被动式生态
㈠ 什么是生态环境设计
城市与建筑生态设计理念科学的城市发展观
城市的可持续发展是我们追求的目标,它的实现必须符合事物发展的客观规律。
根据城市的生态承载力、人均生态足迹和人均生态赤字,采取相应的生态策略削减生态赤字,达到生态平衡。
通过城市生态资源的综合评价,构建区域生态安全格局,确定合理的城市发展方向。
构建城市自然生态安全网络,确保城市基本的生态安全。并为城市规划和城市设计提供科学的设计依据。
通过可再生能源法以及相关法规的导向作用,促进生态环境建设和循环经济的发展,促进各种生态技术的产业化,为生态城市的建设提供技术经济支持。
复合的城市生态系统观
城市是由自然生态系统、社会生态系统、经济生态系统等构成的复合生态系统。自然生态系统强调生态安全和生态效益。社会生态系统强调构建和谐社会和文化的持续发展。经济生态系统强调科学的发展观和循环经济模式的推广。这里既要保持每个系统内部的动态平衡,又要实现各系统之间的协调发展,达到天地人和谐共生。
整体的生态建筑观
建筑系统是一个开放的系统,是地球生物圈中能量、物质流动的一个环节。这就要考虑建筑与生态环境的相关性,并促进其和谐共生。
考虑时间因素,树立建筑发展全寿命周期的观念。
考虑空间因素,控制建筑系统对自然生态系统的空间置换影响。
考虑资源的有限性,在人居环境建设中要高效利用和保护地球上的资源。从少费多用的非物质化,即减量化,到循环利用的再物质化,即资源化。
城市建设生态优先
在城市复合生态系统中,自然生态系统对人类的生存和发展尤为重要,虽然系统建设的代价并不高,但系统本身却十分脆弱,破坏容易而恢复难,所以人们必须树立“自然生态优先”的思想,才能确保城市复合生态系统协调平衡。
在总体规划和城市设计中,通过对城市资源的综合评价,建立土地生态适宜性分析模型,根据景观生态学“斑块-廊道-基质”理论和碳氧平衡的原理,构建自然生态安全网络,为规划设计提供前提条件和设计依据。
自然生态安全网络应作为城市的生态基础设施,它在城市的市政基础设施中,处于先行的地位。城市的生态基础设施是城市及其居民持续获得自然生态服务的保障。面对中国未来巨大的城市化前景,前瞻性的城市生态基础设施建设具有非常重要的战略意义(俞孔坚 2003)。
生态策略被动优先
在生态建筑设计中,往往要采取多种生态策略才能实现目标。在选择生态策略时,我们主张被动式策略(自然通风、相变蓄热体、阳光房等)优先、主动式策略(太阳能集热器、空调系统等)优化,这样才能更加简约、有效、经济,容易实施并可形成有特色的空间形态。
问题导向 因地制宜
在总体规划和城市设计中,由于城市的各种生态因子和城市的功能要求不同,因此所建构的自然生态安全网络和城市形态也会是千差万别各具特色的。
在生态住区设计中,不同的原生生态环境,不同的乡土树种和不同的设计条件,导致不同的场地设计策略和不同的住区特色。
我国地域广阔气候多样,不同的气候区对被动式生态策略的选择影响很大。在生态建筑设计中,应根据建筑所在的气候区特点,挖掘和提升乡土的材料与技术,选择成熟有效的被动式生态策略,构建生物气候缓冲层,辅以优化的主动式生态策略,创建节材、节能、环保、舒适、健康的人居环境。
人居环境积极化
任何事物都是一分为二的,既有积极的一面,又有消极的一面。关键是我们要持积极的态度,扑捉和分析矛盾,挖掘和显化积极因素,发现和转化消极因素,达到人居环境良性发展的目的。这个过程称为“人居环境积极化”。
在生态环境建设中,自然生态安全网络,各种被动式生态策略,循环经济模式,环境保护的3R(减量化、再循环、再利用)原则,工业废弃地活化再生等,都是积极化的典型案例。
学科交叉 多方共建
生态环境建设是一个复杂的系统工程,不是单一学科、个别行业或少数人能够单独完成的,必须多学科交叉、跨行业合作以及全民参与才能真正解决问题。
在学术层面,强调多学科交叉,联合攻关,综合解决问题。
在技术层面,强调跨行业合作,共建高质量的人居环境。
在社会层面,必须提高全民的生态环境意识和参与意识,提倡绿色消费和节约型生活方式,建设和谐社区。
在生态环境建设中,建筑师应起综合和整合的作用。
寻求新城市文化价值
新城市文化价值观的核心思想是天地人和谐共生。主要体现在:
①持续发展意识的普及。从领导到市民都要树立这种意识。
