被動式生態
㈠ 什麼是生態環境設計
城市與建築生態設計理念科學的城市發展觀
城市的可持續發展是我們追求的目標,它的實現必須符合事物發展的客觀規律。
根據城市的生態承載力、人均生態足跡和人均生態赤字,採取相應的生態策略削減生態赤字,達到生態平衡。
通過城市生態資源的綜合評價,構建區域生態安全格局,確定合理的城市發展方向。
構建城市自然生態安全網路,確保城市基本的生態安全。並為城市規劃和城市設計提供科學的設計依據。
通過可再生能源法以及相關法規的導向作用,促進生態環境建設和循環經濟的發展,促進各種生態技術的產業化,為生態城市的建設提供技術經濟支持。
復合的城市生態系統觀
城市是由自然生態系統、社會生態系統、經濟生態系統等構成的復合生態系統。自然生態系統強調生態安全和生態效益。社會生態系統強調構建和諧社會和文化的持續發展。經濟生態系統強調科學的發展觀和循環經濟模式的推廣。這里既要保持每個系統內部的動態平衡,又要實現各系統之間的協調發展,達到天地人和諧共生。
整體的生態建築觀
建築系統是一個開放的系統,是地球生物圈中能量、物質流動的一個環節。這就要考慮建築與生態環境的相關性,並促進其和諧共生。
考慮時間因素,樹立建築發展全壽命周期的觀念。
考慮空間因素,控制建築系統對自然生態系統的空間置換影響。
考慮資源的有限性,在人居環境建設中要高效利用和保護地球上的資源。從少費多用的非物質化,即減量化,到循環利用的再物質化,即資源化。
城市建設生態優先
在城市復合生態系統中,自然生態系統對人類的生存和發展尤為重要,雖然系統建設的代價並不高,但系統本身卻十分脆弱,破壞容易而恢復難,所以人們必須樹立「自然生態優先」的思想,才能確保城市復合生態系統協調平衡。
在總體規劃和城市設計中,通過對城市資源的綜合評價,建立土地生態適宜性分析模型,根據景觀生態學「斑塊-廊道-基質」理論和碳氧平衡的原理,構建自然生態安全網路,為規劃設計提供前提條件和設計依據。
自然生態安全網路應作為城市的生態基礎設施,它在城市的市政基礎設施中,處於先行的地位。城市的生態基礎設施是城市及其居民持續獲得自然生態服務的保障。面對中國未來巨大的城市化前景,前瞻性的城市生態基礎設施建設具有非常重要的戰略意義(俞孔堅 2003)。
生態策略被動優先
在生態建築設計中,往往要採取多種生態策略才能實現目標。在選擇生態策略時,我們主張被動式策略(自然通風、相變蓄熱體、陽光房等)優先、主動式策略(太陽能集熱器、空調系統等)優化,這樣才能更加簡約、有效、經濟,容易實施並可形成有特色的空間形態。
問題導向 因地制宜
在總體規劃和城市設計中,由於城市的各種生態因子和城市的功能要求不同,因此所建構的自然生態安全網路和城市形態也會是千差萬別各具特色的。
在生態住區設計中,不同的原生生態環境,不同的鄉土樹種和不同的設計條件,導致不同的場地設計策略和不同的住區特色。
我國地域廣闊氣候多樣,不同的氣候區對被動式生態策略的選擇影響很大。在生態建築設計中,應根據建築所在的氣候區特點,挖掘和提升鄉土的材料與技術,選擇成熟有效的被動式生態策略,構建生物氣候緩沖層,輔以優化的主動式生態策略,創建節材、節能、環保、舒適、健康的人居環境。
人居環境積極化
任何事物都是一分為二的,既有積極的一面,又有消極的一面。關鍵是我們要持積極的態度,撲捉和分析矛盾,挖掘和顯化積極因素,發現和轉化消極因素,達到人居環境良性發展的目的。這個過程稱為「人居環境積極化」。
在生態環境建設中,自然生態安全網路,各種被動式生態策略,循環經濟模式,環境保護的3R(減量化、再循環、再利用)原則,工業廢棄地活化再生等,都是積極化的典型案例。
學科交叉 多方共建
生態環境建設是一個復雜的系統工程,不是單一學科、個別行業或少數人能夠單獨完成的,必須多學科交叉、跨行業合作以及全民參與才能真正解決問題。
在學術層面,強調多學科交叉,聯合攻關,綜合解決問題。
在技術層面,強調跨行業合作,共建高質量的人居環境。
在社會層面,必須提高全民的生態環境意識和參與意識,提倡綠色消費和節約型生活方式,建設和諧社區。
在生態環境建設中,建築師應起綜合和整合的作用。
尋求新城市文化價值
新城市文化價值觀的核心思想是天地人和諧共生。主要體現在:
①持續發展意識的普及。從領導到市民都要樹立這種意識。
