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摘要：公共建筑作為以建筑為“底”的“圖”，從古至今備受關注，占據(jù)了與其數(shù)量不成比例的資源配額，因此公共建筑的生態(tài)化設計是其健康發(fā)展的必由之路。本文首先基于對生態(tài)研究和公共建筑研究的背景分析，認為二者的整合研究對于各自的深化發(fā)展都極具建設性。其次從公共建筑的本體特點入手探討了它的生態(tài)使命，重點討論探討了生態(tài)化設計在公共建筑的應用內(nèi)涵。

關鍵詞：生態(tài)設計；公共建筑；應用

前言

建筑本身始終在表明，建筑之所以存在的基礎正是永恒的價值和內(nèi)涵及這些價值與內(nèi)涵在不同歷史時期所經(jīng)受的變化之間的不穩(wěn)定平衡。但由于功能、技術(shù)含量較高，構(gòu)思涉及“自變量”更多，使得公共建筑的生態(tài)化設計一直是建筑師不愿碰觸的雷區(qū)和死角，而顯得撲朔迷離。本文通過對生態(tài)建筑理論的深化，對公共建筑的生態(tài)化進行了有益探索。

1.生態(tài)化公共建筑的特性

公共建筑生態(tài)化設計以系統(tǒng)思維為指導，以建筑與環(huán)境之間動態(tài)變化的張力關系和功能組織關系為拓撲藍本進行技術(shù)建構(gòu)和藝術(shù)塑造，并逐漸形成全新的從能量信息到物質(zhì)的整套生態(tài)美學導向，是一次設計范式的躍遷。生態(tài)化公共建筑的根本要義在于系統(tǒng)集約、經(jīng)濟高效、健康適宜和地域本土性，這四方面又是內(nèi)在相互依賴、相互影響的整體關系。

1.1系統(tǒng)集約

系統(tǒng)集約是通過辯證地理順公共建筑各個設計目標之間的關系，全方位調(diào)動全壽命周期內(nèi)的每個設計因素的積極性，從而使整個設計目標及設計因素之間呈現(xiàn)平衡網(wǎng)狀關系，變單兵作戰(zhàn)為協(xié)同共進，每個過程和因素都不可或缺，在減少成本的同時提高建筑性能，并且在外部環(huán)境發(fā)生變化時能動態(tài)適應，整體系統(tǒng)更加有序并顯現(xiàn)出“活”、“動”的新氣象。系統(tǒng)集約是其他三個特征的基礎，正是它的存在使后三者能真實有機地呈現(xiàn)[1]。

1.2經(jīng)濟高效

系統(tǒng)優(yōu)化是系統(tǒng)發(fā)展演化的目的，經(jīng)濟高效是集約化設計系統(tǒng)的必然結(jié)果，意即通過優(yōu)化性能及智能控制，用全壽命周期費用評價來綜合審視建筑的效益，以最少的投入獲得最大的產(chǎn)出，從而避免無謂浪費的同時提高設計因素的效率，即“少費多用”，包括三方面因素：設計階段預期的空間功能高效、建造階段的材料高效和使用階段的能源利用高效。建筑的能源耗費從全壽命角度可以分為建造階段的能源耗費和正常使用階段的能源耗費，建筑運行、維護需要耗費的大量的能源和資源。有數(shù)據(jù)表明，一個建筑使用六年所消耗的能量就相當于這個建筑建造中所消耗的能量，而建筑的壽命要長達50—100年。正常使用階段的能源耗費具有更大的實際意義。

1.3健康適宜

健康適宜的內(nèi)涵包括公共建筑環(huán)境對使用者生理、心理上的關懷及其對地球環(huán)境的無害負責，這就需要綜合調(diào)度建筑設計與技術(shù)參數(shù)，多層次滿足各種不同的需要。健康不僅指沒有疾病，而且是指身體、精神及社會性的一種完好狀態(tài)。從這個意義出發(fā)，健康環(huán)境的特征應是與自然相和諧，使人身心健康并富有生氣。適宜則是在當前能源環(huán)境惡化背景下的一種理性選擇，一反以前以人的絕對舒適為目標，凸顯了“適度”原則，通過對舒適范圍的動態(tài)調(diào)控達到相對舒適狀態(tài)。

1.4地域性

地域性表現(xiàn)為根據(jù)當?shù)氐匦蔚孛?、氣候、物候、工藝等實際，因地制宜地進行生態(tài)建構(gòu)，從而邏輯地生成一種時代技術(shù)背景下抵抗全球化的新地域特色，并且公共建筑能更有機地契合本土地點環(huán)境，形成色彩斑斕、和而不同的公共建筑地域拼圖，實現(xiàn)“鄉(xiāng)土建筑現(xiàn)代化，現(xiàn)代建筑地區(qū)化”目標。

由于內(nèi)在的系統(tǒng)集約性，生態(tài)化設計的公共建筑在形態(tài)上則表現(xiàn)出環(huán)境的地緣化、體形的張力流線化、表皮的多元復合化、結(jié)構(gòu)的有機輕量化和空間的靈活自然化等傾向，并在表情上顯現(xiàn)出洋溢著生命活力的生動個性化特征。

2.生態(tài)設計在公共建筑中的應用策略

2.1采光計劃

天然采光是實現(xiàn)內(nèi)部環(huán)境自然化的主要策略。從全壽命周期角度分析，照明能耗占建筑運行總能耗的40%～50%，天然采光無污染、無能耗。從生理上說，自然光晝夜復始的更迭，控制著人體的生物鐘，使我們的生命節(jié)奏保持平衡，自然光制造維生素和眾多營養(yǎng)物質(zhì)，使我們的機體得到補益，保持健康。從心理上說，明亮的、愉悅的、活躍的自然光可以振奮人的精神，經(jīng)過精心設計和處理的光環(huán)境能產(chǎn)生出柔和、穩(wěn)定、明快、靜謐的氣氛，能夠引導和調(diào)節(jié)人的心理感受，是實現(xiàn)眾多建筑功能的重要手段[2]。