②和谐社会构建的落实。包括社会的公平,人心的凝聚,系统的平衡,文化的持续。
③循环经济战略的推进。这是建立节约型城市的根本途径。
④生态城市建设的进程。生态城市是我们追求的目标,更有意义的是实现目标的过程。
将接受美学的原理引入城市生态环境建设领域,通过生态环境建设中的空白和未定性,构成其召唤结构,充分调动接受主体的积极性,填补空白,达到生态环境建设目标的圆满实现。
近几年来,北京清华城市规划设计研究院城市与建筑生态设计研究所,在生态环境设计方面做了广泛的探索和实践,包括配合城市总体规划的城市生态规划专题研究,整体城市设计中的生态设计专题,生态住区规划设计,生态化的场地设计及生态建筑设计研究,建筑教育及学生国际交流中的生态建筑设计等。尚在研究的课题有:生态足迹概念在生态设中的应用研究,工业废弃地活化与再生研究,生态住宅技术评估体系的可操作性研究,适应不同气候特点的生态策略选择研究,利用社会学原理构建和谐社区研究等
㈡ 什么是被动式建筑设计
被动式节能屋(德语:Passivhaus[1] )又可译为被动式房屋,是基于被动式设计而建造的节能建筑物。被动式房屋可以用非常小的能耗将室内调节到合适的温度,非常环保。
1被动式房屋不仅适用于住宅,还适用于办公建筑、学校、幼儿园、超市等。
被动式房屋的概念最早源于瑞典隆德大学的Bo Adamson教授和德国被动式房屋研究所[2] (Passivhaus Institut)的Wolfgang Feist博士[2] 在1988年5月的一次讨论。通过一系列的研究和德国黑森州政府的资助,被动式房屋的概念逐步确立起来。[3]
1990年最早的一批被动式房屋在德国达姆施塔特建成。1996年(Passivhaus-Institut)在达姆施塔特成立[2] ,致力于推广和规范被动式房屋的标准。此后有越来越多的被动式房屋落成。
2、19世纪70年代,建筑师和科学家就开始研究零能耗的房屋,把能耗降到零是十分苛刻的,尽管从理论的角度它是可行的,但是因为极高的造价和复杂的工艺,至今为止还只是停留在科研项目层面。
低能耗建筑(供热能源需求用量< 70 kWh/m²a),因其优越的性能价格比,所以很快的普及开来。
随着节能的需求更为迫切,被动式节能屋发展开来。
如果把被动式节能屋结合上更多的太阳能发电设备,那么也就实现了“零能耗”的房屋,因为没有谁愿意住在一个没有冰箱和电视的房子里。
3、截止至2010年,仅在德国就有13000多座被动式节能屋投入了使用(2012年全世界有37000座),有独栋房屋、公寓、学校、办公楼、游泳馆等。特别是多层建筑,更能体现它的优势,例如位于Innsbruck的能容纳354个住户的“Lodenareal”项目,是世界上最大的被动建筑。
位于Innsbruck的“Lodenareal”项目
4、被动房屋的基本原则就是能效。杰出的保温墙体、创新的门窗技术、高效的建筑通风、电器节能都是解决能效的基础。
资料来源:
被动式房屋_网络http://ke..com/link?url=CBTS5zds15u8bYWK
㈢ 生态建筑设计的特点是怎么样的
生态建筑的诞生,标志着世界建筑业正面临着一场新的革命。这一革命是以有益于社会,有益于健康,有益于节省能源和资源,方便生活和工作为宗旨,并对建筑业的设计、材料、结构等方面提出了新的思路;它不再是生态专家们的美好设想,而已变成现实。
美国太阳能设计协会正在研制新型的太阳能住宅,称为建筑物一体化设计,即不再采用在屋顶上安装一个笨重的装置来收集太阳能,而是将那些能把阳光转换成电能的半导体太阳能电池直接嵌入到墙壁和屋顶内。这种建筑物一体化的设计思想是该协会创始人史蒂文·斯特朗20年前所倡导的,由于当时太阳能电池过于昂贵,无法实施。如今太阳能电池的价格只有20世纪80年代的三分之一,所以推广的可能性大大增加。
德国建筑师塞多·特霍尔斯建造了一座能在基座上转动的跟踪阳光的太阳能房屋,房屋安装在一个圆盘底座上,由一个小型太阳能电动机带动一组齿轮。该房屋底座在环形轨道上以每分钟转动3厘米的速度随太阳旋转,当太阳落山以后该房屋便反向转动,回到起点位置。它跟踪太阳所消耗的电力仅为该房屋太阳能发电功率的1%,而该房所获太阳能量相当于一般不能转动的太阳能房屋的2倍。
