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效仿传统的生态建筑设计理念刍议
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内容提示：建筑及其建成环境是生态系统的一个组成部分。作者通过合理利用空间、降低建筑耗能、材料的循环利用和再生三个层面，分析了传统建筑的生态设计方法和实践。文章认为应从传统建筑中感知建筑内在的生态“原型”，从更深层次上认识到建筑存在的生态意义，这是建筑可持续发展的根本，也是生态建筑的设计途径之一。
摘要：建筑及其建成环境是生态系统的一个组成部分。作者通过合理利用空间、降低建筑耗能、材料的循环利用和再生三个层面，分析了传统建筑的生态设计方法和实践。文章认为应从传统建筑中感知建筑内在的生态“原型”，从更深层次上认识到建筑存在的生态意义，这是建筑可持续发展的根本，也是生态建筑的设计途径之一。
关键词：生态建筑； 设计； 空间； 建筑耗能； 材料
Abstract:The construction and completion of the ecological environment is an integral part of the system. The author through a rational use of space, reducing building energy consumption, the use of recycled materials and renewable three levels, the traditional construction of the eco-design methods and practice. The article maintains that traditional architecture should be inherent in the construction of the eco-aware “prototype”, from a Shencengcishang aware of the ecological significance of the building, which is the fundamental building sustainable development, ecological construction is one way to the design.
Keywords:ecological building； design； space； building energy； consuming materials
人类为生存而依附的建筑及其建成环境是自然的再生装置，也是生态系统的一个组成部分。生态环境的恶化无疑与现代文明的发展有一定的关系。于是布莱恩·爱德华兹主张：“我们面对的是一个不太确定的未来，因此，我们应当遵循的一个最重要的原则，便是向过去学习——重视和理解乡土建筑的结构和风格，使用当地采购的材料，当地供应的能源和当地的传统工艺。”
从生态学角度看，人类对自身生存环境的适应表现在生活的各个方面，人类的居住生活和建造活动对这种“适应”也有充分的表现。这些保留至今的传统建筑的大多数做法和形式都是经过长时间对当地气候、资源等条件适应后的产物，它们在最大程度上创造了实用合理的生活条件。传统建筑因地制宜，就地取材，与环境和谐的方法，尊重基地环境，节约使用资源和能源的设计原则有共同的契合点。因此，效仿传统建筑，重新挖掘、评价与发展传统建筑的生态设计经验和做法，成为生态建筑的设计途径之一。
1建筑与自然和谐共生，合理利用空间
随着城市化进程的加快，对土地资源掠夺性的开发和攫取，已显现出供应的危机。怎样合理经营生存空间——既保证生态平衡又可获得必需的物资和能源；既要扩充生存空间，又要保证必要的生态环境，解决这一问题，极富生命力的传统建筑——窑居和干栏民居，为我们作出了提示——为解放土地和还原生态，向地下和空中发展。合理开发和利用地上地下空间是解决有限土地资源和改善生态环境的有效途径。
1.1窑居——向地下要空间
