生态建筑的形体构成分析

生态建筑的形体构成分析

陈华（湖南交通职业技术学院湖南长沙410002）

【关键词】生态建筑;形体构成

OntheShapeComposingofEcologicalBuilding

ChenHua

(HunanCommunicationOccupationalandTechnicalCollegeChangshaHunan410002)【Abstract】Withtherapiddevelopmentofscienceandtechnology,theenvironmenthasbeenbadlydeterioratedandeventhehumanbeing'sexistenceisalsounderincreasingthreats.Owingtothefactsabove,ecologyhasbeenrapidlydeveloped.Correspondingly,architectsshowconcernsontheecologicaltheories'applicationinarchitecture.Byintroducingthebasiccategoriesandanalyzingtheshapecomposingoftheecologicalbuilding,thispaperexpoundsthecompleteprocessofcomposingshape.【Keywords】Ecologicalbuilding；Shapecomposing

1.绪论20世纪以来，随着科学技术的发展，人们注意到，技术文明在给人类世界带来福音的同时，也给人类带来了可怕的后果：工业的发展，汽车的增多，核武器的出现，使得地球的污染一天比一天严重；城市的无节制扩张，人口的不断膨胀，使得人居环境日益恶化；各种地下资源，淡水资源，森林资源的无节制开采与破坏，使得生态危机一步步加剧。正是在这样一种背景下，生态学家们在一种使命感和紧迫感驱策下，为重新恢复我们生存环境的生态平衡，对生态学理论作了更加切合实际，更加富有成效的讨论，使生态学理论获得了飞跃性的进展。生态理论在社会各界获得了广泛的支持和响应。在目前许多学科的理论前沿，都可以看到非常活跃的“生态”的影子。生态学理论的核心，是研究如何科学地解决生命系统和环境系统之间的相互关系问题，如何避免科学给自然和生物带来祸患。生态建筑的核心，则是研究如何使建筑成为生命系统和环境系统之间的纽带，使建筑尽可能多地发挥出有利于生态的建设性效益，同时尽可能多少地出现反生态的副效应。建筑业是巨大的耗能产业。发达国家的建筑能耗，一般占到全国总能耗的20％~30％左右。由于建筑用能排放大量二氧化碳，使地球变暖，危及人类生存。各发达国家通过法、教育、经济、科技等措施，等方面加强建筑节能工作。自70年代以来，西方一些建筑师开始应用生态学理论设计生态建筑，相继有人提出节能建筑，结合气候的建筑，绿色建筑等概念。使得建筑设计中带有更多生态学的倾向。自从人们在建筑领域运用生态理论开始实践以来，人们也惊奇的发现，建成的生态建筑与以往传统建筑相比，生态建筑产生出更多的新形态，建筑的形体更富有变化。这些林林总总的生态建筑，真是让人有点目不暇接。那么，这些所谓的生态建筑，在形体构成方面是否也有内在的规律可循呢？本文就是希望从生态建筑的产生过程及其他们的分类进行阐述，从而分析生态建筑的外在形体是怎样的一个由内至外的形成过程。

2.论述本文中，将目前的生态建筑按设计思想分为三大类，下面详细论述各类与各自的形体特点。

2.1绿色覆土建筑及其形态特点。这类建筑借助绿化或覆土等手段，将自然环境移植到建筑环境，争取自然环境与建筑的融合，最大限度的减少建筑和人的活动对生态秩序的消极影响。建成的实例有塞特事物所设计的西班牙塞维利亚1992年世界博览会（1992）（图1），TennesseeAquqCenter,Project(1993)；P.林奇设计的水边住宅；E。库里南设计的西敏斯特小屋。图1这类建筑形式上看上去类似园林建筑，山水建筑或者景观建筑，但是他们的终极目的不象那些掩映在绿树丛林中的厅台楼阁那样只是为了供人观赏，而是在满足建筑的自身功能需求的同时，通过自然手段把人工化的建筑隐匿起来。使得建筑一方面成为一种虚拟的自然环境，一方面使建筑更溶入自然环境，达到降低建筑能耗，与环境相一致的生态目的。这些作品，往往形体比较单纯，但采用优美的曲线或者完整的形式给人带来强烈的视觉冲击。

