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城市生态建筑设计策略研究

【摘要】：随着人类生活与自然矛盾的日益突出，地球生态平衡遭到的破坏愈演愈重，资源的日益枯竭、人们居住坏境的日益恶化等等均遭到了巨大的挑战。面对日益恶化的环境状况，人们开始重新审视人与自然、与建筑以及与自然环境的关系，认识到只有与环境和平相处共融的生态建筑才是未来城市生态建筑的发展方向。因此对生态学和可持续发展的建筑需求越来越迫切。本文从当前社会建筑的发展状况出发，通过生态建筑存在的必要性和环境、建筑之间制约平衡关系的论述，应用建筑的生态气候设计策略与生态建筑理论发展的研究，分析国内外生态建筑的实践，从而从建筑设计与环境原则不同层面上论证我国城市生态建筑的研究策略。

【关键词】：城市生态建筑；生态建筑设计；环境

前言： 工业革命至今的200多年时间里，人类无节制地征服、掠夺自然的扩张行为给整个自然界带来了无法恢复的损失与破坏，同时也给自身生存带来了严重的威胁。在20世纪70年代的石油危机之后，全球范围内保护生态环境、建设绿色家园的呼声日渐高涨，对“生态学”、“可持续发展”的研究也在世界各国迅速开展起来。1987年联合国世界环境发展委员会提出了“可持续发展”的概念，制定了“既满足当代人需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展”的原则。近年来，“生态建筑”、“绿色建筑”、“可持续发展的建筑设计”等名词、概念在建筑界不仅成为一种时尚，而且确实已成为建筑学科发展的前沿，也是人类理智和文明的升华。

一、生态建筑的概念

所谓生态建筑设计就是运用生态学的思想， 按照以人为本的设计理论， 从人、建筑、自然所构成的整体环境出发，设计出能够实现人、建筑、自然三者和谐统一的最优关系的建筑， 使建筑与环境之间成为一个有机的结合体， 它既要为人创造一个舒适的空间小环境， 同时又要保护周围的大环境生态建筑是史高层次上的回归自然， 它依赖于许多相关技术的最新发展， 以及根据具体条件对这种技术的最佳搭配，无论使用何种技术一定要将建筑作为一个有生命的机体。形成一个与自然生态相平衡的良性循环体系 ，使物质能源在建筑生态系统内部有序地循环利用，获得一种高效、低耗、少废、少污、生态平衡的建筑环境。生态建筑主要具有以下三个方面的特征：

（1）能利用再生资源。节能的技术原理是通过蓄热等措施减少能源消耗，提高能源的使用效率，并充分利用可再生的自然资源，包括太阳能、风能、水利能、海洋能、生物能等。减少不可再生资源的依赖，在建筑设计中结合不同的气候特点，依据太阳的运行规律和风的形成规律，利用太阳光和通风等竹能措施达到减少能耗，应用材料的蓄热和绝热性能，提高维护结构的保温和隔热性能1。

（2）材料的再生利用使用再生或可循环利用的材料和资源。

（3）减少废物排放，避免向外界环境排放有毒有害的污染物。通过各种手段在排放之前进行无害化处理同时，应考虑建筑物周边环境对人们健康的影响以及建筑物室内环境对居住者健康的危害等因索2。

二、生态建筑存在的必要性

现代建筑设计理念存在的最主要问题是能源与环境问题，但是在很多因素的综合影响下，能源与环境问题并没有成为人们建筑设计中首要考虑因素。因而造成了以牺牲环境为代价的建筑设计。这种建筑设计不仅消耗了大量的自然资源，而且违背了生态建筑的原则。

因此，要想完成适应气候的生态建筑，首要任务是要确定建筑所处地区的气候环境，涵盖温度、湿度、降雨量、日照、以及风速等众多影响因素。由于不同区域的气候差异各不相同，因而寻求一个因地制宜的气候策略对生态建筑来说是至关重要的。

