生態建筑設計方法初探

時間：2023-03-01 15:27:05 建筑學畢業論文我要投稿

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[論文關鍵詞]生態　鄉土　適宜技術　高技

[論文摘要]通過具體分析國外建筑實例，探討了生態建筑設計的方法，歸納出鄉土、適宜技術、高技三種形式，并對中國建筑師提出了倡議。

建筑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。然而任何建筑都會消耗到大量能源和，而且在使用過程中仍會不斷消耗下去。面對如此狀況，有責任心的建筑師們不斷探索建筑的可持續發展問題。生態建筑是現代提出來的一個新概念，就是使用生態學原理和方法，以人、建筑、自然和協調發展為目標，有節制地利用和改造自然，尋求最適合人類生存和發展的生態建筑環境，將建筑環境作為一個有機的、具有結構和功能的整體系統來看待。

生態建筑從設計手法上，可分為三個類型：(1)從建筑所在地域出發，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，又適當地引入“適宜技術”的設計手法；(3)結合當地自然生態條件與最新生態理論，充分利用新技術和新材料來解決生態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態環境出發進行設計，所不同的是對技術的應用觀念與方式。

l鄉土的生態建筑

這種建筑類型需要建筑師了解環境現狀，學習并繼承傳統建筑中蘊含的生態智慧，不依賴耗能設備，而在建筑形式、空間、布局和構造上采取措施，以改善建筑環境，實現微氣候建構。印度建筑大師查爾斯·柯里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“形式追隨氣候”的口號。柯氏認為：在熱帶氣候條件下，空間本身就象鋼筋水泥一樣也是一種資源。為解決干熱氣候下建筑遮陽和通風，柯里亞提出了“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，又有效地解決了室內空氣流通的問題，并產生了直接反映氣候特征的建筑形象。

2適宜技術的生態建筑

這種建筑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筑設計，適當采用新技術與新材料，在高層建筑設計上嘗試利用自然能源并建構良性微氣候。他稱之為生態氣候學(Bioclimatic)，其具體目標是滿足人的舒適和精神需求以及降低建筑能耗。他在熱帶高層建筑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)在高層建筑的表面和中間的開敞空間中進行綠化；

(2)沿高層建筑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內空氣對流，降低由日曬引起的升溫；

(5)平面處理上主張把核設置在建筑物的一側或兩側；

(6)外墻的處理上除了做好隔熱，他還通過研究，建議采用墻面水花系統。楊經文認為通過這些措施，在熱帶地區的高層建筑可節省運轉能耗的40％。

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3生態高技

生態高技建筑是同周圍生態協同發展、具有可持續性特點的高技術建筑，是對當今生態危機的一種積極、主動并且有效的解決之道，因而是高技術建筑未來發展的方向。生態高技建筑的創作，要求建筑師具有更高的綜合素質，不但要掌握被動式生態設計方法的精髓，更要關注相關領域的最新生態型技術發展方向，根據地域的自然生態環境特征，主動地應用高新技術手段，對建筑的性質(光線控制、通風控制、溫濕度控制以及建筑新特性等)進行最優化配置，合理地安排并組織建筑與其他相關環境因素之間的聯系，使建筑與外界環境統一成為一個有機的、互動的整體。

生態高技建筑對于建筑微氣候的關注可以具體歸結為以下三方面：一是適宜的室內濕度和溫度，滿足人體熱舒適及健康的要求；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標，或達到各要素之間的平衡就成為生態高技建筑師不懈追求的方向。其具體的設計手法是：

(1)引入綠色植物創宜人的景觀

結合建筑構造技術和先進的電腦控制技術，生態高技建筑能夠將綠色生態體系“移植”到建筑內部，使建筑內部有良好的室內氣候條件和較強的生物氣候調節能力，創造出田園般的舒適環境。諾曼·福斯特事務所設計的法蘭克福商業總部大廈，成功地將自然景觀引入超高層集中式辦公建筑中，被稱為世界上第一座“生態型”超高層建筑。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墻，花園面對大廳完全敞開，根據方位種植各種植物和花草，這樣可以給建筑內的每一個辦公室都帶來令人感到愉快和舒適的自然綠色景觀，并獲得自然通風，還可以使陽光最大限度地進入建筑內部。

(2)盡可能多地獲得自然采光

屋頂是光線進入室內的主要途徑，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，為室內提供照明。柏林國會大廈的改建的穹頂也是一個新型的采光裝置。中庭是中高層建筑中光線進入的主要通道，在生態高技建筑中可以看到大量采光中庭。陽光由中庭滲入建筑，通過陽光收集、反射裝置達到內部空間。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

生態高技建筑師們利用風壓、熱壓以及輔助的手段盡可能地獲得自然通風。在基寶中心的設計中，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、降濕便成為適應當地氣候、注重生態環境的核心技術。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，而建筑外殼上的開口則是用于吸納海風，或者引導建筑所需的對流。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內氣流。

另外，生態高技建筑師們還充分利用新材料、新能源等為生態建筑服務，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筑上的應用，大大降低了能耗。

綜上所述，生態建筑必將是2l世紀最具有代表性、時代感的建筑形式之一。如今生態學原理已廣泛地滲透到建筑設計中的許多方面，可以說我國的建筑師們面對未來，有勇氣、有能力設計出適于我國國情的生態建筑，創造與自然、人、融為一體的人類居住環境和綠色建筑空間。

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