深圳市華藍(lán)設(shè)計(jì)有限公司南寧分公司 530011

摘要：公共建筑作為以建筑為“底”的“圖”，從古至今備受關(guān)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(shè)計(jì)是其健康發(fā)展的必由之路。本文首先基于對(duì)生態(tài)研究和公共建筑研究的背景分析，認(rèn)為二者的整合研究對(duì)于各自的深化發(fā)展都極具建設(shè)性。其次從公共建筑的本體特點(diǎn)入手探討了它的生態(tài)使命，重點(diǎn)討論探討了生態(tài)化設(shè)計(jì)在公共建筑的應(yīng)用內(nèi)涵。

關(guān)鍵詞：生態(tài)設(shè)計(jì)；公共建筑；應(yīng)用

前言

建筑本身始終在表明，建筑之所以存在的基礎(chǔ)正是永恒的價(jià)值和內(nèi)涵及這些價(jià)值與內(nèi)涵在不同歷史時(shí)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(shè)計(jì)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(guò)對(duì)生態(tài)建筑理論的深化，對(duì)公共建筑的生態(tài)化進(jìn)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(shè)計(jì)以系統(tǒng)思維為指導(dǎo)，以建筑與環(huán)境之間動(dòng)態(tài)變化的張力關(guān)系和功能組織關(guān)系為拓?fù)渌{(lán)本進(jìn)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(xué)導(dǎo)向，是一次設(shè)計(jì)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(jì)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(lài)、相互影響的整體關(guān)系。

1.1系統(tǒng)集約

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

1.2經(jīng)濟(jì)高效

系統(tǒng)優(yōu)化是系統(tǒng)發(fā)展演化的目的，經(jīng)濟(jì)高效是集約化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的必然結(jié)果，意即通過(guò)優(yōu)化性能及智能控制，用全壽命周期費(fèi)用評(píng)價(jià)來(lái)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(wú)謂浪費(fèi)的同時(shí)提高設(shè)計(jì)因素的效率，即“少費(fèi)多用”，包括三方面因素：設(shè)計(jì)階段預(yù)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(fèi)從全壽命角度可以分為建造階段的能源耗費(fèi)和正常使用階段的能源耗費(fèi)，建筑運(yùn)行、維護(hù)需要耗費(fèi)的大量的能源和資源。有數(shù)據(jù)表明，一個(gè)建筑使用六年所消耗的能量就相當(dāng)于這個(gè)建筑建造中所消耗的能量，而建筑的壽命要長(zhǎng)達(dá)50—100年。正常使用階段的能源耗費(fèi)具有更大的實(shí)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(duì)使用者生理、心理上的關(guān)懷及其對(duì)地球環(huán)境的無(wú)害負(fù)責(zé)，這就需要綜合調(diào)度建筑設(shè)計(jì)與技術(shù)參數(shù)，多層次滿(mǎn)足各種不同的需要。健康不僅指沒(méi)有疾病，而且是指身體、精神及社會(huì)性的一種完好狀態(tài)。從這個(gè)意義出發(fā)，健康環(huán)境的特征應(yīng)是與自然相和諧，使人身心健康并富有生氣。適宜則是在當(dāng)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(duì)舒適為目標(biāo)，凸顯了“適度”原則，通過(guò)對(duì)舒適范圍的動(dòng)態(tài)調(diào)控達(dá)到相對(duì)舒適狀態(tài)。

1.4地域性

地域性表現(xiàn)為根據(jù)當(dāng)?shù)氐匦蔚孛?、氣候、物候、工藝等?shí)際，因地制宜地進(jìn)行生態(tài)建構(gòu)，從而邏輯地生成一種時(shí)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(jī)地契合本土地點(diǎn)環(huán)境，形成色彩斑斕、和而不同的公共建筑地域拼圖，實(shí)現(xiàn)“鄉(xiāng)土建筑現(xiàn)代化，現(xiàn)代建筑地區(qū)化”目標(biāo)。

由于內(nèi)在的系統(tǒng)集約性，生態(tài)化設(shè)計(jì)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(xiàn)化、表皮的多元復(fù)合化、結(jié)構(gòu)的有機(jī)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(dòng)個(gè)性化特征。

2.生態(tài)設(shè)計(jì)在公共建筑中的應(yīng)用策略

2.1采光計(jì)劃

天然采光是實(shí)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(yùn)行總能耗的40%～50%，天然采光無(wú)污染、無(wú)能耗。從生理上說(shuō)，自然光晝夜復(fù)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，使我們的機(jī)體得到補(bǔ)益，保持健康。從心理上說(shuō)，明亮的、愉悅的、活躍的自然光可以振奮人的精神，經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)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(dǎo)和調(diào)節(jié)人的心理感受，是實(shí)現(xiàn)眾多建筑功能的重要手段[2]。