20世纪80年代初期,美国芝加哥曾建成了一座雄伟壮观的生态楼,楼内没有砖墙,也没有板壁,而是在原来应该设置墙的位置上种植植物,把每个房间隔开,人们称这种墙为“绿色墙”,称这种建筑为植物建筑。这种建筑的施工方法并不复杂,它无需成材木料,无需采用大而笨重的建筑设备,而是就地取材,以树林为主材,采用经过规整的活树林来作为“顶梁”、“代柱”和“替代墙体”。运用流行的“弯折法”和“连接法”建造出许多构思巧妙、造型新奇、妙趣横生的拱廊、曲桥、屏风、住宅楼等。
生态住宅的设计概括起来有四点:舒适、健康、高效和美观。住宅设计应充分结合当地的气候特点及其他地域条件,最大限度地利用自然采光、自然通风、被动式集热和制冷,从而减少因采光、通风、供暖、空调所导致的能耗和污染。如北方寒冷地区的住宅应该在建筑保温材料上多投入,而南方炎热地区则更多的是要考虑遮阳板的方位和角度,即防止太阳辐射和眩光。绿色生态住宅强调的是资源和能源的利用,注重人与自然的和谐共生,关注环境保护和材料资源的回收和复用,减少废弃物,贯彻环境保护原则。
㈣ 新型房屋和被动式房屋有区别吗
首先我们先来说一下两者的含义 1、被动集成房屋 "被动集成房屋"是生态建筑的别称,之所内以能够节能环保,主要容是对建筑设计、建筑物围护结构及所采用的节能技术采取了优化措施。德国建筑"被动集成房屋"已有20年的历史。
㈤ 生态环境设计的建筑尺度的生态设计案例
清华大学超低能耗楼
清华大学超低能耗示范楼贴建于清华大学建筑馆东侧,建设用地约560平方米,建筑面积3000平方米。用地为一个南北长、东西短的长方形,朝南面短,西侧被建筑舘遮挡,用地局促,设计难度大。
设计目标:超低能耗的绿色建筑,复合的实验装置。
设计理念:注重生态,被动式优先;重内涵轻形式,形式跟随解决问题;在限制中求创造,促进人居环境积极化;问题导向,互动式设计;学科交叉,使用者参与。
设计中采取了五方面的生态策略:
1、在建筑与环境的关系上,深入分析了周围环境和气候的特征,充分挖掘场地的积极因素,转化其消极因素。考虑到建筑对环境的空间置换影响,采用微型园林、人工湿地、植被屋面等技术,对自然环境作出生态补偿。
2、在结构体系选择上,考虑到钢结构比钢筋混凝土结构自重軽,排放CO2少,便于材料的回收再利用以及实验功能的需要,选用了钢结构。
3、在建筑围护结构方面,重点是强调其高性能、应变性和智能化。
建筑南向,采用两项建筑节能技术:高性能真空玻璃幕墙+可变水平外遮阳。窄通道双层皮通风玻璃幕墙(内循环、外循环)。
建筑东向,采用两项建筑节能技术:高性能真空玻璃幕墙+可变垂直外遮阳。宽通道双层皮通风玻璃幕墙。
建筑的北向和西向,采用高保温隔热墙体。
楼层架空地板采用相变蓄热地板。四层设置生态舱。屋面采用植被屋面,除对室外环境增加绿量、加强生态功能外,对改善屋面的保温隔热性能,减少建筑能耗,具有积极作用。
4、在室内环境控制方面,被动式节能策略(自然通风、自然采光等)优先,主动式节能策略(室内温湿度独立控制空调系统等)优化。
室内楼梯间由疏散楼梯和三个通风竖井组成多功能综合装置,同时满足了使用功能、通风功能及消防的要求。
温度控制系统的冷热源,冬天采用22-24℃低温热水,夏天采用18-20℃高温冷水,末端则采用干式空调末端(毛细管式辐射板、贯流型干式风机盘管、改进型干式风机盘管)。
在湿度控制中,由溶液除湿全热回收新风机组提供干燥新风。新风系统采用置换通风形式、工位置换通风、个性化送风末端等。
5、在能源系统方面,一是高效利用石化能源;二是积极开发可再生能源。
示范楼采用燃气热电冷联产系统,液体除湿技术与烟气冷凝技术相互配合。
示范楼共有四种发电机组:微型燃气轮机、内燃机、斯特林发动机与燃料电池,用于研究和展示各类动力装置的应用特点。四种制冷设备:电动制冷机、双效余热吸收式制冷机、溶液制冷机、溶液除湿系统。三种供热热源:热网热量、热电联产热量、烟气冷凝热量。
太阳能应用有四种方式:真空管太阳能集热器,;太阳能光伏电池板;太阳光收集传输系统,;生态舱,即被动式阳光房与空中花园的结合。
清华大学超低能耗示范楼的生态设计理念、生态策略和节能技术,构成生态建筑设计的技术支持平台,但在实际应用中,必须结合实际,因地制宜。
邯郸地税局数据处理中心
