回归自然的生态建筑

段 昕 张曦元

吉林建筑大学（130118）

1 生态建筑的背景

近年人们开始追求更高层次的居住水平，建筑不再只是居住的机器，虽然建筑空间、建筑形式更多的在设计之初被建筑师所考虑，但环境问题也成为建筑师要考虑的因素之一。如今人类的文明取得了突破性进展，带来了一系列环境问题，其中一些是工业以及城市发展所带来的，另外资源的过度开采和利用也造成了一些生态问题。近年全球变暖、酸雨、臭氧等一系列环境问题使得人们不得不从源头去寻找解决问题的策略，而人类生活中见到的最多的事物就是建筑，但建筑行业从施工到使用以及维护都会产生很多废弃物以及能源的浪费，因此人们不得不考虑一种新的营造方式来减少各种对环境的影响，并且使得建筑从施工到使用时消耗比较少的能源，这也是提出生态建筑的主要背景。

我国早已提出可持续发展观，而建筑界如何真正贯彻落实可持续发展观是一个重要的研究课题。建筑项目从施工之初，就伴随着能源消耗，而且项目越大，消耗的能源也就越多，其中电力资源消耗比例更高。这些资源在生产过程中的消耗将成为建筑界可持续发展需要攻克的难关。另外，在施工过程会大兴土木，这无疑会对生态环境造成很大的破坏，并且施工所需要的建筑材料的生产加工将附带产生很多的废弃物，如果处理不当也将对生态环境造成破坏性后果。在建筑使用与维护期间，还会产生大量垃圾，而可持续发展要求在建筑全周期内尽可能使得废物最小化，或者将废物回收利用，这也是建筑师需要考虑的问题。

2 生态建筑理论与目前遇到的问题

2.1 生态建筑理论

鉴于以上背景，生态建筑理论应运而生，并且如今全世界的建筑师正在实践中不断完善。“生态建筑”是由上个世纪意大利建筑师保罗（Paolo Soleri）提出，而生态建筑的概念是生态学和建筑学交叉的产物。生态学的概念是德国动物学家海克尔（Haeckal·E）在1866年首次提出的，他提出生态学是为了研究生物与外部环境的关系，现在生态环境收到人们关注，当生态与建筑相结合，人们就开始研究建筑与生态环境之间的关系，但是人是建筑的使用者，生态建筑当然离不开人的活动。在远古，人们与自然是和谐共生的关系，当时人们的活动对自然产生的影响远不及现代。现在，人们研究如何在不破坏生态的情况下，去进行营造活动以及人们在建筑中的日常活动，现在虽然人们生活水平提高，更多追求物质与精神享受，但也可以在自然与人的活动中取得一个平衡点，虽不至于对自然完全没有危害，但也在生态修复自身能力的范围之内，而达成这一目的的根本还是向自然本身与古人学习。

2.2 生态建筑目前遇到的问题

当前生态建筑的研究已经达到一定高度，一些学者总结了生态建筑的基本特征。生态建筑与低摩擦、循环再生、环境适应能力[1]。能满足这些标准，在实践过程中无疑会对生态环境的影响减小,但目前国内许多生态绿色建筑在实际建设和维护仍不理想,需要高投资，早期也未能给出充分发挥生态建筑的优越性，甲方在生态建设这个主题上仍然需要学习其他国家的先进经验。

生态建筑无疑应该贯穿整个生命周期，从设计到施工再到维护，都应该统筹考虑，实际工程中，一些设计没有统筹考虑到每个方面，忽视任意一个阶段，都可能对环境造成较大影响或者在预期之外产生较高的投入成本。研究者都有共识，生态设计应遵循总体设计、低消耗且无公害、共存的原则[2]。但是，实际工程中却很难做到，设计本是一个取舍的过程，且建筑也取决于建筑师的设计能力，若建筑师只是基本地掌握一些生态建筑的常识且缺少系统全过程的培训，无疑会在实际工程中出现问题。

生态建筑有很多设计方法，但归根到底还是减小对环境的影响及通过对能量的合理利用达到建筑节能的目的。有学者对生态建筑的细节方面进行了研究，提出合理选择建筑材料、有效利用风能以及针对不同的气候区采取不同的措施的方法[3]。生态建筑最终还需根据当地的实际情况因地制宜地去选择合适的生态建筑设计方法，并不是选一种生态设计方法这个建筑就可以称之为生态建筑了，比如在太阳能并不是很充沛的地区，贸然选择太阳能作为生态能源，很可能会得不偿失。如果不能选择适合当地的设计方法，一昧地照搬，而不进行创新性应用，很可能建设出来的不是生态建筑。

