生态建筑理性化表达的多样性

1、生态建筑理性化表达的多样性 摘要通过对生态建筑的本质与视觉表达多样性的探讨，并举相应实例加以说明，从而认识到生态建筑多样化的表达方式正逐渐走向理性和科学。关键词生态建筑生态意识理性化视觉表达ABSTRACTThrough discussion of essence and variety reasoning expression of arcology， and explanation correspond with the samples， the article told us arcology which have extensively expression gradually mak

2、e for sense and science.KEY WORDSarcology， ecology consciousness， rational， vision expression中图分类号TU-023文献标识码A文章编号1000-3959（2004）06-00-00尊重环境、顺应气候、节省能源的生态建筑在观念上给建筑带来了新的变化。而对生态建筑相关技术的注重，对自然环境、气候特征的注重，也使其呈现出多样性的表达方式。这种多样性开拓了一个富于理性特点的广阔天地，扩展了传统意义上的建筑创作范畴。在实践中应注重与传统建筑文化的本质性特征理性相联接，以使生态建筑并不局限在一个纯技术的领域之中。

3、一生态建筑在设计过程中引入生态学概念，一方面继承了尊重环境、顺应气候的传统地域性建筑设计的精华，一方面利用生态学的有关知识对其进行了扩展和提高，如：流体力学、热学、生物学等理论。生态建筑需要顺乎时代要求，注重文化内涵，充满对人性的关怀。它是一个开放共生的体系，一种设计意识，是建筑师从建筑孕育时就赋予它先天性的优势，它不同于一种新的造型浪潮。生态建筑也有别于后现现代主义、晚期现代主义、解构主义等以主义表达主张的建筑现象。欧洲最大的自然通风建筑斯特林设计的莱斯特大学工程馆与德蒙特福特大学工程馆同处一区（图1，2）。两者相比，可以看出概念上的相似之处：两者都直率地运用材料、明确地表现形式，形式即反映

4、了作者的目的，而不是古典主义的掩饰和伪装。由于设计的主旨不同，两者又存在着差异：斯特林的作品要求功能形式化：垂直交通核被独立处理；讲堂后部的起坡以楔尾的形式表现出来；由外形可以清楚地区别出单层厂房、办公实验塔楼、大讲堂和楼梯、电梯井；把机械空气处理系统强行独立出来，有意地将其作为技术形象的一部分。整个建筑明确讲究实效、合乎功能逻辑，带有机器时代的特点。而德校工程馆的建筑师肖特和福特却是以空气动力学来决定建筑的形式：为了让更多的自然光深入室内而设计了复杂的剖面：外围护选用砖是为了作蓄热体而不仅仅是造型原因；通风烟囱直截了当地耸立在屋顶上：建筑的体块构成是为了有利于穿堂风的形成。建筑采用了尖坡顶，

5、外墙的砖饰具有装饰意味，其整体形象与英国典型的古老校园相协调。由以上的对比可见，生态建筑并非以最终形式作为自己的设计成果，它更加关注的是生态意识在建筑设计中的贯彻，是与技术要求更好地配合、协调。它在建筑的最终形式上并未像现代主义建筑那样具有明确的要求与标志。它更注重的是适应环境，这也是其设计宗旨的体现，它给生态建筑的创作带来了更广阔的空间。二因地制宜、注重环境、地域、文化。这类具有环境意识的生态建筑所注重的是把某种技术与通过美学选择的形式相互结合。它不拘泥于形式，可以是传统建筑形式上的再创造，也可以是现代建筑形式上的再创造。如果建筑处于传统的敏感地段，熟练的建筑师同样能协调生态手段与尊重周围建

6、筑的矛盾，体现生态意识，创造一个成功的建筑。霍普金斯事务所设计的伦敦新国会大厦（图3a）就是一个优秀范例。由于位于著名的英国国会大厦附近，该项目谨慎地选用了传统的形式。新国会大厦采用了许多先进的构思，如多功能楼板、旋转式“风塔”，中空外墙通风系统（图3b）并把它们组合成一个微型生态系统，创造了一个紧凑的、能对气候作出反应的建筑。大厦除了耸立在屋顶上的旋转式“风塔”以外，完全以传统的建筑外观与旧有的英国议会大厦相协调，只是通过技术革新形成了建筑内部的生态系统。生态建筑技术，建筑构件的多样性也使生态建筑可以在现代建筑原则下展开，依荷兰NMB银行新总部建筑研究机构TNO的说法：它是世界上最具能效的建

