可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)建筑

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1 概述

　　當今世界，人口劇增，資源銳減，生態(tài)失衡，境遭到嚴重破壞，人類生存和發(fā)展與全球的環(huán)境問題愈演愈烈，生態(tài)危機幾乎到了一觸即發(fā)的程度。在嚴峻的現(xiàn)實面前，人們不得不重新審視和評判我們現(xiàn)時正奉為信條的城市發(fā)展觀和價值系統(tǒng)。

　　為了建筑、城市、景觀環(huán)境的“可持續(xù)”，建筑學、城市規(guī)劃學、景觀建筑學學科開始了可持續(xù)人類聚居環(huán)境建設的思考。許多有識之士逐漸認識到人類本身是自然系統(tǒng)的一部分，它與其支撐的環(huán)境休戚相關。在城市發(fā)展和建設過程中，必須優(yōu)先考慮生態(tài)問題，并將其置于與經(jīng)濟和社會發(fā)展同等重要的地位上；同時，還要進一步高瞻遠矚，通盤考慮有限資源的合理利用問題，即我們今天的發(fā)展應該是“滿足當前的需要又不削弱子孫后代滿足其需要能力的發(fā)展”。這就是1992年聯(lián)合國環(huán)境和發(fā)展大會“里約熱內盧宣言”提出的可持續(xù)發(fā)展思想的基本內涵，它是人類社會的共同選擇，也是我們一切行為的準則。建筑及其建成環(huán)境在人類對自然環(huán)境的影響方面扮演著重要角色，因此，符合可持續(xù)發(fā)展原理的設計需要對資源和能源的使用效率、對健康的影響、對材料的選擇等方面進行綜合思考，從而使其滿足可持續(xù)發(fā)展原則的要求。近幾年提出的生態(tài)建筑及生態(tài)城市的建設理論，就是以自然生態(tài)原則為依據(jù)，探索人、建筑、自然三者之間的關系，為人類塑造一個最為舒適合理且可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境的理論。生態(tài)建筑是21世紀建筑設計發(fā)展的方向。

　　2 生態(tài)建筑設計準則

　　一般來講，生態(tài)是指人與自然的關系，那么生態(tài)建筑就應該處理好人、建筑和自然三者之間的關系，它既要為人創(chuàng)造一個舒適的空間小環(huán)境（即健康宜人的溫度、濕度、清潔的空氣、好的光環(huán)境、聲環(huán)境及具有長效多適的靈活開敞的空間等）；同時又要保護好周圍的大環(huán)境——自然環(huán)境 （即對自然界的索取要少、且對自然環(huán)境的負面影響要?。＿@其中，前者主要指對自然資源的少費多用，包括節(jié)約土地，在能源和材料的選擇上，貫徹減少使用、重復使用、循環(huán)使用以及用可再生資源替代不可生資源等原則。后者主要是減少排放和妥善處理有害廢棄物（包括固體垃圾、污水、有害氣體） 以及減少光污染、聲污染等等。對小環(huán)境的保護則體現(xiàn)在從建筑物的建造、使用，直至壽命終結后的全過程。以建筑設計為著眼點，生態(tài)建筑主要表現(xiàn)為：利用太陽能等可再生能源，注重自然通風，自然采光與遮陰，為改善小氣候采用多種綠化方式，為增強空間適應性采用大跨度輕型結構，水的循環(huán)利用，垃圾分類、處理以及充分利用建筑廢棄物等。僅以上幾個方面就可以看出，不論哪方面都需要多工種的配合，需要結構、設備、園林等工種，建筑物理、建筑材料等學科的通力協(xié)作才能得以實現(xiàn)。這其中建筑師起著統(tǒng)領作用，建筑師必須以生態(tài)的觀念、整合的觀念，從整體上進行構思。