②和諧社會構建的落實。包括社會的公平,人心的凝聚,系統的平衡,文化的持續。
③循環經濟戰略的推進。這是建立節約型城市的根本途徑。
④生態城市建設的進程。生態城市是我們追求的目標,更有意義的是實現目標的過程。
將接受美學的原理引入城市生態環境建設領域,通過生態環境建設中的空白和未定性,構成其召喚結構,充分調動接受主體的積極性,填補空白,達到生態環境建設目標的圓滿實現。
近幾年來,北京清華城市規劃設計研究院城市與建築生態設計研究所,在生態環境設計方面做了廣泛的探索和實踐,包括配合城市總體規劃的城市生態規劃專題研究,整體城市設計中的生態設計專題,生態住區規劃設計,生態化的場地設計及生態建築設計研究,建築教育及學生國際交流中的生態建築設計等。尚在研究的課題有:生態足跡概念在生態設中的應用研究,工業廢棄地活化與再生研究,生態住宅技術評估體系的可操作性研究,適應不同氣候特點的生態策略選擇研究,利用社會學原理構建和諧社區研究等
㈡ 什麼是被動式建築設計
被動式節能屋(德語:Passivhaus[1] )又可譯為被動式房屋,是基於被動式設計而建造的節能建築物。被動式房屋可以用非常小的能耗將室內調節到合適的溫度,非常環保。
1被動式房屋不僅適用於住宅,還適用於辦公建築、學校、幼兒園、超市等。
被動式房屋的概念最早源於瑞典隆德大學的Bo Adamson教授和德國被動式房屋研究所[2] (Passivhaus Institut)的Wolfgang Feist博士[2] 在1988年5月的一次討論。通過一系列的研究和德國黑森州政府的資助,被動式房屋的概念逐步確立起來。[3]
1990年最早的一批被動式房屋在德國達姆施塔特建成。1996年(Passivhaus-Institut)在達姆施塔特成立[2] ,致力於推廣和規范被動式房屋的標准。此後有越來越多的被動式房屋落成。
2、19世紀70年代,建築師和科學家就開始研究零能耗的房屋,把能耗降到零是十分苛刻的,盡管從理論的角度它是可行的,但是因為極高的造價和復雜的工藝,至今為止還只是停留在科研項目層面。
低能耗建築(供熱能源需求用量< 70 kWh/m²a),因其優越的性能價格比,所以很快的普及開來。
隨著節能的需求更為迫切,被動式節能屋發展開來。
如果把被動式節能屋結合上更多的太陽能發電設備,那麼也就實現了「零能耗」的房屋,因為沒有誰願意住在一個沒有冰箱和電視的房子里。
3、截止至2010年,僅在德國就有13000多座被動式節能屋投入了使用(2012年全世界有37000座),有獨棟房屋、公寓、學校、辦公樓、游泳館等。特別是多層建築,更能體現它的優勢,例如位於Innsbruck的能容納354個住戶的「Lodenareal」項目,是世界上最大的被動建築。
位於Innsbruck的「Lodenareal」項目
4、被動房屋的基本原則就是能效。傑出的保溫牆體、創新的門窗技術、高效的建築通風、電器節能都是解決能效的基礎。
資料來源:
被動式房屋_網路http://ke..com/link?url=CBTS5zds15u8bYWK
㈢ 生態建築設計的特點是怎麼樣的
生態建築的誕生,標志著世界建築業正面臨著一場新的革命。這一革命是以有益於社會,有益於健康,有益於節省能源和資源,方便生活和工作為宗旨,並對建築業的設計、材料、結構等方面提出了新的思路;它不再是生態專家們的美好設想,而已變成現實。
美國太陽能設計協會正在研製新型的太陽能住宅,稱為建築物一體化設計,即不再採用在屋頂上安裝一個笨重的裝置來收集太陽能,而是將那些能把陽光轉換成電能的半導體太陽能電池直接嵌入到牆壁和屋頂內。這種建築物一體化的設計思想是該協會創始人史蒂文·斯特朗20年前所倡導的,由於當時太陽能電池過於昂貴,無法實施。如今太陽能電池的價格只有20世紀80年代的三分之一,所以推廣的可能性大大增加。
德國建築師塞多·特霍爾斯建造了一座能在基座上轉動的跟蹤陽光的太陽能房屋,房屋安裝在一個圓盤底座上,由一個小型太陽能電動機帶動一組齒輪。該房屋底座在環形軌道上以每分鍾轉動3厘米的速度隨太陽旋轉,當太陽落山以後該房屋便反向轉動,回到起點位置。它跟蹤太陽所消耗的電力僅為該房屋太陽能發電功率的1%,而該房所獲太陽能量相當於一般不能轉動的太陽能房屋的2倍。