2.2“生态适应”建筑及其形态特点。此类建筑主要通过选择与当地气候，环境条件相适宜的建筑材料，建筑手段，及相应的形式来实现，以达到与生态环境相协调的目标。我们常常提到的乡土建筑就属于这一类。这是人类对生存环境的适应能力在居住建造方面的表现。远至古代各个国家和地区的不同民族，近到当代不发达国家或地区广大人民，他们通过对自然环境和条件的“适应”过程，产生了丰富多彩的居住方式和形式，在最大程度上创造了基本的适宜的生活条件，为我们的设计提供了宝贵的建筑实例（图2、图3）。图2图3现代的如埃及的建筑师哈桑·法斯（HassanFathy），其作品深深扎根与本民族文化之中。他惯采用传统的建筑材料，建造方式，以及建筑形式。法斯鼓励对传统建筑形式进行深刻思考，认为每个建筑师都有责任去提高这种认识，并很和谐的溶到设计中去。在其作品中，常出现埃及建筑中传统厚重的泥砖墙，封闭，半封闭的庭院，穹顶塔，高低窗洞。（图4、图5）而这些建筑也与沙漠沉闷的热气流，强烈的太阳辐射形成良好隔绝，形成大量的阴影，辅以良好的通风，可以有效的减弱埃及地区炎热气候的影响。印度建筑师查尔斯·柯里亚和马来西亚建筑师杨经文是国际上享有很高声誉的亚洲建筑师。两人的设计手法和对建筑传统的认识有许多相同之处，他们均从生物气候学角度出发，结合地域气候条件进行设计。“开敞空间”和“管式住宅”是柯里亚提出的适应印度干热气候环境的两种范式。柯里亚认为“开敞空间”所形成的有阴影的户外或半户外空间非常适合干热地区公共建筑。而“管式住宅”则是与“开敞空间”概念相反的命题，它的主要做法是将住宅封闭，形成内部屏蔽空间，以挡住炎炎赤日的照射，同时住宅内部剖面构成类似烟囱的通风管道以形成持续不断的自然通风。在帕里克哈住宅中，分别为夏、冬两季所设计的不同剖面被巧妙地结合在同一个连续空间中，成功地创造了微气候环境。图4图5杨经文认为传统建筑学没有把建筑看作是生命循环系统的有机部分，没有从生态的角度来研究建筑学科的发展，而生态建筑学要求建筑师和设计者有足够的生态学和环境生物学方面的知识，进行研究和设计时应与生态学相结合。在此基础上，他在高层建筑中结合东南亚的气候条件形成一套独特的设计理念和手法；如在高层建筑中引入绿化开敞空间，设计两层皮的外墙，形成复合空间或空气间层；屋顶设置遮阳格片的屋顶花园；利用中庭和两层皮创造自然通风等。主要代表作有他给自己设计建造的住宅、梅纳拉商厦和马来西亚IBM大厦等，这都较为完整地体现了他的设计思想。在前面已经介绍过，绿色建筑采用覆土绿化表面的方式来形成自己的外在形式，与绿色建筑相比，“生态适应”类建筑多采用的是“因借”的手法——借用地理，气候环境和本地建筑材料的特点，因地制宜的设计有着当地特色的建筑。这一类型的建筑的特点多为能够因地乘便，就地取材，造价相对低廉，建筑形式多与本地传统传统文化及特点相吻合，由于各个地区情况相异，所以形式多样，并不只拘泥于一种。我国幅员辽阔，各地地域文化差别很大，设计中应体现这种差别，而从特定的气候条件出发进行设计是体现建筑地域性的一种可行方法。实际上，我国南方的骑楼、湿热地区的干栏式建筑、北方的窑洞、云南民居“一颗印”等，都是适应气候而衍生出来的特定建筑形式，是生物气候、地方主义的历史印证。

