生態(tài)建筑形式與技術(shù)的結(jié)合

1、生態(tài)建筑形式與技術(shù)的結(jié)合生態(tài)建筑形式與技術(shù)的結(jié)合摘要：生態(tài)建筑作為現(xiàn)在的潮流建筑，他的設(shè)計(jì)理論其實(shí)非常 簡(jiǎn)單，因?yàn)樯鷳B(tài)建筑在設(shè)計(jì)的理念上都是更關(guān)心材料的使用，以及對(duì) 大自然中能源的利用，建設(shè)出讓人們滿意的，合格的綠色建筑。文中 主要對(duì)生態(tài)建筑的技術(shù)進(jìn)行了分析，以及對(duì)建筑形式與技術(shù)相結(jié)合的 建筑進(jìn)行分析。關(guān)鍵詞：生態(tài)建筑；建筑形式；建筑技術(shù)；中圖分類號(hào)：TU2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A一、引言隨著全球工業(yè)化的飛速發(fā)展，各種基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對(duì)環(huán)境造成的破 壞隨之加劇，人類與環(huán)境的關(guān)系進(jìn)入了不和諧的危機(jī)狀態(tài)，大自然對(duì) 人類的報(bào)復(fù)越演越厲。在干旱、暴風(fēng)雪、沙塵暴等極端天氣頻發(fā)的現(xiàn) 實(shí)面前，人們逐漸認(rèn)識(shí)到:整個(gè)地球是層

2、層相扣的生態(tài)系統(tǒng)，環(huán)境是人 類生存的基礎(chǔ)，是經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的物質(zhì)支持，在生態(tài)系統(tǒng)被破壞的情況下， 生態(tài)資源水平必將下降,進(jìn)而制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。生態(tài)建筑所謂生態(tài)建筑，是根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀簧鷳B(tài)環(huán)境，運(yùn)用生態(tài)學(xué)、建 筑技術(shù)科學(xué)的基本原理和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段等，合理安排并組織建筑 與其他相關(guān)因素之間的關(guān)系，使建筑和環(huán)境之間成為一個(gè)有機(jī)的結(jié)合 體，同時(shí)具有良好的室內(nèi)氣候條件和較強(qiáng)的生物氣候調(diào)節(jié)能力，以滿 足人們居住生活的環(huán)境舒適，使人、建筑與自然生態(tài)環(huán)境之間形成一 個(gè)良性循環(huán)系統(tǒng)。因此，它是以生態(tài)原則為指針，以生態(tài)環(huán)境和自然條件為價(jià)值取 向所進(jìn)行的一種既能獲得社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，又能促進(jìn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的邊 緣生態(tài)工

3、程和建筑三、生態(tài)建筑的技術(shù)在生態(tài)建筑的技術(shù)應(yīng)用上，生態(tài)建筑涵蓋高、中、低幾個(gè)層面， 使生態(tài)觀念和可持續(xù)思想能超越經(jīng)濟(jì)因素的束縛，從鄉(xiāng)野農(nóng)村到繁華 都市，都能看到生態(tài)建筑的身影。一般情況下，生態(tài)建筑分為如下三 個(gè)技術(shù)層面。低技術(shù)。從資金投入上來(lái)說，其前期投入少，具有較強(qiáng)的地方性 和傳統(tǒng)性，多“因地制宜”地應(yīng)用于小規(guī)模一般性建筑，提倡利用本 地材料和傳統(tǒng)技術(shù)的鄉(xiāng)土設(shè)計(jì)手法，并能取得良好的節(jié)能效果。中等技術(shù)。顧名思義，中等型技術(shù)的工程耗資少，規(guī)模一般，勞 動(dòng)者素質(zhì)不高，對(duì)于材料的選用，沒有過高的要求，設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)單，利 用風(fēng)力、太陽(yáng)能等自然資源。高技術(shù)。高技術(shù)同低中技術(shù)相比需要技術(shù)性更強(qiáng)，投資也大，一

