淺談生態(tài)建筑學(xué)及其應(yīng)用

劉云鵬

摘要：20世紀(jì)以來，人類對(duì)高品質(zhì)生活的追求與環(huán)境污染日益嚴(yán)重形成了巨大的矛盾，生態(tài)建筑學(xué)的理念應(yīng)運(yùn)而生。隨著世界范圍內(nèi)城市化進(jìn)程的加深，城市中土地資源不足的缺點(diǎn)開始顯現(xiàn)，而高層建筑的出現(xiàn)則有效的緩解了這種情況。但是由于高層建筑自身的特點(diǎn)，其對(duì)周邊環(huán)境存在一些不利影響，因此，從提高人們生活質(zhì)量的角度出發(fā)，將生態(tài)建筑學(xué)運(yùn)用到高層建筑設(shè)計(jì)中刻不容緩。本文簡(jiǎn)要闡述了生態(tài)建筑學(xué)的概念，其主要研究對(duì)象、研究目的與基本原則，同時(shí)簡(jiǎn)要介紹了風(fēng)水學(xué)中存在的與生態(tài)建筑學(xué)相類似的理念以及如何將生態(tài)建筑學(xué)的知識(shí)科學(xué)地運(yùn)用到高層建筑的設(shè)計(jì)中。

關(guān)鍵詞：生態(tài)建筑學(xué)；高層建筑；建筑設(shè)計(jì)

1.前言：

人類對(duì)建筑學(xué)的了解是隨著社會(huì)的發(fā)展、科技水平的進(jìn)步以及人們對(duì)人與生態(tài)環(huán)境之間關(guān)系的認(rèn)識(shí)的變化而不斷地改變的。從歷史上看，大致經(jīng)歷了早期將建筑作為擋風(fēng)遮雨的場(chǎng)所的實(shí)用建筑學(xué)階段、之后將建筑作為藝術(shù)品來對(duì)待的藝術(shù)建筑學(xué)階段、工業(yè)革命時(shí)期將建筑作為“居住機(jī)器”的功能建筑學(xué)階段、強(qiáng)調(diào)建筑與環(huán)境關(guān)系的環(huán)境建筑學(xué)階段等幾個(gè)階段[1]。

隨著社會(huì)的發(fā)展與技術(shù)的進(jìn)步，人類的活動(dòng)區(qū)域在世界范圍內(nèi)進(jìn)一步擴(kuò)大，從陸地到海洋，到處都有人類活動(dòng)的痕跡，環(huán)境污染的問題日趨嚴(yán)重。同時(shí)由于人類科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人類的物質(zhì)生活水平得到了相應(yīng)的提升，這就使得人類對(duì)生活環(huán)境及生活質(zhì)量的要求也日漸升高。這種變化也促使了建筑學(xué)理念及技術(shù)的進(jìn)步，1956年，歐羅·索列瑞（PaeloSoleri）通過總結(jié)前人的知識(shí)，再結(jié)合自己的經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)；創(chuàng)造性的將生態(tài)學(xué)和（Ecology）和建筑學(xué)（Architecture）兩個(gè)詞并為一體，提出了生態(tài)建筑學(xué)（Acologies）這一全新的概念[2]。

生態(tài)建筑學(xué)創(chuàng)造性的將生態(tài)學(xué)的理念引入了傳統(tǒng)的建筑學(xué)中，其要求我們?cè)谏鷳B(tài)學(xué)的基礎(chǔ)上來構(gòu)建人工建筑或建筑群。具體上就是要求人們?cè)诮Y(jié)合建筑所在地周圍自然環(huán)境的基礎(chǔ)上，運(yùn)用生態(tài)學(xué)理念及合理的建筑設(shè)計(jì)和建造技術(shù)，來設(shè)計(jì)和建造能與周圍生態(tài)環(huán)境融合，友好相處的建筑，使得建筑在滿足人類使用和居住功能以及舒適性要求的前提下，能和周圍環(huán)境形成一個(gè)有機(jī)的整體。

二十一世紀(jì)以來，對(duì)于更高生活品質(zhì)的追求，使得人們更加強(qiáng)調(diào)綠色發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展，即與自然和諧相處。建筑承載了除居住等基本功能之外的如節(jié)能減排、改造和利用環(huán)境等更多任務(wù)，在生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)上來研究建筑學(xué)已成趨勢(shì)，人類開始步入生態(tài)建筑學(xué)時(shí)代。