20世紀80年代初期,美國芝加哥曾建成了一座雄偉壯觀的生態樓,樓內沒有磚牆,也沒有板壁,而是在原來應該設置牆的位置上種植植物,把每個房間隔開,人們稱這種牆為「綠色牆」,稱這種建築為植物建築。這種建築的施工方法並不復雜,它無需成材木料,無需採用大而笨重的建築設備,而是就地取材,以樹林為主材,採用經過規整的活樹林來作為「頂梁」、「代柱」和「替代牆體」。運用流行的「彎折法」和「連接法」建造出許多構思巧妙、造型新奇、妙趣橫生的拱廊、曲橋、屏風、住宅樓等。
生態住宅的設計概括起來有四點:舒適、健康、高效和美觀。住宅設計應充分結合當地的氣候特點及其他地域條件,最大限度地利用自然採光、自然通風、被動式集熱和製冷,從而減少因採光、通風、供暖、空調所導致的能耗和污染。如北方寒冷地區的住宅應該在建築保溫材料上多投入,而南方炎熱地區則更多的是要考慮遮陽板的方位和角度,即防止太陽輻射和眩光。綠色生態住宅強調的是資源和能源的利用,注重人與自然的和諧共生,關注環境保護和材料資源的回收和復用,減少廢棄物,貫徹環境保護原則。
㈣ 新型房屋和被動式房屋有區別嗎
首先我們先來說一下兩者的含義 1、被動集成房屋 "被動集成房屋"是生態建築的別稱,之所內以能夠節能環保,主要容是對建築設計、建築物圍護結構及所採用的節能技術採取了優化措施。德國建築"被動集成房屋"已有20年的歷史。
㈤ 生態環境設計的建築尺度的生態設計案例
清華大學超低能耗樓
清華大學超低能耗示範樓貼建於清華大學建築館東側,建設用地約560平方米,建築面積3000平方米。用地為一個南北長、東西短的長方形,朝南面短,西側被建築舘遮擋,用地局促,設計難度大。
設計目標:超低能耗的綠色建築,復合的實驗裝置。
設計理念:注重生態,被動式優先;重內涵輕形式,形式跟隨解決問題;在限制中求創造,促進人居環境積極化;問題導向,互動式設計;學科交叉,使用者參與。
設計中採取了五方面的生態策略:
1、在建築與環境的關繫上,深入分析了周圍環境和氣候的特徵,充分挖掘場地的積極因素,轉化其消極因素。考慮到建築對環境的空間置換影響,採用微型園林、人工濕地、植被屋面等技術,對自然環境作出生態補償。
2、在結構體系選擇上,考慮到鋼結構比鋼筋混凝土結構自重軽,排放CO2少,便於材料的回收再利用以及實驗功能的需要,選用了鋼結構。
3、在建築圍護結構方面,重點是強調其高性能、應變性和智能化。
建築南向,採用兩項建築節能技術:高性能真空玻璃幕牆+可變水平外遮陽。窄通道雙層皮通風玻璃幕牆(內循環、外循環)。
建築東向,採用兩項建築節能技術:高性能真空玻璃幕牆+可變垂直外遮陽。寬通道雙層皮通風玻璃幕牆。
建築的北向和西向,採用高保溫隔熱牆體。
樓層架空地板採用相變蓄熱地板。四層設置生態艙。屋面採用植被屋面,除對室外環境增加綠量、加強生態功能外,對改善屋面的保溫隔熱性能,減少建築能耗,具有積極作用。
4、在室內環境控制方面,被動式節能策略(自然通風、自然採光等)優先,主動式節能策略(室內溫濕度獨立控制空調系統等)優化。
室內樓梯間由疏散樓梯和三個通風豎井組成多功能綜合裝置,同時滿足了使用功能、通風功能及消防的要求。
溫度控制系統的冷熱源,冬天採用22-24℃低溫熱水,夏天採用18-20℃高溫冷水,末端則採用乾式空調末端(毛細管式輻射板、貫流型乾式風機盤管、改進型乾式風機盤管)。
在濕度控制中,由溶液除濕全熱回收新風機組提供乾燥新風。新風系統採用置換通風形式、工位置換通風、個性化送風末端等。
5、在能源系統方面,一是高效利用石化能源;二是積極開發可再生能源。
示範樓採用燃氣熱電冷聯產系統,液體除濕技術與煙氣冷凝技術相互配合。
示範樓共有四種發電機組:微型燃氣輪機、內燃機、斯特林發動機與燃料電池,用於研究和展示各類動力裝置的應用特點。四種製冷設備:電動製冷機、雙效余熱吸收式製冷機、溶液製冷機、溶液除濕系統。三種供熱熱源:熱網熱量、熱電聯產熱量、煙氣冷凝熱量。
太陽能應用有四種方式:真空管太陽能集熱器,;太陽能光伏電池板;太陽光收集傳輸系統,;生態艙,即被動式陽光房與空中花園的結合。
清華大學超低能耗示範樓的生態設計理念、生態策略和節能技術,構成生態建築設計的技術支持平台,但在實際應用中,必須結合實際,因地制宜。
邯鄲地稅局數據處理中心