邯郸市地方税务局数据处理中心位于邯郸市高新技术开发区的西南部,南临为民路,东临新园街,北侧与正在建设的工商局办公楼相邻,西侧为即将建设的国税局办公楼。用地范围约11860平方米,建筑面积约14960平方米,其中主楼面积约11317平方米,附楼面积约3643平方米。主楼的主要用途为信息数据处理和市局机关办公,附楼的主要用途为干部培训、系统会议接待、内部工作人员就餐等。
在建筑设计中考虑了一些生态设计原则和相关的生态技术,使其成为一个节能、健康、环保的生态办公建筑。在设计中所采用的生态策略有:
1.建筑布局与场地设计中的生态策略。在建筑布局上,充分利用场地中好的朝向,尽量多地争取到阳光和风向的有利条件。建筑体形也要有利于减少能耗,有利于自然通风,有利于充分利用阳光。
2.内部空间的空中庭院设计。通过分层交错的空中庭院布局,创造出健康宜人的办公环境,使建筑内的工作人员充分地接触自然,增加绿视率,改善室内空气质量,促进室内自然通风。
3.建筑外围护设计。通过外围护系统优化,减少了建筑能耗,减轻了供热和空调的负荷,提高了室内环境的舒适度。
4.水系统设计。用毛管渗滤“生物床”技术处理部分建筑中的生活污水,使水质达到景观用水的要求,提供场地内的景观水源。
5.植物的选择与配置。在场地内的植物选择与配置上,以绿量指标为指导,结合邯郸地区的气候特征,尽可能地以乔、灌、草相结合的方式,实现叶面积指数的最大化。
㈥ 什么是被动式太阳能
所谓被动式太阳能技术就是充分利用建筑本身的自然潜能,对建筑周围环境、遮阳、通风,以及能量储存中体现太阳能的被动利用。建筑的布局和形态,建造材料、使用人群,以及建筑的绿化和环境就组成了一个建筑的生态系统,它同时也会受到系统外的诸如城市的经济、地理以及太阳光环境等因素的影响,从建造开始到拆除的全过程就是这个系统的生命周期。运用这样的观点来进行建筑设计,建筑就不再是孤立的体量,它有生长的过程,有决定建筑个性的外部环境,有系统内各要素的相互作用和同级系统间的影响。
分类
按采集太阳能的方式区分,被动太阳房可以分为以下几类:
直接受益
冬天阳光通过较大面积的南向玻璃窗,直接照射至室内的地面墙壁和家具上,使其吸收大部分热量,因而温度升高。其示意图见图3-39所吸收的太阳能,一部分以辐射、对流方式在室内空间传递,一部分导入蓄热体内,然后逐渐释放出热量,使房间在晚上和阴天也能保持一定温度。采用这种方式的太阳房,由于南窗面积较大,应配置保温窗帘,并要求窗扇的密封性能良好,以减少通过窗的热损失。窗应设置遮阳板,以遮挡夏季阳光进入室内。
蓄热墙式
这种太阳房主要是利用南向垂直集热蓄热墙吸收穿过玻璃采光面的阳光,通过传导、辐射及对流,把热量送至室内。椅的外表面涂成黑色或某种深色,以便有效地吸收阳光。集热蓄热堵的形式有:实体式集热蓄热墙,花格式集热蓄热墙,水墙式集热蓄热墙,相变材料集热蓄热墙,快速集热墙等。
阳光间式
阳光间附建在房屋南侧,其围护结构全部或部分由玻璃等透光材料构成。与房间之间的公共墙上开有门、窗等孔洞。阳光间得到阳光照射被加热,其内部温度始终高于外环境温度。所以既可以在白天通过对流风口供给房间以太阳热能,又可在夜间作为缓冲区,减少房间热损失。冬季采暖过程的工作原理如图(a)-(b),夏季采暖过程的工作原理如图(c)-(d)。
屋顶池式
屋顶池式太阳房兼有冬季采暖和夏季降温两种功能,适合冬季不属寒冷,而夏季较热的地区。用装满水的密封塑料袋作为储热体,置于屋顶顶棚之上,其上设置可水平推拉开闭的保温盖板。冬季白天晴天时,将保温板敞开,让水袋充分吸收太阳辐射热,水袋所储热量,通过辐射和对流传至下面房间。夜间则关闭保温板,阻止向外的热损失。夏季保温盖板启闭情况则与冬季相反。白天关闭保温盖板,隔绝阳光及室外热空气,同时用较凉的水袋吸收下面房间的热量,使室温下降;夜晚则打开保温盖板,让水袋冷却。保温盖板还可根据房间温度、水袋内水温和太阳辐照度,进行自动调节启闭。
㈦ 生态环境设计的城市与建筑生态设计理念
城市的可持续发展是我们追求的目标,它的实现必须符合事物发展的客观规律。
根据城市的生态承载力、人均生态足迹和人均生态赤字,采取相应的生态策略削减生态赤字,达到生态平衡。
通过城市生态资源的综合评价,构建区域生态安全格局,确定合理的城市发展方向。
