生态建筑美学的环境因素

丁桂芊

（河南科技学院，河南 新乡453600）

新世纪以来，由于城市化的快速推进和现实利益的驱使，传统的人类中心主义极度膨胀，导致政府规划追求新城区建设规模，设计者追求欧美建筑风格和时尚，地产开发者过分推崇市场化利益，产生了诸如城市承载人口虽少但城建规划却宏伟，城市规模虽小但建筑的容积率却很高，水资源稀缺而人造水景观成摆设等怪胎。再加上实际绿化率过低，车位和公共设施等配套难以为继，极易使建筑物沦为圈钱的工具。报载，全国90%以上的地级市都有新城区规划，全国新城区规划人口达34亿人口[1]。倘若在本轮城市化过程中忽视生态建筑美学的创新和应用，将会给未来的中国经济带来极大的硬伤。目前，国内的生态建筑美学更多注重宏观的哲学美学方面的美学构建，对现实中体制实际的应用研究相对偏少，各个相关学科之间的交叉和渗透也较少，而且与发达国家的生态建筑美学交流还比较有限，这对于城市化过程中的警示和指导作用极为有限。我们通过当代生态建筑美学的视角，对建筑的各种自然属性进行梳理，使这种凝固的艺术天长地久，这对于生态建筑美学的发展和人居环境的改善具有进步的意义。

1 中西方生态建筑美学的理论渊源与特征

人居环境的生态问题，实际上是人与自然、人与生物、人与社会、人与未来的和谐共生问题，也是人类自身的文化问题、伦理问题和美学问题。在自然界，众多生命体与其生存环境所表现出来的共生关系与和谐形式就是一种自然的生态美。在这方面，中华民族具有良好的传统，如儒家的“天人合一”观念，道家的“道法自然”理论，佛家的“众生平等”原则，墨家的“兼爱”、“节用”论述等古代智慧，提出了较为丰富的生态审美智慧。直到今天，在我国古代传统建筑中，已形成了独特的建筑美学理念与风格，博采众长、千锤百炼，融合蕴藏着浓厚的儒、释、道文化，早已上升为东方人居环境的审美艺术，根深蒂固地植根于民俗之中，成为中国人心理层面上的审美文化取向，体现了敬天法祖的建筑规划特色。而由西方主导的当代生态建筑美学，则是以生态学为切入点，以生态思维为理论导向，以生态美学为依托，以生态技术为保障，以生态法规为制约，以可持续发展为指南，研究建筑与自然、人、环境、生态、美学、艺术等诸种和谐关系的一种具有综合性、共生性的后现代建筑范式[2]。

生态建筑美学主要有以下特征：第一个特征是生命质量意识。生态美是以生命过程的持续流动来维持的，良好的生态系统遵循物质循环和能量守恒定律，为生命群体的繁衍生存提供可持续发展的条件。诸如景观破坏、环境污染、能源高耗等现象的建筑形态，是违背美学原则的。第二个特征是各个系统之间体现出来的平等与和谐。人工与自然的互惠共生，使人工系统的功能需要与生态系统特性各有所得，相得益彰，浑然一体，这就是和谐美。对建筑而言，和谐不仅指的是视觉上的融洽，而更应包括物尽其用、地尽其力、持续发展。古代的水车，新疆的坎儿井堪称杰作。第三个特征是由建筑法规与建筑伦理体现出来的文化性，具有法治和伦理文明的功效。满足这种建筑的审美文化取向，是生态建筑美学的灵魂，可以进一步规范人类的建设行为。第四个特征是低碳和环保法则。利用太阳能等可再生能源，注重自然通风，自然采光与遮阴，采用多种绿化方式来改善人居环境的小气候。

2 生态建筑美学与宜居的环境因素

2.1 宜居环境的社会性、资源性与地质因素

生态建筑美学强调环境的宜居性，而建筑的宜居性与社会性、自然资源和地质条件等要素密切相关，其中任何一项都是环境发展的不可或缺的要素。如智利的伊基克建在地震断裂带上，由于港口的价值，大震之后原址重建，结果数十年一次大地震，造成城市的周期性毁灭。