邯鄲市地方稅務局數據處理中心位於邯鄲市高新技術開發區的西南部,南臨為民路,東臨新園街,北側與正在建設的工商局辦公樓相鄰,西側為即將建設的國稅局辦公樓。用地范圍約11860平方米,建築面積約14960平方米,其中主樓面積約11317平方米,附樓面積約3643平方米。主樓的主要用途為信息數據處理和市局機關辦公,附樓的主要用途為幹部培訓、系統會議接待、內部工作人員就餐等。
在建築設計中考慮了一些生態設計原則和相關的生態技術,使其成為一個節能、健康、環保的生態辦公建築。在設計中所採用的生態策略有:
1.建築布局與場地設計中的生態策略。在建築布局上,充分利用場地中好的朝向,盡量多地爭取到陽光和風向的有利條件。建築體形也要有利於減少能耗,有利於自然通風,有利於充分利用陽光。
2.內部空間的空中庭院設計。通過分層交錯的空中庭院布局,創造出健康宜人的辦公環境,使建築內的工作人員充分地接觸自然,增加綠視率,改善室內空氣質量,促進室內自然通風。
3.建築外圍護設計。通過外圍護系統優化,減少了建築能耗,減輕了供熱和空調的負荷,提高了室內環境的舒適度。
4.水系統設計。用毛管滲濾「生物床」技術處理部分建築中的生活污水,使水質達到景觀用水的要求,提供場地內的景觀水源。
5.植物的選擇與配置。在場地內的植物選擇與配置上,以綠量指標為指導,結合邯鄲地區的氣候特徵,盡可能地以喬、灌、草相結合的方式,實現葉面積指數的最大化。
㈥ 什麼是被動式太陽能
所謂被動式太陽能技術就是充分利用建築本身的自然潛能,對建築周圍環境、遮陽、通風,以及能量儲存中體現太陽能的被動利用。建築的布局和形態,建造材料、使用人群,以及建築的綠化和環境就組成了一個建築的生態系統,它同時也會受到系統外的諸如城市的經濟、地理以及太陽光環境等因素的影響,從建造開始到拆除的全過程就是這個系統的生命周期。運用這樣的觀點來進行建築設計,建築就不再是孤立的體量,它有生長的過程,有決定建築個性的外部環境,有系統內各要素的相互作用和同級系統間的影響。
分類
按採集太陽能的方式區分,被動太陽房可以分為以下幾類:
直接受益
冬天陽光通過較大面積的南向玻璃窗,直接照射至室內的地面牆壁和傢具上,使其吸收大部分熱量,因而溫度升高。其示意圖見圖3-39所吸收的太陽能,一部分以輻射、對流方式在室內空間傳遞,一部分導入蓄熱體內,然後逐漸釋放出熱量,使房間在晚上和陰天也能保持一定溫度。採用這種方式的太陽房,由於南窗面積較大,應配置保溫窗簾,並要求窗扇的密封性能良好,以減少通過窗的熱損失。窗應設置遮陽板,以遮擋夏季陽光進入室內。
蓄熱牆式
這種太陽房主要是利用南向垂直集熱蓄熱牆吸收穿過玻璃採光面的陽光,通過傳導、輻射及對流,把熱量送至室內。椅的外表面塗成黑色或某種深色,以便有效地吸收陽光。集熱蓄熱堵的形式有:實體式集熱蓄熱牆,花格式集熱蓄熱牆,水牆式集熱蓄熱牆,相變材料集熱蓄熱牆,快速集熱牆等。
陽光間式
陽光間附建在房屋南側,其圍護結構全部或部分由玻璃等透光材料構成。與房間之間的公共牆上開有門、窗等孔洞。陽光間得到陽光照射被加熱,其內部溫度始終高於外環境溫度。所以既可以在白天通過對流風口供給房間以太陽熱能,又可在夜間作為緩沖區,減少房間熱損失。冬季採暖過程的工作原理如圖(a)-(b),夏季採暖過程的工作原理如圖(c)-(d)。
屋頂池式
屋頂池式太陽房兼有冬季採暖和夏季降溫兩種功能,適合冬季不屬寒冷,而夏季較熱的地區。用裝滿水的密封塑料袋作為儲熱體,置於屋頂頂棚之上,其上設置可水平推拉開閉的保溫蓋板。冬季白天晴天時,將保溫板敞開,讓水袋充分吸收太陽輻射熱,水袋所儲熱量,通過輻射和對流傳至下面房間。夜間則關閉保溫板,阻止向外的熱損失。夏季保溫蓋板啟閉情況則與冬季相反。白天關閉保溫蓋板,隔絕陽光及室外熱空氣,同時用較涼的水袋吸收下面房間的熱量,使室溫下降;夜晚則打開保溫蓋板,讓水袋冷卻。保溫蓋板還可根據房間溫度、水袋內水溫和太陽輻照度,進行自動調節啟閉。
㈦ 生態環境設計的城市與建築生態設計理念
城市的可持續發展是我們追求的目標,它的實現必須符合事物發展的客觀規律。
根據城市的生態承載力、人均生態足跡和人均生態赤字,採取相應的生態策略削減生態赤字,達到生態平衡。
通過城市生態資源的綜合評價,構建區域生態安全格局,確定合理的城市發展方向。