　　恩格斯指出：“自然的歷史和人的歷史是相互制約的”。因此，建筑師在進行設計時必須要在關注人類社會自身發(fā)展的同時，關注并尊重自然規(guī)律，絕不能以犧牲地區(qū)環(huán)境品質和未來發(fā)展所需的生態(tài)資源為代價，用“向后代借資源”的方式求取局部的利益和發(fā)展?，F(xiàn)代意義上的生態(tài)建筑，是指根據(jù)當?shù)刈匀簧鷳B(tài)環(huán)境，運用生態(tài)學、建筑技術科學的原理，采用現(xiàn)代科學手段，合理地安排并組織建筑與其它領域相關因素之間的關系，使其與環(huán)境之間成為一個有機組合體的構筑物。

　　3 生態(tài)建筑設計的道德基礎

　　20世紀50年代以來，建筑設計逐漸忘了以往那種與自然生態(tài)條件相匹配的形式。例如，不顧生物氣候特征，把一切建筑物降溫或采暖的任務交給了大量耗費能量和技術資源的全面空氣調節(jié)來解決。在建筑師把他的責任給機械工程師的同時，其設計已不再受到自然要素的制約，而是依賴技術和高能量的輸入。其直接結果是破壞了許多城市歷史上極富特色的景觀，千城一面，更嚴重的是，當一些發(fā)達國家意識到這一危機時，這種非持續(xù)性的建筑形式卻在許多發(fā)展中國家（包括中國） 被尊奉為“現(xiàn)代化”和時代進步的象征。70年代的石油危機曾經(jīng)震動了全球，而羅馬俱樂部那份著名的報告“增長的極限”則使這一震動長久地保持了下來。于是，我們認識到人類必須在發(fā)展中學會克制自己無窮無盡的欲望，否則將有可能遭到自然界的無情報復。因此，應當將我們這一代的即時利益與整個人類的長遠利益結合起來，公正合理地與他人分享我們這個地球上有限的資源；同時還應當最大限度地杜絕資源浪費和環(huán)境污染，這樣才有可能為后人留下一片靜溢而富腴的樂土，使人類能夠長久地生存下去。很顯然，這一思想的出現(xiàn)不僅基于人們對環(huán)境及生態(tài)問題的深刻認識，也與存在于人類意識深處的道德觀念密切相關。因為只有如此，人們才會將對于社會的終極關懷放在人類長遠及整體利益之上。

　　4 生態(tài)建筑的實例介紹

　　實例一、馬來西亞米那亞大廈

　?。?）主要（生態(tài)）設計特征：a.空中花園從一個三層高的植物綠化護堤開始，沿建筑表面螺旋上升。(平面中每三層凹進一次，設置空中花園，直至建筑屋頂）。b.中庭使涼空氣能通過建筑的過度空間。c.綠化種植為建筑提供陰影和富氧環(huán)境空間。d.曲面玻璃墻在南北兩面為建筑調整日輻射得熱量。構造細部使淺綠色的玻璃成為通風濾過器，從而使室內不至于完全被封閉。e.每層辦公室都設有外陽臺和通高的推拉玻璃門以便控制自然通風的程度。f.所有樓梯電梯和衛(wèi)生間都是自然采光和通風。g.屋頂露臺由鋼和鋁的支架結構所覆蓋，它同時為屋頂游泳池及頂層體育館的曲屋頂（遠期有安裝太陽能電池的可能性）提供遮陽和自然采光。h.被圍和的房間形成一個核心桶，通過交流空間的設置消除了黑暗空間。i.一套自動檢測系統(tǒng)被用于減少設備和空調系統(tǒng)的能耗。

