摘要:从生态建筑的内涵出发,以国内外生态建筑实例为理论依据,绿色生态住区为对象性,阐述了绿色生态住区的开发与建设,应遵循生态设计理论和生态美学观念,符合可持续发展规律,并将绿色生态住区的构建视为生态建筑的观察平台,指出生态建筑的规划与设计必须考虑环境的生态、社会及其经济效益的统一。
Abstract : Based on the theory of ecological building construction and the practices in foreign countries and China , the construction of green ecological living environment is discussed. It is pointed out that the design of ecological construction should follow the ecological design theory and the concept of ecological esthetics ,and take into consideration of the factors of environmental ecology and sustainable development as well as the balance of ecological and social and economic benefit .
生态建筑是在德国生物学家赫克尔创立的生态学基础上发展起来的。在人类高科技发展中,人必须遵循自然生态规律,有节制地运用技术与资源,达到“天人合一”,实现可持续发展。
1 生态建筑
1. 1 国外生态建筑范例
美国最近研制出一种新型生态住宅。水、电能源独立自供,使用生态环境材料,新型生态住宅的特点有:收集雨水、循环利用,雨水汇集到房下储水槽,然后送到厨房,使用后经净化再冲厕所或浇灌植物:充分利用太阳光能太阳能电池板及时为电器设备供电,不用或用不了的电由蓄电池储存,即使太阳能电池不工作,蓄电池可保证5 天用电:房屋结构灵活多变,外观呈圆柱体,坐落在矩形的轻钢质平台上,平台上的房屋由各种可拆卸组合的构件组成。室内空间围合随意、舒适。英国诺茨大学设计并建造了一种生态房。是四居室的住房,隔热性佳,热能来自人体散热、阳光及家电设备所产生的热量。家庭用电依靠安装在花园凉亭上的风力发电机和太阳能电池提供;用水是屋檐流下的雨水,蓄存于地下室,使用前用沙床过滤;粪便和污水流入一堆肥坑,经发酵后供花园施肥。
1. 2 国内生态建筑范例
上海建筑科学研究院建造的生态办公楼,技术指标为:综合能耗是普通建筑四分之一;再生能源利用率占建筑使用能耗20 %;再生建材资源利用率达到60 %。该院主攻“生态建筑关键技术研究与系统集成”,建立评估体系,研发生态型建材,生态办公楼结构一反常见的办公楼南北排列,长方形造型。而它外形南低北高,南面办公室下大上小,北面办公室下小上大,东北向西南倾斜的中庭从一楼直达三楼,形成一个共享空间。中庭内,绿树葱茏。中庭屋顶巨大的透明玻璃天窗,开启角度大小随意。冬天阳光射入,照耀着北面的办公室。夏天, 自然风清爽。生态办公楼在地下2 m深处,间隔埋设若干根数十米长的小管道,管道出口一头在中庭,另一头在数十米外的旷地。由于热空气“体轻”,会直窜而上,从办公楼北面顶层的通风口散逸而出,形成烟囱效应,从地面管道中拔风。而包裹地下管道的是凉湿的泥土和恒温的地下水,从地面抽取的热风经过数十米长的地下管道时,温度下降,再经过滤处理,进入生态办公楼后清新宜人。此外,充分利用太阳能、地热等再生能源,安装太阳能热水系统、太阳能空调,收集雨水再利用,全方位采取节能技术。
2 绿色生态住区