4、般運(yùn)用的都是新技術(shù)與新材料，不過得到的回報(bào)也很大，需要更強(qiáng)的 技術(shù)管理性。四、生態(tài)建筑的理念原則大自然有著其自身發(fā)展的規(guī)律，不容人為破壞，人類建筑必須尊 重自然，合理利用自然規(guī)律，這是生態(tài)建筑最基本的內(nèi)涵。具體到建設(shè) 領(lǐng)域，就是在建筑選址、規(guī)劃和建造過程，盡量減少對(duì)自然環(huán)境尤其是 生態(tài)資源脆弱敏感區(qū)的不良影響;盡量減少對(duì)不可再生能源的使用甚 至是浪費(fèi);盡量多適應(yīng)清潔高效的可再生能源，減少環(huán)境污染;要使用 新工藝、新材料，提高建筑效率，增加建筑實(shí)體的壽命和循環(huán)性,以降 低環(huán)境壓力。建成后的建筑要與所在地的生態(tài)環(huán)境有機(jī)融合，形成一 個(gè)良性循環(huán)的生態(tài)系統(tǒng)。循環(huán)利用自然資源，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展地球上有的資

5、源是非常有限的,具有不可循環(huán)再利用的特點(diǎn)，但 部分資源不僅可重復(fù)使用,而且清潔環(huán)保。因此可循環(huán)、再利用的建 筑,對(duì)于節(jié)約能源具有重要意義。生態(tài)建筑的設(shè)計(jì)理念就是對(duì)建筑的 使用處于生態(tài)平衡狀態(tài)，人們對(duì)使用過程中產(chǎn)生的廢物、廢水進(jìn)行回 收處理，再循環(huán)使用，這樣不僅可以大大提高資源的利用率，盡量減少 對(duì)不可再生能源的使用，而且減少了對(duì)自然環(huán)境的污染和生態(tài)環(huán)境的 破壞，從而達(dá)到整體節(jié)約能源和生態(tài)保護(hù)的雙贏效果。因此，在建材方 面盡量使用可循環(huán)使用的材料,以降低建材耗能,減少資源消耗，減少 環(huán)境污染，特別是掩埋物對(duì)地下環(huán)境的污染，如木材、鋼材、磚瓦等可 進(jìn)行化學(xué)處理回收，循環(huán)后使之既可用于建筑，也可用于

6、作化工原料， 這些材料在化學(xué)處理過程,一般也不會(huì)產(chǎn)生有毒、有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境不 產(chǎn)生新的污染，還起到了節(jié)約能源的作用。在建筑物的使用中，可以使 用太陽(yáng)能、風(fēng)能等自然中的可再生的能源;使用雨水收集，利用各種廢 物進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)等,不僅減少?gòu)U水、廢物對(duì)環(huán)境的污染，而且再次利用 回收資源還起到了節(jié)能減排的效果，對(duì)促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和自然生態(tài)的可 持續(xù)發(fā)展具有積極作用。五、生態(tài)建筑技術(shù)與形式的結(jié)合通常用于低技術(shù)和中等技術(shù)所要求的地域環(huán)境和本地材料無(wú)法 滿足的大都市。本文中主要以高技術(shù)為主。對(duì)于高技生態(tài)建筑的形式 特征分析，遵循“造型元素一技術(shù)目的一物理元素”的分析過程，我 們可以將高技術(shù)生態(tài)建筑的建筑特征分類為

7、熱適應(yīng)性、風(fēng)適應(yīng)性、光 適應(yīng)性三大類型，當(dāng)然，仍然有不少高技術(shù)生態(tài)建筑，采用多種技術(shù) 手段來(lái)實(shí)現(xiàn)生態(tài)要求的同時(shí)，也以多種形式體現(xiàn)生態(tài)建筑的特征，因 而無(wú)法簡(jiǎn)單地將其劃歸何種物理元素，這類高技術(shù)生態(tài)建筑，我們將 其歸為綜合類型。風(fēng)適應(yīng)性高技術(shù)生態(tài)建筑福斯特的瑞士保險(xiǎn)公司英國(guó)倫敦總部（圖1）創(chuàng)造出了人性化的 空間，在這里人們可以享受到自然的陽(yáng)光和通風(fēng)。他的設(shè)計(jì)形式都是 通過科學(xué)的分析所得出來(lái)的，這也許是富勒設(shè)計(jì)科學(xué)思想在生態(tài)建筑 上的體現(xiàn)。為了讓建筑物進(jìn)行有效的室內(nèi)通風(fēng)，減少室外的風(fēng)阻，把 前庭造成螺旋狀的，整個(gè)建筑造型呈流線型，在很大程度上減少了擾 流起到了顯著作用。流線型的建筑設(shè)計(jì)，使整個(gè)建筑