構建城市自然生態安全網路,確保城市基本的生態安全。並為城市規劃和城市設計提供科學的設計依據。
通過可再生能源法以及相關法規的導向作用,促進生態環境建設和循環經濟的發展,促進各種生態技術的產業化,為生態城市的建設提供技術經濟支持。
復合的城市生態系統觀
城市是由自然生態系統、社會生態系統、經濟生態系統等構成的復合生態系統。自然生態系統強調生態安全和生態效益。社會生態系統強調構建和諧社會和文化的持續發展。經濟生態系統強調科學的發展觀和循環經濟模式的推廣。這里既要保持每個系統內部的動態平衡,又要實現各系統之間的協調發展,達到天地人和諧共生。 建築系統是一個開放的系統,是地球生物圈中能量、物質流動的一個環節。這就要考慮建築與生態環境的相關性,並促進其和諧共生。
考慮時間因素,樹立建築發展全壽命周期的觀念。
考慮空間因素,控制建築系統對自然生態系統的空間置換影響。
考慮資源的有限性,在人居環境建設中要高效利用和保護地球上的資源。從少費多用的非物質化,即減量化,到循環利用的再物質化,即資源化。
城市建設生態優先
在城市復合生態系統中,自然生態系統對人類的生存和發展尤為重要,雖然系統建設的代價並不高,但系統本身卻十分脆弱,破壞容易而恢復難,所以人們必須樹立「自然生態優先」的思想,才能確保城市復合生態系統協調平衡。
在總體規劃和城市設計中,通過對城市資源的綜合評價,建立土地生態適宜性分析模型,根據景觀生態學「斑塊-廊道-基質」理論和碳氧平衡的原理,構建自然生態安全網路,為規劃設計提供前提條件和設計依據。
自然生態安全網路應作為城市的生態基礎設施,它在城市的市政基礎設施中,處於先行的地位。城市的生態基礎設施是城市及其居民持續獲得自然生態服務的保障。面對中國未來巨大的城市化前景,前瞻性的城市生態基礎設施建設具有非常重要的戰略意義(俞孔堅 2003)。
生態策略被動優先
在生態建築設計中,往往要採取多種生態策略才能實現目標。在選擇生態策略時,我們主張被動式策略(自然通風、相變蓄熱體、陽光房等)優先、主動式策略(太陽能集熱器、空調系統等)優化,這樣才能更加簡約、有效、經濟,容易實施並可形成有特色的空間形態。
問題導向 因地制宜
在總體規劃和城市設計中,由於城市的各種生態因子和城市的功能要求不同,因此所建構的自然生態安全網路和城市形態也會是千差萬別各具特色的。
在生態住區設計中,不同的原生生態環境,不同的鄉土樹種和不同的設計條件,導致不同的場地設計策略和不同的住區特色。
我國地域廣闊氣候多樣,不同的氣候區對被動式生態策略的選擇影響很大。在生態建築設計中,應根據建築所在的氣候區特點,挖掘和提升鄉土的材料與技術,選擇成熟有效的被動式生態策略,構建生物氣候緩沖層,輔以優化的主動式生態策略,創建節材、節能、環保、舒適、健康的人居環境。 任何事物都是一分為二的,既有積極的一面,又有消極的一面。關鍵是我們要持積極的態度,撲捉和分析矛盾,挖掘和顯化積極因素,發現和轉化消極因素,達到人居環境良性發展的目的。這個過程稱為「人居環境積極化」。
在生態環境建設中,自然生態安全網路,各種被動式生態策略,循環經濟模式,環境保護的3R(減量化、再循環、再利用)原則,工業廢棄地活化再生等,都是積極化的典型案例。
學科交叉 多方共建
生態環境建設是一個復雜的系統工程,不是單一學科、個別行業或少數人能夠單獨完成的,必須多學科交叉、跨行業合作以及全民參與才能真正解決問題。
在學術層面,強調多學科交叉,聯合攻關,綜合解決問題。
在技術層面,強調跨行業合作,共建高質量的人居環境。
在社會層面,必須提高全民的生態環境意識和參與意識,提倡綠色消費和節約型生活方式,建設和諧社區。
在生態環境建設中,建築師應起綜合和整合的作用。
尋求新城市文化價值
新城市文化價值觀的核心思想是天地人和諧共生。主要體現在:
①持續發展意識的普及。從領導到市民都要樹立這種意識。
②和諧社會構建的落實。包括社會的公平,人心的凝聚,系統的平衡,文化的持續。
③循環經濟戰略的推進。這是建立節約型城市的根本途徑。
④生態城市建設的進程。生態城市是我們追求的目標,更有意義的是實現目標的過程。
將接受美學的原理引入城市生態環境建設領域,通過生態環境建設中的空白和未定性,構成其召喚結構,充分調動接受主體的積極性,填補空白,達到生態環境建設目標的圓滿實現。
