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浅析生态建筑设计摘要：随着人类社会不断进步，生产力发展迅猛，当今世界人口众多、资源日益锐减致使全球生态环境严重失衡，人类目前正面临这严重的生态危机，而人类的生存和发展必然依赖全球生态环境的平衡。
自人类诞生，生活和生产场所是人类赖以生存和发展的最基本条件，因此建筑业的发展是影响全球生态环境的重要因素，保证建筑与生态环境达到平衡是发展建筑业的必然目标—生态建筑。
关键词：建筑设计；生态建筑；生态环境中图分类号：tu2 文献标识码： a 文章编号：2095-2104（2012）前言：生态建筑，是一个宏观概念，主要利用建筑技术科学、人工环境学、生态学来围绕人、建筑、生态环境三者之间如何形成一个良性循环系统。
既要利用地区生态环境的有利因素为人创造一个舒适的生活和生产环境即：宜人的温度、湿度，良好的空气环境、光环境、声环境、以及灵活开敞的空间，又要使外部生态环境保持稳定、持久的良好状态。
生态建筑能够很好的降低建筑对外界环境的破坏，低效、节能、无污无废，是生态建筑设计的方向。
1生态建筑设计应考虑改善外部环境因素：1.1建筑群总体规划布局不合理时，会导致外部风环境在高密度或高层建筑区所带来的再生风环境问题得不到有效控制，对人们的生活产生影响。
而目前在建筑规划设计中仅针对盛行风考虑采取简单的屏障措施是远远不够的。
为保证在冬季风速较大时在建筑区内不出现人们举步维艰，在炎热夏季时有利于室内的自然通风，应根据外部风环境，合理控制建筑物布局、建筑物密度和适应当地气候条件的建筑物平面形式，以便提高良好的建筑物室外风环境。
1.2建筑物外围结构及材料不适应地区日照条件时，建筑物室内、外热环境受建筑周围的辐射系统影响不容忽视。
太阳辐射是影响室内热环境的一个重要因素，同时也是影响人们心里感受的重要因素。
建筑的布局、凹凸外形和外围结构的布置引起建筑围护结构接受太阳辐射热量减少，在寒冷的冬季人们只能靠人工采暖设施提供保温，不仅消耗了大量能源同时也增加了碳和废气的排放量，进而影响气候环境。
赫尔佐格的建筑表皮关键词表皮设计视觉生态功能摘要建筑表皮的设计是近年来建筑界的热点之一，本文主要介绍了雅克·赫尔佐格和托马斯赫尔佐格关于建筑表皮的设计思想与作品，以期从两个方面来了解当代建筑表皮的设计。
1.建筑表皮设计的发展建筑表皮（surface）通常被理解为建筑空间的围护（enclosure），是建筑内外空间之间的交界，但建筑表皮与建筑外墙是有一定区别的，广义而言是人们通过触觉、视觉直接感受到的建筑表层，包括内部和外部。
建筑的表皮设计虽然是近年建筑设计的热门领域，但它并非新事物，而是古已有之。
散普尔（Gottfried Semper）认为原始棚屋中的围栏和编成的栅栏是人类发明的最早的空间围护，这些用来作为原始建筑围护的编织而成的墙体应当是最早的建筑表皮。
在原始社会时期，建筑表皮就发生了从单一空间围护结构到包含覆层的复合墙体的转换，散普尔认为建筑表皮是空间产生的基础，并强调了表皮的表现性而非物质本体性。
文艺复兴时期，意大利建筑理论家阿尔伯蒂（Leone Battista Alberti）曾尝试将建筑的母题以及其他母题以大理石镶嵌的方式进行处理，从而将建筑的物体性转化为以表皮来组织的视觉秩序。
1923年，柯布西耶在其《走向新建筑》中提出了建筑的三个关键要素，即体量、平面和表皮，将表皮定义为“体量的外包，并能减小或扩大我们对体量的感觉”，之后柯布在其提出的新建筑五点中将建筑表皮扩展为“自由立面”。
正如柯布所写道的：“体块被表面包裹……建筑师的任务是使包裹体块之外的表面生动起来，防止它们成为寄生虫，遮没了体块并为它们的利益而把体块吃掉。
”此时作为自由立面的建筑表皮是服务于建筑体量的，并不具有完全的独立性。
在密斯1929年的巴塞罗那博览会德国馆中，内外界限被取消了，空间是自由流动的，建筑表皮作为空间围护的角色已经模糊，十字钢柱替其完成了承重功能，由此建筑表皮获得了绝对自由。
