生态建筑发展历程及前景综述

作者：金鑫 单位：重庆大学建筑城规学院

目前,人类面临能源短缺和环境恶化两大问题,而这两者又紧密联系,由此带来的气候变化已成为21世纪全球经济发展所遇到的巨大挑战之一。建筑作为人类文明最重要的产物,耗费了地球约50%的资源,建筑业已成为最不可持续发展的产业。而在今后50年的建筑设计和建造中,还将有大量的建筑维系着过去5000年的模式,因此,探索建筑的可持续发展模式已成为建筑学发展的迫切需要。

1生态建筑发展的历程回顾

20世纪60年代,保罗把生态学和建筑学两词合并为Arolo-gy,提出了著名的生态建筑(绿色建筑)的理念。20世纪70年代,石油危机的爆发,使人们清醒地意识到,以牺牲生态环境为代价的高速文明发展史是难以为继的。耗用自然资源最多的建筑产业必须改变发展模式,走可持续发展之路。太阳能、潜层地热、风能、节能围护结构等各种建筑节能技术应运而生,节能建筑成为建筑发展的先导。1992年巴西里约热内卢联合国环境与发展大会的召开,使可持续发展这一重要思想在世界范围内达成共识。绿色建筑渐成体系,并在不少国家实践推广,成为世界建筑发展的方向。2001年设立了国际可持续能源解决方案奖金,对能效和可再生资源方面的项目进行资助,该奖金当年吸引了来自75个国家的1000多个项目的竞争,最终奥地利的林茨市获得10万欧元的资助。2001年7月,联合国环境规划署的国际环境技术中心和建筑研究与创新国际委员会签署了合作框架书,两者将针对提高环境信息的预测能力展开大范围的合作,这与发展中国家可持续建筑的发展和实施有着紧密关联。2005年3月在北京召开的首届国际智能与绿色建筑技术研讨会上,与会各国政府有关主管部门与组织、国际机构、专家学者和企业在广泛交流的基础上,对21世纪智能与绿色建筑发展的背景、指导纲领和主要任务取得共识。

2对于目前生态建筑发展的思考

2.1可持续发展的核心问题:节能与集约化发展现代人类所面临的环境危机与人类贪欲的过度膨胀相关。如果不抑制消费欲望,提倡过简朴生活,生态建筑技术再发展、城市道路再扩展,也赶不上过度消费所造成的对自然环境的破坏速度。所以,抑制贪欲,在生活方式上摒弃消费主义,提倡物质生活的适度,实现节能与集约化发展,是人类解决环境问题的治本之道。

2.2系统论思想的引入在建筑实践中,生态建筑的技术核心是环境控制系统（图略）它可分为三种类型:1)被动式系统(从建筑的构形及其与周围自然环境的关系入手);2)主动式系统(即建筑的机电设备系统);3)建筑管理系统(主要指建筑智能化系统)。在三种类型中,被动式系统处于优先的位置。因为被动式系统本身不消耗能源,它只是对环境进行有选择的吸纳和排斥,保证建筑在低能耗的状态下运行。被动式系统常关注建筑形体与环境之间的关系以及强调建筑围护系统的多功能性,杨经文先生把它称为“生物气候学”的设计方法。由于被动式系统本身不消耗能源,主要依赖周边环境,因此它常用于自然环境较为良好的区域。在环境较差的地区应考虑采用主动式系统。主动式系统消耗能源,依靠建筑机电设备有意识地营造建筑人工生态系统与周围环境融合,改善整体的环境质量。表现为人工环境自然化,常见于城市中的大型项目。主动式系统和被动式系统并不互相排斥,而是互为补充的。在高技生态建筑的成功案例中,大都是将两者混合使用来满足环境控制的要求。建筑管理系统(BuildingManagementSystem)是环境控制系统的神经中枢,建筑智能化系统是其最突出的体现和代表。美国智能建筑学会(AIBI,AmericanIntelligentBuildingInstitute)对智能建筑是这样定义的:“这样一种建筑:通过建筑的四个基本要素———结构、系统、服务和管理———进行最优化的考虑,从而提供一个效率更高与性价比更好的工作环境。”在高技生态建筑里,智能系统根据环境控制的各个参数,对主动式系统和被动式系统进行调控管理,减少对能源的消耗,减轻对环境的压力。

2.3关于生态技术:高技与低技的争鸣还是适宜技术为先21世纪是多种技术模式并存的时代,“地域性”“民族性”“国际性”建筑文化将互融共生,高技术、适宜技术与传统技术将各显其能。其中,适宜技术尤其在发展中国家起着重要作用。这里所谓适宜技术,主要体现在它强调技术选择上的经济性、本土性、技术水平的简单合适性等特征。适宜技术反对现代技术发展的两个趋势:西方现代技术文化的全球扩张和对技术的顶礼膜拜,从这个意义上说,适宜技术是批判性地利用现代技术,强调技术文化应具有的多样性、继承性和人道性。适宜技术类似于英籍德国经济学家舒马赫(E.F.Schumacher)提出的“中间技术”模式,具体讲,这种技术是较少资金投入的(比落后国家的简单技术多,比工业国家的先进技术少)技术;是适于发展人的创造性的,帮助人而不是替代人的技术;是与环境有良好相互作用的低消耗的技术;是适合地域或社区情况的,由本地人利用本地材料为本地人生产的技术。生态建筑需要借助一定的技术手段才能达到其生态目标,而生态建筑所涵盖的技术手段应是多层次的,既有高技生态技术,又有适宜技术、低技术、传统技术等生态技术。

2.4中国发展生态建筑的前景展望近些年来,随着城市化进程的加快和建设量的激增,环境破坏和资源匮乏等“生态危机”在发展中国家中显得尤为突出。然而从目前看,生态高技建筑的建造和生态高技术的规模化使用主要集中在欧美发达国家,不少生态高技术由于研究与开发的成本和造价等因素,对于不发达国家与地区还属于“昂贵的技术”,不切合实际的引进与运用势必造成沉重的经济负担和浪费。有较多学者提出,基于中国当前的经济与科技发展水平不高、区域经济发展不平衡、自然资源相对紧缺等国情,适宜技术将在一定时期内成为中国建筑师进行创作时必须面对的现实。我国的生态建筑发展应当吸取发达国家在工业化和城市化过程中的经验教训,借鉴国外生态高技建筑创作的成功经验,在增强国内生态高技术的研究和开发力度的同时,选择性地引进国外一些先进的生态高技术,并积极地应用到高技术建筑的设计与建造中,使我国的高技术建筑在发展初期便走上生态化与可持续性发展的正确道路。