近幾年來,北京清華城市規劃設計研究院城市與建築生態設計研究所,在生態環境設計方面做了廣泛的探索和實踐,包括配合城市總體規劃的城市生態規劃專題研究,整體城市設計中的生態設計專題,生態住區規劃設計,生態化的場地設計及生態建築設計研究,建築教育及學生國際交流中的生態建築設計等。尚在研究的課題有:生態足跡概念在生態設中的應用研究,工業廢棄地活化與再生研究,生態住宅技術評估體系的可操作性研究,適應不同氣候特點的生態策略選擇研究,利用社會學原理構建和諧社區研究等。
㈧ 人類發展與生態環境之間的相互關系
21世紀是人類充滿希望的新時代,自1972年6月5日聯合國斯德哥爾摩召開了第一次人類環境會議,會議發表了著名的「人類環境宣言」並且提出了「只有一個地球」的口號後,在這種世界性謀求「生存和發展」的口號聲中保護、改善和優化環境問題已逐漸成為人類在21世紀的首要命題。保護人類的生活環境、順應和保護自然生態、創造適宜人類生存與行為發展的物質環境、生物環境和社會環境,已成為當今世界具有迫切性的問題。人類對生態和環境的研究,既是生態學(包括社會生態學、城市生態學等)與建築環境科學交叉滲透的產物,又是自然科學的多學科和社會科學如美學、歷史學、心理學等多學科更大規模結合的產物。
一、我國目前的現狀與發展生態環境學意義
我國目前仍處於第二產業發展階段,城市人口比重約30%,低於發達國家的70%—80%的水平,但人口密集於少數大城市的趨勢更為嚴重。城市仍是經濟發展的必然結果,近來我國城市化進程很快,已經產生了環境問題和生態平衡的失調,目前某此城市出現交通擁擠、人口過多、經濟緊張、就業困難、環境污染、水土資源和能源的緊缺,綠化不足,氣候異常等等。某些城市和建築環境已嚴重失調。特別是小城市的建設中普遍缺乏生態觀念,如佔用糧田、山區不利用坡地、水網地區填河、濫用材料和技術,景觀單一貧乏……等等。肓目的開發與建設發展下去,勢必加劇環境質量的衰退和生態平衡的破壞。
積極研究和發展生態學建築環境學,不但能逐步完善城市環境,特別是對正在崛起和未被開發的小城鎮或鄉村建築更具有重要意義,積極地有計劃地發展小城鎮,建立衛星城等,注重生態環境建設,完善中小型生態聚落環境的發展亦有深刻的歷史意義。當前第四產業革命是以電子工業、遺傳工程等新興工業為基礎,它的發展主要取決於知識和信息,其特徵是人類聚落環境及企業趨向於多樣化、個人化和小型化,這必將促進「大城市的解體」,使大量的中小城鎮、衛星城和小村鎮躍居重要地位。無論現在還是長遠,研究和發展生態環境學,吸取發達國家的歷史教訓,針對我國國情,在建築環境發展中,合理利用保護環境,協調人與自然生態的關系,完善生態環境,使子孫後代的生活環境更適宜人類的生存與行為發展。
二、生態平衡與生態化生存環境
(一)生態平衡與生態建築環境
生態系統是由生物及棲息地(環境)組成的復雜系統,它的內部結構與秩序必須依靠與外界的能量、物質交換才能維持。生態系統內部的元素和子系統的相互關系,生態系統與外界的能量流、物質流與信息流必須建立一定的秩序,相互之間在數量、位置、先後等方面有一定的限度,在這個限度內具備一定的穩定性,就是生態環境。
1、能量流、物質流是生態建築環境設計的主要問題
每一生態系統都有自己的結構及相應的能量流和物質循環方式和途徑,但能量流量和物質環境的規律卻是一切生態系統存在與發展的基本規律。自然生態系統的能量來自太陽輻射能,通過光合作用進入生態系統,最終以「廢能」形式散發出去達到熱的動態平衡。在人工生態系統中,增加了非食物能量,也是人和其它動物在能量流的獲取儲存與利用方面的根本區別。人類不僅要吃,還有衣、食、住、行以及其它社會活動,都需要能量,非食物能量佔有較大部分。能源技術變革是社會發展的重要標志,也是人工生態環境變化與發展的根本動力。人類大量開發自然資源,不可更新的資源如煤和石油等石化燃料,也給人類生存與行為發展的前景蒙上了陰影。能源問題是生態建築環境設計涉及的重要問題。
