现代建筑的生态设计

生态建筑是2l世纪最具有代表性、时代感的建筑形式之一.生态建筑的兴起是建筑业走向可持续发展的重要一步,它大幅降低非再生能源的绝对消耗,采用自我控制、自我调节,对物质和能量逐级、合理、综合应用,有效利用可再生资源,力求把建筑生态系统纳入生物圈物质循环系统,从而避免或减轻对生态环境的不利影响.本文将对现代生态建筑的设计进行探讨.

所谓生态建筑,是根据当地的自然生态环境,运用生态学、建筑技术科学的基本原理和现代科学技术手段等,合理安排并组织建筑与其他相关因素之间的关系,使建筑和环境之间成为一个有机的结合体,同时具有良好的室内气候条件和较强的生物气候调节能力,以满足人们居住生活的环境舒适,使人、建筑与自然生态环境之间形成一个良性循环系统.可以预见,生态建筑已经成了未来建筑发展不可逆转的趋势.而在生态建筑的发展中,设计是至关重要的.下面就谈谈生态建筑的设计.

1.利用外部环境中的因素

改变原来无视建筑周围环境的做法,把建筑的外部环境所起的效用放在重点考虑的地位,尽可能多地利用自然环境中的资源和要素,以及周围其他建筑和设施所能提供的技术性可能.由土壤、绿化、水及空气组成的外部环境,其他建筑组合成的现实环境为建筑设计提供了多种可能性,这样可以减少建筑中设备的数量和功率,节省能源和运行的费用.建造于1992年8月的马来西亚米那亚大厦,就充分融入生态设计的理念,其主要生态设计特征有：1）空中花园从一个三层高的植物绿化护堤开始,沿建筑表面螺旋上升.（平面中每三层凹进一次,设置空中花园,直至建筑屋顶）.2）中庭使凉空气能通过建筑的过度空间.3）绿化种植为建筑提供阴影和富氧环境空间.4）曲面玻璃墙在南北两面为建筑调整日辐射得热量.构造细部使浅绿色的玻璃成为通风滤过器,从而使室内不至于完全被封闭.5）每层办公室都设有外阳台和通高的推拉玻璃门以便控制自然通风的程度.6）所有楼电梯和卫生间都是自然采光和通风.7）屋顶露台由钢和铝的支架结构所覆盖,它同时为屋顶游泳池及顶层体育馆的曲屋顶（远期有安装太阳能电池的可能性）提供遮阳和自然采光.8）被围和的房间形成一个核心桶,通过交流空间的设置消除了黑暗空间.9）一套自动检测系统被用于减少设备和空调系统的能耗.

2.挖掘新材料和新技术的潜力

随着科技的发展,建筑技术不断进步,新型建筑材料层出不穷,设计师们的设计有了更广阔的天地,除了为艺术形象上的突破和创新提供了更为坚实的物质基础外,也为充分利用自然环境、节约能源、保护生态环境提供了可能.

然而,当一种新的建筑技术和建筑材料面世的时候,人们往往对它还不是很熟悉,总要用它去借鉴甚至模仿常见的形式.随着人们对新技术和新材料性能的掌握,就会逐渐抛弃旧有的形式和风格,创造出与之相适应的新的形式和风格,充分挖掘出新材料和新技术的潜力.即使是同一种技术和材料,到了不同设计师的手中,也会有不同的性格和表情,以及不同的使用方式.

例如：最近美国资源保护委员会（NRDC）的总部所在地利用废旧回收物品的再生材料建造了一个“绿色办公室”.NRDC兴建的这个“绿色办公室”,以利于节能、保护环境和对人体不造成危害为原则.新办公室从外表看与其他办公室几乎没有区别.然而它在很多方面却与众不同,比如,它的墙壁是由麦秆压成的,办公室的地板是由废玻璃制成的,办公桌是由废旧报纸和黄豆渣制成的.另外,它还设有很大的窗户,这样,办公室内非常明亮,从而可节约电力30%.绿色办公室比通常建造的办公室可节省开支10%以上,NRDC官员指出,绿色办公室属节能型建筑,它不需投入太多的资金就可以建成一个明亮、漂亮而且有利于健康的办公室,它没有那些来自普通办公室的各种有害物质的污染.

3.应充分利用自然通风、太阳能等可再生资源

太阳能、风能等都是取之不尽、用之不竭的能源,有着其他能源不可媲美的“可再生,无污染”的优点,因此太阳和风对未来的建筑设计必然会产生很大的影响,尤其是建筑的外观和通风系统的设计.这使人们对建筑外立面和建筑的自然通风有了新的理解；视觉的联系、引进日光照明、自然通风、保温隔热、遮阳、充分预防眩光、合理运用太阳能、合理运用风能.

上海生态建筑示范楼位于上海市建筑科学研究院莘庄科技发展园区内,建筑面积1900平方米.钢混主体结构,南面两层、北面三层.一楼东半部约350平方米大斤用于生态建筑集成技术展示,并成为生态建筑关键技术和产品研发的实验平台.从经济性的角度来看,该示范楼每平方米的建筑造价（不含土地费）4000多元,远低于普通写字楼的造价；从能源的角度来看,该楼的综合能耗为普通建筑的1／4；再生能源利用率占建筑使用能耗的20％；室内综合环境达到健康、舒适指标；再生资源利用率达到60％.根据上海地区利用太阳能存在的问题,该楼创新地实验了与建筑结构集成的一体化太阳能集热器件和新的太阳能能量利用系统.办公楼设置了150平方米.太阳能集热器,可供充足热水,并部分用于冬季约300平方米地板采暖,以及夏季15kW的干盘管空调制冷.制冷通过太阳能热水型吸附制冷机组实现,其需要80～85℃热水驱动.在示范办公楼应用中,吸附制冷机和干盘管技术结合用于处理空气显热负荷,制冷机组完全由太阳能集热器加热.除湿热泵的低温端可以在夏天做制冷用.空调、采暖、热水供应及地热的应用在该太阳能系统内都能和建筑结构很好地结合．实现了一体化.

4.结语

生态建筑作为一个新兴事物,值得探讨之处尚多,今后的研究与探索之路也漫长而艰辛,但是随着工业时代向信息时代的迈进,随着机器文明向生态文明的转变,可持续发展将成为21世纪的主旋律.