　　（2）具體應用：a.天然和人工照明：反射和半反射的薄板和天窗將允許陽光在冬天透射入房間，而在夏天則被反射出去，減少建筑物的能源消耗。雙面照明和人工照明將以高效燈具和裝置為基礎，由一個調光系統(tǒng)控制，能根據(jù)室內的實際照明需要，并結合天然照明度來調整燈光強度。房間無人時，控制系統(tǒng)將自動關燈。b. HVAC（暖氣、通風和空調）系統(tǒng)：舒適的暖氣條件由主通風（通過一個置換通風系統(tǒng))和輻射天花板系統(tǒng)提供。輕質輻射天花板可令冬天氣溫較高，夏天則較低，從而減少能耗；而且，當房間中人很少或無人時，感應器可調節(jié)氣流和天花板溫度，避免不必要的能耗。c.（氣、電、冷）三生系統(tǒng)：煤氣發(fā)動機是這棟大樓能源系統(tǒng)的核心。它們與發(fā)電機結合，生產(chǎn)大部分所需的電能。發(fā)動機廢熱在冬天被用于供暖，夏天則通過吸冷器放冷氣，并用于全年的熱水生產(chǎn)。和中國其他同等體積的建筑相比，它的設計可以節(jié)能70%。2004年，總部坐落在美國的世界可再生能源委員會將“年度杰出建筑師獎”頒發(fā)給了建筑師Cucinella。

　　實例二、赫斯特塔樓

　　當赫斯特公司的2000名雇員重返他們在建筑師諾曼·福斯特主持下耗資5億美元擴建的總部時，首先走進一個清新的大廳，這里的空氣已經(jīng)經(jīng)過過濾。休息大廳的輻射石地板在冬季可產(chǎn)生熱量并在夏季吸收熱量。雇員們可乘自動扶梯穿過一個三層樓高的刻紋裝飾的瀑布，其功能是為大廳增濕并降溫。大樓的窗戶用的是比利時生產(chǎn)的涂層玻璃，在將太陽熱輻射屏蔽的同時起到透光的作用。內墻設計的最小化使得哪怕沒有在臨窗辦公室工作的人都可以分享到陽光。

　　赫斯特塔樓的斜紋格子框架比同樣大小的傳統(tǒng)框架要少用20%的鋼材。結構鋼材中的85%以上是可回收材料。地板和天花板的方磚也是用可回收材料制造的。赫斯特塔樓大廳主要依靠輻射石地板來調節(jié)冷熱。埋在地板里的管線將熱水從循環(huán)系統(tǒng)中泵出，產(chǎn)生的熱量可在地板上6英尺高的空間中形成一個舒適空間。炎熱的季節(jié)，冷水被泵出，以吸收陽光照射在地板上產(chǎn)生的熱量。建筑的屋頂設計成可收集雨水的結構，收集的雨水會被儲存在地下室里一個14000加侖的回收水箱中，用于補充辦公室空調系統(tǒng)中蒸發(fā)的水分。這些水還被注入一個特殊的抽水系統(tǒng)，用于澆灌建筑物外的植物和樹木——以及大廳里的水雕塑：“冰瀑”。

　　結語

　　建筑領域內，從德國托馬斯《太陽能在建筑與城市規(guī)劃中的應用》一書出版到近年來美國建筑界的綠色建筑運動，從北京大興義和莊的“新能源村”建設到國外在生態(tài)高技術下建造的各種形式的生態(tài)建筑，可以說，生態(tài)建筑的發(fā)展在理論上、技術上以及建筑設計的實踐上都取得可喜的成就。隨著世界性的生態(tài)觀念和共識的逐步形成，我國政府將“可持續(xù)發(fā)展”確定為基本國策。人們對建筑的生態(tài)屬性和人文內涵的認識逐漸有了較大的觀念轉變，將建筑設計中的生態(tài)環(huán)境品質提到了空前重要的高度，在生態(tài)建筑研究方面有所建樹，并在實施中取得顯著成效。生態(tài)建筑設計反映了生態(tài)優(yōu)先原則和跨世紀可持續(xù)發(fā)展的時代精神。我國大規(guī)模的建設需要大量的能源，因而節(jié)約能源早已成為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。為此，我們應認真借鑒國內外有益經(jīng)驗，積極推廣立足于對資源的節(jié)約、再利用、循環(huán)生產(chǎn)的生態(tài)建筑，為我們的子孫后代多留一片純凈的藍天綠水！