生态建筑设计中的“原生”与“适宜技术”

古云霞

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。

1 “原生”与“适宜技术”的生态建筑设计

1.1 原生的生态建筑设计

原生的生态建筑设计,是指在节约经济和低技术的条件下,不用或者很少用现代的技术手段来达到生态化的目的。这种生态设计手法往往自发地产生于建筑的最初阶段。

建筑在产生的时候,本身就包含了内在的“生态精神”。这些建筑通过直接的、单纯的与自然的接触,产生了最初生态概念。在漫长的建筑经验累积中,人们习惯性地运用着当地的材料,考虑当地的气候,由此创造出最基本的原生生态建筑。这种生态建筑设计方法经过长时间的经验积累,具有最基本的生态理念和最适合当地的生态技术。

然而,原生的生态建筑也有很严重的局限性。首先,它产生于技术水平较低的时代,它是在节约经济和低技术的条件下形成的低技术设计方法,受技术水平的限制,其节能效率往往较低;其次,限于地域条件的原生生态建筑设计方法对地域条件往往有很大的依赖性,很难对其进行普及。这种局限性使得原生的生态建筑设计方法很难发展与推广。而停滞不前的生态技术,本身并不是可持续的生态观。因此,在建筑设计中,我们必须考虑将这种原生生态建筑技术与现代的生态技术结合,创造适合当地生态条件的建筑,即本文提到的“适宜技术”生态建筑。

1.2 适宜技术的生态建筑设计

适宜技术的生态建筑要立足于本地的实际情况,以改善人们目前的生活环境品质,提高建筑的运营效率,减少能源消耗为目标,采用经济适宜可操作的现代建筑技术,通过对建筑空间的组织、结构类型的选择、节点构造的推敲以及对本土材料的重新挖掘使用,使建筑具有一定的地方特色,同时实现技术的适宜运用。

因此,具有一定适宜性、普遍性的技术,又能根据环境的不同而有一定地域特色的生态建筑应该成为研究的重点。也就是说,从满足基本的人居环境的要求出发,通过渐进的方式,通过“适宜技术”这个设计手段,运用当地的资源,结合适宜的经济的技术,进行生态建筑设计来达到可持续发展的目的。

2 生态建筑设计从“原生的”向“适宜技术”转变的必要性

2.1 生态技术与经济性的互动

建筑技术随着时代与科技的进步而进步,同时也根据经济的发展而发展。到如今,我们所面对的是资源环境问题的全球性和地区经济发展的不平衡性之间的矛盾。目前中国建筑业物质消耗占全部消耗总量的15%左右,建筑能耗约占全部能耗的28%,建材生产、建筑活动造成的污染约占全部污染的34%。意识到这种可怕现象的危害,不得不提倡可持续发展的建筑方式。

2.2 生态建筑设计与社会需求的互动

在历史的长河中,我们可以看到,建筑反映着人类的需求,同时它反作用于社会,通过对生活方式和环境的对比与分析,唤起人们的行为。早在古希腊,神庙的建设加强并支持了当时社会民主化的思想,巴洛克建筑以其丰富的三维空间唤醒了社会对自由的意念,日本住宅的小尺度也是对日本社会的模仿与反映等等,这些实例说明建筑有助于人们适应日常生活的需求和环境的改善,同时,建筑也能对社会的可适应性要求做出形式的反映。在当今“可持续发展”的全球大主题下,建筑的回应就是进行生态建筑设计。原生的生态建筑设计显然落后于人们的社会需求,而适宜技术的生态建筑设计的提出更加恰当。

3 生态建筑设计从“原生的”向“适宜技术”转变的可行性

3.1 从院落/天井到中庭/吹拔

在中国传统建筑中,院落与天井的做法普遍存在。利用院落/天井,既使建筑内部有了适当的采光面,又能减少夏日的日照。通过天井,还能将建筑底部的风拔上来,在建筑内部形成一个局部的空气循环系统,从而改善建筑内部“微气候”。

通过对这种技术做法的延伸,形成了中庭/吹拔的做法。对于中庭,一方面保留并发展了院落采光/改善空气流通条件的功能,同时通过玻璃、钢材及大空间技术的运用,使得中庭在采光的功能基础上,成为可以使用的室内空间。而通过可控百叶等技术的运用,使这种技术手段发挥更好的生态节能作用,并更加适应现代建筑。而吹拔则发展了天井作为微气候调节器的功能。它不仅在低层建筑中,也在高层建筑中得到运用,通过数层一组带一个吹拔的做法,使高层建筑内部形成数个独立的小循环系统,同样达到创造宜人“微气候”的生态目的。

3.2 从坡屋顶到双层屋顶

中国传统建筑多坡屋顶,这种屋顶形式较普通的平屋顶能更有效的保温隔热,且具有更好的屋面排水功能。现代建筑设计中,这种生态功能在双层屋顶的做法中得到更好的发挥。现代建筑设计中的双屋面做法,外面一层屋面可以挡住阳光直射,同时可以在两层屋面之间形成空气流通空间,可以带走屋顶的热量。而更为生态的做法则是:外面一层是太阳能储热板,利用太阳能技术为大楼提供能源;里面一层是经过保温隔热处理的绿化屋面,能有效阻挡热量的进入,从而降低夏季室内温度。而在两层屋面之间,则可以形成空气流通的空间,带走屋面滞留的热量,从而进一步降低屋面的温度,保证建筑室内的宜人条件。

4 上海世博会中的“适宜技术”生态建筑设计

从世博会的规划及建筑设计中,我们能轻易地找到“适宜技术”生态设计的踪影。首先,整个园区的规划展示了良好的生态理念。整个世博园临江,沿江布置了世博公园、后滩公园和白莲泾公园。而后滩公园的水源源头倪家浜是一个居民用水的排污口。设计者通过引入数十种动植物,水体生态功能和自净作用的充分发挥,形成了一个净化水环境的生态系统。

世博园内其他展馆也纷纷打出生态牌,西班牙馆是一座复古而创新的“藤条篮子”建筑,外墙由藤条装饰,通过钢结构支架来支撑,呈现波浪起伏的流线形。阳光透过藤条缝隙,洒落在展馆内部,创造良好光影效果的同时,也起到了遮阳的作用。设计师将西班牙传统的藤编辅以现代技术的结构,创造出具有西班牙韵味的生态建筑。

印尼展馆设计也有异曲同工之妙。展馆顶部数根竹子穿墙而出,这是印度尼西亚传统与现代生活方式相结合的标志。展馆通过采用木头、竹子等一系列天然环保材料,以现代的技术处理并构建出来,形成了现代的生态建筑。

5 结语

从地域性条件发展出来的原生的生态建筑设计由于其不可持续性,不适合继续成为生态建筑的主要发展方向。因此,结合当代建筑技术发展成果和基于地域条件的原生的生态建筑设计方法,“适宜技术”的建筑设计应该成为今后生态建筑设计发展的主要方向。在经济条件允许的情况下,将生态建筑设计从“原生的”转向“适宜技术的”,使生态建筑能得到发展和推广,使大部分的人都能享受到高质量的可持续的生活环境。

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