20世纪80年代国际隧道协会（ITA）提出“大力开发地下空间，开始人类新的穴居时代”的口号。始于黄土高原的传统窑居（图1a）从整体环境到单体建筑，都是顺应特定地区的自然、社会和经济状况的限定，依靠营建过程中的智慧，在土地资源匮乏的条件下，一方面向土层索取有效空间，不占用良田；同时，将空间进行立体利用，保证生产与生活互不妨碍。窑顶覆土可种植适宜的经济作物，增加了植被、固化了尘土和调节了气候，使得窑居的营建达到了零土地支出，并与庭院经济有机结合，达到了节地与经济的双赢效果。
在当代，建筑、街道乃至城市转入地下，从而解放土地、让出生态与农耕作业空间，已成为现代大都市的建设发展趋势。在现代技术条件下，东京已建成的八重州地下街(图1b)、开封的相国寺地下商场(图1c)，已成功表明了这一可能性。
1.2干栏建筑——向空中发展
上古传说中，有巢氏为避免族人遭野兽侵袭，教民构木为巢，从此就有了房屋。虽然有巢氏其人不一定存在，但干栏式民居(图2)确实是从原始的巢居发展而来的。巢居—干栏，它从一开始就与自然相结合，始终都保持着让出土地、尊重自然的原则。干栏式房屋的特点是抬高房屋地板，以适应南方地区特殊的生存环境（潮湿，多虫），同时亦可利用下部空间。这对于后来吊脚楼、楼阁的发明，并最终导致架空底层楼房的形成有直接的启示。
2采取生态的设计方法及措施，降低建筑耗能
建筑处在消费的前沿。保罗·索莱里在其生态建筑学中指出：任何建筑或都市设计如果强加破坏自然结构都是不明智的，号召将富勒的“More with less”原则应用到建筑中去，对有限的物资资源进行最充分、最适宜的设计和利用；反对使用高耗能，提倡在建筑中充分利用可再生资源。在历史的长河中，人们在地球上修建了许多尊重自然，利用可再生资源的耗能极低的建筑，如海德拉巴的风斗、吊脚楼、黄土窑居等等。
2.1通风
作为建筑环境改善的重要手段之一的建筑自然通风是生态建筑设计的重要问题。著名的皖南民居就是通过结合当地自然、气候、地理因素解决自然通风的很好例子。尽管皖南地区夏季室外温度达到37℃～38℃，夜间也有25℃左右，但这些民居可以日间室内温度基本控制在31℃左右，夜间也能接近室外温度。其奥妙在于民居是通过特有的天井来达到日间抑制风压自然通风，夜间促进热压自然通风迅速降温。自然通风的原理概括起来有风压通风与热压通风。
2.1.1 风压通风
利用水平风压来推动气流。最能体现这种通风方法的建筑形式，就是四面无窗、无墙的“亭台建筑”，例如太平洋萨摩亚的民居就是典型的“亭台建筑”。日本的活动“隔间”，也是一种在需要时能够完全开放通风的“亭台建筑”。另外以底层悬空的“干栏建筑”，当然是这种通风方法的极致之作。（见图3）
2.1.2 热压通风
位于英国Leicester的De Mountfort大学工程与制造学院的机械工程大楼(Queens Building)（图4），就是一件利用中庭热压通风设计的经典之作。大楼的中央演讲厅由于进深较大，且只有一面开窗，利用大楼的高室内发热量，在英国首创以自然热压通风设计来取代冷气空调设备的实例，是一栋低能耗、低环境冲击的生态型建筑。
关键词：生态建筑； 设计； 空间； 建筑耗能； 材料
Abstract:The construction and completion of the ecological environment is an integral part of the system. The author through a rational use of space, reducing building energy consumption, the use of recycled materials and renewable three levels, the traditional construction of the eco-design methods and practice. The article maintains that traditional architecture should be inherent in the construction of the eco-aware “prototype”, from a Shencengcishang aware of the ecological significance of the building, which is the fundamental building sustainable development, ecological construction is one way to the design.