因此可见，生态建筑并没有通用的模板，如果不具备随机应变的设计能力及严格扎实的全过程落实经验，生态建筑终归只会是空中楼阁。生态建筑可以借鉴乡土建筑，去扎根当地，向历史学习，向自然学习。当然，向自然学习并不是照猫画虎，按理想型去做仿生建筑，或者拼凑历史与当地的碎片进行设计，而是能从需求出发，用当地或者自然中的一些灵感，创新性选取应用到设计中去解决实际的生态建筑问题。远古的房屋是最简单的，但也是最接近自然的，远古的房屋如洞穴，其上有植物覆盖，正如如今生态建筑中的绿色屋顶，现在的覆土建筑或地下建筑，古人早已想到并设计作为自己的居所。所以，深层次回归自然，回归当地，充分利用当地废弃物循环再生，利用当地自然可再生能源，将乡土建筑与生态建筑结合，或许会使得生态建筑能更多地接近人们提出这个概念时的初衷。

3 生态建筑案例分析

3.1 阴阳宅

该项目是由Fei和Chris Prechat领导的国际建筑师团队设计的，位于德国乡村，其为居住在里面的小家庭提供日常所需的各种资源，户主可以自己种植需要的食物来自给自足。当建筑落到土地之上，总会侵占原本属于自然的区域，对生态造成不同程度的破坏，而此建筑也试图将这个侵占自然的空间还给自然本身。

以上建筑是由2个相互交织的实体组合而成，其和谐地与绿色屋顶相连接。可以发现这个建筑与中国的黑白太极图相似，建筑的两个实体部分像两个山脉一样，分别用于生活和工作。另外，坡形屋顶，可引导雨水到地面，储存起来重复使用以浇灌植物，这个建筑就好像一个完整的自然生态系统，能源重复利用，自给自足。屋顶也不仅仅是实现自给自足的工具，也是设计元素。随着时间推移，一年四季的变化会让屋顶呈现不同的色彩，从春季五彩缤纷到冬季白雪皑皑，建筑最终与周围环境融为一体。

3.2 2020奥地利世博会馆决赛入围作品

该项目同样是由Fei和Chris Prechat领导的国际建筑师团队设计的，设有一个超大的磨坊，该磨坊旋转起来可以使水循环流经凉亭，象征意义在于提醒人们水是万物之源，所有的游客可以与建筑互动，与水进行互动。

图1 阴阳宅

图2 阴阳宅图解分析

图3 奥地利世博会馆

图4 奥地利世博会馆图解分析

迪拜降雨不多，而该展馆通过一个可持续利用水的磨坊，象征性提醒人们水作为一种公共财产的重要性。通常来讲，建筑物将所有天气隔绝在外，而在这里，建筑物和自然因素融为一体，充分利用水资源，建筑物成为自然的载体，给人们提供交往的场所。该展馆使风从木结构中流过，而其顶部可以产生阴影，防止阳光直射，在建筑物之间，水车转动可以收集雨水带到顶部，使得整个建筑产生下雨的效果。人们进入其中与建筑互动，与自然以及与水互动，并且其中有不同的互动方式，或蒸汽或水滴或倾盆大雨，人们可以自由选择与自然接触的亲密程度，这个建筑真正地与大自然合二为一，人类置身其中如置身在自然的怀抱，并且这个建筑完整地利用了水循环的过程，从水进入到利用到再次取水。其是水循环的完美体现，并不是简单地模仿或者进行仿生建筑，因此这个建筑可以称为为生态建筑，其结合了当地实际情况，并给人们利用水资源提供一定的参考价值。

3.3 以健康为理念的生态建筑

21世纪随着人类生活质量的提高，开始追求健康的生活，生态建筑可以作为健康建筑的一个范畴，好的生态建筑当以满足健康的基本要求，给使用者提供健康的物理环境和心理感受。健康建筑是绿色建筑的一个新的研究方向，是同时兼顾建筑功能和使用者的健康的建筑，是以人的健康为目的，并促使建筑使用者获得完全的生理、社会以及心理健康的建筑。其中，空气、健身、人文、服务、水、舒适是六大健康要素，也是健康建筑的主要内涵。而生态建筑引入健康理念，会使建筑与人达到和谐的状态。生态建筑进行设计或者改造设计时，应针对使用者进行心理问卷研究，并针对当前存在的现有建筑进行物理环境数据实测，结合心理问卷判断建筑对人的影响。站在使用者角度，站在营造一个健康的建筑环境角度去设计建筑，将提高生态建筑的上限。在具体的设计时，除了对现有的建筑进行实测之外，也可以通过软件模拟，分析健康的室内外物理环境，通过优化方案不断测试，并对比健康设计标准，最终得到完善的以健康为理念的生态建筑方案[4]。

4 结语

生态建筑发展至今，各种理论已经比较充实，但一个真正的生态建筑只有立足于本土，立足于周边自然，才能真正生根健康成长起来。以上的两个案例都有一个共同点，都是务实地从当地周边环境的立场出发，并不一定有非常高深的技术，无论是效仿自然经济下的农村种植自给自足，还是降雨量小的地区建设象征水资源循环的展馆，都是当地自然与文化背景的产物。因此，并不是简单用一些现代能源利用装置就能称为生态建筑，也不是简单地仿生自然就能称为生态建筑。生态建筑首先处在本土自然的怀抱之中，最好的状态是自然与健康。