7、筑。由于没有采取高层或大跨的结构形式，可以用砖和钢筋混凝土这类制造时耗能少的建筑材料来建造。楼面为钢筋混凝土，外墙内层是180厚的砖，周边外包100矿物纤维绝热层（带30的空腔），外再包砖。这种结构有助于产生良好的声学性能，更重要的是它可以平衡温度流动，吸收人、计算机、照明和阳光的热量，在空间变冷时释放热量。双层玻璃使用金属框，着色装修以减少维护。通过密封框中的热障以减少冷桥。绝热的热障装在内外楣之间，精心分开窗户的内外层。为了节能，开窗面积限制在外墙面积的20%，自然光由窗户顶部的一块固定的玻璃（后装反射百叶）加强，白天将天光反射到天花上，再反射到进深更深的地方，照度可达到500LUX。所有

8、的工作区都在距窗7 m的范围内，白天得到了很好的自然照明。冬天以阳光减少一部分热耗，夏天通过在玻璃外面安装的由电脑控制的百叶窗来遮挡多余的阳光，室内的人也可控制内百叶窗。大面积的顶玻璃被设计成建筑能源系统的一部分，可收集太阳能，对建筑通风预热，保证在室外7时室内达21，无需任何附加能源。利用太阳获热，在地下层的四个大水箱中存了100 m3水用来蓄热。水箱由来自建筑本身的煤气/石油发电机的余热进行加热，同样也收集来自提升机械、电脑设备的废热。大楼未设空调系统，新楼每年耗能111KWH/。（而70年代完成的旧楼每年耗能1320KWH/），每天节省费用13万英镑，而用于节能的额外费用只及其1/4。其

9、次，MMB银行大楼是一栋尊重使用者、外观优秀的建筑。为了给职工创造可识别的自我空间，为不同的群体提供不同规模的弹性空间，大楼被划分为10个独立单元，创造一种小镇的气氛。每个办公单元以一个有电梯、带玻璃顶的楼梯间为中心，这些楼梯间由一圈位于一层的内街串起，内街边是餐馆、会议室、一个电影院和其他设施。办公室在其上部，每个办公单元都有不同的高度、平面形式、朝向、景观，每个工作空间都可容纳20个人一起工作，这种群体是银行工作的基本群。为避免创造一栋平淡的办公建筑，该大厦几乎没有两根线是平行或垂直的。被划分成单元的空间几乎是家居尺度，设计师们放弃了复杂的结构系统，使用简单的钢筋混凝土框架，外部饰砖，延续

10、了荷兰传统的精美砖艺，加强了家庭感。从视觉上看，斜墙使建筑与土地牢牢联系，也有助于减少建筑对周围的逼近感。由此例可看出现代建筑与生态意识的完美结合。对于生态建筑的多样性而言，建筑师可以根据不同的投资预算，选用适宜的技术手段、建筑材料，以形成独特的生态建筑。对于低造价建筑多以地域性建筑为模本进行再创造，其形式制约性较大，多为配合技术的要求，同时也最具有地域特色，无不是生态意识的体现，如：拉森巴德兰设计的利雅得的司法宫与礼拜寺（图4a）是一个大型的城市项目。建筑师在以类型学方法进行研究的过程中发现，“规模”是这一地区的传统建筑在考虑极热极旱的当地气候环境问题的关键准则。在与现在流行的轻质分离式结构

11、进行对比后，他确定了一个集中的、成簇状的模式以减少获热。在大礼拜寺屋顶上布置了成排的小塔，为室内提供了自然采光和通风。室内笨重的水平向机械通风管被取消了，与之相配套的难看的吊顶也没有了（图4b）。在司法宫中，各建筑部件、材料、节点都明确地反映出该地区苛刻的气候条件。在大厅和办公部分采用通风塔来减缓建筑中的空气运动（图4c），同时提供了间接采光，这样就免除了外墙上的开窗。这种做法也改善了蓄热性能。有一条开敞的水沟被引入司法宫的室内，以增加湿度这种做法在该地区过去的大型住宅和公共建筑中经常使用，并用来分隔建筑中的不同功能。大礼拜寺和司法宫里都有许多植物庭院，可以增加空气的流动和对流降温，这也是建筑

