人類賴以生存的建築及其建成環境是自然再生裝置,是生態系統的組成部分。毫無疑問,生態環境的惡化與現代文明的發展有壹定的關系。所以布萊恩·愛德華茲主張:“我們正面臨著壹個不確定的未來,所以我們應該遵循的壹個最重要的原則就是吸取過去的教訓——關註和了解當地建築的結構和風格,使用當地購買的材料、當地供應的能源和當地的傳統工藝。”從生態學的角度來看,人類對自身生存環境的適應表現在生活的各個方面,這種“適應”也充分表現在人類的生活和建設活動中。這些保留至今的傳統建築的做法和形式,大多是長期適應當地氣候、資源等條件的產物,最大程度地創造了實用合理的居住條件。傳統建築的因地制宜、就地取材、與環境和諧、尊重基地環境、節約資源能源等設計原則有著相同的契合點。因此,效仿傳統建築,重新挖掘、評價和發展傳統建築的生態設計經驗和實踐,成為生態建築的設計途徑之壹。1建築與自然和諧,合理利用空間隨著城市化進程的加快,對土地資源的掠奪式開發和搶占已經呈現出供給危機。如何合理管理生活空間——既要保證生態平衡,又要獲得必要的物質和能量;我們不僅要拓展生存空間,還要保證必要的生態環境來解決這個問題。具有強大生命力的傳統建築——窯居、甘蘭民居——給我們壹個提示——解放土地、恢復生態,向地下、空中發展。合理開發利用地下空間是解決有限土地資源和改善生態環境的有效途徑。1.1窯洞——80年代向國際隧道協會(ITA)提出“大力開發地下空間,開啟人類窯洞新時代”的口號。起步於黃土高原的傳統窯居(圖1a),從整體環境到單體建築,都是符合特定區域自然、社會、經濟條件的限制,依靠建造過程中的智慧,壹方面從土層中索取有效空間,又不占用良田;同時將空間立體使用,保證生產生活互不幹擾。窯頂加蓋可以種植適宜的經濟作物,增加植被,固塵,調節氣候,使窯居建設達到零土地支出,與庭院經濟有機結合,達到節地與經濟雙贏的效果。在當代,建築、街道甚至城市走向地下,從而解放土地,讓出生態和農耕空間,成為現代大都市建設的發展趨勢。在現代技術條件下,東京的八尺居地下街(圖1b)和開封的索國寺地下商場(圖1c)已經成功論證了這種可能性。1.2甘蘭樓——發展到空中在古老的傳說中,為了防止人們受到野獸的攻擊,有了壹座供人居住的房子。雖然有窩族,但不壹定存在,但幹欄民居(圖2)確實是從原來的窩宅發展而來的。窩幹籬笆,從壹開始就與自然結合,壹直保持著放棄土地,尊重自然的原則。幹軌房的特點是把房子的地板擡高,以適應南方特殊的居住環境(潮濕多蟲),同時也可以利用較低的空間。這對後來發明吊腳樓和樓閣有直接的啟示,最終導致架空底層建築的形成。2 .采用生態設計方法和措施,降低建築能耗。建築處於消費的前沿。保羅·索萊利(Paul Soleri)在其《生態建築》中指出,任何建築或城市設計強加和破壞自然結構都是不明智的,並呼籲將富勒的“少花錢多辦事”原則應用於建築,以最充分、最恰當地設計和利用有限的物質資源。反對使用高能耗,提倡建築充分利用可再生資源。在歷史的長河中,人們以極低的能耗在地球上建造了許多尊重自然、利用可再生資源的建築,如海得拉巴的風鬥、吊腳樓、黃土窯屋等。2.1通風作為改善建築環境的重要手段之壹,建築自然通風是生態建築設計中的重要問題。皖南名宅是結合當地自然、氣候、地理因素解決自然通風的很好例子。雖然皖南地區夏季室外溫度達到37℃ ~ 38℃,夜間達到25℃左右,但這些房屋的室內溫度白天基本可以控制在365,438+0℃左右,夜間接近室外溫度。