浅议生态建筑学

摘要：生态建筑学就是要研究运用生态学的知识和原理，结合这一复合人工生态系统的特点和属性，探讨合理规划设计人工环境，创造整体有序、协调共生的良性生态系统，为人类的生存和发展提供美好的城市。如何从生态学基本原理和可持续发展观出发,在生态建筑设计中协调好建筑与人、建筑与自然、人与自然三者之间的相互关系，本文就生态建筑学的一些问题进行了简要的总结。

关键词：可持续发展，生态学，生态建筑

Abstract: the ecological architecture is to study the knowledge of ecology and theory, combined with the composite artificial ecosystem characteristics and attributes, to explore the rational planning design artificial environment and create general order, harmonious coexistence of benign ecological system, for human survival and development offer great city. How to basic principle and the sustainable development of ecology, based on the ecological architecture design of coordinating with people, good building construction and nature, man and nature of the interrelationship of, this paper ecological architecture of some problems in brief summary.

Keywords: sustainable development, ecology and ecological building

中图分类号： TU2 文献标识码：A 文章编号：

在远古时代，人类曾经同大自然和谐地生活在一起。为了更好地生存，人类有史以来就开始了征服世界的历程。具体措施是富有成效的，但整体关联却令人忧心忡忡，世界性工业化进程是生态环境恶化的根源。

可持续发展(Sustainable Development)是20世纪80年代提出的一个新概念。1987年世界环境与发展委员会在《我们共同的未来》报告中第一次阐述了可持续发展的概念，得到了国际社会的广泛共识。可持续发展是指既满足现代人的需求又不损害后代人满足需求的能力。换言之，就是指经济、社会、资源和环境协调发展，它们是一个密不可分的系统，既要达到发展经济的目的，又要保护好人类赖以生存的自然资源和自然环境，使子孙后代能够永续发展和安居乐业。可持续发展与环境保护既有联系，又不等同。环境保护是可持续发展的重要方面。可持续发展的核心是发展，但要求在严格控制人口、提高人口素质和保护环境、资源用续利用的前提下进行经济和社会的发展。建筑的可持续发展主要是指考虑环境、城市与建筑问题的时候，应当将我们这一代的眼前利益与整个人类的长远利益结合起来，将一个地区的局部利益与整个世界的整体利益结合起来，公正合理地分享我们这个地球上有限的资源。同时我们还应当最大限度地杜绝资源浪费和环境污染，这样才有可能为后人留下一片静谧而富庶的乐土，使人类能够长久地生存下去。

1.生态与生态建筑

所谓生态是指人与自然的关系。1886年德国动物学家赫克尔(E.haeckel)首次提出了“生态学(ecology)”的概念，它标志着生态学这门新学科的正式诞生。1889年他又进一步指出：“生态学是一门自然经济学，它涉及所有生物有机体关系的变化，涉及各种生物自身以及他们和其他生物如何在一起生活。”至此，就把生态学的研究范围扩大到对动物、植物、微生物等各类生物与环境相互关系的研究。他把传统的动植物研究扩展为人与环境之间的相互关系的研究，这其中共生与再生原则表明了不同物质之间的合作共存和互利关系，提出了自然界中物质资源的有限性问题。生态建筑学(Arcology)的提出是一种历史的必然。20世纪70年代初出现的能源危机之后，全球范围之内的保护生态环境、建设绿色家园的呼声日益高涨，人们开始对自然观和价值观进行深刻反思和变革，包括许多建筑师和规划师，探索在建筑设计中使建筑环境与自然环境进行有机结合，整体地思考建筑、生态、社会、环境等问题。20世纪60年代，意大利建筑规划师保罗・索勒(Paolo Soleri)首次把生态学(Ecology)和建筑学(Architecture)合并成“Arcology”，开创了一门新兴边缘学科――“生态建筑学”；1969年，美国景观建筑师麦克哈格(Mc Harg)的《设计结合自然》(Design With Nature)一书出版，标志着生态建筑学的正式诞生。

生态建筑学的目的就是结合生态学原理和生态决定因素，在建筑设计领域寻求解决人类聚居中的生态和环境问题，改善人居环境，并创造出经济效益、社会效益和环境效益相统一的效益最优化。所以说，生态建筑学的产生具有历史的必然性。