生態系統的物質運動是以物質循環和能量流動的形式實現的。對生態系統影響最大的營養循環、水循環、CO2和O2循環。生態系統的物質流的組合與循環路徑,很大程度上取決於生物棲息環境的物理化學因素(非生物因素)如溫度、光、土壤特性、水資源等等。每種動植物都必須適應它所生活的地區的非生物因素,但人則具有創造適應和順應自然生態條件。保護合理利用水、土等自然資源,對完善生態平衡環境,提高物質環境的完整性,保護生態平衡,有重要意義。物質循環路徑的完整是生態系統保持長期穩定的一個重要條件。自然生態系統是建立在物質再循環基礎上的,而人工生態系統的物質流則不同,大量人工合成物質的產生加速了許多物質的運動並使循環變得不完全,甚至「無循環」。人工環境的建設對水、土地、生物、礦產等資源過度不合理開發和使用,加劇了物質循環路徑的不完善,同時在建設和使用過程中有毒物質還污染了環境,危害人和其它動植物。從生態學的角度看,這種傾向會釀成災難性的後果,隨著大量人工製品取代天然製品,大量廢物污染環境,因此,建築材料的選擇和使用是生態建築環境設計的重要問題。對於建築環境這一特定的人工生態系統,要在生態學原理的指導下,解決好能源問題、土地使用、建築材料以及具體設計、規劃手法等問題。
2、中國傳統哲學思想與傳統民居的價值再開發
中國古代的宇宙觀就是以「天人合一」的哲學思想為代表。風水學又稱陰陽學,起於八卦,源出易經,其原理廣博,不外時間與空間,時間是主觀條件,空間是客觀條件。陰陽代表自然界萬物的概括。我國勞動人民在長期的生活實踐中,充分順應和利用地理條件、自然資源和地方材料等,並融合了習俗、愛好和審美、改造環境,建設自己的家園,形成了各具特色的自然村落和傳統民居。如江南水鄉,乾旱地區的平頂土屋,黃土高原的窯洞及地下村莊,西南的干闌建築等。其中有許多方面充分展示了這一樸素思想的深刻內涵,給我們提供了很多如何保護生態環境的啟示,有很深的生態學價值,值得進一步發掘、研究和借鑒。
(二)能源與生態建築環境
1、能源問題與建築耗能
能源問題實質上是人類過度依賴、消耗不可更新的有限的能源——石油、天然氣和煤等所面臨的能源危機和由此而產生的環境問題。地下礦產資源有限,而且短期內不能再生。本世紀初世界能源需求量約50年增加一倍,其後15至20年再增加一倍,現在倍增的時間還在加速,意味著人類活動有使地球上能量交換失去平衡的危險。不僅面臨「能源危機」,也對生態環境平衡產生了破壞。建築環境這一特定的人工生態系統其能量流的組成十分復雜,不外乎生產、交通運輸和建築耗能三種主要形式。其中建築耗能主要由建築生產用能、施工用能和日常用能三部分組成,日常用能占絕大部分。建築耗能在國民生活和生產活動的總能耗量中佔有相當的比例,建築耗能的不斷增長是人類能源危機的重要因素之一,也是大氣污染的主要來源。城市是巨大的能源消耗點,釋發大量的熱能及有毒有害氣體和顆粒物。同時城市化也改變了環境的物理形態結構,塊石、水泥、瀝青、玻璃和金屬人工表面,把太陽輻射能反射到近地面層空氣中。密集的建築群使地面的粗糙度增大,市內風速減低,使城市的氣溫高於周圍環境。當城市上空有逆溫層時,使城市上空的污染形成一個幕罩,甚至建築群和小建築都可產生夜間熱島。尋求相應的對策成為生態建築學的迫切任務。
2、發展途徑
大力發展和利用新的能源技術,利用太陽光、風力、水力、地熱等可更新能源和核能等。太陽能的利用有著無限廣闊的前景,不僅可用來發電,還可用於加熱和冷卻,太陽能建築的產生是對普通建築的一種改進,有良好的能源、環境和社會效益。被動式太陽能建築是利用建築物理方面的研究成果達到節能的目的。諸多尋求建築節能的途徑中,巧妙地順應自然環境條件,利用有利的自然資源和材料,合理的規劃設計,創造良好的生態建築環境,就要在建築師手中解決能源問題。
3、在規劃師和建築師手中解決能源問題
通過規劃和設計的方法節約能源,創造適宜的建築氣候環境,要考慮地區氣候特點,如太陽輻射、溫度、濕度、風、降水等的形成及變化規律。建築要利用其有利因素,防止和改造其不利因素,同時因地制宜地利用當地的自然資源就地取材。圍護材料的選擇影響室內微氣候和建築節能。合理利用植物綠化系統的調節作用對改善建築環境也很重要。建築反映氣候特點,對繁榮建築文化,創造地方性、民族性等方面亦有意義。我國許多地方的傳統居民和自然村落布局的原則和方法有深刻的生態建築價值。
(三)土地資源與生態建築環境
1、可更新資源與建築的土地使用