8、物看起來(lái)就像一 株植物，減少了外界風(fēng)力對(duì)建筑物造成了任何影響。這是經(jīng)過流體力 學(xué)計(jì)算得出的最優(yōu)化型體。前庭空間的設(shè)計(jì)是上升螺旋式的，整個(gè)建 筑被玻璃覆蓋，高179.8米，面積約為41,810平方米，地上40多 層，地下一層。外覆層結(jié)構(gòu)是內(nèi)部與外界的聲學(xué)緩沖區(qū)，提供自然通 風(fēng)、采光和室外的感覺。每層樓板邊緣空出，層與層空出的空間與樓 板呈一角度，最后形成一系列的螺旋形庭。建筑的自然通風(fēng)就得益于 螺旋型前庭的空氣動(dòng)力學(xué)形式，產(chǎn)生巨大的壓力差，使每個(gè)樓層都有 自然通風(fēng)，自然通風(fēng)系統(tǒng)有效配合了中央空調(diào)系統(tǒng)，降低了建筑的運(yùn) 行成本，提高了高層辦公空間的質(zhì)量。圖一、瑞士保險(xiǎn)公司英國(guó)倫敦總部（二）光適應(yīng)性高

9、技術(shù)生態(tài)建筑德國(guó)蓋爾森基興科學(xué)園區(qū)技術(shù)研究中心（圖2），是第一次提出 了 “日光間”的設(shè)計(jì)，在建筑臨湖一面（西側(cè)）設(shè)置了一面巨大的 玻璃幕墻，幕墻后就是科學(xué)園區(qū)的“通廊”，這是一個(gè)貫通三層、寬 約10m、長(zhǎng)約300m的公共區(qū)域。這一巨大的“通廊”作為辦公樓主 體和外界之間的氣候緩沖區(qū)，也對(duì)研究中心的內(nèi)部氣候調(diào)節(jié)和提高能 源效率起到重要作用。在屋頂上有巨大的太陽(yáng)能光電板，平均每年能 夠產(chǎn)生200,000kW的電力，不僅節(jié)省了電費(fèi)，在很大程度上是對(duì)資 源的一種節(jié)省。該建筑的大廳設(shè)計(jì)思想源于中技生態(tài)建筑中常用的“日光間”， 巨大的傾斜玻璃通廊為建筑提供一個(gè)休憩的共享空間時(shí)，也成為一個(gè) 接受陽(yáng)光，緩沖

10、熱量的氣候緩沖大廳，有效地減少人工照明所需的電 力。太陽(yáng)能光電板則將光照轉(zhuǎn)化成電能。這里，兩個(gè)造型元素主要的 處理元素是“光”，當(dāng)然大廳也處理了 “熱”和“聲”這兩個(gè)物理 量。圖2、德國(guó)蓋爾森基興科學(xué)園區(qū)技術(shù)研究中心熱適應(yīng)性高技術(shù)生態(tài)建筑荷蘭德爾福特科技大學(xué)中心圖書館（圖3），這一設(shè)計(jì)是建筑、 技術(shù)、生態(tài)設(shè)計(jì)成功融合為一體的范例。對(duì)這個(gè)圖書館建筑最簡(jiǎn)潔的 描述應(yīng)該是：這是一座建立在大約100萬(wàn)本科技圖書上的風(fēng)景。它 有著透明的中央大廳、閱讀室、學(xué)習(xí)室和各種辦公室。這些空間被埋 藏在一片蔥綠的草坡下，建筑元素并不那么顯著，只是在草坡的上部 建有一個(gè)玻璃圓錐體作為建筑的標(biāo)志。圖書館最吸引人的莫過于

