试述可持续发展的生态建筑设计方法

  摘要:人类无节制地征服和掠夺自然的行为给整个自然界带来了无法弥补的损失与破坏:自然资源被大量消耗、耕地锐减、土地沙化、环境污染,已给人类自身生存造成了严重的威胁,严酷的现实促使人类进行思考、反省。本文从建设领域对可持续发展建筑的了解和分析,概述了生态建筑设计的原则,并提出了生态建筑设计的方法。

  关键词: 可持续发展;生态建筑;设计原则;设计方法

  引言

  近几年来生态建筑、绿色施工、可持续发展的建筑等名词、概念不仅仅成为一种时尚,而且已经成为建筑学发展的前沿学科。研究生态建筑的设计原则和设计方法对于建设领域实施可持续发展战略具有重要的现实意义和工程应用价值。

  1可持续建筑的定义

  可持续建筑是对可持续发展有积极贡献的建筑,是既满足当代人的需要,又不对后代人满足其需要的能力构成危害的建筑。可持续建筑观是对可持续发展思想的回应。可持续建筑观是一种全面的建筑观,它有别于一般的建筑思想,因为它强调的不纯粹是形象、风格,更主要的是强调设计思想和具体的技术,它是一场建筑思想革命。建筑的创作应寻求人工环境与自然环境和谐、共生。建筑不再是对环境的剥夺和污染,而是促进同周围环境的协调,使人类赖以生存的家园能够持续地向未来发展。

  2生态学与建筑学的有效结合

  生态学是研究生命有机体和其环境之间的相互关系的学科。生态学这个字100年前来自希腊文,意思是家或住地。生态学以生物个体、种群、群落、生态系统等不同层次的单元为研究对象,从各个侧面研究生态系统的结构与功能,深化了人类自身及其周围环境之间的关系的认识。保护人类的生活环境,顺应和保护自然生态,创造适宜人类生存与行为发展的物质环境、生物环境和社会环境,已成为当今世界具有迫切性的问题。生态建筑学的研究已是为了探讨这些问题而出现的,同时也是时代特征的表现,它既是生态学与建筑学交叉渗透的产物,又是自然学科的多学科和社会科学等多学科更大规模结合的产物。生态建筑学所要研究的基本内容首先是人与自然协调发展的基本原则下,运用生态学原理和方法,协调人、建筑与自然环境间的关系,寻求创造生态建筑环境的途径和设计方法。生态建筑学一词是由美国意大利建筑师帕欧罗・索列瑞提出的,他把生态学和建筑学两个词并为一体,提出了生态建筑学的新概念。

  3生态的建筑设计的原则

  对生态建筑的理解与衡量标准是会随着时间变化而不断发展的,但其基本的原则基于建筑在人类与自然界之间的中介地位,主要体现在4个方面:对自然生态环境的保护,尽量减少对生物圈的破坏;对使用者的关心;对于沟通人类与自然环境创造条件;面向未来发展的足够弹性。生态的建筑设计是在适当的时间、适当的条件下利用适当的技术,发展保护环境、节约资源的物质空间。根据各地不同的地形、地貌和生态环境系统,考虑节能节水、方便美观、适用等因素,为人们提供良好的生活环境。

  3.1以生态为基础进行整体规划和生态规划

  根据自然的本质属性,组织各功能分区,使建筑群的能流、物流畅通无阻;从建筑物朝向、间距、形体、绿化配置、能源的循环利用等方面考虑,建筑规划要走中小型化、花园化、智能化为一体的道路,提高绿地面积比例,降低能耗量;建筑整体规划应体现建造场地、植被的一体化;减少对资源的干扰和污染;建筑及装饰材料的选择应考虑对能源消耗和对空气、水污染的影响;全方位考虑建筑绿化,沿街绿化、楼间绿化、楼旁绿化、绿化建筑,形成多品种、多层次、立体的、广泛的绿化环境,改善建筑小气候,使人类贴近自然。在生态的建筑规划设计中要把具体建筑看成是城市建筑大系统的一部分,与城市建筑大系统相联系,使建筑内部难以消化的废物成为其它元素的资源。