构建城市自然生态安全网络,确保城市基本的生态安全。并为城市规划和城市设计提供科学的设计依据。
通过可再生能源法以及相关法规的导向作用,促进生态环境建设和循环经济的发展,促进各种生态技术的产业化,为生态城市的建设提供技术经济支持。
复合的城市生态系统观
城市是由自然生态系统、社会生态系统、经济生态系统等构成的复合生态系统。自然生态系统强调生态安全和生态效益。社会生态系统强调构建和谐社会和文化的持续发展。经济生态系统强调科学的发展观和循环经济模式的推广。这里既要保持每个系统内部的动态平衡,又要实现各系统之间的协调发展,达到天地人和谐共生。 建筑系统是一个开放的系统,是地球生物圈中能量、物质流动的一个环节。这就要考虑建筑与生态环境的相关性,并促进其和谐共生。
考虑时间因素,树立建筑发展全寿命周期的观念。
考虑空间因素,控制建筑系统对自然生态系统的空间置换影响。
考虑资源的有限性,在人居环境建设中要高效利用和保护地球上的资源。从少费多用的非物质化,即减量化,到循环利用的再物质化,即资源化。
城市建设生态优先
在城市复合生态系统中,自然生态系统对人类的生存和发展尤为重要,虽然系统建设的代价并不高,但系统本身却十分脆弱,破坏容易而恢复难,所以人们必须树立“自然生态优先”的思想,才能确保城市复合生态系统协调平衡。
在总体规划和城市设计中,通过对城市资源的综合评价,建立土地生态适宜性分析模型,根据景观生态学“斑块-廊道-基质”理论和碳氧平衡的原理,构建自然生态安全网络,为规划设计提供前提条件和设计依据。
自然生态安全网络应作为城市的生态基础设施,它在城市的市政基础设施中,处于先行的地位。城市的生态基础设施是城市及其居民持续获得自然生态服务的保障。面对中国未来巨大的城市化前景,前瞻性的城市生态基础设施建设具有非常重要的战略意义(俞孔坚 2003)。
生态策略被动优先
在生态建筑设计中,往往要采取多种生态策略才能实现目标。在选择生态策略时,我们主张被动式策略(自然通风、相变蓄热体、阳光房等)优先、主动式策略(太阳能集热器、空调系统等)优化,这样才能更加简约、有效、经济,容易实施并可形成有特色的空间形态。
问题导向 因地制宜
在总体规划和城市设计中,由于城市的各种生态因子和城市的功能要求不同,因此所建构的自然生态安全网络和城市形态也会是千差万别各具特色的。
在生态住区设计中,不同的原生生态环境,不同的乡土树种和不同的设计条件,导致不同的场地设计策略和不同的住区特色。
我国地域广阔气候多样,不同的气候区对被动式生态策略的选择影响很大。在生态建筑设计中,应根据建筑所在的气候区特点,挖掘和提升乡土的材料与技术,选择成熟有效的被动式生态策略,构建生物气候缓冲层,辅以优化的主动式生态策略,创建节材、节能、环保、舒适、健康的人居环境。 任何事物都是一分为二的,既有积极的一面,又有消极的一面。关键是我们要持积极的态度,扑捉和分析矛盾,挖掘和显化积极因素,发现和转化消极因素,达到人居环境良性发展的目的。这个过程称为“人居环境积极化”。
在生态环境建设中,自然生态安全网络,各种被动式生态策略,循环经济模式,环境保护的3R(减量化、再循环、再利用)原则,工业废弃地活化再生等,都是积极化的典型案例。
学科交叉 多方共建
生态环境建设是一个复杂的系统工程,不是单一学科、个别行业或少数人能够单独完成的,必须多学科交叉、跨行业合作以及全民参与才能真正解决问题。
在学术层面,强调多学科交叉,联合攻关,综合解决问题。
在技术层面,强调跨行业合作,共建高质量的人居环境。
在社会层面,必须提高全民的生态环境意识和参与意识,提倡绿色消费和节约型生活方式,建设和谐社区。
在生态环境建设中,建筑师应起综合和整合的作用。
寻求新城市文化价值
新城市文化价值观的核心思想是天地人和谐共生。主要体现在:
①持续发展意识的普及。从领导到市民都要树立这种意识。
②和谐社会构建的落实。包括社会的公平,人心的凝聚,系统的平衡,文化的持续。
③循环经济战略的推进。这是建立节约型城市的根本途径。
④生态城市建设的进程。生态城市是我们追求的目标,更有意义的是实现目标的过程。
将接受美学的原理引入城市生态环境建设领域,通过生态环境建设中的空白和未定性,构成其召唤结构,充分调动接受主体的积极性,填补空白,达到生态环境建设目标的圆满实现。
