生态建筑与绿色建筑设计探讨
关键词：生态，绿色，建筑设计，可持续发展
1引言
由于耕作业的发展和土木业的进步导致毁林垦荒和水土流失；人口增加，生产力的提高又加剧了恶化的趋势。工业革命之后，人口急剧增加，城市规模迅速扩大。生产力虽然得到了急速发展，但能源供应和环境质量却不断恶化。乃至80年代，全球温暖化，臭氧层破坏和酸雨等全球大气环境问题，开始引起了各国政府和人类的重视。人们开始意识到人类的过度消费和过度开发可能从根本上破坏地球生态的平衡，并危及到人类自身的生存和发展。
现在世界各国政府都积极地推进探索社会、经济和环境可持续发展的途径。各行各业纷纷着手研究和制定可持续发展计划，努力运用生态学原理，以生态的良性循环为目标开展跨学科、跨地域的新技术外，还实施一些大型的生态工程：生态农业、生态渔业、可再生资源利用、废弃物资源化处理技术等。
由于几百年来，人类在生产生活过程中，向地球排放了难以计量的污染物质；开采消耗了地球50%以上的不可再生的基本资源；地球上的生态环境遭受着日益严重的污染和破坏，大批物种迅速灭绝，大气层中的温室效应愈加严重，灾害性气象年年增多，臭氧破坏层已经出现了巨大漏洞……这些都直接危害着地球物种的生命。如今强烈的现代化需求，密集的人类活动，快速的结构性增长和高物耗、高污染型的产业发展对生态环境胁迫效应以正反馈的形式发展。水体、大气、土壤和环境严重污染，农田、森林、草原、湿地的生态破坏，环境事故，生态灾难、生态难民及自然灾害频率的不断增加，生物多样性，水源涵养能力及生态系统服务功能的持续下降给人们身心健康、国家环境和经济的持续发展造成了严重威胁。人类就生活在自己造成的环境灾害和生态危机之中。
可持续发展建筑经历了从最初以节能为单一目标发展到既节能又有效使用资源，从接受生态学的理论和原则发展到全面的可持续发展思想的过程。可见可持续性设计是对地球环境直接相关的能源问题、资源问题做出解答的设计，同时也是从生态学的角度对人类生活模式进行重新构建的设计。
从整体上看，可持续发展的思想是建立在生态学的基础上，是以地球生态的良性循环作为目标。所谓的生态良性循环是指：在特定时间段内，能量、物质的输入和输出之间，生产者、消费者和还原者之间都得保持着一种动态的平衡关系。而可持续设计就是以人、自然、环境共生的方法进行的设计。
2生态建筑
所谓“生态建筑”,其实就是将建筑看成一个生态系统,通过组织(设计)建筑内外空间中的各种物态因素,使物质、能源在建筑生态系统内部有秩序地循环转换,获得一种高效、低耗、无废、无污、生态平衡的建筑环境。
2.1生态系统的组成部分
影响——无论是建筑还是城市都是某个生态系统的一个组成部分。人创造了建筑，创造了城市，并将此作为我们生活的载体，从而产生了人类文明。但是由此而产生的负面影响在以往并不为人们所注意。当我们营造城市和建筑时，不能不考虑这些庞然大物和人的活动对环境和生态所产生的巨大影响，这种影响不仅存在于当前特定的生态系统中，也可能对其它的生态系统产生影响。例如光污染：大面积的玻璃幕墙就是造成城市热岛效应的祸首之一。
有限资源——地球是具有有限量的封闭资源系统。人们不可能无穷无尽地索取地球资源，例如：材料、矿产资源、生物和非生物的资源等，所有的设计行为必然只能在被规定的有限性之中展开。可持续性设计就是在保护全球生态系统和环境资源的基础上，合理地使用有限的资源和能源，关心所设计的建筑和建筑环境。在建筑设计中采用可持续发展策略是保证城市建设可持续发展的基础。
资源消耗——城市的建设和使用过程是一个消耗自然资源和排放废物的过程。建筑材料源于自然资源的开发和利用，而材料的生产需要消耗大量的能源。同时排放大量的二氧化碳、氧化硫等气体和污水、粉尘等有害物质。在建筑设计中决定采用什么材料，决定了建筑的能源消耗，影响着建筑的功能寿命。而材料又与环境问题直接相关。另一方面，不同的建筑和城市的关系与交通方式有关，而交通方式又直接影响能源利用量和环境污染程度。建筑在施工过程中还包含了对土地、水源和能源的大量消耗，产生的废水、废气和噪音对周围环境造成破坏；人们在使用过程中需要消耗水、电、煤或煤气和油等，同时排放大量的生活污水，垃圾和废气。
2.2解决方法
2.2.1利用可再生能源和资源：
可持续发展观念将人类社会视为生态系统中的一部分，以最少的能源和资源消耗换取最长时间的利益。我们可以尝试利用可再生能源和资源。如通过采用现代科技，扩大太阳能、风能和沼气的适用范围。沿海地区海水资源丰富，抽取海水与其他生活用水分开，即可节约淡水资源，又能减少生活用水净化过程中的能源消耗；
2.2.2废物利用和净化：
另一方面，将生态林的做法引入。使居住区内产生的废气在散入其它地域前得到净化。污水处理设施应与供水设施一样得到重视，保证全部生活污水在流出城市前得到处理。垃圾要分类，玻璃和塑料回收，生物垃圾直接还原成植物肥，可用于绿化。
2.2.3合理利用资源：