2.2 宜居环境与土壤和健康的关系

人类寿命约有25%受遗传基因控制，而其他75%取决于个人行为与环境等外因以及与遗传基因交互作用的影响。中国老年学会对湖北省钟祥市、江苏省如皋市白蒲镇、河南省宁陵县等长寿之乡的土壤进行了采样分析，显示这些地区每千克土壤中，碘、锌、硒的平均含量分别达3.3毫克、57.3毫克、0.47毫克，明显高于其他地区。硒在人体中起到抗衰老防癌变的作用，锌是构成人体参与生命活动多种蛋白质所必需的元素，碘对人体健康有非常重要的影响。更加重要是，这些长寿元素含量正好适合人体需要。而又由于独特的地质背景，比如如皋地区的土壤中有害金属含量均处于较低水平。总之，长寿之乡环境优美，海拔适中，森林茂密，植被茂盛，气候宜人。

2.3 宜居环境与温度、湿度和水源地的关系

空气温度即气温，表示空气冷热程度的物理量。空气中的热量主要是通过太阳辐射地表后的二次传导产生的，越是干燥的地方气温越是容易升高，湿润的环境不易快升。另外，海拔越高的地方，气温的变化越快。人体在25℃（夏季26-28℃）的环境中，身体内的毛细血管舒张平衡，感觉非常舒适，是人居环境中最美的温度。

空气湿度即是空气干湿的程度，气象上常用相对湿度来表示。大气中若没有水汽，相对湿度为零；当大气的实际水汽压与同温度下饱和水汽压相等时，相对湿度即为100%，表示大气中水汽含量已饱和。空气中的湿度大小，与人体健康有着紧密的关系。据研究，鼻内部呼吸道、肺部连同网状肺泡，是由支状纤毛的粘膜覆盖的，当空气湿度低于40%时，纤毛的运动会变得十分缓慢，灰尘易附在粘膜上，刺激喉部而咳嗽，导致呼吸道疾病。科学家发现，在低温低湿的冬季，流感、哮喘、肺炎、支气管炎、脑膜炎等多种与呼吸有关的病症明显增加。而在湿热的夏季，由于湿度过大，人体中一种叫松果腺体分泌的激素较多，体内甲状腺素及肾上腺素的浓度相对降低，人体细胞就会怠倦，导致萎靡不振，且易患恶心、呕吐、便秘、烦躁、头晕、头痛、脑血栓等病症[4]。这是因为潮湿的空气里霉菌种类较多，有些真菌孢子与灰尘结合形成有毒尘埃，导致人们过敏反应。另外，居室内潮湿会引起人体血管压力加大和呼吸不畅，而诱发多种疾病。结果表明，最有利于人体健康的空气相对湿度为49%-51%。古人提出“山环水抱必有气”的论述，是一种以形固气，以水养气，两者相辅相成的选址技巧，体现了水资源对人居环境的空气温度和湿度的调节作用。

2.4 宜居环境与大气环流和风速的关系

大气环流是完成地球大气系统的角动量、热量和水分的输送和平衡，以及各种能量间相互转换的机制，也是这些物质能量输送、平衡和转换的重要结果。中国古代黄河流域属于大陆性季风气候，冬季冷空气来自高纬度大陆区，多吹西北风，因而气候寒冷干燥；夏季风向来自海洋，多吹东南风，温暖湿润，降水集中在夏季。大陆性季风气候的生态建筑美学选择的最佳模式是选择一种类似四合院的地形，即北面有环形高山以抵挡冬季的寒风，南面有水源和相对低缓的平台，能够接纳来自南面的温暖湿润空气。用生态建筑美学的观点来看，所谓山林之间易藏风纳气，就是指山、林、建筑等生态要素与人之间具有明显的共生关系。《管氏地理指蒙》讲：“欲其高而不危，欲其低而不没，欲其显而不张扬暴露，欲其静而不幽囚哑噎。”这段话体现了中国古代建筑审美的中庸哲学。具体而言，这种选址的要求除了环境对人居的精神因素影响之外，还体现了人居环境对宜居空气的最佳利用方式。现代气象学对于气流和风速有了进一步的定义，按照每秒气流的运行速度分为12级。根据人体的接受力，还可以细分为弱1级风（＞0.5米/秒）、中1级风（0.6-1.0米/秒）和强1级风（＜1.0米/秒）。人居生态环境的风速应随着季节变化而变化。一般而言，冬季时以弱1级风速为佳，可以使室内外空气达到有效流动。春秋季以中1级风速为佳，夏季以强1级风速为佳。