近几年来,北京清华城市规划设计研究院城市与建筑生态设计研究所,在生态环境设计方面做了广泛的探索和实践,包括配合城市总体规划的城市生态规划专题研究,整体城市设计中的生态设计专题,生态住区规划设计,生态化的场地设计及生态建筑设计研究,建筑教育及学生国际交流中的生态建筑设计等。尚在研究的课题有:生态足迹概念在生态设中的应用研究,工业废弃地活化与再生研究,生态住宅技术评估体系的可操作性研究,适应不同气候特点的生态策略选择研究,利用社会学原理构建和谐社区研究等。
㈧ 人类发展与生态环境之间的相互关系
21世纪是人类充满希望的新时代,自1972年6月5日联合国斯德哥尔摩召开了第一次人类环境会议,会议发表了著名的“人类环境宣言”并且提出了“只有一个地球”的口号后,在这种世界性谋求“生存和发展”的口号声中保护、改善和优化环境问题已逐渐成为人类在21世纪的首要命题。保护人类的生活环境、顺应和保护自然生态、创造适宜人类生存与行为发展的物质环境、生物环境和社会环境,已成为当今世界具有迫切性的问题。人类对生态和环境的研究,既是生态学(包括社会生态学、城市生态学等)与建筑环境科学交叉渗透的产物,又是自然科学的多学科和社会科学如美学、历史学、心理学等多学科更大规模结合的产物。
一、我国目前的现状与发展生态环境学意义
我国目前仍处于第二产业发展阶段,城市人口比重约30%,低于发达国家的70%—80%的水平,但人口密集于少数大城市的趋势更为严重。城市仍是经济发展的必然结果,近来我国城市化进程很快,已经产生了环境问题和生态平衡的失调,目前某此城市出现交通拥挤、人口过多、经济紧张、就业困难、环境污染、水土资源和能源的紧缺,绿化不足,气候异常等等。某些城市和建筑环境已严重失调。特别是小城市的建设中普遍缺乏生态观念,如占用粮田、山区不利用坡地、水网地区填河、滥用材料和技术,景观单一贫乏……等等。肓目的开发与建设发展下去,势必加剧环境质量的衰退和生态平衡的破坏。
积极研究和发展生态学建筑环境学,不但能逐步完善城市环境,特别是对正在崛起和未被开发的小城镇或乡村建筑更具有重要意义,积极地有计划地发展小城镇,建立卫星城等,注重生态环境建设,完善中小型生态聚落环境的发展亦有深刻的历史意义。当前第四产业革命是以电子工业、遗传工程等新兴工业为基础,它的发展主要取决于知识和信息,其特征是人类聚落环境及企业趋向于多样化、个人化和小型化,这必将促进“大城市的解体”,使大量的中小城镇、卫星城和小村镇跃居重要地位。无论现在还是长远,研究和发展生态环境学,吸取发达国家的历史教训,针对我国国情,在建筑环境发展中,合理利用保护环境,协调人与自然生态的关系,完善生态环境,使子孙后代的生活环境更适宜人类的生存与行为发展。
二、生态平衡与生态化生存环境
(一)生态平衡与生态建筑环境
生态系统是由生物及栖息地(环境)组成的复杂系统,它的内部结构与秩序必须依靠与外界的能量、物质交换才能维持。生态系统内部的元素和子系统的相互关系,生态系统与外界的能量流、物质流与信息流必须建立一定的秩序,相互之间在数量、位置、先后等方面有一定的限度,在这个限度内具备一定的稳定性,就是生态环境。
1、能量流、物质流是生态建筑环境设计的主要问题
每一生态系统都有自己的结构及相应的能量流和物质循环方式和途径,但能量流量和物质环境的规律却是一切生态系统存在与发展的基本规律。自然生态系统的能量来自太阳辐射能,通过光合作用进入生态系统,最终以“废能”形式散发出去达到热的动态平衡。在人工生态系统中,增加了非食物能量,也是人和其它动物在能量流的获取储存与利用方面的根本区别。人类不仅要吃,还有衣、食、住、行以及其它社会活动,都需要能量,非食物能量占有较大部分。能源技术变革是社会发展的重要标志,也是人工生态环境变化与发展的根本动力。人类大量开发自然资源,不可更新的资源如煤和石油等石化燃料,也给人类生存与行为发展的前景蒙上了阴影。能源问题是生态建筑环境设计涉及的重要问题。