图表 1巴塞罗那博览会德国馆（图片来源于：/1271889481842/1282834463747/111688788/M_U1290653050060.JPG）1966年文丘里在《建筑的复杂性与矛盾性》中将建筑问题分解为空间问题与表皮问题，指出在有限的空间创造之外，还有无限丰富的表皮创造的可能，后现代主义把独立于空间之外的表皮的意义提升至第一性的重要性。
生态建筑[摘要]该文通过简要阐述生态建筑的概念和表现形式，以及对托马斯·赫尔佐格建筑大师的生态建筑思想和作品的探讨，来学习和理解生态建筑。
Abstract Generally stating the concept and the expression of ecological and comparing Thomas Herzog and Norman Foster'stheories and works of ecological buildings to learn and acknowledge ecological buildings．关键词:托马斯·赫尔佐格生态建筑生态建筑的表现形式生态建筑思想生态美学Key Words Thomas Herzog，EcologicaI building，Expressjon form of ecological building，Theory Of ecological building．Ecological esthetic引言：目前，随着人们对防治环境污染和保持生态平衡意识的不断增强，以及城市绿化的日益发展，创造低能耗的、可持续发展的生态建筑环境这个崭新的建筑研究方向，越来越受到重视和推崇。
生态建筑就是将建筑看成一个生态系统，通过组织(设计)建筑内外空间中的各种物态因素，使物质、能源在建筑生态系统内部有秩序地循环转换，获得一种高效、低耗、无废、无污、生态平衡的建筑环境。
1 生态建筑的概念所谓生态建筑，就是根据当地自然生态环境，运用生态学、建筑技术科学的原理和其他相关学科知识，合理地安排并组织建筑与其他领域相关因素之间的关系，使其与环境形成一个有机结合的整体，且适合人类的栖居。
生态建筑必须满足以下四点：第一，必须与周围环境协调，并且对周围生态环境起到保护作用；第二，建筑物本身绝不可对自然环境造成污染或破坏，建筑物内部的使用者能较好地享受大自然并感受到其赋予的舒适和愉快；第三．室内设计应尽量回归自然，如天然采光、自然通风、利用太阳能、理想的室内绿化等；第四，各种物质、源在建筑系统内可以有序的循环转换。
热带建筑第4卷第4期12TROP I C ARCH I TECT URE2006年12月收稿日期:2006年11月.作者简介:刘伟(1980-),男,硕士研究生.生态与建筑的有机结合———赫尔佐格的生态建筑设计刘 伟 郑先友(合肥工业大学建筑与艺术学院,合肥230009)摘 要:本篇文章分析了建筑大师托马斯・赫尔佐格的建筑设计作品以及其设计思想。
文章从当前生态建筑设计的误区入手,通过对新型建筑材料和太阳能的利用,提出了生态建筑的设计思想。
并指出未来的建筑设计将是生态建筑的天下。
关键词:生态建筑学;托马斯・赫尔佐格;建筑+技术;立面设计;建筑材料The Organ i c Co mbi n ati on Of Ecology And Architecture———Thomas ・Herzog’s Ecol ogy A rchitecture DesignL I U wei ZHENG Xianyou(College of A rchitecture &A rt,Hefei University of Technol ogy,Hefei,230009,China )Abstract:The article has analysed the architecture design of great master Thomas ・Herzog as well as his thought ,has started with the current m istake area in Ecol ogy A rchitecture design,by the exp l oitati on and use of new building materials and s olar ener 2gy,point