绿色生态住区指从规划用地、建筑设计造型、运营到物业管理等方面在开发与建设中,以生态设计原则为指导,遵循“生态美学”“以人为本”的创新意识,协调人、自然、建筑和社会生态环境的审美关系,以绿色经济为基石、绿色技术做支撑,绿色环境为标志,从而体现住区人格化、自然化和生态化设计理念。并以“人性化”为出发点进行管理的新型住区[1 ] 。
在设计中,思考人、建筑、绿色生态住区环境三者之间的关系,既注重造型艺术的多维表现,更突出人的居住与生存环境的相融性以及生态规律的作用。维系与自然的平衡,有效控制资源消耗、再生和维护生态系统。建筑作为载体,将生态环境与人格化设计有机结合,并赋建筑予生命;同时,生态环境美与建筑的完美和谐,又体现出了人、生态建筑与住区自然环境的统一性。从而满足可持续发展规律。
2. 1 绿色生态住区的调控机制
绿色生态住区就自然控制论的理论而言,应将其视为一有机功能整体,系统的调控与运营是以自然生态系统、住区生活与服务系统、交通与工作范围联系系统、物业管理系统、智能控制系统之间的关系为链接、经过对住区影响生态环境质量并起重要作用的因子分析,建立明确、严谨的系统发展目标及其功能结构网络关系。通过国家各部门宏观调控、融资者的科技投入以及业主参与,这种三位一体的系统反馈机制传递反馈信息,及时调整住区发展目标,合理调节和控制系统内功能流(能流、物流和价值流) ,实现3R (Reduce 、Recy2cle、Reuse) 原则[2 ] 。通过系统分析、综合、优化和生态设计、运行等环节,从整体上对住区进行有效的控制。从而实现住区循环再生性、反馈平衡性、高效和谐性、文脉延续性等特征。并形成总体优化的系统,使绿色生态住区实现高效节能、绿地占用合理、节水、低污染、物业高水准管理,物质文明和精神文明高度统一,实现可持续发展。
2. 2 绿色生态住区的系统分析与评价
2. 2. 1 系统分析
在复杂因子中,寻找关键的影响因素。分析绿色生态住区系统之间的关系,生物的如生物之间各个食物链上的能量流动以及物质循环;非生物的如净化水体、土壤、空气流动等诸多复杂因素。这些因素直接影响生物和非生物的过程;分析系统生态环境的相融性;分析实现生态建筑目标结构体系中影响系统发展方向的排它性;分析环境效益与可持续发展机制建立的完美和谐性。
2. 2. 2 系统评价
绿色生态住区系统评价的范围,按照国际绿色建筑协会的定义,对绿色生态建筑的评定包括能源、水、声、光、热、绿化、环境、绿色建材及废物处理等九大系统。而绿化系统又包括三大功能:首先是树木、花、草的生态平衡功能,其次是休闲功能,最后是景观文化功能。对现有住宅的生态环境和节能效果进行评价。从专业角度出发,评价住宅小区的声、光、热和节能效果,以及居民居住在其中的健康、舒适程度。并从技术、经济、环境、能源及社会等角度去研究,其内容包括小区规划评价、建筑单体评价、环控系统方案评价等。我国第一部生态住宅评估标准,由建设部、清华大学等有关单位专家、学者提出,从小区环境规划设计、能源与环境、室内环境质量、小区水环境、材料与资源等五个方面对居住小区进行全面评价,并兼顾社会、环境效益和用户权益。若上述5 个指标体系都在60 分以上就被认定为绿色生态住宅。分体系得分在80 分以上的住宅,可进行绿色生态住宅单项认定。
2. 3 绿色生态住区系统实施与反馈
绿色生态住区系统的实施与建设过程应充分体现整个系统发展过程的动态性和反馈平衡性。在实施过程中所收集的信息是综合的、全方位的。从绿色生态住区环境治理与环境保护到单位住宅设计;从政府各部门到业主;从自然经济环境到地方建材质量、价位。总之,以实现可再生能源及其资源(太阳能、地能、生物质能、风能、雨水资源、中水资源等) 的利用为目标,并确定适应地域发展的主导能源和资源进行综合开发和利用。诚然,必须考虑开发项目的经济实力和技术支撑以及诸多条件是否可行。如象对生物质能的开发和利用,需要采取的生态措施,变废弃有机物为可利用物质,成为清洁型能源。并对所获取的反馈信息、能源结构进行有效的调整。从而形成系统的良性循环,实现系统可持续发展。
3 观察平台