2.生態(tài)建筑學(xué)研究對(duì)象、目標(biāo)和原則

對(duì)于生態(tài)建筑學(xué)而言，其研究對(duì)象不像傳統(tǒng)建筑學(xué)那樣僅限于建筑本身，而是同時(shí)包括建筑周圍的自然環(huán)境，以及由于人類的建筑活動(dòng)對(duì)周圍環(huán)境所造成的影響，也即建筑（空間）環(huán)境；具體來說也就是由于人類的活動(dòng)所形成的各種各樣的聚落環(huán)境。

從人類提出生態(tài)建筑學(xué)的過程及前提，我們可知生態(tài)建筑學(xué)研究的目的首先是為了在現(xiàn)有已經(jīng)對(duì)自然界造成影響的前提下尋找到與自然相處的最優(yōu)化關(guān)系，形成人、建筑、環(huán)境和社會(huì)和諧發(fā)展的新形式；同時(shí)在此基礎(chǔ)上利用改造、順應(yīng)和保護(hù)自然環(huán)境三者間的平衡與和諧，創(chuàng)造同時(shí)適宜人類長(zhǎng)遠(yuǎn)的生存發(fā)展又能維護(hù)周圍生態(tài)平衡的生態(tài)建筑環(huán)境。

生態(tài)建筑學(xué)的基本原則即5R原則[3]——revalue（再評(píng)價(jià)）、renew（更新改造）、reuse（重復(fù)利用）、reduse（減少消耗）、recycle（循環(huán)使用），強(qiáng)調(diào)人與自然協(xié)調(diào)發(fā)展，既要維護(hù)生態(tài)平衡也要在建筑設(shè)計(jì)中以人為本，從而使人工生態(tài)環(huán)境中各個(gè)環(huán)境系統(tǒng)有機(jī)匹配，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

3.生態(tài)建筑學(xué)與風(fēng)水學(xué)

中國(guó)的風(fēng)水學(xué)源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，伴隨華夏幾千年的文明發(fā)展，在現(xiàn)代人看來風(fēng)水學(xué)是一種迷信的存在，但是當(dāng)我們深入了解風(fēng)水學(xué)之后會(huì)發(fā)現(xiàn)，風(fēng)水學(xué)中的很多觀點(diǎn)都可以用現(xiàn)代的科學(xué)理論解釋，而并不是一種迷信。在作者看來，風(fēng)水學(xué)更像是科學(xué)的經(jīng)驗(yàn)在古代的一種通俗化的解釋，這樣就能讓普通民眾通過“科學(xué)”的手段來選擇合適建筑的地點(diǎn)。

風(fēng)水學(xué)的基本觀點(diǎn)是“天（地）人合一”，體現(xiàn)在建筑上時(shí)，就是根據(jù)地理環(huán)境的空間因素，如地脈，水脈，氣場(chǎng)等因素進(jìn)行考慮，選出最適合的建筑地點(diǎn)（張化龍），這與生態(tài)建筑學(xué)中強(qiáng)調(diào)的“因地制宜”的理念相吻合。生態(tài)建筑學(xué)中同樣認(rèn)為大規(guī)模改造當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境以適應(yīng)建筑活動(dòng)是不符合生態(tài)學(xué)的基本理念的。又如風(fēng)水學(xué)中講究避開“井底局”，即避開四周封閉、被高大的山體環(huán)抱的地形。通過研究表明，這種地形出現(xiàn)洪澇災(zāi)害的概率較普通地形高，并且由于受周圍山體的影響，內(nèi)部建筑的空氣流通效果比較差，不利于污染氣體的擴(kuò)散，同時(shí)由于太陽光的反射次數(shù)較普通地形更多，使得其午后的溫度較周圍環(huán)境高[4]。

另外，風(fēng)水學(xué)中建筑講究“坐北朝南”，這也可以生態(tài)建筑學(xué)的理論來解釋。我國(guó)地處北半球，在冬季建筑門窗面向南方能使建筑內(nèi)部在白天接收更多的陽光，提高了建筑室內(nèi)溫度，從而減少人工取暖設(shè)施的使用，有效減少能源的消耗。同時(shí)陽光中的紫外線還能起到殺菌消毒的作用，提高人們居住的舒適度，減少疾病的發(fā)生。

4.生態(tài)建筑學(xué)在高層建筑中的應(yīng)用

4.1高層建筑的負(fù)面影響：

隨著我國(guó)人口的不斷增加和城市化進(jìn)程不斷加快，人均占地面積不斷減少，為有效緩解矛盾，提高土地資源的利用率，高層建筑不斷增多。高層建筑雖有效的提高了城市土地的利用效率，擴(kuò)展了人類活動(dòng)區(qū)域，但同時(shí)其對(duì)周圍環(huán)境也造成了許多不利影響，主要體現(xiàn)為：