中华民族一贯推崇勤俭节约的美德，这体现了合理利用各类资源的思想；而“天人合一”的理念则体现了建筑与环境之间和谐发展的朴素理想。例如，中国的风水学这门古老的学科就是集地理学、景观学、生态学、气象学、城市建设学为一体的综合自然科学，“倚山面阳、逐水而居”作为一种基本的选址原则，强调应遵循自然生态的内在规律，充分利用自然资源，地尽其利。中国传统建筑思想中体现出的人类与自然环境相协调的朴素观念，与现代生态建筑思想之间表现出惊人的一致性。

生态建筑，是根据当地的生态自然环境，运用生态学、建筑技术科学的基本原理、现代科学技术手段等，合理地安排并组织建筑与其他相关因素之间的关系，使建筑与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，以满足人们生活、工作所需的工作环境，使人、建筑与自然生态环境之间形成一个良性循环系统。它具有节地、节水、节能、改善生态环境、减少环境污染、延长建筑物寿命等诸多好处，可以使经济效益、环境效益和社会效益得到很好的统一。生态建筑实际上是指这样的一种实践：它既利用天然条件与人工手段创造良好的富于生气的环境，而同时又要控制和减少人类对于自然资源的使用，实现向自然索取与回报之间的平衡。研究生态建筑的目的就在于处理好人、建筑和自然三者之间的关系，它既要为人创造一个舒适的空间小环境，同时又要保护好周围的大环境（自然环境）。具体来说，小环境的创造包括：健康宜人的温度、湿度，清洁的空气，好的光环境、声环境以及具有长效多适的灵活开敞的空间等等。对大环境的保护主要反映在两方面，即对自然界的索取要少，对自然环境的负面影响要小。因此，高科技与生态的结合，代表了新世纪建筑发展的必然趋势。这其中的代表人物有赫尔佐格、皮亚诺、福斯特、霍普金斯等，其中霍普金斯的英国新议会大厦和英国国内税务中心当属典范之作。

2.生态的建筑设计

对生态建筑的理解与衡量标准是会随着时间变化而不断发展的，但其基本的原则基于建筑在人类与自然界之间的中介地位，主要体现在4个方面：对自然生态环境的保护，尽量减少对生物圈的破坏；对使用者的关心；对于沟通人类与自然创造条件；面向未来发展的足够弹性。传统的建筑设计往往注重建筑的位置、功能、形态，而忽略他们与设计元素、能源、资源、使用过程中的能耗、废弃物的回收利用等关系。生态的建筑设计是在适当的时间、适当的条件下利用适当的技术，发展保护环境，节约资源的物质空间。根据各地不同的地形、地貌和生态环境系统，考虑节能节水、方便美观、适用等因素，为人们提供良好的生活环境。营造良好的建筑生态系统，将建筑设计成为和谐、良性循环的人工生态系统。生态的建筑设计体现在建筑规划与设计、设备技术设计、施工安装等阶段，不同的阶段各有侧重，而建筑规划与设计阶段是构造建筑系统活动的第一步，是将生态的观点融入建筑系统的关键。

（1）建筑规划设计从整体角度把握人类生态系统的结构，以生态为基础进行整体规划和生态规划，合理利用土地，有效协调经济、社会和生态之间的关系。根据自然的本质属性，组织各功能分区，使建筑群的能流、物流畅通无阻；从建筑朝向、间距、形体、绿化配置、能源的循环利用等方面考虑，建筑规划要走中小型化、花园化、智能化为一体的道路，提高绿地面积比例，降低能耗量；建筑整体规划应体现建造场地、植被的一体化；减少对资源的干扰和污染；建筑及装饰材料的选择应考虑对能源消耗和对空气、水污染的影响；全方位考虑建筑绿化，沿街绿化、楼间绿化、楼旁绿化、绿化建筑，形成多品种、多层次、立体的、广泛的绿化环境，改善建筑小气候，使人类贴近自然。在生态的建筑规划设计中要把具体建筑看成是城市建筑大系统的一部分，与城市建筑大系统相联系，是建筑内部难以消化的废物成为其它元素的资源。

（2）建筑设计人员要把建筑视为一个微型生态系统，通过生态设计充分有效利用太阳能、风能等自然能量，考虑建筑空间的形体与自然空间的联系，采暖、通风、照明、电气等方面的高效与协调等，降低建筑系统对自然生态系统的影响。建筑方案应充分利用太阳光、阴影，选择合理的建筑朝向和建筑型体；营造良好的局部建筑小气候，室内空间与室外空间相结合，加强人与自然的联系；建筑空间多样化、科学化，加大使用功能的灵活性和空间的可变性，留有变化余地，经过改造和装饰可以再生使用。