2.3充分利用新技术和新材料来解决生态问题的生态倾向建筑及其形态特点。在介绍的前两类生态类型建筑中，其建筑形式多少表达出人们返归自然，回到原始的倾向。也可以说，这是人类对整个世界的工业化过程中，科技文明给人类带来痛苦伤疤的回忆，也体现了部分人对科技的悲观态度。图6其实，科技本身就是一把双刃剑，即可以给人们带来灾祸，也可以给人类带来福音。是福是祸，关键在乎舞剑人的运用手段，所谓运用之秒，存乎一心。因此，在另外一些建筑师看来，充分掌握高科技手段，用来解决节能，采光，环境净化，资源的循环再利用等建筑生态问题。如，世界上第一座运用双层表皮技术的胡克尔大厦（TheHookerBuildings）;福斯特事物所设计的德国法兰克福商业银行总部大楼（Duisburg）；皮亚诺事物所的IBM馆（ThePavillonofIBM），UNESCO实验室和工场（UNESCOLaboratoryandWorkshop）。图7福斯特事务所设计的德国法兰克福商业银行总部大楼成功地将自然景观引入超高层集中式办公建筑中，使城市高密度的生活方式与自然生态环境相融合，被称为世界上第一座“生态型”超高层建筑（图6、图7为计算机模拟建筑形态与自然环境的关系）。此建筑成为世界上第一座“生态型”超高层建筑。建筑的平面呈三角形，宛如三叶花瓣夹着一枝花茎：花瓣部分是办公区，花茎部分为中空大厅。环三角形平面依次上行的半层高架花园给建筑内部的每一办公角落都带来了绿色的外象，同时，它还较无间断型建筑节省大量能源，使塔内每间办公室都设有可开启的窗以享受自然通风。建筑物所有的电梯、楼梯和垂直管道均集中在三角形的3个角落，判若村落。这座建筑的表皮覆盖系统包括一层隔热玻璃和一层简单的由外皮构成的双层表皮以及其间的多孔通风层。它们正如皮肤一样保护建筑内部不受任何天气变化所带来的影响。新鲜空气通过外皮上的连续槽进入通风层，办公室内的控制板使自然通风系统得到完善，通过它可以用手工或机械方式打开或关闭通风系统，这样产生的缓冲气流再次进入建筑主体，使内部空间获得柔和的自然通风。从这些实例可以看出，这些建筑摆脱了前两类建筑的形体形态。它们的形态跟其他建筑看上去差异不大。但是，建筑师利用高科技手段来解决建筑的能耗和污染问题，控制建筑的反生态性。同时，与设计一般的建筑时考虑建筑形体的点，线，面，体块，光阴组合的不同的是，在生态建筑设计过程中，原来的形体造型规律不是放在第一重要的位置了，建筑师要更多的思考怎么样的形体造型才能更合乎生态原则，才能有利于生态平衡的原则。

3.结语在设计普通建筑中，建筑师要解决的中心问题是，在特定的文化氛围中组织富富有创意的空间的同时，充分表现建筑的结构美和形体美。普通建筑可以为了空间表现和审美传达的需要。采用任何新奇怪异的形体；生态建筑却只能采用合乎生态原则或有利于生态原则的形体造型。所以，生态建筑在体现明确的生态目的的前提下，也就是说在对原有的人类，自然或生物群种不受负面影响的前提下，其建筑形体才是真实的，可能的。比起以前的单纯的建筑形体造型，生态建筑将形体设计更充分体现关乎生态秩序与建筑空间的多维关系的综合表现。参考文献

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［文章编号］1619-2737（2009）07-09-065

［作者简介］陈华（1975.10-），男，教授级高工，大学本科，讲师，湖南交通职业技术学院工程经济系办公室主任。