Keywords:ecological building； design； space； building energy； consuming materials
人类为生存而依附的建筑及其建成环境是自然的再生装置，也是生态系统的一个组成部分。生态环境的恶化无疑与现代文明的发展有一定的关系。于是布莱恩·爱德华兹主张：“我们面对的是一个不太确定的未来，因此，我们应当遵循的一个最重要的原则，便是向过去学习——重视和理解乡土建筑的结构和风格，使用当地采购的材料，当地供应的能源和当地的传统工艺。”
从生态学角度看，人类对自身生存环境的适应表现在生活的各个方面，人类的居住生活和建造活动对这种“适应”也有充分的表现。这些保留至今的传统建筑的大多数做法和形式都是经过长时间对当地气候、资源等条件适应后的产物，它们在最大程度上创造了实用合理的生活条件。传统建筑因地制宜，就地取材，与环境和谐的方法，尊重基地环境，节约使用资源和能源的设计原则有共同的契合点。因此，效仿传统建筑，重新挖掘、评价与发展传统建筑的生态设计经验和做法，成为生态建筑的设计途径之一。
1建筑与自然和谐共生，合理利用空间
随着城市化进程的加快，对土地资源掠夺性的开发和攫取，已显现出供应的危机。怎样合理经营生存空间——既保证生态平衡又可获得必需的物资和能源；既要扩充生存空间，又要保证必要的生态环境，解决这一问题，极富生命力的传统建筑——窑居和干栏民居，为我们作出了提示——为解放土地和还原生态，向地下和空中发展。合理开发和利用地上地下空间是解决有限土地资源和改善生态环境的有效途径。
1.1窑居——向地下要空间
20世纪80年代国际隧道协会（ITA）提出“大力开发地下空间，开始人类新的穴居时代”的口号。始于黄土高原的传统窑居（图1a）从整体环境到单体建筑，都是顺应特定地区的自然、社会和经济状况的限定，依靠营建过程中的智慧，在土地资源匮乏的条件下，一方面向土层索取有效空间，不占用良田；同时，将空间进行立体利用，保证生产与生活互不妨碍。窑顶覆土可种植适宜的经济作物，增加了植被、固化了尘土和调节了气候，使得窑居的营建达到了零土地支出，并与庭院经济有机结合，达到了节地与经济的双赢效果。
在当代，建筑、街道乃至城市转入地下，从而解放土地、让出生态与农耕作业空间，已成为现代大都市的建设发展趋势。在现代技术条件下，东京已建成的八重州地下街(图1b)、开封的相国寺地下商场(图1c)，已成功表明了这一可能性。
1.2干栏建筑——向空中发展
上古传说中，有巢氏为避免族人遭野兽侵袭，教民构木为巢，从此就有了房屋。虽然有巢氏其人不一定存在，但干栏式民居(图2)确实是从原始的巢居发展而来的。巢居—干栏，它从一开始就与自然相结合，始终都保持着让出土地、尊重自然的原则。干栏式房屋的特点是抬高房屋地板，以适应南方地区特殊的生存环境（潮湿，多虫），同时亦可利用下部空间。这对于后来吊脚楼、楼阁的发明，并最终导致架空底层楼房的形成有直接的启示。
2采取生态的设计方法及措施，降低建筑耗能
建筑处在消费的前沿。保罗·索莱里在其生态建筑学中指出：任何建筑或都市设计如果强加破坏自然结构都是不明智的，号召将富勒的“More with less”原则应用到建筑中去，对有限的物资资源进行最充分、最适宜的设计和利用；反对使用高耗能，提倡在建筑中充分利用可再生资源。在历史的长河中，人们在地球上修建了许多尊重自然，利用可再生资源的耗能极低的建筑，如海德拉巴的风斗、吊脚楼、黄土窑居等等。
2.1通风
作为建筑环境改善的重要手段之一的建筑自然通风是生态建筑设计的重要问题。著名的皖南民居就是通过结合当地自然、气候、地理因素解决自然通风的很好例子。尽管皖南地区夏季室外温度达到37℃～38℃，夜间也有25℃左右，但这些民居可以日间室内温度基本控制在31℃左右，夜间也能接近室外温度。其奥妙在于民居是通过特有的天井来达到日间抑制风压自然通风，夜间促进热压自然通风迅速降温。自然通风的原理概括起来有风压通风与热压通风。