可更新資源指通過天然作用和人工經營能為人類反復利用的各種自然資源,主要是土地資源、水資源、節能資源、生物資源等,其中土地資源佔有重要地位。土地是人類生活和生產的場所,是地質、地貌、氣候、植被、土壤、水文和人類活動各種因素相互合作下組成的綜合的自然經濟系統。可更新能源並不是用不完的資源,更新明顯地受自然生態過程的限制。土地是人類需要和活動的核心,城市建設改變了土地表面的組成和性質,影響到城市氣候環境和大氣的物質狀況,對土壤、水資源和生態資源都有影響。在擴大人工環境與維持水資源的量與質之間存在著嚴重的矛盾。城市化也嚴重地破壞了生物資源,改變了生物環境的組成和結構。土地資源是十分有限的,在建築環境的開發、建設和改變中,合理利用調整土地使用方式,擴大綠地面積,保護土壤和水資源,是生態建築環境的形成與發展的根本保證。
2、拓展空間的途徑
未來可向外層空間和其它星球擴展,向海洋索取空間,但重要的途徑是土地的綜合利用。即以地下空間,以低層的形式沿地表現向四周蔓延發展的多層、高層建築向地表上空發展來擴展地表建築空間。
3、開發地下空間、發展覆土建築
地下空間和覆土建築由於對土內空間的利用,充分發揮了土壤的物理性能,可有效地防禦了或減弱不利的氣候因素,室內微氣候穩定,產生負離子條件好、耐久等優點。地下空間和覆土建築是突破常規的新概念,不但是恰當地利用本地資源、建築材料的範例,也是對所在環境的極好調節,解決現代社會城市化所面臨的各種環境問題和能源問題,使人與自然協調發展等方面都具有巨大的潛在價值。地下空間和覆土建築的優點和長處舉不勝舉,最適於惡劣氣候地區。隨著社會發展,技術的進步和人類認識水平的提高,地下空間與覆土建築的開發和建設將得到迅速發展,其環境也更加適合於人類的生存與行為發展。
㈨ 生態旅遊的產生模式
「生態旅遊」這一術語,最早由世界自然保護聯盟(IUCN)於1983年首先提出,1993年國際生態旅遊協會把其定義為:具有保護自然環境和維護當地人民生活雙重責任的旅遊活動。生態旅遊的內涵更強調的是對自然景觀的保護,是可持續發展的旅遊。典型案例中國的生態旅遊是主要依託於自然保護區、森林公園、風景名勝區等發展起來的。1982年,中國第一個國家級森林公園——張家界國家森林公園建立,將旅遊開發與生態環境保護有機結合起來。此後,森林公園建設以及森林生態旅遊突飛猛進的發展,雖然這時候開發的森林旅遊不是嚴格意義上的生態旅遊,但是為生態旅遊的發展提供了良好的基礎。至1999年初全國已經建起不同類型、不同層次的森林公園近900處。從1956年開始建立第一批自然保護區以來,至1997年底,共建各類自然保護區932處,其中國家級的有124處,被正式批准加入世界生物圈保護區網路的有14個。中國共有512處風景名勝區,總面積達9.6萬平方公里。 99昆明世博會和1999年國家旅遊局的「99生態環境旅遊」主題活動雖然大幅度推進了中國的生態旅遊實踐,在1999年,四川成都借世界旅遊日主會場之機推出了九寨溝、黃龍、峨眉山、樂山大佛等景點,開發生態旅遊產品。隨後,湖南張家界國家森林公園舉辦國際森林保護節,推出武陵園等生態旅遊區。以湖南和四川為起點,生態旅遊逐漸在全國范圍內發展起來。在2001年對全國100個省級以上自然保護區的調查結果顯示,已有82個保護區正式開辦旅遊,年旅遊人次在10萬人以上的保護區已達12 個。但是在具有眾多生態旅遊資源的縣級城市,生態旅遊由於受到旅遊市場的冷落、缺少推介和宣傳,並沒有提升旅遊經濟,更沒有把具體的資源展示的機會。 目前,在國內,開放的生態旅遊區主要有森林公園、風景名勝區、自然保護區等。生態旅遊開發較早、開發較為成熟的地區主要有香格里拉、中甸、西雙版納、長白山、瀾滄江流域、鼎湖山、廣東肇慶、新疆哈納斯等地區。按開展生態旅遊的類型劃分,中國目前著名的生態旅遊景區可以分為以下九大類: 1)山嶽生態景區,以五嶽、佛教名山、道教名山等為代表。 2)湖泊生態景區 以長白山天池、肇慶星湖、青海的青海湖等為代表。 3)森林生態景區 以吉林長白山、湖北神農架、雲南西雙版納熱帶雨林等為代表。 4)草原生態景區 以內蒙古呼倫貝爾草原等為代表。 5)海洋生態景區 以廣西北海及海南文昌的紅樹林海岸等為代表。 6)觀鳥生態景區 以江西鄱陽湖越冬候鳥自然保護區、青海湖鳥島等為代表。 7)冰雪生態旅遊區 以雲南麗江玉龍雪山、吉林延邊長白山等為代表。 8)漂流生態景區 以湖北神農架等為代表。 9)徒步探險生態景區 以西藏珠穆朗瑪峰、羅布泊沙漠、雅魯藏布江大峽谷等為代表 。