11、其巨 大的草坡屋頂，這是它的造型特征。這樣的屋頂有其生態(tài)上的優(yōu)點(diǎn)， 由于它的熱積聚和熱絕緣特性，在其下面的室內(nèi)空間較少受外界氣溫 波動(dòng)的影響。當(dāng)然，這一草坡屋頂并不僅僅是出于生態(tài)角度的考慮， 也是用地地形和周圍環(huán)境的直接產(chǎn)物。我國(guó)生態(tài)建筑案例分析南京鋒尚由公寓樓和別墅區(qū)組成。為了保持墓地的歷史傳統(tǒng)和當(dāng) 地文化，設(shè)計(jì)師將人們對(duì)“古老的城墻、茂盛的樹木、婉蜒流淌的護(hù) 緘河”的記憶引入到建筑中，充分運(yùn)用最具代表性的本土元素：白墻、 灰瓦、木格柵的搭配，形成色調(diào)簡(jiǎn)潔明快的現(xiàn)代中式風(fēng)格。除了鮮明的建筑特色之外，南京鋒尚最引入注目的是其生態(tài)節(jié)能 設(shè)計(jì)。建筑采用斷熱鋁合金窗框結(jié)構(gòu)，窗框內(nèi)、外鋁皮間有硬尼龍斷

12、 熱層，確保透風(fēng)系數(shù)低至0.3立方米/小時(shí)，隔絕噪音40分貝以上； 低輻射中空氬氣玻璃在保證最佳透光率的同時(shí)，留住冬季陽(yáng)光，阻擋 夏季室外輻射，雙向阻熱。電動(dòng)室外鋁合金卷簾遮陽(yáng)系統(tǒng)還提供了額 外的保護(hù)，內(nèi)部填充聚氨酯阻熱材料，在保證采光及冬季日照的前提 下，阻擋了 80%的太陽(yáng)輻射熱量，并可以通過室內(nèi)電動(dòng)按鈕自動(dòng)調(diào) 節(jié)。項(xiàng)目利用可再生能源（地?zé)岷吞?yáng)能）的地源熱泵系統(tǒng)為空調(diào)系 統(tǒng)提供冷熱源系統(tǒng)，同時(shí)提供生活熱水，比常規(guī)系統(tǒng)能耗降低30% 50%。該系統(tǒng)依靠土壤源熱泵消耗一個(gè)單位的電能，就能獲得約4 個(gè)單位的總能量，比空氣源熱泵效率更高。毛細(xì)管輻射采暖制冷空調(diào) 系統(tǒng)及置換式新風(fēng)系統(tǒng)提供非常高的舒

13、適度，同時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行比常規(guī)系 統(tǒng)節(jié)能20-30%，并且其利用的是低品位的冷熱源，與提供低品位冷 熱源的地源熱泵系統(tǒng)配合，可達(dá)到最佳節(jié)能效果。南京鋒尚運(yùn)用被動(dòng) 節(jié)能策略，積極采用先進(jìn)節(jié)能技術(shù)，把每平方米能耗指標(biāo)降低到了7 瓦。北京鋒尚采暖能耗達(dá)每平方米12.5瓦（這在當(dāng)時(shí)已經(jīng)是相當(dāng)?shù)?了，北京鋒尚的“低能耗”相當(dāng)于節(jié)能80%以上，國(guó)家建設(shè)部的目 標(biāo)是2020年全國(guó)實(shí)現(xiàn)節(jié)能65%）。而南京鋒尚通過利用太陽(yáng)能集熱 板供熱和太陽(yáng)能光伏設(shè)備發(fā)電兩種形式，滿足了整個(gè)建筑的微能耗需 求，實(shí)現(xiàn)了能源的自給自足。總而言之，生態(tài)建筑就是將建筑看成一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，本質(zhì)就是能 將數(shù)量巨大的人口整合居住在一個(gè)超級(jí)建筑中，通過組織（設(shè)計(jì)）建 筑內(nèi)外空間中的各種物態(tài)因素，使物質(zhì)、能源