设计结合气候

摘要：随着环境恶化，资源短缺，可持续发展成为了当今世界的主旋律。运用生态技术创造出于自然和谐共生的生态建筑，成为当代建筑的一个重要发展方向。本文旨在介绍和分析德国著名建筑师托马斯·赫尔佐格的生态建筑设计手法，希望对我国相关领域研究的发展有所启示。

关键词：生态建筑 可持续 能源 技术

工业革命后，整个人类社会开始空前地高速运转，不断地创造出财富的同时，生态环境却由于物质活动规模的扩大而日益恶化。化石燃料的燃烧、热带雨林的破坏（主要为了供给世界建筑工业的木材需求），废物以及天然气排放等促使全球变暖的问题越来越严重。它引起了森林数量的减少、海平面的上升以及沙漠化，从而导致了其他物种栖息地的不断消失。与之相对的则是城市人口的快速增长，西班牙《世界报》2010年9月23日报道：历史上城市人口首次超过了农村人口，到2050年将超过69%。 这意味着我们不仅要面对城市问题的激化（污染、就业机会、拥挤和资源压力），而且要面对人们提高生活质量的膨胀欲望。

1.托马斯·赫尔佐格生平

托马斯·赫尔佐格先生于1941年出生于德国慕尼黑，1965年从慕尼黑工业大学毕业，获得工学硕士学位。因在校期间成绩优异，获得德国科学院奖学金前往罗马大学进行“充气结构”研究，并获得博士学位。于1971年开始了个人建筑师生涯，进行将设计研究与实践相结合的探索。1973年成为德国最年轻的建筑学教授，任职于卡塞尔综合大学，之后分别担任了达姆斯塔特技术大学、慕尼黑工业大学、洛桑技术学院的教授。2000年成为德国科学研究促进协会特别顾问。在整个职业生涯中，他获得了许多奖项和荣誉，其中包括密斯凡德罗奖、罗马奖、弗瑞茨-舒马赫奖、德国钢结构建筑奖、国际建筑师协会应用技术奖、法兰西学会金质奖章等。1993年，他获得了德国建筑学会金奖，该奖项是德国建筑界的最高荣誉，自60年代设立至今只有密斯·凡德罗等13位建筑师获此殊荣。

2.相关作品介绍

2.1 雷根斯堡住宅

该住宅位于一片绿树环绕的基地，是建筑师本人的自宅。基地的地面标高比街道平面低2m，有一条小溪从中流过，周围是一些建造于20世纪50年代的多层建筑。为了与充满生命力的自然环境形成对比，赫尔佐格设计了一栋结构简洁并符合几何美学的住宅。

基地沿着南北轴线被分为四个区域：朝南的主要空间；面对花园的温室；辅助区和休闲区；北面入口处，建筑围墙与攀爬植物所形成的区域。建筑采用的是被动式节能技术，倾斜玻璃顶的屋面一直延伸到基地南边的地面，使得南面的阳台和温室不仅将室内外空间联系起来，也起到室内外温度过渡的作用。这个玻璃三角体量可以直接利用太阳能，北向是较为封闭，绝热性好的服务空间，建筑的主要使用空间位于这两者之间。白天，太阳能被厚重的楼板以及室外和温室的砾石铺地吸收储存，夜晚时将热量释放到室内。多余的热量通过北部实墙上的通风口释放到室外室内与阳台间的可移动玻璃隔断增加了整个建筑空间的可变性，同时使得整个空间更加通透，位于建筑内部可以充分感知到周围自然环境的变化。同时建筑师保留了基地原有的树，并使建筑的形体切割与之相呼应，在夏天，这些树遮蔽了强烈的阳光，为使用者提供了阴凉。

建筑采用轻质的山毛榉木，木骨架采用一种三角形的断面设计，能够有效的抵抗风荷载。由于基地的水位较高，建筑被架高在地平面以上。北部的绝热外墙的通风表皮采用的是俄勒冈松板。入口处的石板路选择了产自基地附近的一种石灰石。纵观整个建筑，许多构造细节被故意暴露，与建筑整体的几何秩序相融合，形成了独特的美感。

2.2 双户住宅

这座住宅的业主希望建筑师设计一个能充分运用太阳能技术的木构住宅。

建筑的平面自下而上向外扩展，使得整个建筑的形体犹如一艘船。为了平衡这种形态所产生的视觉不稳定性，设计师在北面放置了一个狭窄的长方形体块，该结构以两条入口廊道与建筑主体相连，就类似于“舷外支架”对轮船所起到的作用。

该住宅中所有的居室都朝南，有利于避免冬季建筑物内部的热量从暖的一侧向冷的一侧转移。南立面上排列着100mm厚的黑色预制混凝土板，其上覆盖有半透明的保温材料，阳光从半透明的热阻材料上穿过，照射在黑色的墙体上，墙体吸收了太阳辐射的热量，到了夜晚，再将其辐射到室内。这样，冬季，墙体形成蓄热体，夏天时为了防止室内空间过热，可以利用遮阳设施将这种热阻材料覆盖起来。

冬季建筑内的热交换器会将室内排出废气中的热量采集起来，对补充进室内的新鲜空气进行加热。再经过小型热泵把新空气加热到与室内空气一样的温度。夏季，悬挑的阳台遮蔽了强烈的直射阳光，避免了室内温度过高。

3.结语

建筑，从本质上来说，是人类适应自然气候条件的产物。全球各地变化多样的气候条件，孕育了不同地域间丰富的建筑形态。设计结合自然气候，是进行生态化栖居环境探索的主要方式之一。通过以上三个实例，我们了解到了托马斯·赫尔佐格在建筑设计中充分利用太阳能、风能等可再生能源，创造出舒适微气候的智慧。在他的设计中始终贯彻着人工造物与自然和谐共生的思想，他认为生态建筑设计不仅需要考量建筑的内部环境和外部形式，还需要将建筑与周边环境作为一个整体的循环系统来考虑。自然对建筑设计产生影响的同时，也必须控制建筑对于自然环境的影响。同时，托马斯·赫尔佐格十分重视与其他专业人士的通力合作，对新材料、新技术、新系统等等的开发和运用也保持着密切的关注。

参考文献：

[1]英格伯格·弗拉格 等著.托马斯·赫尔佐格——建筑+技术[M].李保峰 译 .北京：中国建筑工业出版社， 2003.

[2]邓庆坦、邓庆尧著. 当代建筑思潮与流派[M]. 武汉：华中大学出版社，2010

[3]宋晔皓,栗德祥. 整体生态建筑观、 生态系统结构框架和生物气候缓冲层[ J] .建筑学报, 1999( 27) : 3.

[4]《大师系列》丛书编辑部.托马斯·赫尔佐格的作品与思想[M].北京：中国电力出版社，2006.

[]5李保峰. 生态建筑的思与行——托马斯·赫尔佐格教授访谈[J]. 新建筑, 2000.