生态建筑设计技术之我见

1、    生态建筑设计技术之我见    祁永智摘要：本文阐述了生态技术和生态建筑的概念，分析探讨了生态建筑的设计措施，供同行参考。关键词：生态建筑；设计技术生态建筑必将是2l世纪最具有代表性、时代感的建筑形式之一。只要我们对生态建筑的重要性有充分的认识、采用科学的设计技术，设计出我国国情的生态建筑，创造与自然、人、社会融为一体的人类居住环境和绿色建筑空间。就能为人类提供更多更加舒适优越的生态建筑从而进一步改善工作和居住环境。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，生态问题日趋严重，人们越来越关注人类自身的生存方式。特别

2、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

3、论上、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。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。2 技术决定生态建筑设计生态建筑要实现它的基本目标，必须要有现代技术的支持。从国内外来讲，对什么是生态技术？有什么样的定义？哪些内容？认识上还很不一致。日本建筑中心在建筑要项一书中提出生态技术有55种，环境共生的建筑与技术77种。1978年在加拿大召开绿色挑战会议上提出的生态技术更是五花八

4、门。到现在为止大家对生态环境包含的内容并不统一，从比较宽泛的角度说节约资源、保护环境，目前来讲都认为是生态技术。对生态建筑和使用技术的要求可以用三点来判断，首先技術本身的功能与生态环保功能是一致。第二要求采用的技术和制造的产品有利于资源能源的节约。第三个采用的技术和产品有利于人的健康。从这个意义上来讲，在生态建筑目前技术上应该说还是非常广的，包括门窗节能技术、屋顶节能技术等等。所谓生态技术，包括两种情况，一种情况在传统的技术基础上，按照资源和环境两个要求，共同改造重组所做成的新技术。第二种把其它领域的新技术，包括信息技术、电子技术等，按照生态要求移植过来。从技术层次性来讲，可以把生态技术分为简

5、单技术、常规技术、高新技术。一般来讲简单技术和常规技术属于普及推广型技术，高新技术属于研究开发型技术，从我国实践来看，应该以常规技术为主体。在应用生态建筑技术过程当中，技术选择是非常重要的问题。一个是经济性，由于生态建筑采用哪个层次的技术，不是一个单纯的技术问题，要受到经济的制约。在我们国家普遍采用高新技术是非常困难的，我们经常碰到环保和生态利益和经济利益不完全一致。在这个取舍当中，经济性就是非常关键的。目前在欧洲，特别是在德国、英国、法国，在所建立的生态建筑上，它是以高新技术为主体。在2000年健康建筑住宅会议曾提出过高生态就是高技术的口号，所以这是在战略基础上建造生态的建筑。目前在我们国内

6、把整个生态技术发展建立在高新技术的基础上比较困难，一个是经济发展水平，另外一个是技术和材料不太完善。第二要因地制宜的原则，各个地方的气候不一样，自然资源不一样，在选择生态建筑，选择什么样的技术，应该根据自己的条件和特点来进行。我国北方地区主要冬季采暖，能源消耗非常大，对自然环境污染非常严重，首先要解决采暖问题。我国南方比较炎热、潮湿，通风、降温是夏季的主要问题，在南方生态建筑设计当中注重遮阳和自然通风，降低夏天的空调的能源消耗。3 生态建筑的设计措施3.1生态高技建筑是同周围生态环境协同发展、具有可持续性特点的高技术建筑，是对当今生态危机的一种积极、主动并且有效的解决之道，因而是高技术建筑未来

7、发展的方向。生态高技建筑的创作，要求建筑师具有更高的综合素质，不但要掌握被动式生态设计方法的精髓，更要关注相关领域的最新生态型技术发展方向，根据地域的自然生态环境特征，主动地应用高新技术手段，对建筑的物理性质（光线控制、通风控制、温湿度控制以及建筑新材料特性等）进行最优化配置，合理地安排并组织建筑与其他相关环境因素之间的联系，使建筑与外界环境统一成为一个有机的、互动的整体。3.2生态高技建筑对于建筑微气候的关注可以具体归结为以下三方面：一是适宜的室内湿度和温度，满足人体热舒适及健康的要求；二是尽可能多地获得自然采光（减少人工照明的能耗）；三是最大限度地获得自然通风（减少空调能耗）。通过最高效的

8、人工技术手段来实现以上目标，或达到各要素之间的平衡就成为生态高技建筑师不懈追求的方向。其具体的设计手法是：3.2.1引入绿色植物创宜人的景观结合建筑构造技术和先进的电脑控制技术，生态高技建筑能够将绿色生态体系“移植”到建筑内部，使建筑内部有良好的室内气候条件和较强的生物气候调节能力，创造出田园般的舒适环境。诺曼·福斯特事务所设计的法兰克福商业银行总部大厦，成功地将自然景观引入超高层集中式办公建筑中，被称为世界上第一座“生态型”超高层建筑。福斯特设计了9个14.03m高的花园，沿9层高的中央通风大厅盘旋而上，花园外侧面为电控调节开启程度的双层玻璃幕墙，花园面对大厅完全敞开，根据方位种植

9、各种植物和花草，这样可以给建筑内的每一个办公室都带来令人感到愉快和舒适的自然绿色景观，并获得自然通风，还可以使阳光最大限度地进入建筑内部。3.2.2尽可能多地获得自然采光屋顶是光线进入室内的主要途径，于是各种光线收集、反射构件被应用于屋顶形式。如皮亚诺设计的戴姆勒·克莱斯勒汽车公司新设计中心由七个长短不一的扇形体量交叠在一起，屋顶交界处是一片倾斜的天窗，为室内提供照明。柏林国会大厦的改建的穹顶也是一个新型的采光装置。中庭是中高层建筑中光线进入的主要通道，在生态高技建筑中可以看到大量采光中庭。阳光由中庭渗入建筑，通过阳光收集、反射装置达到内部空间。与这个开敞空间相连的房间不仅可以减少一半的热量流失，同时减少制冷需耗。3.2.3最大限度获得自然通风生态高技建筑师们利用风压、热压以及机械辅助的手段尽可能地获得自然通风。在基宝文化中心的设计中，皮亚诺设计了一套十分有效的被动通风系统。由于当地气候炎热潮湿，常年多风。因此最大限度地利用自然通风来降温、降湿便成为适应当地气候、注重生态环境的核心技术。其原理是采用双层结构，使空气可以自由地在弓形表面与垂直表面之间对流，而建筑外壳上的开口则是用于吸纳海风，或者引导建筑所需的对流。针对不同风速和风向，通过调节百叶窗的开合和不同方向上百叶的配合来控制室内气流。另外，生态高技建筑师们还充分利用新材料、新