适宜生态建筑的设计目的有两个：（1）节约资源，设计一个可持续发展的建筑；3（2）提高建筑室内的舒适度。气候适应策略包括：被动式太阳能利用、自然通风、夜间通风、提高围护结构的保温或者隔热能力、主动或被动蒸发降温。适宜气候策略不仅能够提高建筑的室内热舒适度，同时也因小投资技术的选择避免了浪费，从而更有利于实现可持续发展战略里的生态建筑发展战略。因此分析不同地区的气候适应策略，成为生态建筑过程当中必不可少的重要策略手段。

三、生态建筑的设计原则和技术策略

生态建筑历经数十年的实践，逐渐形成了一些重要的设计思想、原则、方法。如健康原则、环境原则、人文原则等。其中最重要的是节约原则，亦即著名的3R原则———Reduce（质与能量的消耗及效率的高低）、Reuse（重复使用）、Recycle（循环使用及重复使用）。4强调节约能源，如设计中使能源使用集约化，运用建筑热工原理节约能源，利用高技术营造低能耗的环境，结合气候进行设计，充分利用自然通风，运用新材料、新构造、新建筑体系，降低建筑内耗能量，合理利用气候和阳光等自然能源因素。

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。在实践中的生态城市设计和建筑设计应当遵循以下原则：

1）注意与自然环境的结合和协作，使人的行为与自然环境的发展取得同等地位，这是生态设计的最基本内涵。它首先要求建筑师调整自己的心态，正确地认识到建筑作品仅仅是环境中的一分子，以一种谦逊的姿态处理与环境的关系，给予自然环境以更多的关心。

2）善于因地制宜地利用一切可以利用的因素和高效地利用自然资源。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。其次是建筑节能和生态平衡，也就是减少各种资源和材料的消耗，如太阳能的利用和建筑保温材料就是针对这方面研究的。 3）减少人工层次，更加注意自然环境设计。要对自然生态环境的特点和规律加强重视，确定“整体优先”和“生态优先”的原则，减少人工层次，加强自然环境的利用，使人工环境和自然环境有机交融。

4）注重生态建筑的地方性。任何一个区域规划、城市建设或者单体建筑项目，都必须建立在对特定地方条件的分析和评价的基础之上，其中包括地域气候特征、地理因素、地方文化与风俗、建筑肌理特征、有利于环境持续性的各种能源分布，如地方建筑材料的利用强度和持久性，以及当地的各种限制条件等等[5]。

5）具有足够的弹性，以包容未来科技的应用与发展。可持续的概念是一种动态的思想，体现在生态建筑中就是建筑应具有足够的弹性，以适应未来的发展。这就体现在对建筑结构、建筑设备等灵活性的要求上。

根据以上原则，生态建筑设计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，其具体途径和方式、方法非常丰富，蕴含着广阔的创造性生机。

结语： 总而言之，生态住宅的构建不仅仅需要科学技术的进步，更离不开相关政策和政府的大力支持与提倡。因此，只有充分有效的利用当代建筑学、当代建筑学理论、当代建筑科技学、生态学、可持续发展学以及其他相关的科学技术成果，从科学技术、自然环境、国民经济、可利用能源等多个角度出发系统可观的评价与设计住宅区的室内外环境，从而更加客观有效地诠释生态建筑的意义。

参考文献：

1 欧阳东.生态建筑节能设计研究[J].建筑电气专刊， 2006，（1）： 19- 22.

2 李晓丹.关于生态住宅的几点思考[J].建筑经济， 2006， （6）：73- 75.

3 王海松， 莫弘之， 沈斌.生态建筑集成设计体系研究[J].建筑学报， 2007， （9）： 14- 17.

4 李雪平.浅议绿色建筑设计[J].工业建筑， 2006， 36（ 增刊） ：68- 70.

[5] 王富平， 粟德详.绿化技术在生态建筑中的集成应用[J].建筑学报， 2007， （9）

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