  3.2注重建筑系统中物质和能量的循环使用

  建筑外表面应考虑围护结构的热效率;设计规模恰当有效的供热、通风和空调系统;充分有效地利用各种可选择的再生能源,形成与建筑空间使用配套的能源综合开发利用系统,建筑生活垃圾综合处理;从节能出发做好照明、器具设备和电气负荷的最优化设计;考虑建筑空间的建筑材料中易挥发的有机成分,尽量减少微生物生长的机会,提供新鲜的空气,建筑构造使用可循环或带有可循环材料(如钢材、铝材等)的产品,考虑建筑构件和建筑设备的再利用,尽可能减少建筑垃圾;为建筑物主人使用可循环设施提供方便,通过中水的再利用和节水装置,使生活污水排放量降到最低;建筑屋顶、地面、门窗要进行隔热处理;广泛应用建筑采暖节能、制冷节能、通风节能、照明节能等建筑节能技术。

  4生态建筑设计方法

  4.1生物设计法

  借鉴生态系统的运行规律来解决建筑与环境间的冲突,是生物设计法的主要思想。生物设计法是将建筑看作是一个生态系统,通过安排建筑内外的物质因素,以循环方式令资源、能源在系统内有序流动,获得一种低耗、高效、无污、无废、生态平衡的人工环境。其中最为著名的是美国风景建筑师麦克哈格提出的“生态设计方法”。可以从4个方面进行:自然过程调查,视自然过程为资源,进行资源信息调查;生态因子调查,广泛收集规划区域内的自然和人文资料,进行资源信息调查;生态因子的分析综合,先对各种因素进行分类分级,构成单因素图;再根据具体要求用图叠技术进行叠加或用计算机技术归纳出各种综合图;结果表述,对各主要因素及各种资源开发利用方式进行适宜度分析,确定最优的利用方式

  4.2气候设计法

  气候是生态建筑设计的原点。建筑适应气候要求的特征,在“自力更生”最大限度庇护人类的同时,也顺应和保护了人类的生存环境。气候设计法是指在建筑设计中以气候为参照物,选择和创造与场地气候相适应的材料、构造、建筑形式和自然能源的利用方式,其设计的生态意义在于影响建筑的舒适度和能源利用方式。气候设计法重点突出气候调节被动系统的设计,并从更高的技术起点来增强对自然能源的利用,其具体手法包括:①生物-气候方法,1963年,《设计结合气候:建筑地方主义的生物气候方法研究》一书中,概括了20世纪60年代之前的建筑设计与气候、地域关系的各种成果,提出了“生物气候地方主义”的设计理论和方法。“生物气候地方主义”方法从影响人体的生物舒适感觉的因素出发分析气候、地域和人体生物感觉之间的关系,进而确定可能采用的设计策略。奥戈雅的方法建立在建筑物理知识和数据分析的基础上,寻找解决问题的途径,并试图建立起一种通用的设计模式,具有科学化、理性化的特点。但对建筑师而言,操作过程较为复杂,对环境中的多样性估计不足。②针对上述方法的不足,气候设计的另一个设计方法,就是重新挖掘和评价地方传统经验和建筑做法,找到典型的气候适应设计模式。通常在一定的地区范围内,气候是比较稳定的外在条件,对地域建筑气候设计分析研究,可以为同一个地区或相似地区的建筑的气候经验设计提供参照。借助于现代管理学和人体科学的成果,对传统地域建筑中的生态设计策略进行充分的分析和评估;直接采用、修改或发展这些策略,使其符合现代设计和生活要求。

  结语

  总而言之,我国是一个人口大国,面临着许多的问题,环境状况令人堪忧,中国的资源相对匮乏。因此,可持续发展已经成为社会发展的主要问题,建筑的可持续发展已经成为建筑界的共识。如果我们能够从生态建筑设计出发,完全可以避免发达国家已经犯过的错误,避免今后对大量已建工程的改造,减少有限资源的耗费。

  参考文献

  [1]徐子苹,刘少瑜. 英国建筑研究所环境评估法BREEAM引介[J]. 新建筑,2002,01:53-56.

  [2]李道增,王朝晖. 迈向可持续建筑[J]. 建筑学报,2000,12:4-8.

  [3]王富平,栗德祥. 绿化技术在生态建筑设计中的集成应用[J]. 建筑学报,2007,09:1-6.

