生态建筑与仿生建筑

生态建筑与仿生建筑

摘要：在当前全球面临资源短缺、污染严重的严峻局势下，如何使建筑能够减少能耗，并使建筑能够给人提供一个绿色的空间，也成为摆在国内建筑师以及建筑行业面前的一个难题。生态建筑和仿生建筑是其中的一种解决方法。本文以笔者对于国外建筑界最新动态较为熟悉的知识背景，介绍了大量的近年来国际上最具代表性的生态建筑和仿生建筑，而且其中绝大多数的作品都是国际著名建筑师的作品。这对于国内的建筑设计以及建筑学教育都会起到较好的启发作用。

关键词生态学仿生学环保节能

ABSTRACT

Under the serious situation of resource shortage and pollution,architectural profession ofChin a is facing a difficult question:how to make architecture of less energy consumption,in order to pro vide a green environment for human being?Sustainability and Bionics aretwo of the solutions to th is problem.This paper introduces some of the influential sustainable and bionic buildings around t he world,which were mostly designed by

world-famous architects.This introduction is aimed to provide an inspiration for architecturaldesig n and architectural education in China.

KEY WORDS Ecology,Bionics,environmental protection,energy conservation

从全世界的范围来看，新世纪的现代主义建筑有幸生存在一个和平发展的、物质富足的福利社会，然而在建筑发展之上永远高悬着一柄利剑，那就是资源的极限。

推崇不断革命、永远创新的现代主义建筑运动的建筑师们在20世纪70年代的石油危机之后不得不承认，当代建筑的发展将面临的一个迫切需要解决、而且也是必须解决的现实问题，这就是：建筑的环保与节能问题。

因此，在世纪之交探讨当代建筑与自然界之间关系的大潮中，尽管不同建筑师所倾向的研究和表现方向不一致，但他们却不约而同或多或少地追求建筑的生态性与环保特点。这已成为20世纪末期以来当代建筑越来越受人关注的问题，而且也将成为未来建筑发展的一个必经之路。

生态学（Ecology）是一门专门研究生物之间或生物与非生物环境之间关系的学科，建筑中的生态学则是主要研究建筑为人们所创造的安居环境对自然和人的影响。而这种安居环境包含的范围也很广泛，从建筑内部的空气冷暖到室外的自然绿地，从给人们提供的公共活动空间到自然生态系统的平衡协调等方面无所不包。概括起来，一座建筑能被称为生态建筑，应该具备三个要素：第一，建筑对外界环境低能耗。一个能耗超标的建筑只能是伪生态建筑；第二，建筑让人接近自然元素，如绿化花草、风霜雨雪、日照阳光和自然通风等等；第三，建筑对外界零排放。

三点合一，就是如何提供一个让人和环境都舒适和度的人造物。由于建筑取向的不同，人们对这一目标的敏感程度也不同。而在一些具有特殊功能或背景的小型公共性建筑中，这一考量显得较为突出。因为这些特殊性决定了建筑本身的性质基调、外观形象直至内部空间的设置。

