試論生态建築設計方法初探

2019-01-04 作者:admin 來源:未知 浏覽:

    建築業的發展在某些方面提高了人們的生活質量,也裝點了城市環境。然而任何建築都會消耗到大量能源和材料,而且在使用過程中仍會不斷消耗下去。面對如此狀況,有責任心的建築師們不斷探索建築的可持續發展問題。生态建築是現代提出來的一個新概念,就是使用生态學原理和方法,以人、建築、自然和社會協調發展為目标,有節制地利用和改造自然,尋求最适合人類生存和發展的生态建築環境,将建築環境作為一個有機的、具有結構和功能的整體系統來看待。
   生态建築從設計手法上,可分為三個類型:(1)從建築所在地域出發,提倡利用本地材料和傳統技術的鄉土地方設計手法;(2)既重視地方性,又适當地引入“适宜技術”的設計手法;(3)結合當地自然生态條件與最新生态理論,充分利用新技術和新材料來解決生态問題的高技術設計方法。這三種手法有一個共同點,都是從當地的具體生态環境出發進行設計,所不同的是對技術的應用觀念與方式。

l鄉土的生态建築
這種建築類型需要建築師了解環境地理現狀,學習并繼承傳統建築中蘊含的生态智慧,不依賴耗能設備,而在建築形式、空間、布局和構造上采取措施,以改善建築環境,實現微氣候建構。印度建築大師查爾斯·柯裡亞的作品對該思想作了有力的注釋。他注重對當地氣候的研究,提出了“形式追随氣候”的口号。柯氏認為:在熱帶氣候條件下,空間本身就像鋼筋水泥一樣也是一種資源。為解決幹熱氣候下建築遮陽和通風,柯裡亞提出了“開敞空間”和“管式住宅”兩個命題。他于1963年設計的甘地紀念博物館,其靈活的平面布置,空間的滲透與穿插,庭院的介入及其對氣候的調節等等都反映了“開敞空間”的命題。“管式住宅”是把煙囪拔風原理應用于剖面設計中,在低層高密度的住宅群體中,既可創造小型化的陰影戶外空間,又有效地解決了室内空氣流通的問題,并産生了直接反映氣候特征的建築形象。

2适宜技術的生态建築
這種建築類型以馬來西亞的楊經文先生為代表。他從生物氣候學的角度研究建築設計,适當采用新技術與新材料,在高層建築設計上嘗試利用自然能源并建構良性微氣候。他稱之為生态氣候學(Bioclimatic),其具體目标是滿足人的舒适和精神需求以及降低建築能耗。他在熱帶高層建築設計中運用生物氣候學所采用的方法,大體上有下列幾個方面:
(1)在高層建築的表面和中間的開敞空間中進行綠化;
(2)沿高層建築的外面設置了不同凹入深度的過渡空間,
(3)在屋頂上設置固定的遮陽格片,楊經文目宅外觀
(4)創造通風條件加強室内空氣對流,降低由日曬引起的升溫;
(5)平面處理上主張把交通核設置在建築物的一側或兩側;
(6)外牆的處理上除了做好隔熱,他還通過研究,建議采用牆面水花系統。楊經文認為通過這些措施,在熱帶地區的高層建築可節省運轉能耗的40%。

3生态高技建築
生态高技建築是同周圍生态環境協同發展、具有可持續性特點的高技術建築,是對當今生态危機的一種積極、主動并且有效的解決之道,因而是高技術建築未來發展的方向。生态高技建築的創作,要求建築師具有更高的綜合素質,不但要掌握被動式生态設計方法的精髓,更要關注相關領域的最新生态型技術發展方向,根據地域的自然生态環境特征,主動地應用高新技術手段,對建築的物理性質(光線控制、通風控制、溫濕度控制以及建築新材料特性等)進行最優化配置,合理地安排并組織建築與其他相關環境因素之間的聯系,使建築與外界環境統一成為一個有機的、互動的整體。
生态高技建築對于建築微氣候的關注可以具體歸結為以下三方面:一是适宜的室内濕度和溫度,滿足人體熱舒适及健康的要求;二是盡可能多地獲得自然采光(減少人工照明的能耗);三是最大限度地獲得自然通風(減少空調能耗)。通過最高效的人工技術手段來實現以上目标,或達到各要素之間的平衡就成為生态高技建築師不懈追求的方向。其具體的設計手法是:
(1)引入綠色植物創宜人的景觀
結合建築構造技術和先進的電腦控制技術,生态高技建築能夠将綠色生态體系“移植”到建築内部,使建築内部有良好的室内氣候條件和較強的生物氣候調節能力,創造出田園般的舒适環境。諾曼·福斯特事務所設計的法蘭克福商業銀行總部大廈,成功地将自然景觀引入超高層集中式辦公建築中,被稱為世界上第一座“生态型”超高層建築。福斯特設計了9個14.03m高的花園,沿9層高的中央通風大廳盤旋而上,花園外側面為電控調節開啟程度的雙層玻璃幕牆,花園面對大廳完全敞開,根據方位種植各種植物和花草,這樣可以給建築内的每一個辦公室都帶來令人感到愉快和舒适的自然綠色景觀,并獲得自然通風,還可以使陽光最大限度地進入建築内部。

(2)盡可能多地獲得自然采光
屋頂是光線進入室内的主要途徑,于是各種光線收集、反射構件被應用于屋頂形式。如皮亞諾設計的戴姆勒·克萊斯勒汽車公司新設計中心由七個長短不一的扇形體量交疊在一起,屋頂交界處是一片傾斜的天窗,為室内提供照明。柏林國會大廈的改建的穹頂也是一個新型的采光裝置。中庭是中高層建築中光線進入的主要通道,在生态高技建築中可以看到大量采光中庭。陽光由中庭滲入建築,通過陽光收集、反射裝置達到内部空間。與這個開敞空間相連的房間不僅可以減少一半的熱量流失,同時減少制冷需耗。
(3)最大限度獲得自然通風
生态高技建築師們利用風壓、熱壓以及機械輔助的手段盡可能地獲得自然通風。在基寶文化中心的設計中,皮亞諾設計了一套十分有效的被動通風系統。由于當地氣候炎熱潮濕,常年多風。因此最大限度地利用自然通風來降溫、降濕便成為适應當地氣候、注重生态環境的核心技術。其原理是采用雙層結構,使空氣可以自由地在弓形表面與垂直表面之間對流,而建築外殼上的開口則是用于吸納海風,或者引導建築所需的對流。針對不同風速和風向,通過調節百葉窗的開合和不同方向上百葉的配合來控制室内氣流。

另外,生态高技建築師們還充分利用新材料、新能源等為生态建築服務,如低輻射中空玻璃等新型玻璃以及太陽能光電材料等在建築上的應用,大大降低了能耗。
綜上所述,生态建築必将是2l世紀最具有代表性、時代感的建築形式之一。如今生态學原理已廣泛地滲透到建築設計中的許多方面,可以說我國的建築師們面對未來,有勇氣、有能力設計出适于我國國情的生态建築,創造與自然、人、社會融為一體的人類居住環境和綠色建築空間。