现在引起地球生态失衡，环境恶化的主要因素是人类对自然资源的不合理利用以及生产、生活活动造成的环境污染等问题。建筑或城市所产生的废弃物及其污染已构成对生态系统的主要危害，而且废弃物不仅在建筑过程中产生，更多的是在相当长的使用期中大量地持续地产生。如果这种危害超过自然系统的调节能力，超过人类自身难以忍受的程度，不仅使全球生态系统遭受破坏，而且也危及人类和其他生物的生存。所以可持续性设计应该充分考虑如何减少废弃物的产生，并尽可能对废弃物进行资源化处理，变有害为无害，变无用为有用。
3绿色建筑
提到“绿色”人们很容易联想到环保、节能、健康、效率等,也就是说,“绿色”一词已经有了它约定俗成的含义。那么,照这样理解所谓“绿色建筑”就是节能、环保、健康舒适、讲求效率的建筑。通俗一点说,所谓“绿色建筑”,就是资源有效利用的建筑,简单地说就是一要通风换气；二要搞绿化；三要尽量用绿色资源和可循环再生资源。其实,绿色住宅是环保、节能、可持续发展、高科技应用、崇尚健康自然的生活,是以住宅的物质、技术层面为依托的精神层面,绝不是几块绿地、几簇花丛、一池碧水所能全部代表的。一般而言,绿色建筑也可称作生态可持续性建筑,即在不损害基本生态环境的前提下,使建筑空间环境得以长时期满足人类健康地从事社会和经济活动的需要。在这方面的建筑正越来越多的被人们所注意。如上海格林风范住宅在概念中就充分保留和利用了自然的水系及原有生态形成自身的特色。(图-1.上海格林风范住宅概念设计总平面图)。
4生态建筑与绿色建筑的区别
生态建筑不仅巧妙地利用了自然资源,而且给我们的居住环境带来了一场新的革命,给我们一个“居住新概念”。这一概念便是绿色理念,把这一理念具体应用于建筑中去,就形成了绿色建筑,绿色建筑既是将生态建筑的可持续发展的思想的具体实施。生态建筑带来了一种新的理念,让人们产生了对建筑的美好憧憬,而绿色建筑则是将这一美好愿望具体化。因绿色建筑的适应性、可操作性和扩展性,在城市建设中得到人们的认同和青睐。因而,生态建筑更多的是从宏观层面上来考虑的,绿色建筑则更多的是从微观的角度来设计的。
5生态建筑、绿色建筑和持续发展建筑
根据“生态建筑”与“绿色建筑”两种说法之间的差异,应该可以得出这样的结论:“绿色建筑”具有比“生态建筑”更强的适应性、可操作性和扩展性,它应当成为持续发展建筑在特定时期的具体体现。然而,这并不意味着“生态建筑”的说法绝无存在的必要。实际上,“生态建筑”中所包含的生态系统观念在持续发展建筑中有着特别重要的意义,它在宏观上给予建筑设计以及规划设计一个基本的出发点。
6建筑环境与自然环境的最佳结合
可持续性建筑的绝大多数思想是生态建筑、低能耗技术、传统与地方性等以往各类“环境友好”观念与技术的合成。可持续性建筑应是可持续性观点在设计领域中的反映。而可持续性建筑的经济效益是明确的：对于某地区则可能是高成本、高环境负荷的。例如在某些西方城市地域广阔，人口稀疏，认为高层住宅是高成本，高环境负荷的；而且具有非人的尺度。但是在土地极为紧张的东亚大都市地区，全面推行低层住宅却是城市土地资源无法承受的现实。而且也过于“奢侈”了。因此，生态建筑的研究重点是人类生态系统的理想结构以及建筑环境与自然环境的最佳结合。如某居住区为了提高土地利用率，丰富建筑空间环境，将会有多层、高层、中高层、低层相结合等多种不同构成方式，如图(图-2某居住区鸟瞰图)。
我们知道，一个封闭的足够小的人工生态系统在实现其内部系统自给自足之前是需要从系统外储备、吸纳足够的能量（包含的能量），因此小系统内部的经济性是建立在外部经济基础上的。但是许多建筑师在进行建筑设计时，往往只注重建筑系统内部的经济性，而忽略了“外部性”问题。恰恰这“外部性”问题就是直接影响整个环境变化的重要因素。例如我们夏天常用空调，达到建筑内部生活的舒适性。但大量的空调系统在使用过程中产生的有害气体污染了环境，还有室外空气的升温效应，整个的使气候环境持续恶性循环下去。
7结束语
可持续发展建筑具有宏观和微观两个层面的意义,宏观层面研究解决建筑产业的系统问题；微观层面研究解决特定时期中建筑的实施问题。“绿色建筑”的研究可以是一个单独的建筑,也可以是一套规划的方案；而“生态建筑”的研究只有跨越具体建筑的环境空间,以更大的尺度来研究建筑的生态系统才有真正的意义,而这必然决定了它的研究对象绝不是仅仅针对一个个具体的建筑单体,而应该是一个产业系统。
随着全球性可持续发展战略的确立,一种新的生态价值观正在成为规范我们社会行为的一种指导原则,科学技术范式也因此发生根本的改变,即呈现出生态化发展态势。在科学领域,它表现为生态学和环境科学日益受到重视。这些学科愈来愈深刻地揭示出生态系统运动的规律,客观上为人类利用这些规律创造了条件,实现人与自然的持续发展和协同进化。在技术领域,对技术的运用不仅要从人的物质及精神需要以及生活的健康和完善出发,而且要求技术选择与生态环境相容。这种征兆在今天已经变得十分明显。同时也扩散到建筑以及周围相关的专业中去。有机的结合到自然中去,逐步摆脱建筑行业对非再生能源和资源的过分依赖,形成合理、高效利用能源和资源的良性局面,保证人类社会的各环节协调发展。