1、浅析自适应的生态建筑摘要：生态是可持续的过程和结果。如果要让建筑变得生态可持续，不仅需要无生命的材料适应于不断变化的建筑生物钟以及其内部使用者的活动，还需要适应不断变化的自然韵律和外界平凡的活动。 关键词：生态建筑;自适应 Abstract: Ecological is the process and result of sustainable. If you want to make the building become ecological sustainability, not only need the inanimate material adapted to changing a
2、rchitectural biological clock and its internal user activity, also need to adapt to the changing natural rhythm and outside the ordinary activities. Key words: ecological architecture; adaptive 中图分类号： TU 献标识码：A 文章编号： 走近生态建筑 除了景观设计师之外，大部分的建筑师在生态学和环境生物学方面没有受到正规培训。在绿色摩天大楼杂志中的一篇题为“什么是生态设计”的文章中，杨经文指出我们现在
3、做的不是生态建筑，生态建筑需要我们根据已有的建成环境的思考，对设计方法有一个迅速的、根本的再定位。 在他的生态建筑技术的书中，工程师克劳斯丹尼尔斯（Klaus Daniels）概括了生态建筑的原则，各种各样的详细的场地研究，建筑形式，朝向分析和当地气候分析。他的方法涉及建筑体系的优化和整合，结合了被动式系统科技的解决方案。丹尼尔斯提出，未来的建筑应该采用先进的材料和技术，从而减小能源消耗来保护环境。 建筑师们跳出专业的局限，为了使生态设计有所作为而展开跨领域合作。仿生学专家、建筑顾问詹妮班娜斯（Janine Benyus）把生态设计定义为在场地为基础上，将场地特殊的生态学连同独特的地形考虑进来
4、的一种设计。生态设计必须把不同尺度的场地、生物等级、材料和构件连同景观和都市生活的尺度都一同考虑进来。她这种“本地化的方法”的特点是提出针对场地为基础的解决方案，以满足不同场地和对生态的需求。凯文凯利（Kevin Kelly）在失去控制中提到，泛滥的信息、材料和能量是复杂的且不断变化的。这与建筑师西蒙斯对于生态建筑的理解在很多方面有着相似之处。西蒙斯指出在目前的构想和实践的生态建筑适应性策略中，建筑既不是，也不会是生态可持续的。要使建筑成为生态可持续的就需要无生命的材料适应于不断变化的建筑生物钟和其内部使用者的活动，同样适应不断变化的自然韵律和外界平凡的活动。他认为建筑学应该注重使用者，消耗和
5、使用者的行为，而不是像被认为过时的生态学。 一个新的定义能够将技术上的策略、文化上的策略、基于系统的策略和关注使用者行为的策略几个方面结合起来。生态建筑不仅能够利用新技术减少能源消耗，还能促进社会和文化的发展。这让生态设计更具建筑性，朝着以采用场地为基础的、运用更加明确的策略的方向发展。 平衡 想要获得这样一种平衡，室内空间及其构件不仅需要改变光和热的传输，还需要改变室外空气交换的频率，从而有选择地为建筑提供一种从传统工程系统中演变出的适应机制。这种适应机制是一种近些年来获得主流认同的设计手段，其核心是建筑生态气候学。建筑的物理性质中，哪些应该改变，在哪里改变，改变的程度，改变维持的时间，这些
6、改变由什么控制，这些是建筑生态气候学研究和实践的关键性问题。 分析 基于以上这些观点，生态建筑的研究应始于建筑如何被使用的：房间内部的空间使用情况、不同房间之间的使用情况、每天的和每个季节房间的使用的情况以及室外的气候的变化状况。没有被使用的空间就不需要对其进行环境的调整。相反，需要调整的是使用者和使用者的活动产生的显著的能源需求的空间。这种需求在建筑内部不同区域之间以及不同建筑之间是有很大差别的。能源需求的频率和强度都反映出使用者的习惯，同时反映出不同建筑类型，不同房间功能的环境配置信息。这些能源使用模式的信息同样也反映出了内部获得的热能，电气释放的不可利用的热能，人工照明产生的热能以及使用