out that architectural design will be contr olled by Ecol ogy A rchitecture in the future .Key words:Ecol ogy A rchitecture;Thomas Herzog;building p lus technol ogy;elevati on design;building materials1 生态建筑学概念的提出早在二十世纪60年代,保罗・索列里就将生态学(Ecol ogy )与建筑学(A rchitecture )合并起来,创造出新名词%%“生态建筑学”(Acr ol ogy ),指出任何建筑或都市设计如果强烈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,对有限的物质资源进行合理的设计和利用,反对使用高能耗,提倡可再生资源的利用。
随着近几十年来地区性环境污染和全球生态环境恶化的加剧,对现代城市建筑的反思已经不再像二十世纪60年代那样仅局限在少数人圈子里。
60年代末和80年代先后爆发的能源危机使许多国家政府开始积极关注建筑的能耗问题。
90年代末,德国绿党参与政府,针对德国旧建筑普遍浪费能源问题,特别强调了太阳能在住宅中的应用,从而促成了德国建筑师转向生态建筑研究的潮流。
在这些建筑师中就有德国著名的建筑师赫尔佐格。
在国际上,生态建筑也渐渐在许多发展中国家得到广泛采用。
2 托马斯・赫尔佐格的生态建筑设计托马斯・赫尔佐格(Pr of .D r .Thomas Herz og )教授现任德国慕尼黑工业大学建筑系主任,是为数不多的享有国际声誉的德国建筑大师。
他的工作室被称为“耐心搞研究的艺术之家”,所有的建筑项目,从方案构思直至最小的细部,都在路・德・舍若夫斯工作室中亲自完成。
赫尔佐格致力于多学科的整合,反对设计从技术和结构的实施过程中逐渐脱离出来,他要建立的是一个多学科整合的“建筑+技术”实验室。
托马斯・赫尔佐格认为,所谓生态建筑其实并无统一或符号化的固定格式,而是应该从建筑的材料、形式等各个方面结合本土实际气候、地理位置等情况,进行有效整合,以达到节约能源与资源的目的。
他通过发展适宜气候技术条件下建筑物的立面设计,综合太阳能的融入,运用建筑材料从而降低不可再生能源的使用,把美学、技术以及功能性典范地融入到建筑中,从而形成了其独特的建筑风格。
概括起来,其主要的生态设计思想融入在立面设计,太阳能利用以及新型建筑材料的运用三个方面。
他的几个著名的作品———霍次大街住宅开发(见图1)、汉诺威26号第4期刘 伟,等:生态与建筑的有机结合13 展厅(见图2)都在这几个方面有所反映。
图1 霍次大街住宅图2 汉诺威26号展厅2.1 立面设计托马斯・赫尔佐格几十年一直关注建筑的立面设计。
他将各种技术和功能结合起来,运用在建筑立面这个系统之中,赋予建筑物立面更强的生态功能性。
在他的设计理念中围护结构不仅仅起到划分空间的作用,同时也是建筑内外能量交换的媒介。
立面设计和节能概念的结合最终体现在围护结构的采暖、降温设计等方面,注重能量动态平衡的同时追求内部空间的舒适性。
“双层皮”玻璃幕墙的开发利用就是典型的例子。
在德国贸易博览会有限公司大楼(图3)设计中,这种“双层皮”得到了充分的应用。
这种双层立面设计将建筑围护结构的功能分解到内外两层立面上。
内外立面和中间夹层空间的组合提高了把室内外进行的有效的划分,保证了室内的小气候,同时也有效解决了高层立面幕墙封闭式的设计问题,并使办公空间获得自然通风。
2.2 太阳能利用重视对可再生能源的利用,也是赫尔佐格生态设计思想的主要组成部分,其最主要的便是太阳能在建筑上的应用。
通过利用太阳能减少对不可再生资源的利用,同时通过太阳能调节冬夏室内外温差。
最具代表性的就是著名的雷根斯堡住宅(图4)。
德国贸易博览会有限公司大楼图4 雷根斯堡住宅 雷根斯堡住宅玻璃表面在冬季可以直接利用太阳能。
因此,那些常用的房间位于北部绝热性能好的较封闭的服务空间和南面能直接利用太阳能的缓冲区之间。
通过可移动的玻璃隔断可使起居空间扩大至温室。
厚重的楼板和温室底部的砾石都可用于临时储存热量。