2.5 宜居环境与空气中负离子的关系

空气负离子又称负氧离子。自然界的闪电、光电效应、喷泉、瀑布等都能使周围空气电离，形成负离子。负离子不仅能促成人体合成和储存维生素，而且能够强化和激活人体的生理功能。在医学界，负离子被确认是具有杀灭病菌及净化空气的有效手段。同时还有利于血氧输送、吸收和利用，促进人体新陈代谢，提高人体免疫能力，增强人体肌能，预防感冒和呼吸道疾病，降低血液粘稠度，改善心、脑血管疾病的症状。据考证，负离子对人体7个系统，近30多种疾病具有抑制、缓解和辅助治疗作用，对人体的保健作用更为明显，被生命科学称为“空气维生素”。另外，负离子还有净化除尘、减少PM2.5，改善预防呼吸道疾病、镇静、催眠、抗氧化、防衰老、清除体内自由基的效果。人居环境在负离子作用下，可以使人体骨骼的兴奋性增强，有助于运动员在竞赛中取得良好的成绩。由于生态环境的差异和破坏，负离子在自然界的分布相差悬殊，其中以森林瀑布地带含量最高，其次是城市远郊和街道绿地，最次是城市房间和工业区[5]。长寿之乡广西巴马，局部地点每立方厘米的负离子竟高达2万到5万个。今天科学设备虽然可以制造空气负离子。然而空气负离子丰富地带仍是生态环境选美的重要因素。

2.6 空气中的有益成分和有害成分

空气中99%的细菌是有益细菌，也被称为“益生菌”，而帮助这些细菌良好运作的其他细菌称为“益生元”，它们存在于食物、水和空气中，定植于人体肠道、生殖系统内，能改善宿主微生态平衡，对人体的微生态环境有重要价值。另外，还有一些酵母菌与酶等。有研究发现，长寿老人体内的双歧杆菌明显高于普通老人。现代益生菌工业技术，在处理工业废水方面有重要价值。

低碳意识可以减少有害气体的排放。有害成分主要有：①悬浮颗粒物，又称PM2.5，是人类社会工业化过程带来的危害，治理难度大，现已被世卫组织列为人类一级致癌物。目前PM2.5且有攀升的趋势[6]。②一氧化碳，来源化工企业，化石燃料的不完全燃烧等。超过一定浓度后会使人意识力减退，中枢神经功能降低，人的心脏和肺部呼吸功能减弱，甚至还会导致死亡。③二氧化硫，具有腐蚀性，对人体呼吸道健康和作物生长危害极大。主要产生于煤碳的燃烧过程中。④氮氧化物，主要来源于燃煤及汽车尾气排放，对人们呼吸器官有强烈刺激，容易引起急性哮喘病。另外还有二氧化硫、氮氧化物，以及甲醛、苯、氨、乙酸丁酯、邻二甲苯等装修污染和消毒柜臭氧泄露等。

2.7 空气中的磁场、射线和未发现物质

地球磁场：由于地球具有的地心吸引力和地球轨道自西向东旋转的物理运动过程中，不同方位的球体轨迹位置产生不同的磁场变化，从而影响人类的起居生活。在一些高地磁地区，人群具有睡眠质量好、身体免疫力高、心脑血管发病率低等特点。

激光：一种波长较长电磁波，能量虽然较低，但是方向性却很好，能使生物细胞发生共振吸收，导致原子、分子能态激发或原子、分子离子化，从而引起生物体内部的变异。

放射线，可以引起基因突变和染色体畸变、造血功能缺失、癌症等疾病的发生，使一代人甚至几代人受害。

21世纪以来，随着暗物质理论的提出，国际上开展了20多个暗物质探测试验，就是对未知物质的探索。这些探索对生态建筑美学的发展具有积极的意义。

3 结论

生态建筑美学，主要包括了地球物理学、天体物理学、水文地质学、环境景观学、生态建筑学、气候气象学、磁向方位学、民俗学、应用心理学、美学和人体生命信息学等学科。因此，无论是房地产开发，还是城市规划与建设，以及水利、交通、工业和公共设施等项目布局，如果能利用生态建筑美学的视角对这些环境要素进行研究和运用，在建设过程中达到较为理想的效果，会使人们对这些建筑物产生一种舒适感与和谐感，实现“居必常安，然后求乐”的人居理想。

［1］新华社.中国90%地级市争建新城总规划人口达34亿［N］.广州日报，2014（4）：21.

［2］黄丹麾.当代西方生态建筑的美学研究［D］.中央美术学院，2004.

［3］林琳.空气湿度与人类生活［N］.中国气象报，2005（7）：12.

［4］吴志萍、王成.城市绿地与人体健康［J］.世界林业研究，2007（2）：32-37.

［5］王玮、汤大钢、刘红杰等.中国PM2.5污染状况和污染特征的研究［J］.环境科学研究，2000（1）：1-5.