7、者代谢过程产生的热能在空间上分布和时间上的分布。 以一天为时间单位的周期循环中，不同功能房间的使用情况各异，建筑内部热能产生的比率变化范围很大。相比之下，以季节性为周期的变化则要小很多。所以，这些用于加热建筑内部空间的能量影响着建筑全年的能量平。在需要加热的季节里为建筑空间加热，能减少能源消耗；同样地，当建筑内部过热时，在适当的季节和时间里增加冷负荷也能够减少能源的消耗。使用空间的疏密排布、使用者的活动、一天中的不同时间段以及不同功能房间的使用时间长度都是关键的变量，这些因素对建筑的生态性能和使用舒适性有着深远的影响。 适应 上个世纪，热工学中对于热舒适性的观点一直是固执的且中立的，是被工程电
8、气的操控管理决定了的保持不变的数值。这种依赖于消耗不可再生能源的做法被证明是非常浪费的，而且很难达到令人满意的效果。不同于将热舒适性做为一个不变的常量，生态建筑学一直在寻找一个通过基于生理学和行为学的研究成果来达到热舒适体验的动态过程。 在不同气候和建筑类型的经验数据的支撑下，这种可调节的热舒适性已经作为国际上衡量建筑能量的标准之一。这种根据室外气温，基于经验的算法决定了热舒适性上限或者下限的形式的同时，扩大了可接受的环境条件的范围，使得建筑的热负荷和冷负荷能够被更精确地计算，减少了传统能源的消耗。各种各样的生理学特征和行为学特征的参数也引入到动态能量计算模型中。这个模型包涵了建筑所能够提供给
9、使用者绝大部分可调节的因素。 建筑 使用模式和使用者的适应性的行为决定了环境条件的范围和转化为建筑能源需求（加热，冷却，照明，电气） 。建筑外部的气候条件能够加强或减弱这种需求的强度。建筑形式、空间组织和建筑内部外部围护结构的设计是减少使用者能源需求的手段。所有的这些都描绘了一个历史的判例和潜在的未来的设计组合。对于不同气候和建筑类型的仿真研究表明，充分利用使用者和建筑的关键设计参数，能将空间热负荷和冷负荷降低到可以忽略的级别，从而彻底减少设备间的尺寸和运营成本。能源工程就可以从地下室的壁橱里走出来，成为一个完整的致力于产生电力和满足余热需求的建筑外表皮。 生态城市 建筑与城市肌理的共生关系的
10、形成和发展是生态城市化的必要条件。建筑在改变自身周围的能量平衡的同时，也在影响自身周围建筑和附近活动的微环境变化。建筑通过空气交换和空气调节设备，利用热传导将余热释放到城市环境外。这样看来，每个建筑就像城市里的一个巨大的加热系统。无论是在自由运转的模式下还是机械加热、通风或者制冷的模式下，建筑会无情地加热周围的空气，导致了复杂而长期的危害：城市环境破裂成一个个自由的微环境的集合，从而使得周围的建筑不得不适应于不同的环境条件而不是原先它们被设计时的那样。 现在已经有基于当时气候变化的资料，这些资料可以预测出气候对能源需求和室内使用者舒适性的影响，从而评估新建筑和翻新建筑的设计策略。虽然为大量建筑
11、建造有选择性的场景时是简单的，但是在任何城市预测微环境条件却充满了不确定性，使得在城市文脉和气候下设计成了猜测。不足为奇，仍然有许多建筑在设计阶段被称赞为低能耗建筑，最后以没有达到他们能耗的预期而告终。正是由于城市允许而且培育出了多样性的微环境，城市便开始了净化和再生。 总结 分析场地调研的结果，从研究得出的尺寸得出居住者的行为和建筑性能，同时也能校正运用于热工、照明、气流仿真软件参数化研究的计算机模型。这些研究的结果成为研究各种各样建筑形式和所在气候的起点。 研究学习不同城市文脉和不同气候下的建筑，包括本国的和现代的建筑案例，包括住宅设计和翻修的设计。建筑的关注点应该在使用者的热舒适性和建筑
12、内部环境质量而不是附加的设备。建筑设计中的环境的角色更像是建筑形式、空间组织、材料性质的仲裁者，参与驱动城市环境中气候的变化。 参考文献 1 大卫劳埃德琼斯英. 建筑与环境：生态气候学建筑设计M.王茹，贾红博，贾国果，译.北京：中国建筑工业出版社，2005. 2Victor Olgyay. Design with Climate: Bioclimatic Approach to Architectural Regionalism, Princeton University Press, 1963. 3 Ken Yeang马. Design with Nature: The Ecological Basis for Architectural Design M. New York; McGraw Hill, Inc, 1995.