住区的系统生态调控,必须遵循生态学原理和方法,以生态设计为导向,构建“整体优化”和“生态优化”为准则的绿色生态住区。并融合人居生态环境美学等学科知识。绿色生态住区的开发,为最佳表现“生态设计”符合自然生态本原,完美表现生态建筑形象提供了一个观察平台和运作模式。绿色生态住区目标的实现,是生态城市目标的集合。绿色生态住区的环境绿化是实现生态系统良性循环的关键所在。笔者建议将未来的规划设计(小区的绿地设计) 提升到人类聚层环境科学研究范畴上去构建。从自然、人类、社会、建筑及其支撑网络(即所有人工或自然的联系系统) 去考察生态建筑[3 ] 。并明确未来建筑学、城市规划学、生态学、地理学、园林学等相互融合与拓展的发展方向,视建筑为自然生态系统之中一个开放的子系统,有效的参与整个生态系统的能量和物质活动的循环与交换,有机的结合绿地生态、植物生态、建材生态、能源生态、景观生态等体系,逐步完善生态系统的评价体系。
4 住区环境效益
住区环境效益表现为环境设计的生态效益、社会效益及其经济效益诸多方面的综合效益。
4. 1 住区环境设计的生态效益
绿色生态住区环境设计的生态效益可表现在绿色空间设计、水资源系统设计、能源系统设计、废弃物处理、住区道路与居住环境设计诸多方面。即要考虑居住者使用功能和健康等因子、以及建筑造型的特点,又要结合绿色生态住区环境的可行性。这就意味着未来的设计将是一种三位一体或多维思维的建筑模式。是以建筑可持续发展为指导思想的建筑设计理念。
4. 2 住区环境设计的社会效益
绿色生态住区环境设计的社会效益,显而易见的是环境的绿化,目前,我国许多开发商,都将住宅小区开发的绿化率作为小区的重要环境指标之一,相同地段的住宅小区,周边绿化环境佳,其销售价或租金要明显高于周边环境欠佳的住宅小区。绿色生态住区绿地建设是生态设计中不容忽略的影响因子和评价指标体系中的重要数据之一,笔者建议,绿色生态住区的环境绿化率不应低于50 % ,可根据不同标准加以规定。规划与设计师应审慎认知,并对环境绿化的循环成本加以关注。
4. 3 住区环境设计的经济效益
绿色生态住区环境设计的生态效益和社会效益,同时体现出环境的经济效益。既环境生态效益、社会效益和经济效益存在着统一性,反映出小区设计与开发建设的协调关系。表现生态建筑的绿色生态住区环境效益存在着巨大的开发潜力,在海口市“望海狮城”绿色生态住宅小区设计中,根据现有能源技术经济条件,在不同的应用领域和层次上采用了风能、生物质能和太阳能。风能用于景观水体的循环流动的动力用能,太阳能用于区域生活用洗浴热水的加热用能,生物质能用于小区管理人员生活用能及标志性景观火炬、照明用能。小区水景观用水总量约2000 m3 ,按照3 d 全部循环一次计算,采用风能替代电能全年节约用电约3. 13 ?07 kWh。如果1 度电造价为1. 5 元。则节约工程造价: 3. 13 ?07 ?. 5 元/ kWh = 4 695 万元[4 ] 。
5 结语
生态建筑设计理论与人居环境生态美学运用于反映住区人与绿色生态住区环境的协调性,将成为未来绿色生态建筑设计理念与实施的重要研究内容。人、生态建筑造型艺术、绿色生态住区三者的关系亦是规划师和建筑师遵循可持续发展规律和生态学理论去进行创作的主题。生态住宅评估标准的推出,无庸质疑,为未来的绿色生态住区规划和建筑造型追求外型美的同时,要重视生态建筑设计及其环境的生态效益、社会效益和经济效益的统一性奠定了基础。
参考文献
[1 ] 景星蓉,张健. 论绿色生态住宅小区[J ] . 工业建筑,2003 ,33(5) :24.
[2 ] 李立敏,王竹. 绿色住区可持续发展机制研究[J ] . 新建筑1999 ,20 (5) :1.
[3 ] 吴良镛. 人居环境科学导论[M] . 北京:中国建筑工业出版社,2002. 230.
[4 ] 刘平,赵思平,王如松,城市住区人居环境生态设计[J ] . 城市环境与城市生态,2000 ,13 (4) :15 - 16.