  摘要:人类无节制地征服和掠夺自然的行为给整个自然界带来了无法弥补的损失与破坏:自然资源被大量消耗、耕地锐减、土地沙化、环境污染,已给人类自身生存造成了严重的威胁,严酷的现实促使人类进行思考、反省。本文从建设领域对可持续发展建筑的了解和分析,概述了生态建筑设计的原则,并提出了生态建筑设计的方法。

  关键词: 可持续发展;生态建筑;设计原则;设计方法

  引言

  近几年来生态建筑、绿色施工、可持续发展的建筑等名词、概念不仅仅成为一种时尚,而且已经成为建筑学发展的前沿学科。研究生态建筑的设计原则和设计方法对于建设领域实施可持续发展战略具有重要的现实意义和工程应用价值。

  1可持续建筑的定义

  可持续建筑是对可持续发展有积极贡献的建筑,是既满足当代人的需要,又不对后代人满足其需要的能力构成危害的建筑。可持续建筑观是对可持续发展思想的回应。可持续建筑观是一种全面的建筑观,它有别于一般的建筑思想,因为它强调的不纯粹是形象、风格,更主要的是强调设计思想和具体的技术,它是一场建筑思想革命。建筑的创作应寻求人工环境与自然环境和谐、共生。建筑不再是对环境的剥夺和污染,而是促进同周围环境的协调,使人类赖以生存的家园能够持续地向未来发展。

  2生态学与建筑学的有效结合

  生态学是研究生命有机体和其环境之间的相互关系的学科。生态学这个字100年前来自希腊文,意思是家或住地。生态学以生物个体、种群、群落、生态系统等不同层次的单元为研究对象,从各个侧面研究生态系统的结构与功能,深化了人类自身及其周围环境之间的关系的认识。保护人类的生活环境,顺应和保护自然生态,创造适宜人类生存与行为发展的物质环境、生物环境和社会环境,已成为当今世界具有迫切性的问题。生态建筑学的研究已是为了探讨这些问题而出现的,同时也是时代特征的表现,它既是生态学与建筑学交叉渗透的产物,又是自然学科的多学科和社会科学等多学科更大规模结合的产物。生态建筑学所要研究的基本内容首先是人与自然协调发展的基本原则下,运用生态学原理和方法,协调人、建筑与自然环境间的关系,寻求创造生态建筑环境的途径和设计方法。生态建筑学一词是由美国意大利建筑师帕欧罗・索列瑞提出的,他把生态学和建筑学两个词并为一体,提出了生态建筑学的新概念。

  3生态的建筑设计的原则

  对生态建筑的理解与衡量标准是会随着时间变化而不断发展的,但其基本的原则基于建筑在人类与自然界之间的中介地位,主要体现在4个方面:对自然生态环境的保护,尽量减少对生物圈的破坏;对使用者的关心;对于沟通人类与自然环境创造条件;面向未来发展的足够弹性。生态的建筑设计是在适当的时间、适当的条件下利用适当的技术,发展保护环境、节约资源的物质空间。根据各地不同的地形、地貌和生态环境系统,考虑节能节水、方便美观、适用等因素,为人们提供良好的生活环境。

  3.1以生态为基础进行整体规划和生态规划

  根据自然的本质属性,组织各功能分区,使建筑群的能流、物流畅通无阻;从建筑物朝向、间距、形体、绿化配置、能源的循环利用等方面考虑,建筑规划要走中小型化、花园化、智能化为一体的道路,提高绿地面积比例,降低能耗量;建筑整体规划应体现建造场地、植被的一体化;减少对资源的干扰和污染;建筑及装饰材料的选择应考虑对能源消耗和对空气、水污染的影响;全方位考虑建筑绿化,沿街绿化、楼间绿化、楼旁绿化、绿化建筑,形成多品种、多层次、立体的、广泛的绿化环境,改善建筑小气候,使人类贴近自然。在生态的建筑规划设计中要把具体建筑看成是城市建筑大系统的一部分,与城市建筑大系统相联系,使建筑内部难以消化的废物成为其它元素的资源。