2.1.1 风压通风
利用水平风压来推动气流。最能体现这种通风方法的建筑形式，就是四面无窗、无墙的“亭台建筑”，例如太平洋萨摩亚的民居就是典型的“亭台建筑”。日本的活动“隔间”，也是一种在需要时能够完全开放通风的“亭台建筑”。另外以底层悬空的“干栏建筑”，当然是这种通风方法的极致之作。（见图3）
2.1.2 热压通风
位于英国Leicester的De Mountfort大学工程与制造学院的机械工程大楼(Queens Building)（图4），就是一件利用中庭热压通风设计的经典之作。大楼的中央演讲厅由于进深较大，且只有一面开窗，利用大楼的高室内发热量，在英国首创以自然热压通风设计来取代冷气空调设备的实例，是一栋低能耗、低环境冲击的生态型建筑。
2.1.3 热压导风
在巴基斯坦Sind省小镇（图5），全镇各式各样，参差不齐的捕风塔，均面对相同的常年风向，以导引气流进入各户起居空间。在伊朗的Yazd镇（图6），人们利用附有通风塔的水井中水分的蒸发冷却作用，然后通过的气流变成湿润的凉风，以改善当地的干热气候。1973年，英国伦敦建筑协会，曾针对埃及一栋附有通风塔与中庭喷泉的民居（图7）进行通风实测，发现即使在干热强风的气候中，经过通风塔与水池调解后，起居空间之风速与温湿度均十分宜人。
2. 2 保温
在寒冷、干热气候有良好效益。传统窑居的厚重被覆盖结构（图1a）形成了稳定的室内热环境，当室外温度变化剧烈时，其与被覆盖结构间的热传递减慢而产生了时间延迟，且天然材料的运用避免了生产、加工和运输的耗能，使窑居成为天然的节能建筑。在干热地区，如中东、撒哈拉沙漠，室外温度最高可达50℃，亦即室内外最大温差高大25℃，因此在干热气候的建筑多采用小窗与厚重的泥墙（图8），以保温的手法来抗拒温差与日辐射所带来的热浪侵袭。阿拉斯加的爱斯基摩人于摄氏零下数十度的天寒地冻气候下，在冰屋内只要燃烧一盏海象油的油灯，就可以保持20°C的室内温度，这表示冰块也是一种超级保温节能的建材。
2.3遮阳
遮阳对于减低热辐射有绝对功效，因此热带传统民居多具有大大的屋顶、深深的遮阳，甚至可以没有墙面，但不能没有屋顶。事实上，现代高楼建筑不可能再强调大屋顶造型，过去的“屋顶”文化在现代建筑的营建中，应积极转化成为阳台及遮阳板的遮阳方法，深深地遮阳，美丽的阴影，无疑才是热带建筑美学的特征(图9b)。而在炎热干旱的沙漠气候中，印度拉贾斯坦邦的杰伊瑟尔梅尔市（图9a）四通八达的街道网、合理布局的彼此遮阳的设计策略，创造了一个整体舒适的都市环境，每所住宅都有院落并在入口设有积热设施，对考虑太阳位置的街道设计研究说明了街宽、建筑物高度之间通过相互这样形成一个凉爽环境的复杂关系。
2.4采暖
“南人习床，北人习炕”，作为冬季取暖的一种主要设施，火炕式取暖方式是一种非常符合养生学的生态技术措施。传统火炕（图10）一般将火炕与灶台相连，火炕以植物秸秆、茅草及少量的煤为燃料，通过将与炕相连的灶炊事产生的高温烟气引导到炕体烟道中来，加热炕体，使炕表面温度升高，以整个炕面作为散热面，均匀地向室内辐射热量而达到取暖效果，随后，烟气从炕体另一端的烟囱排出。但是，此种采暖方式，燃料燃烧不充分，热效率低，高温烟气携带的大量热量未经充分换热便排出室外，造成能源浪费和环境污染。如果使用清洁能源或可再生能源代替传统燃料，利用新技术改造传统火炕（如太阳能火炕），克服传统火炕的弊端，赋予其新内涵，这种方式将是最合理、有效的生态采暖方式。
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200810/13727.htm
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