生态系统的物质运动是以物质循环和能量流动的形式实现的。对生态系统影响最大的营养循环、水循环、CO2和O2循环。生态系统的物质流的组合与循环路径,很大程度上取决于生物栖息环境的物理化学因素(非生物因素)如温度、光、土壤特性、水资源等等。每种动植物都必须适应它所生活的地区的非生物因素,但人则具有创造适应和顺应自然生态条件。保护合理利用水、土等自然资源,对完善生态平衡环境,提高物质环境的完整性,保护生态平衡,有重要意义。物质循环路径的完整是生态系统保持长期稳定的一个重要条件。自然生态系统是建立在物质再循环基础上的,而人工生态系统的物质流则不同,大量人工合成物质的产生加速了许多物质的运动并使循环变得不完全,甚至“无循环”。人工环境的建设对水、土地、生物、矿产等资源过度不合理开发和使用,加剧了物质循环路径的不完善,同时在建设和使用过程中有毒物质还污染了环境,危害人和其它动植物。从生态学的角度看,这种倾向会酿成灾难性的后果,随着大量人工制品取代天然制品,大量废物污染环境,因此,建筑材料的选择和使用是生态建筑环境设计的重要问题。对于建筑环境这一特定的人工生态系统,要在生态学原理的指导下,解决好能源问题、土地使用、建筑材料以及具体设计、规划手法等问题。
2、中国传统哲学思想与传统民居的价值再开发
中国古代的宇宙观就是以“天人合一”的哲学思想为代表。风水学又称阴阳学,起于八卦,源出易经,其原理广博,不外时间与空间,时间是主观条件,空间是客观条件。阴阳代表自然界万物的概括。我国劳动人民在长期的生活实践中,充分顺应和利用地理条件、自然资源和地方材料等,并融合了习俗、爱好和审美、改造环境,建设自己的家园,形成了各具特色的自然村落和传统民居。如江南水乡,干旱地区的平顶土屋,黄土高原的窑洞及地下村庄,西南的干阑建筑等。其中有许多方面充分展示了这一朴素思想的深刻内涵,给我们提供了很多如何保护生态环境的启示,有很深的生态学价值,值得进一步发掘、研究和借鉴。
(二)能源与生态建筑环境
1、能源问题与建筑耗能
能源问题实质上是人类过度依赖、消耗不可更新的有限的能源——石油、天然气和煤等所面临的能源危机和由此而产生的环境问题。地下矿产资源有限,而且短期内不能再生。本世纪初世界能源需求量约50年增加一倍,其后15至20年再增加一倍,现在倍增的时间还在加速,意味着人类活动有使地球上能量交换失去平衡的危险。不仅面临“能源危机”,也对生态环境平衡产生了破坏。建筑环境这一特定的人工生态系统其能量流的组成十分复杂,不外乎生产、交通运输和建筑耗能三种主要形式。其中建筑耗能主要由建筑生产用能、施工用能和日常用能三部分组成,日常用能占绝大部分。建筑耗能在国民生活和生产活动的总能耗量中占有相当的比例,建筑耗能的不断增长是人类能源危机的重要因素之一,也是大气污染的主要来源。城市是巨大的能源消耗点,释发大量的热能及有毒有害气体和颗粒物。同时城市化也改变了环境的物理形态结构,块石、水泥、沥青、玻璃和金属人工表面,把太阳辐射能反射到近地面层空气中。密集的建筑群使地面的粗糙度增大,市内风速减低,使城市的气温高于周围环境。当城市上空有逆温层时,使城市上空的污染形成一个幕罩,甚至建筑群和小建筑都可产生夜间热岛。寻求相应的对策成为生态建筑学的迫切任务。
2、发展途径
大力发展和利用新的能源技术,利用太阳光、风力、水力、地热等可更新能源和核能等。太阳能的利用有着无限广阔的前景,不仅可用来发电,还可用于加热和冷却,太阳能建筑的产生是对普通建筑的一种改进,有良好的能源、环境和社会效益。被动式太阳能建筑是利用建筑物理方面的研究成果达到节能的目的。诸多寻求建筑节能的途径中,巧妙地顺应自然环境条件,利用有利的自然资源和材料,合理的规划设计,创造良好的生态建筑环境,就要在建筑师手中解决能源问题。
3、在规划师和建筑师手中解决能源问题
通过规划和设计的方法节约能源,创造适宜的建筑气候环境,要考虑地区气候特点,如太阳辐射、温度、湿度、风、降水等的形成及变化规律。建筑要利用其有利因素,防止和改造其不利因素,同时因地制宜地利用当地的自然资源就地取材。围护材料的选择影响室内微气候和建筑节能。合理利用植物绿化系统的调节作用对改善建筑环境也很重要。建筑反映气候特点,对繁荣建筑文化,创造地方性、民族性等方面亦有意义。我国许多地方的传统居民和自然村落布局的原则和方法有深刻的生态建筑价值。
(三)土地资源与生态建筑环境
1、可更新资源与建筑的土地使用