（3）建筑构造设计注重建筑系统中物质和能量的循环使用。建筑外表面应考虑维护结构的热效率；设计规模恰当有效的供热、通风和空调系统；充分有效地利用各种可选择的再生能源，形成于建筑空间使用配套的能源综合开发利用系统，建筑生活垃圾综合处理；从节能出发做好照明、器具设备和电气负荷的最优化设计；考虑建筑空间的建筑材料中易挥发的有机成分，尽量减少微生物生长的机会，提供新鲜的空气，创造易于接近日光和公共适宜的环境，同时要考虑室内空间维修和清洁材料挥发的化学成分对人体的影响；建筑构造使用可循环或带有可循环材料（如钢材、铝材等）的产品，考虑建筑构件和建筑设备的再利用，尽可能减少建筑垃圾；为建筑物主人使用可循环设施提供方便，通过中水的再利用和节水装置，使生活污水排放量降到最低；建筑屋顶、地面、门窗要进行隔热处理；广泛应用建筑采暖节能、制冷节能、通风节能、照明节能建筑节能技术。

3.生态建筑实例

建立生态的建筑系统是一项综合的、复杂的任务，由于地区间发展的不平衡，因此要从地方环境和资源条件出发，建立起动态平衡的资源管理体系，开展城市乡村生态区域的规划，提高全民保护环境、节约资源、生态平衡意识。实际上，建筑与自然环境的协调统一，一直都是建筑师们探讨的课题。古今中外有许多建筑设计实例，从不同的角度在不同程度上体现了生态设计的思想。

（1）营造完整的生态系统，建筑与自然生态平衡的观点。著名建筑大师赖特是在建筑设计中运用生态思想的先驱之一，他强调建筑必须与周围环境相结合，提出了“有机建筑”的观点，并留下了“草原别墅”、“流水别墅”等优秀作品；伦佐・皮亚诺(Renzo Pinao)设计的吉巴欧(Tjibaou)文化中心，座落在滨海的大自然中，采用木结构，利用压差自然通风，自然采光；北京西单文化广场将建筑空间设于地下，地面作成树木、草坪等绿化场地，改善了自然生态环境。

（2）充分利用生态系统的调节功能，调节生态系统的动态平衡。建筑师托德(Todd)成立了“新炼金术研究所”，用太阳、风、水和土提供的能量和物质、开展当代的“炼金”活动，在苏格兰的一个示范农场设计中，根据生态系统的原理，建立了具有调节气候和食物生产两种功能的“方舟(arks)”或称“生物舱” (bioshel-ter)作为示范农场的基本单元，并预言这将成为未来建筑设计不可缺少的组成部分。

（3）直接利用天然能源，使建筑系统的能量趋低消耗模式。位于纽约的一栋22层建筑“奥地利文化中心”，运用太阳板、热泵、高绝缘电杆以及日光传感器创造了一个高效利用能源的舒适环境。

（4）物质流循环利用，节省自然资源的观点。英国伦敦的新议会大厦，采用了机械通风系统，空气管道以及集成方式置于外墙内，将屋顶获得的太阳能回收，冷却水来自地下水。太阳能城市――奥地利的林兹(LinzPichling,Austria)，该城市在交通建设、能源供应回收、集中式服务设施、太阳能利用等方面作了大胆的尝试。

4.结束语

生态建筑学是一个新课题，也是在世界上引人注目的问题。生态环境对城市建设与人类生活都是至关重要的。人类的建设史都与生态环境息息相关，它反映了丰富多彩的地区特色与民族传统。愈来愈多的建筑师和规划师已把环境保护作为他们的一个主要职责。他们试图在尽可能不干扰环境的情况下解决功能、美学等问题，并进一步在设计的某些方面改善环境。在尊重自然的同时，积极地、创造性地使建筑环境与自然环境有机结合，以获得良好的自然、经济、社会的综合效益。

参考文献：

[1] 刘先觉等著，生态建筑学，北京：中国建筑工业出版社，2009年5月

[2] 邹永华，宋家峰，关于生态建筑的哲学思考[J]，建筑学报，2002（12）

[3] 冯雅，项莉，生态环境的建筑设计[J]，建筑学报，1996（6）

[4] 何怀宏，生态伦理，保定：河北大学出版社，2002年

[5] 金岚主编，环境生态学，北京：北京高等教育出版社，1992年

[6] 马世骏编，现代生态学透视，北京：科学出版社，1990年