12、师把该建筑群与市中心组织到一起的策略的一部分。高投资、高科技建筑在引入生态意识之后，脱下了冷冰冰的外衣，表现出对历史、文化、自然环境的尊重，呈现出人性化的趋势，高技术实现了高情感。新德国议会大厦的修复工程举世睹目（图5），诺曼福斯特创造了一个令人惊叹的杰作。议会大厦充分利用了自然光和自然通风，并结合共生和热能再生系统，以最低的费用、最少的能耗获得最大的收益。该工程中最引人注目的是议会大厦的圆穹顶。圆穹顶是自然采光和自然通风的节能策略之关键。圆穹顶的核心是一个圆锥形，挂满了呈一定角度的反光镜，向下方的会议大厅反射水平方向来的光线，就像一个“光的塑像”。同时，可移动的遮阳设施跟踪阳光的轨迹，阻挡直

13、接光造成的过热和炫光。在秋冬季节，当太阳低平时，遮阳设施可以移动到一边，使柔和的光线射到会议厅的地板上。夜间，整个过程反过来，会议厅里的人工照明向上照射，由反光射向建筑四周，整个穹顶光芒四射，柏林人可以知道何时议会召开了。圆顶将上层较热的空气抽出，同时，轴向风扇和热交换器从废气中获得循环的能量。新鲜空气由室外从西门廊的顶部进入，以低速风的形式穿过整个会议厅，在大厅中缓缓上升，在浮力和抽风机作用下逸出穹顶上的开口。这个穹顶形式无疑来源于对旧议会大厦穹顶的追忆，但它不再是帝国权威的象征。玻璃顶以轻盈、透明、渗透性向外界表达了开放、民主的政治精神。在穹顶下的两条螺旋形坡道引导大家到达会议大厅上空的观

14、景平台上，公众甚至可以通过玻璃俯视着忙碌的议员们。这个工程在生态方面的意义是双重的；它不但是尊重自然的生态建筑，而且提倡了公众监督下开放、平等的民主政治模式。随着生态建筑的出现。一些建筑师主张生态学意识不应被故意隐藏起来。“在最终设计中应有清楚的视觉表达”。作为对世界建筑文化的丰富，这种独特创造受到公众欢迎。目前这方面的探讨大致可分为三类。（1）夸张、强化生态观念。塞特公司设计的田纳西州水族馆（图6a），内容包括展览、研究用房、图书馆、剧场、健康中心和餐馆等。该建筑致力于对历史、科学、文化和水资源的保护，它完全与现有地形相融合。主入口大厅的穹窿用玻璃制成，覆盖着室内热带雨林花园，从室内流出的泉

15、水尽收眼底（图6b）。高大绿色植物在室内、外穿插着。这个设计中，并未用高技术的生态技术措施，而是创造性地追求与自然的统一：一种哲学上、美学上以及生理上与环境的结合。作品通过艺术性的夸张，强调建筑元素的形态，创造了人与自然融合的效果，这对于生态建筑的表达来说是具有启发性的。（2）以生态技术措施为造形依据。一些建筑师在他们的作品中强调了对生态意识的表达，甚至以“生态”作为创作的出发点。理查德罗杰斯设计的东京“管之楼”（Turbine Tower）以空气动力学为根据、自然通风的抽风塔、双层表皮等生态技术措施为造形依据，不加修饰地表现生态技术（图7a）。其平面形式也完全依据空气动力学原理而定（图7b）。（3）以仿生学原则为依据。“Future system”小组通过“方舟”（The Ark）展览馆表达自己的理念：人性化的表现是尊重自然、提高生活水准以及以柔软有机的建筑来表现高效、无污染的21世纪技术。该建筑像一只彩色的蝴蝶伏在地上，色彩鲜艳的屋顶是一个由天窗和PV板组成的“可呼吸的、