可更新资源指通过天然作用和人工经营能为人类反复利用的各种自然资源,主要是土地资源、水资源、节能资源、生物资源等,其中土地资源占有重要地位。土地是人类生活和生产的场所,是地质、地貌、气候、植被、土壤、水文和人类活动各种因素相互合作下组成的综合的自然经济系统。可更新能源并不是用不完的资源,更新明显地受自然生态过程的限制。土地是人类需要和活动的核心,城市建设改变了土地表面的组成和性质,影响到城市气候环境和大气的物质状况,对土壤、水资源和生态资源都有影响。在扩大人工环境与维持水资源的量与质之间存在着严重的矛盾。城市化也严重地破坏了生物资源,改变了生物环境的组成和结构。土地资源是十分有限的,在建筑环境的开发、建设和改变中,合理利用调整土地使用方式,扩大绿地面积,保护土壤和水资源,是生态建筑环境的形成与发展的根本保证。
2、拓展空间的途径
未来可向外层空间和其它星球扩展,向海洋索取空间,但重要的途径是土地的综合利用。即以地下空间,以低层的形式沿地表现向四周蔓延发展的多层、高层建筑向地表上空发展来扩展地表建筑空间。
3、开发地下空间、发展覆土建筑
地下空间和覆土建筑由于对土内空间的利用,充分发挥了土壤的物理性能,可有效地防御了或减弱不利的气候因素,室内微气候稳定,产生负离子条件好、耐久等优点。地下空间和覆土建筑是突破常规的新概念,不但是恰当地利用本地资源、建筑材料的范例,也是对所在环境的极好调节,解决现代社会城市化所面临的各种环境问题和能源问题,使人与自然协调发展等方面都具有巨大的潜在价值。地下空间和覆土建筑的优点和长处举不胜举,最适于恶劣气候地区。随着社会发展,技术的进步和人类认识水平的提高,地下空间与覆土建筑的开发和建设将得到迅速发展,其环境也更加适合于人类的生存与行为发展。
㈨ 生态旅游的产生模式
“生态旅游”这一术语,最早由世界自然保护联盟(IUCN)于1983年首先提出,1993年国际生态旅游协会把其定义为:具有保护自然环境和维护当地人民生活双重责任的旅游活动。生态旅游的内涵更强调的是对自然景观的保护,是可持续发展的旅游。典型案例中国的生态旅游是主要依托于自然保护区、森林公园、风景名胜区等发展起来的。1982年,中国第一个国家级森林公园——张家界国家森林公园建立,将旅游开发与生态环境保护有机结合起来。此后,森林公园建设以及森林生态旅游突飞猛进的发展,虽然这时候开发的森林旅游不是严格意义上的生态旅游,但是为生态旅游的发展提供了良好的基础。至1999年初全国已经建起不同类型、不同层次的森林公园近900处。从1956年开始建立第一批自然保护区以来,至1997年底,共建各类自然保护区932处,其中国家级的有124处,被正式批准加入世界生物圈保护区网络的有14个。中国共有512处风景名胜区,总面积达9.6万平方公里。 99昆明世博会和1999年国家旅游局的“99生态环境旅游”主题活动虽然大幅度推进了中国的生态旅游实践,在1999年,四川成都借世界旅游日主会场之机推出了九寨沟、黄龙、峨眉山、乐山大佛等景点,开发生态旅游产品。随后,湖南张家界国家森林公园举办国际森林保护节,推出武陵园等生态旅游区。以湖南和四川为起点,生态旅游逐渐在全国范围内发展起来。在2001年对全国100个省级以上自然保护区的调查结果显示,已有82个保护区正式开办旅游,年旅游人次在10万人以上的保护区已达12 个。但是在具有众多生态旅游资源的县级城市,生态旅游由于受到旅游市场的冷落、缺少推介和宣传,并没有提升旅游经济,更没有把具体的资源展示的机会。 目前,在国内,开放的生态旅游区主要有森林公园、风景名胜区、自然保护区等。生态旅游开发较早、开发较为成熟的地区主要有香格里拉、中甸、西双版纳、长白山、澜沧江流域、鼎湖山、广东肇庆、新疆哈纳斯等地区。按开展生态旅游的类型划分,中国目前著名的生态旅游景区可以分为以下九大类: 1)山岳生态景区,以五岳、佛教名山、道教名山等为代表。 2)湖泊生态景区 以长白山天池、肇庆星湖、青海的青海湖等为代表。 3)森林生态景区 以吉林长白山、湖北神农架、云南西双版纳热带雨林等为代表。 4)草原生态景区 以内蒙古呼伦贝尔草原等为代表。 5)海洋生态景区 以广西北海及海南文昌的红树林海岸等为代表。 6)观鸟生态景区 以江西鄱阳湖越冬候鸟自然保护区、青海湖鸟岛等为代表。 7)冰雪生态旅游区 以云南丽江玉龙雪山、吉林延边长白山等为代表。 8)漂流生态景区 以湖北神农架等为代表。 9)徒步探险生态景区 以西藏珠穆朗玛峰、罗布泊沙漠、雅鲁藏布江大峡谷等为代表 。