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        生态建筑是建筑可持续发展的必然选择

        无论采取怎样的科技手段来建造房屋,最终的目的都是要让人获得一个安逸的居所。生态建筑优于普通建筑之处,即在于它是可持续发展的,不会因为短期内的使用而损害居住主体——人的长期利益。换言之,生态建筑致力于给人一种更为长久、可靠的选择。

  所谓生态建筑(或绿色建筑),是指根据建筑所处环境的特色,将生态学、建筑学以及能源利用等多方面的理论和方法结合在一起,把人、建筑与自然合为一体进行考虑后,建造出的健康、节能的循环型建筑物。生态建筑最重要的一点在于以人为本,致力于给人一种更为长久、可靠的选择。

  虽然生态建筑这一概念从提出到现在不过短短几十年的时间,但欧洲已有部分国家建立了生态建筑的评价指标体系,从能耗、再循环能力、室内空气质量和噪音隔绝等方面严格规范生态建筑的设计、施工。这些标准因国家和地区的差异而有所不同,但都包括了一般生态建筑在设计过程中普遍存在的一些重点和必须解决的问题,包括节能系统、循环和绿化系统以及建筑材料的选择。

  节能系统,生态建筑的基础

  节能系统可以说是生态建筑的基础。一般来说,普通建筑耗能的绝大部分被用于室内温度调节(包括空调、电扇、暖气等)及照明,因此节能的基本思路就是尽量减少非循环能源(或称不可再生能源)在这两方面的投入。总体来说方法可以有两种:一是将外部自然能源(包括太阳能、风能、地热能)转化为光源及其他设备动力的来源,即“开源”;二是将内外环境隔离开,通过减少热传递来保持室内温度的相对恒定,这样减少空调耗能的思路即为“节流”。

  事实上,整个生态建筑就是一套节能系统。由于建筑物的体型系数(即建筑物接触室外大气的外表面积与其所包围的体积之比)大于0.3时耗能将大幅增加,目前世界上所有的节能建筑都不是摩天大楼。生态建筑是否可以向高层发展,还是一个有待研究的问题。另外生态建筑还可以考虑将与夏季主导风向成30-60度角的方向作为建筑朝向,以避免被冬季风直接侵袭导致的室内温度骤降。一般来说,一套节能系统就是一个整体,任何部分独立运作都是不能发挥作用的。

  循环系统与绿化系统相辅相成

  循环系统中最主要的就是水资源的循环再生。生态建筑对水循环的基本要求,是建立分质、分级的给排水系统,即饮、用分开,建立包括将杂排水和雨水等非饮用水处理后进行重复利用的中水系统、雨水收集系统等在内的水环境系统。

  废物的再利用也是循环系统的内容之一。“没有无用的垃圾,只有错位的资源”,要让生态建筑实现低消耗、低排放的目标,废物的分类回收及小范围内的二次利用也是很重要的措施之一。

  生态建筑附属的绿化系统与循环、节能关系非常密切。作为生态建筑整体功能系统中唯一真正具有生命力的有机组成部分,绿化系统不应单纯地作为装饰美化之用,而应通过自身的新陈代谢等生命活动尽可能地为本身没有生命的建筑体带来生机。除了特别布置以配合建筑整体水循环的草坪、树林等大片人工湿地绿化带之外,在天台、墙头、建筑内部接合部等不影响日常使用的地方也要合理地布置分散的立体绿化带,从而起到隔热、降温的作用。

  屋顶绿化是一种节水、节能、节地的绿化方式,但需针对特定屋顶的荷载承受力及建筑特点专门设计,以满足疏水板轻巧、易于搬运、安装简单、稳定等要求;此外,如果屋顶已经布置了太阳能储能设备,那么就不能采用可能会因为正常生长而影响电板工作的爬墙植物,这时可以简单地在空隙处布置一些矮小的直立花草;在没有设计太阳能屋顶的情况下,如果建筑物的屋顶是一定角度向地面倾斜的,那么让藤蔓植物自然覆盖整个屋顶就又比直接在屋顶上放置盆花盆草要安全实用。

  生态建筑的绿化需注意尽可能采取当地特有的地方物种,除了这些物种更能适应该地区的自然条件,从而可以减少维护投资等经济效益方面的考虑外,更重要的是,地方物种对于本身所处的环境系统是无害的,而人工引入物种则可能造成物种入侵并导致生态系统一定程度的崩溃,这就完全违背了生态建筑的理念。

  在优先采用地方物种的前提下,生态建筑的绿化系统还应该保证一定的物种多样性。多样化的物种能够保护生物链上最基层生物的生存环境,保障高级生物的能量基础,促进生态系统的健康发育。

环保建材与智能建材,为生态建筑添亮点
  
如果说建筑的选址、外形的设计、绿化的布置为整个系统拟定了灵魂和血脉的话,那么建材就是这副躯体的骨架与皮肤。建材是使用者与生态建筑之间最直接的接触点,因此,如果采用会挥发甲醛、苯、氡等成分的劣质建材,就会对使用者的身体造成最直接的伤害;如果使用的建材不能体现生态的理念,不能配合整个系统的运作,那么就必将成为整个设计的败笔。

  环保型建材应该具有的特性包括:满足建筑物的力学性能、使用功能以及耐久性的要求;对自然环境具有亲和性,符合可持续发展的原则;能够为居住者构建舒适、健康、便捷的生存环境。木材是人类比较原始的建筑材料之一,相对于水泥、花岗岩以及其他人造材料来说,更具亲和力。瑞士第一幢代表着生态建筑发展方向的零耗能大厦——玛榭国际机构办公楼的三层建筑就完全是木结构,除了两部混凝土楼梯之外,所有构件都在工厂的车床上加工完毕,之后工人们就在工地上如同搭积木一般搭出了一幢大楼。特别值得一提的是,大楼使用的这些木材经过了特别的加工,是承重板、隔热板和隔音板的混合体,可以说是一物多用,大大减少了其他材料和多余人力的无谓投入。

  除了传统意义上的环保型建材之外,现在还出现了智能建筑材料的概念。智能建筑材料是指那些利用仿生学原理制造、可以自动调整自身性能参数以适应环境变化的复合材料或材料的复合。在传统建材中,石膏可以通过“呼吸”来平衡空气中的湿度,可算是最原始的智能材料。但现代仿生学能够让材料的湿度调节功能大大增强,包括混凝土、水泥等以前被认为属于非环保建材的材料。除了调节湿度之外,智能材料还能起到降低电磁辐射、抑菌灭菌、吸附有毒气体、调节室温等作用。部分智能材料本身就是可循环利用的资源,这又从另一方面体现了生态建筑可持续发展的设计理念。

  新型环保建材的功能必须与生态建筑的整体设计结合起来才能发挥最大的效益。如果单单采用先进的材料却不合理地进行建筑整体设计,或是所采用的建材与建筑本身的设计存在功能抵消的现象,那再好的建材也是英雄无用武之地。

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