高層建筑資源消耗量大：為滿足高層建筑內(nèi)部功能運(yùn)行，需要消耗大量煤炭，電力，水等資源；

對(duì)環(huán)境造成污染：電梯，中央空調(diào)等的使用會(huì)產(chǎn)生大量的噪聲污染，影響高層建筑的舒適度，高層建筑外墻廣泛使用的玻璃幕墻以及霓虹燈等產(chǎn)生大量光污染，對(duì)人以及飛行動(dòng)物的視覺產(chǎn)生干擾。

影響生態(tài)氣候：排布密集，間距狹窄的高層建筑會(huì)加快建筑間氣流流動(dòng)，進(jìn)而影響建筑周圍環(huán)境狀況，尤其在雨雪天氣下對(duì)人們的出行造成不利影響，高層建筑密布的城市產(chǎn)熱量大，城市與鄉(xiāng)村的熱量差異也會(huì)導(dǎo)致城市熱島效應(yīng)[5]。

4.2生態(tài)高層建筑設(shè)計(jì)的原則和目標(biāo)：

同樣遵循5R原則，旨在借助生態(tài)建筑設(shè)計(jì)理念達(dá)到降低環(huán)境污染和提高資源綜合使用率的目的，降低高層建筑對(duì)自然環(huán)境的索取和破壞，使得建筑能夠有效的融入到周邊的自然環(huán)境中，從而達(dá)到建筑與自然的和諧相處[6]。

4.3具體應(yīng)用：

4.3.1節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)

建造時(shí)盡量采用綠色清潔的建筑材料，如結(jié)合使用木材及鋼材等可回收再利用的建筑材料，利用碳素吸聲材料以減輕噪音污染，室內(nèi)設(shè)計(jì)中采用水泥聚苯板隔熱材料，選擇無毒無害的建筑材料；充分利用太陽能，風(fēng)能等可再生資源作為建筑的主要能源，以減少煤炭電力資源的使用，達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目的。

4.3.2空間上的合理設(shè)計(jì)

根據(jù)地理位置的不同選擇合適的空間布局以及朝向，如上下錯(cuò)位或者左右錯(cuò)位的住宅布局，或在在南北向的行列式住宅群中插入東西向住宅，以提高光照效率和質(zhì)量[7]建筑內(nèi)部設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)環(huán)境條件合理設(shè)計(jì)，使得建筑內(nèi)部的通風(fēng)和采光狀況更加適宜。

4.3.3建筑的生態(tài)化設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)時(shí)全面考慮地形、地勢(shì)、植被、氣候、生物等環(huán)境因素，使高層建筑與所處的自然生態(tài)環(huán)境和諧相處，降低高層建筑對(duì)周圍生態(tài)的環(huán)境的破壞，同時(shí)充分利用當(dāng)?shù)刈匀粭l件，因地制宜，實(shí)現(xiàn)高層建筑與自然的和諧統(tǒng)一。

5.總結(jié)

現(xiàn)階段我國(guó)環(huán)境問題突出，人口過多，自然資源短缺，污染嚴(yán)重等問題嚴(yán)重影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們的健康生活，若一味盲目破壞自然環(huán)境來開發(fā)建設(shè)，勢(shì)必會(huì)使環(huán)境問題進(jìn)一步惡化，因此積極研究和發(fā)展生態(tài)建筑學(xué)有著重要的意義。生態(tài)化的建筑設(shè)計(jì)不但能夠保護(hù)環(huán)境，協(xié)調(diào)發(fā)展與生態(tài)的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，更能夠充分利用環(huán)境資源，改善人們生活水平和身心健康，使建筑環(huán)境更適宜人類的生存與行為發(fā)展，因此，生態(tài)建筑學(xué)是人類未來的必然選擇。

參考文獻(xiàn)：

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[4]趙新.生態(tài)建筑學(xué)與風(fēng)水的關(guān)系[J].中華建設(shè)，2015，（9）：90-91.

[5]黃長(zhǎng)文.簡(jiǎn)析高層建筑設(shè)計(jì)中生態(tài)建筑學(xué)的應(yīng)用及其注意事項(xiàng)[J].建材與裝飾，2017，（24）.

[6]施華豐，趙佳.生態(tài)建筑學(xué)在高層建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].建材與裝飾，2017，（19）：103-104.

[7]杜志元.現(xiàn)代住宅建筑日照設(shè)計(jì)若干問題思考[J].建材發(fā)展導(dǎo)向：上，2017，15（11）：149-150.