秘密在於,民居通過獨特的天井,可以在白天壓制風壓和自然通風,在夜晚促進熱壓自然通風迅速降溫。自然通風的原理可以概括為風壓通風和熱壓通風。2.1.1風壓通風利用水平風壓促進氣流。最能體現這種通風方式的建築形式是四面無窗無墻的“亭樓”。例如,太平洋薩摩亞群島的住宅建築就是典型的“亭子建築”。日本的活動“小隔間”也是壹種“亭子建築”,必要時可以完全打開通風。另外,懸掛在底層的“幹籬笆建築”當然是這種通風方式的終極之作。(見圖3) 2.1.2熱風通風位於英國萊斯特德蒙福特大學工程與制造學院的皇後大樓(圖4)是中庭采用熱風通風的經典設計。由於建築的報告廳進深較大,只有壹個窗戶,利用建築室內熱值高的特點,用自然熱壓通風設計代替空調設備,在英國尚屬首例。它是壹種低能耗、低環境影響的生態建築。
2.1.3熱壓導風在巴基斯坦信德省的小鎮上(圖5),鎮上各種高低不平的風塔面對著同壹個常年風向,將氣流導入每家每戶的生活空間。在伊朗亞茲德鎮(圖6),人們利用有通風塔的水井中水的蒸發冷卻效應,然後經過的氣流變成潮濕的冷空氣,改善當地幹熱的氣候。1973年,英國倫敦建築協會對埃及壹棟帶有通風塔和中庭噴泉的住宅進行通風測量(圖7),發現經過通風塔和水池的調解,即使在幹熱強風氣候下,居住空間的風速、溫度和濕度也非常宜人。2.2保溫在寒冷和幹熱氣候下有很好的好處。傳統窯址厚重的覆蓋結構(圖1a)形成了穩定的室內熱環境。當室外溫度急劇變化時,它與圍護結構之間的傳熱變慢,造成時間延遲,天然材料的使用避免了生產、加工、運輸過程中的能源消耗,使窯居成為天然節能建築。在幹熱地區,如中東和撒哈拉沙漠,室外溫度最高可達50℃,即室內外最大溫差為25℃。因此,在幹熱氣候的建築中常采用小窗戶和厚泥墻來抵禦溫差和太陽輻射帶來的熱浪(圖8)。阿拉斯加的愛斯基摩人在零下幾十攝氏度的冰凍氣候下,在冰屋內點燃壹盞海象油的油燈,就能使室內溫度保持在20℃,這意味著冰塊也是壹種超級隔熱節能的建築材料。2.3遮陽對減少熱輻射有絕對的作用,所以傳統的熱帶住宅屋頂大,遮陽深,甚至沒有墻,但是沒有屋頂。事實上,現代高層建築是不可能強調大屋頂的造型的。在現代建築的建造中,過去的“屋頂”文化應積極轉變為陽臺和遮陽板的遮陽方式。濃淡和美麗的陰影無疑是熱帶建築美學的特征(圖9b)。在炎熱幹旱的沙漠氣候下,印度拉賈斯坦邦傑瑟爾默市四通八達的街道網絡和相互遮陽的設計策略的合理布局,創造了整體舒適的城市環境。每棟房子都有庭院,入口處有儲熱設施。考慮太陽位置的街道設計研究顯示了街道寬度和建築高度之間的復雜關系,以形成涼爽的環境。2.4取暖“南方人學床,北方人學炕”,炕式取暖方式作為冬季主要取暖設施,是非常符合養生的生態技術措施。傳統的炕(圖10)壹般是把炕和竈連接起來。炕使用植物稭稈、茅草和少量煤作為燃料。通過將與炕相連的竈內做飯產生的高溫煙氣引入炕體的煙道內,提高炕體表面溫度,以整個炕面為散熱面,向室內均勻散熱,達到取暖效果。隨後,煙氣從炕體另壹端的煙囪排出。但這種加熱方式存在燃料燃燒不充分、熱效率低的缺點,高溫煙氣攜帶的大量熱量未經充分換熱就排出室外,造成能源浪費和環境汙染。如果用清潔能源或可再生能源替代傳統燃料,用新技術改造傳統炕(如太陽能炕),克服其弊端,賦予其新的內涵,這種方式將是最合理有效的生態取暖方式。
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