在晚上,以这种方式储藏的热能被释放到室内,过多的热量可通过北部实墙的通风口释放出去。
树是整个设计概念中的一个组合部分,可在夏天提供阴凉。
2.3 新型建筑材料的开发和运用托马斯・赫尔佐格在建筑材料上大胆创新,尽量减少不可再生能源材料的利用,转而采用TI M 透明绝热材料、复合保温玻璃、空心陶质面砖(图5)、太阳能光电材料等新的生态建筑材料。
这些新材料的应用不仅使整体建筑物美观、具有现代感,且可以减小建筑对于传统能源的需求。
TI M 透明绝热材料在冬季不仅能最大程度地吸收太阳热量,还能阻止室内热量的散失,而在夏季,TI M 透明隔热墙中的空洞又可促进空气流通,配合其反射性能,使房间中温度适宜,真正做到冬暖夏凉;复合保温玻璃则利用了太阳光的高透过率和对长波辐14 热带建筑(2006) 第4卷图5 生态建筑材料射的高反射率来实现在寒冷地区的保暖作用。
太阳能光电材料则是将太阳能电池与建筑材料复合而成的新型建材,它不仅吸收太阳热能,还能将其转化为电能,其应用前景一片光明。
这些新材料的运用丰富了建筑外立面,达到了节约能源的目的,但同时这些材料的耐久性、综合效益还有待进一步验证。
3 生态建筑设计中存在的误区虽然生态建筑毫无疑问已经成为人们关注的话题,但什么是生态建筑,生态建筑包含哪些内容,甚至在著名的生态建筑师之中,这些也是常常引起争议的问题。
在发表于德国著名建筑专业杂志《细节》(De2 tail)杂志上的一篇文章中,托马斯.赫尔佐格指出了目前生态建筑设计中普遍存在的几大误区。
3.1 “新的”就是“好的”新的建筑材料的确可以体现最新技术成果,但不一定就是最好的。
非洲的覆土建筑和中国南方的竹楼,都是很好的生态建筑模型。
旧材料新用,如降低自重,提高了保温隔热性能的砖,它的应用可能更有意义。
3.2 “天然的”就是“生态的”坐落于郊外原生林中的太阳能别墅是生态建筑吗?未必如此。
可以算账:花费在交通上的时间、油耗、分摊到个人头上的道路面积和松散而显得浪费的建筑占地%%这绝对说不上什么生态。
而在材料上,各国生态材料也是因地制宜的。
德国劳动力成本高,钢和玻璃材料施工速度快、可循环利用、施工能耗低,因此可以算是生态材料。
瑞士等国家绿化程度高,种植量大于砍伐量,因此使用木材这种天然材料有利于生态环境,而对于森林覆盖率低的国家来说,木材虽然天然,但却并不生态。
3.3 “绿色的”就是“无污染的”有些绿色建材虽然用于建筑中能够很好的创造健康的室内外环境,但它们或是后期难以降解从而容易产生环境污染(如黏土陶粒混凝土),或是生产时需要消耗大量的能源并不能回收利用(塑钢门窗),从材料的整个生命周期来看,都不能说是好的、无污染的生态建材。
3.4 “最节能的”就是“要使用的”有些生态建筑的设计和建筑材料运用都选用最好的措施以及最好的建筑材料,结果导致建筑成本一涨再涨,同时推广起来也很难。
因此,在现有的经济条件下,适宜的生态建筑设计才是人们之所需。
4 生态建筑设计的思想及未来发展从托马斯・赫尔佐格的设计思想我们可以看出:在生态建筑中有三个因素必须强调考虑,那就是可调节建筑外立面的设计、城市规划的相互交融性以及有效利用新技术进行仿真模拟和新材料的开发运用。
对此,他解释,一幢大楼如果要有效调节户外和户内的光、冷、热等因素,外立面起到的作用是必不可少的。
以上三个因素是建筑师们在设计生态建筑中应该有所注意的部分。
正是基于以上几点的考虑赫尔佐格才设计出生态和功能有机结合的建筑作品。
生态建筑是一个多层面,庞大的体系。
托马斯・赫尔佐格所侧重的是立面、太阳能和新材料这几个方面。
他所采用的很多设计措施及建筑材料受经济的制约,很多难以在目前的中国推广和应用。
这同时也说明在生态建筑设计方面还有很大的发展空间,我们对生态建筑未来的发展充满了期待。
参考文献:1 张凌云,宋晔皓.托马斯・赫尔佐格的建筑技术[J].建筑创作.2004.12 赫尔佐格及合伙人事务所.德国博览会公司办公大楼[J].建筑创作.2004.13 宋晔皓.托马斯・赫尔佐格的整和设计[J].世界建筑.2004.94 李沉.对生态建筑的思考与关注[J].建筑创作.2004.15 刘丽萍.太阳能与建筑结合的典范[J].太阳能.2003.3。