對公共建筑而言，屋面采光天窗具有節(jié)能、采光效率高、構(gòu)造簡單、布置靈活、易達到室內(nèi)照度均勻的特點，可通過以下幾類基本方法實現(xiàn)：

1）結(jié)合屋面構(gòu)件采光。這種方式將采光與屋蓋結(jié)構(gòu)構(gòu)件融為一體，并將天然光的處理同結(jié)構(gòu)的韻律美結(jié)合起來。

2）全透射頂棚。這是在屋頂結(jié)構(gòu)革新及新型合成材料出現(xiàn)后的一種全新頂向自然采光方式。主要包括PVC、PTFE、ETFE等膜材料和聚碳酸酯屋面板。陽光透過薄膜或陽光板散出柔和均勻的漫射光，使內(nèi)部空間通體明亮，人在其中猶若置身于室外般自由開放。

2.2公共建筑中遮陽設施的應用

公共建筑的透明圍護結(jié)構(gòu)部分應采用可調(diào)節(jié)外遮陽、內(nèi)遮陽、雙層幕墻空氣間層中的遮陽簾等遮陽設施。屋頂?shù)耐该鞑糠謶岣咂浔馗魺嵝阅?，并設置遮陽設施及合理的通風系統(tǒng)。京都西京極綜合運動公園游泳館的主館和副館都盡可能通過墻壁和屋頂謀求自然采光，由于主館在冬季改作為滑冰館使用，在墻面上設置遮陽百葉等調(diào)光裝置，同時順理成章地成為該館外立面設計的一大特色。

如林茨設計中心的日光格柵系統(tǒng)是赫爾佐格與光學專家巴騰巴赫為解決建筑的屋頂采光問題專門合作開發(fā)的，將一種塑料格柵裝配在屋頂面板上，通過復雜的折射、反射，僅使來自北向的漫射光能進入建筑，而把南側(cè)的直射光屏蔽掉，就可避免夏天室內(nèi)產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，光反射格柵厚度僅16mm，覆蓋有薄的純鋁反射涂層，置于屋頂雙層玻璃之間。格柵的幾何劃分通過計算機程序確定，其設計綜合考慮了太陽在不同季節(jié)的高度角和方位角，對建筑的遮擋和建筑的朝向及屋頂?shù)钠露龋M行隔熱處理的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件有助于減少穿過建筑表層的熱損失。該系統(tǒng)使展示區(qū)成功地達到很高的采光質(zhì)量，卻沒有犧牲室內(nèi)熱舒適度，同時也未增加額外的能耗[3]。

2.3內(nèi)容結(jié)合生態(tài)

隨著現(xiàn)代技術(shù)的廣泛應用和不斷異化，公共建筑逐漸偏離了對外界環(huán)境“用”與“防”之間平衡點，越發(fā)成為人與自然之間交流的鴻溝。隨之而來的“容器”負效應促使建筑學人對其生態(tài)健康問題進行反思。健康不僅指沒有疾病，而是身體、精神及社會性的一種完好狀態(tài)。從這個意義出發(fā)，健康環(huán)境應與自然相和諧，使人身心健康并富有生氣。它遵循建材設備無害化和空間自然化、宜人化原則，實現(xiàn)全面意義上對人的終極關懷。

如某公共建筑在對氣候資源的利用方面，為了能讓人們獲得最高品質(zhì)的室內(nèi)舒適環(huán)境，在屋蓋中間采用玻璃天窗，配有光控百葉窗以充分利用自然光并可消除投射在車道上的陰影。智能系統(tǒng)控制室內(nèi)亮度、風壓、風向以及溫度，通過天窗引導氣流或?qū)峥諝鈴陌偃~窗排出，當室內(nèi)溫度過高時，熱空氣通過頂棚上的百葉窗排出，而冷空氣則由觀眾座位下的通風管導入；當需改變室內(nèi)風壓時，則可利用對流原理通過開窗引導氣流實現(xiàn)，從而將環(huán)境調(diào)整到最舒適的狀態(tài)。

3.結(jié)語

公共建筑已不是純粹為了功能目的或美學追求而建造的，而是物質(zhì)需求和精神需求合力的產(chǎn)物。同時當資源相對于人類利用能力接近無窮時，即使技術(shù)水準有限，人們還是可以相對自由地對公共建筑以資源傾斜為基礎進行空間秀、形式秀；在可支配資源捉襟見肘時，盡管技術(shù)已相對集約化，但“巧婦難為無米之炊”，那種感性粗放的傳統(tǒng)設計模式已難堪此任。異軍突起的生態(tài)建筑學迅速成為建筑學系統(tǒng)中一支極富建設性的力量，并將擔負起文化救贖的重任，而公共建筑生態(tài)化設計則正是其中堅。并隨著生態(tài)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，生態(tài)理性及其衍生的生態(tài)美學也將成為公共建筑領域的主流語境。

參考文獻：

[1]周帥.綠色小城鎮(zhèn)生態(tài)設計策略及其效益分析[D].武漢理工大學.2013.

[2]陳海杰.走向詩的空間——日本著名建筑師高松伸的創(chuàng)作旅程[J].時代建筑.2013（04）

[3]王譞.深生態(tài)設計視野下景觀安全構(gòu)建研究[D].南昌大學.2013.

作者簡介：

呂谷敏（1985.9-），女，廣西南寧人，助理建筑師，本科，從事建筑設計工作。