除了考虑上述三点要素而营造的建筑外，还有一种在外形上仿照自然生物的建筑形式，目前也在国外流行，这就是仿生（Bionics）建筑。

在当代，随着材料、技术等与建筑有关方面的科学水平的发展，生态建筑和仿生建筑所具有的内涵也越来越广泛。生态建筑和仿生建筑的含义变得更加多元化和复杂化。

生态建筑

现代建筑高大、宽敞、明亮的形象已经深入人心，但这种建筑在彰显人类技术与财富的同时，却并不实用。通透的巨大玻璃体在保温、遮阳等方面都不尽如人意。虽然现代技术已

经研究出种类丰富的镀膜玻璃、遮阳板、保温板来克服这些问题，但最终的效果也并不十分理想。而且人们不得不为庞大制冷、制热、通风体系所耗费的大量能源支付高昂的费用。此外，全现代化的简洁建筑空间，将人们与自然隔绝开来，使看似高档的办公室成为枯燥的办公工厂，其中的人则成为工作机器。刻板、单一的空间虽然舒适，但却忽视了人们的心理需要，极易使人们产生心理和生理上的疲劳感，并不是最理想的使用空间形式。一座生态建筑，最起码的要求是既要节约能源，又要兼顾对使用者心理的影响。建筑以提供舒适使用空间为其最基本的功能，适宜的温度和光线度是营造空间舒适度的最基本因素，也是建筑中最主要的两项消耗能源的因素。因此，通过建筑设计加强建筑的自然调控能力，降低人工能源的消耗等，成为建筑界的热门议题之一。近年来，人们对覆土建筑的兴趣又逐渐浓厚起来，这是因为覆土建筑形式具有独特的生态效应。而随着近年来人们对于能源消耗、环境、生态的关注，覆土建筑更以一种大张旗鼓的方式重新出现，而人们对这种建筑形式的运用，也更加大胆。

覆土建筑

1997年，在荷兰的德尔福特大学（The Delft University），一座新的图书馆建筑落成。这座图书馆将覆土建筑（earth covering building）的形式以一种夸张的方式运用，并在建筑室内外都取得了喜人的效果。新图书馆的建筑形态十分夸张，建筑体的高度并不一致，随着主体结构的逐渐下沉，建筑的上部形成一个巨大的坡面。而这个巨大的坡面，被满覆以大片草皮，与地面上的草坪连为一体（图1）。

建筑剩下的三个立面均使用玻璃幕墙结构，轻透的玻璃幕墙与巨大的绿地坡面形成鲜明的对比。除了独特的建筑形式以外，这座图书馆建筑还有一个标志性的圆锥塔。这个钢结构的巨塔既是图书馆内部的阅览室，也是内部重要的采光塔。

巧妙的设计给建筑带来实实在在的好处：首先，大片的绿地坡屋面隔断了阳光，这对保护书籍起到了很好的作用。此外，三面玻璃幕墙上的遮阳板可以屏蔽约70%的阳光，而玻璃本身所镀的特殊涂层也具有同样的功能。这样，在建筑内部获得充足自然光的同时，也避免了阳光直接照射所带来的对图书的侵害。大面积遮阳的草地和玻璃的独特设置，也大大节省了制冷的能源耗费。而在冬日里，坡屋面不仅起到了绝佳的保温功能，还有效地阻断了外部冷空气的侵入。

其次，建筑采用双层玻璃幕墙形式，并通过玻璃层之间的中空进行送风，使冷、热自然空气在从地面吹入室内前进行温热或冷却，同时在外立面形成天然的屏蔽层。这些措施最大限度地利用建筑自身的优势，达到自然的遮阳和调节空气温度的作用，极大降低了人工能源在这些方面的耗损。可以说，降低维护建筑所需要的各种能源消耗，是生态建筑的第一要求。

建筑对于使用者心理需要的满足，可以通过一位来自葡萄牙的建筑师及其“对真实的模仿”理念来体现，即使他可能只是对“创造一个看来真实的系统”的探索更感兴趣。

毛拉（Eduardo Souto De Moura）于1998年在葡萄牙卡明哈设计建成的莫列多住宅（House in Moledo）中，为了使这座位于山坡下的建筑拥有自然的居住效果，毛拉大量运用了岩石。当装载着岩石的卡车排着队似的将岩石卸在建筑基址上时，大多数人相信这里原有的自然风景将被人工的建筑所取代而破坏，但建成后的建筑却大出人们的意料之外（图2）。

因为建筑完全被组织到自然岩层当中去了，建筑实际上被藏在了岩石组成的一个人造的挡土坡和台地中，沧桑的石墙和植物将建筑与周围环境的界限抹灭，使它完全变成一座原生态的建筑。

然而，这个看似自古就存在那里的“原生态建筑”事实上只是一个“看来真实的系统”，因为建造前的原址并不存在这样的原生态，现在看到的原生态景象是建筑师以极强的意志花费了业主巨大的投资而实现的一个与自然元素共生的人造物。为此建筑师还创下了这样一个记录：为建造土坡和台地所投入的造价要远高于修筑建筑本身的造价。虽然对于毛拉这种高