對(duì)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(jiǎn)單、布置靈活、易達(dá)到室內(nèi)照度均勻的特點(diǎn)，可通過(guò)以下幾類(lèi)基本方法實(shí)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(lái)。

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(yáng)光透過(guò)薄膜或陽(yáng)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(kāi)放。

2.2公共建筑中遮陽(yáng)設(shè)施的應(yīng)用

公共建筑的透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)部分應(yīng)采用可調(diào)節(jié)外遮陽(yáng)、內(nèi)遮陽(yáng)、雙層幕墻空氣間層中的遮陽(yáng)簾等遮陽(yáng)設(shè)施。屋頂?shù)耐该鞑糠謶?yīng)提高其保溫隔熱性能，并設(shè)置遮陽(yáng)設(shè)施及合理的通風(fēng)系統(tǒng)。京都西京極綜合運(yùn)動(dòng)公園游泳館的主館和副館都盡可能通過(guò)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(shè)置遮陽(yáng)百葉等調(diào)光裝置，同時(shí)順理成章地成為該館外立面設(shè)計(jì)的一大特色。

如林茨設(shè)計(jì)中心的日光格柵系統(tǒng)是赫爾佐格與光學(xué)專(zhuān)家巴騰巴赫為解決建筑的屋頂采光問(wèn)題專(zhuān)門(mén)合作開(kāi)發(fā)的，將一種塑料格柵裝配在屋頂面板上，通過(guò)復(fù)雜的折射、反射，僅使來(lái)自北向的漫射光能進(jìn)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(guò)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(guò)計(jì)算機(jī)程序確定，其設(shè)計(jì)綜合考慮了太陽(yáng)在不同季節(jié)的高度角和方位角，對(duì)建筑的遮擋和建筑的朝向及屋頂?shù)钠露?，進(jìn)行隔熱處理的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件有助于減少穿過(guò)建筑表層的熱損失。該系統(tǒng)使展示區(qū)成功地達(dá)到很高的采光質(zhì)量，卻沒(méi)有犧牲室內(nèi)熱舒適度，同時(shí)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(yīng)用和不斷異化，公共建筑逐漸偏離了對(duì)外界環(huán)境“用”與“防”之間平衡點(diǎn)，越發(fā)成為人與自然之間交流的鴻溝。隨之而來(lái)的“容器”負(fù)效應(yīng)促使建筑學(xué)人對(duì)其生態(tài)健康問(wèn)題進(jìn)行反思。健康不僅指沒(méi)有疾病，而是身體、精神及社會(huì)性的一種完好狀態(tài)。從這個(gè)意義出發(fā)，健康環(huán)境應(yīng)與自然相和諧，使人身心健康并富有生氣。它遵循建材設(shè)備無(wú)害化和空間自然化、宜人化原則，實(shí)現(xiàn)全面意義上對(duì)人的終極關(guān)懷。

如某公共建筑在對(duì)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(chē)道上的陰影。智能系統(tǒng)控制室內(nèi)亮度、風(fēng)壓、風(fēng)向以及溫度，通過(guò)天窗引導(dǎo)氣流或?qū)峥諝鈴陌偃~窗排出，當(dāng)室內(nèi)溫度過(guò)高時(shí)，熱空氣通過(guò)頂棚上的百葉窗排出，而冷空氣則由觀(guān)眾座位下的通風(fēng)管導(dǎo)入；當(dāng)需改變室內(nèi)風(fēng)壓時(shí)，則可利用對(duì)流原理通過(guò)開(kāi)窗引導(dǎo)氣流實(shí)現(xiàn)，從而將環(huán)境調(diào)整到最舒適的狀態(tài)。

3.結(jié)語(yǔ)

公共建筑已不是純粹為了功能目的或美學(xué)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(shí)當(dāng)資源相對(duì)于人類(lèi)利用能力接近無(wú)窮時(shí)，即使技術(shù)水準(zhǔn)有限，人們還是可以相對(duì)自由地對(duì)公共建筑以資源傾斜為基礎(chǔ)進(jìn)行空間秀、形式秀；在可支配資源捉襟見(jiàn)肘時(shí)，盡管技術(shù)已相對(duì)集約化，但“巧婦難為無(wú)米之炊”，那種感性粗放的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式已難堪此任。異軍突起的生態(tài)建筑學(xué)迅速成為建筑學(xué)系統(tǒng)中一支極富建設(shè)性的力量，并將擔(dān)負(fù)起文化救贖的重任，而公共建筑生態(tài)化設(shè)計(jì)則正是其中堅(jiān)。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(xué)也將成為公共建筑領(lǐng)域的主流語(yǔ)境。

參考文獻(xiàn)：

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

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

[3]王譞.深生態(tài)設(shè)計(jì)視野下景觀(guān)安全構(gòu)建研究[D].南昌大學(xué).2013.

作者簡(jiǎn)介：

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