济环境和人文环境出发,因地制宜,考虑建筑的广泛适用性,提高建筑的再利用。通过建筑之间的相互关系,与整个自然环境形成有机整体,提高建筑的适用性、经济性和寿命周期,是可持续发展战略的必然要求。
结束语
关键词:生态建筑建筑生态化可持续发展建筑设计
1生态技术和生态建筑
人、建筑、环境是建筑发展的永恒主题,随着全球环境的恶化,生态日趋严重,人们越来越关注人类自身的生存方式。特别是1992年178个联合国成员国通过了《里约宣言》,为促进地球生态系统的恢复,实现地球的可持续发展起到了导向作用。生态技术在这一背景下,发挥出越来越重要的作用,成为各国实现可持续发展的绿色快车和实现保证。生态技术是利用生态学的原理,从整体出发考虑问题,注意整个系统的优化,综合利用资源和能源,减少浪费和无谓损耗,以较小的消耗获得丰厚的目标,从而获得资源和能源的合理利用,促进生态环境的可持续发展。
在建筑领域内,从德国托马斯《太阳能在建筑与城市规划中的》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,生态建筑的发展在上、技术上以及建筑设计的实践上都取得可喜的成就。生态建筑有时又被称为“节能建筑”、“绿色建筑”,严格地讲都是不全面的。意义上的生态建筑,是指根据当地生态环境,运用生态学、建筑技术的原理,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。
2建筑生态化
生态建筑从早期仅停留于对气候、生物反应的关注到今天运用替代能源,注重建筑生态高技术的,人们对建筑有了更新的认识,在此基础上,提出了建筑生态化问题。它是将建筑融入大的生态循环圈,从整体的角度考虑能源和资源流动,将建筑建造、建筑设计、建筑使用过程中的消耗、产生纳入整个生态系统来考虑,从而改变资源与能源单向流动的方式,趋向良性循环的模式。清华大学吴良镛先生提出的“建立人居环境循环体系”,将人居环境纳入动态的生生不息的循环体系即是对这一思想的提倡。它对建筑的要求不仅仅是建筑的使用过程,而是建筑的整个生命周期。建筑的生态化,一般应具备如下的基本特征:
第一,能为人类提供“宜人”的室内空间环境。它包括健康宜人的温度、湿度,清洁的空气,好的光环境、声环境以及灵活开敞的空间。
第二,在对自然资源的利用上,对环境的索取要小。主要指节约土地,在能源与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再生资源的原则。
第三,对环境的要最小,主要指减少排放和妥善处理有害废弃物以及减少光污染、声污染。
3发展生态建筑的社会条件
虽然生态建筑才刚刚起步,但它的发展有着深厚的社会认识的转变奠定了当今发展生态建筑的社会思想基础。
从“以人为本”到“以环境为中心”的社会思想认识的转变奠定了当今发展生态建筑的社会思想基础。人本主义是西方实现现代化的主导思想之一,始于文艺复兴时期。自18世纪以来的整个现代化过程中,以人为本的思想构成了社会进步和增长的基础。人本主义观念明确确立了人的意志自由及其对自然界的优越地位,地球有限的自然资源被视为“取之不尽,用之不竭”而遭到滥用和破坏,对环境的污染也大大超过了自然界所容纳的限度,特别是二次世界大战以来的几十年,实际各国无一例外的遵循西方模式,才使得70年代的石油危机将资源与环境问题突出地暴露出来成为世界问题。
1972年联合国召开了“人类环境大会”,世界各国认识到人类必须在环境所提供的时空框架内与,同时按照自然资源所赋与的条件安排自己的生活方式,从而重新界定了人与自然的关系,确立了“以环境为中心”的发展思想。20世纪末,西欧等发达国家提出“生态化”的目标,我国各地也在尝试建设花园城市、生态城市,这标志着延续200年的“以人为本”的现代化模式向“以环境为中心”的可持续发展模式过渡,从而使发展生态建筑具有了广泛的社会思想基础。
共同的社会生活理想是世界各国发展生态建筑的社会道德基础。这就是将即时利益和整个人类的长远利益结合起来,公正合理的与他人分享我们这个地球的有限资源。《里约宣言》指出,为今后世代的发展和环境方面的需要,为保存、保护和恢复地球生态的健康和完整进行合作,各国应本着全球伙伴精神,在追求可持续发展的国际努力中担负应有的责任。生态环境不是某一小区、一个城市或国家的问题,有些生态小环境通过一些努力是可以改善和提高的,但大的生态环境的改善与资源的利用不是靠某一地域的改善而能达目的的,必须是人类的共同意志。《里约宣言》为世界各国发展生态建筑奠定了初步的社会道德基础。
4生态建筑的发展动向
,生态建筑在各地方发展都处于起步阶段。西欧和北欧是发展得较好的地区,主要建筑有:建于苏格兰偏远地区的斯特林村屋工程,建于柏林的戴母勒奔驰办公室,托马斯设计的建于慕尼黑的住宅联合体以及法国的法兰克福商业大楼;在美国,1948—1959年麻省理工学院所建“3号”、“4号”太阳房均为实用住宅;近年来在日本和新加坡均有具有现代意义的生态建筑建成。总的来说,各国建筑师都在潜心生态建筑的技术和设计,从建筑设计上看,主要有两种倾向。一种是将建筑融入自然。就是把建筑纳入与环境相通的循环体系,从而更经济有效地使用资源,使建筑成为生态系统的一部分,尽量减少对自然景观、山石水体的破坏,使自然成为建筑的一部分。如日本1995年落成的“Acros福冈”,它是一个集文化商业办公为一体的综合设施,该建筑向公园层层退台,在退出的平台上做屋顶绿化,这样建筑与公园绿化融入一体,通过高技术实现能量循环利用。第二种是将自然引入建筑,运用高知识,促进生态建筑化,人工环境自然化。如马来西亚杨经文设计的绿色摩天大楼。它在现代都市中引入自然,再现自然,运用生态技术,将植物、水体等自然景观引入建筑内部。
5生态建筑与发展家的建筑设计
从全球可持续发展的观点来看,生态建筑代表了21世纪的发展方向,实现建筑的生态化在21世纪的今天变得尤为重要和迫切,尤其对于发展中国家而言更为迫切。客观来讲,生态建筑在发展中国家推行和发展仍有很多需要解决的问题。首先是对生态环境的认识不够,“以环境为中心”的设计观念尚未形成或成为社会的共识;
二是生态建筑本身的经济合理性问题,目前由于建筑生态技术和材料严重落后于发达国家,导致建筑单方造价过高从而使建筑业主望而却步,开发商也因生态建筑需要更多的前期投入而回收速度缓慢而不愿冒险开发;