  3.2注重建筑系统中物质和能量的循环使用

  建筑外表面应考虑围护结构的热效率;设计规模恰当有效的供热、通风和空调系统;充分有效地利用各种可选择的再生能源,形成与建筑空间使用配套的能源综合开发利用系统,建筑生活垃圾综合处理;从节能出发做好照明、器具设备和电气负荷的最优化设计;考虑建筑空间的建筑材料中易挥发的有机成分,尽量减少微生物生长的机会,提供新鲜的空气,建筑构造使用可循环或带有可循环材料(如钢材、铝材等)的产品,考虑建筑构件和建筑设备的再利用,尽可能减少建筑垃圾;为建筑物主人使用可循环设施提供方便,通过中水的再利用和节水装置,使生活污水排放量降到最低;建筑屋顶、地面、门窗要进行隔热处理;广泛应用建筑采暖节能、制冷节能、通风节能、照明节能等建筑节能技术。

  4生态建筑设计方法

  4.1生物设计法

  借鉴生态系统的运行规律来解决建筑与环境间的冲突,是生物设计法的主要思想。生物设计法是将建筑看作是一个生态系统,通过安排建筑内外的物质因素,以循环方式令资源、能源在系统内有序流动,获得一种低耗、高效、无污、无废、生态平衡的人工环境。其中最为著名的是美国风景建筑师麦克哈格提出的“生态设计方法”。可以从4个方面进行:自然过程调查,视自然过程为资源,进行资源信息调查;生态因子调查,广泛收集规划区域内的自然和人文资料,进行资源信息调查;生态因子的分析综合,先对各种因素进行分类分级,构成单因素图;再根据具体要求用图叠技术进行叠加或用计算机技术归纳出各种综合图;结果表述,对各主要因素及各种资源开发利用方式进行适宜度分析,确定最优的利用方式

  4.2气候设计法

  气候是生态建筑设计的原点。建筑适应气候要求的特征,在“自力更生”最大限度庇护人类的同时,也顺应和保护了人类的生存环境。气候设计法是指在建筑设计中以气候为参照物,选择和创造与场地气候相适应的材料、构造、建筑形式和自然能源的利用方式,其设计的生态意义在于影响建筑的舒适度和能源利用方式。气候设计法重点突出气候调节被动系统的设计,并从更高的技术起点来增强对自然能源的利用,其具体手法包括:①生物-气候方法,1963年,《设计结合气候:建筑地方主义的生物气候方法研究》一书中,概括了20世纪60年代之前的建筑设计与气候、地域关系的各种成果,提出了“生物气候地方主义”的设计理论和方法。“生物气候地方主义”方法从影响人体的生物舒适感觉的因素出发分析气候、地域和人体生物感觉之间的关系,进而确定可能采用的设计策略。奥戈雅的方法建立在建筑物理知识和数据分析的基础上,寻找解决问题的途径,并试图建立起一种通用的设计模式,具有科学化、理性化的特点。但对建筑师而言,操作过程较为复杂,对环境中的多样性估计不足。②针对上述方法的不足,气候设计的另一个设计方法,就是重新挖掘和评价地方传统经验和建筑做法,找到典型的气候适应设计模式。通常在一定的地区范围内,气候是比较稳定的外在条件,对地域建筑气候设计分析研究,可以为同一个地区或相似地区的建筑的气候经验设计提供参照。借助于现代管理学和人体科学的成果,对传统地域建筑中的生态设计策略进行充分的分析和评估;直接采用、修改或发展这些策略,使其符合现代设计和生活要求。

  结语

  总而言之,我国是一个人口大国,面临着许多的问题,环境状况令人堪忧,中国的资源相对匮乏。因此,可持续发展已经成为社会发展的主要问题,建筑的可持续发展已经成为建筑界的共识。如果我们能够从生态建筑设计出发,完全可以避免发达国家已经犯过的错误,避免今后对大量已建工程的改造,减少有限资源的耗费。

  参考文献

  [1]徐子苹,刘少瑜. 英国建筑研究所环境评估法BREEAM引介[J]. 新建筑,2002,01:53-56.

  [2]李道增,王朝晖. 迈向可持续建筑[J]. 建筑学报,2000,12:4-8.

  [3]王富平,栗德祥. 绿化技术在生态建筑设计中的集成应用[J]. 建筑学报,2007,09:1-6.


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