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［摘要］生態(tài)建筑設(shè)計(jì)，又稱綠色建筑設(shè)計(jì)，可持續(xù)建筑設(shè)計(jì)等。由于嚴(yán)重的能源危機(jī)和污染問題，利用生態(tài)設(shè)計(jì)方法建造綠色建筑在世界范圍內(nèi)越來越流行，一些建筑師認(rèn)為生態(tài)設(shè)計(jì)可以減少能源和自然資源的消耗，降低化石能源對(duì)環(huán)境的污染和溫室氣體的排放。但也有人批評(píng)生態(tài)設(shè)計(jì)必須使用高科技設(shè)備，這將花費(fèi)很多錢和額外的能源，是一種得不償失的浪費(fèi)。本文將通過實(shí)例來說明生態(tài)建筑的設(shè)計(jì)方法可以很好地利用自然氣候，對(duì)于節(jié)約能源、資源和減少消耗有顯著的好處。

［關(guān)鍵詞］生態(tài)建筑設(shè)計(jì)；節(jié)能減耗

首先，生態(tài)設(shè)計(jì)方法可以節(jié)約水資源。水資源管理是生態(tài)建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)重要目標(biāo)。建筑中可以采用多種方法節(jié)約寶貴的水資源。雨水收集系統(tǒng)是一種有效的方法，尤其是在降雨量大的地區(qū)。雨水通常來自屋頂、露臺(tái)等建筑物表面，經(jīng)過凈化過濾后即可使用。除了雨水的利用外，人們還可以用灰水來沖廁所、灌溉、園藝和洗車。灰水是指浴缸、淋浴器、洗碗機(jī)、洗衣機(jī)和水槽產(chǎn)生的廢水，但不包括廁所的廢水，即黑水。家用灰水過濾系統(tǒng)可以收集和處理廢水。雖然灰水不能飲用，但可以被二次利用于沖廁所、灌溉和洗車等方面。著名馬來西亞建筑師楊經(jīng)文在《生態(tài)建筑設(shè)計(jì)手冊(cè)》一書中寫到，對(duì)于一個(gè)家庭來說，灰水系統(tǒng)每天可以節(jié)約100加侖的水。

通過以上兩個(gè)系統(tǒng)，原本將被排入下水道的雨水和灰水又可以重復(fù)利用于日常生活。當(dāng)然，此了以上兩種系統(tǒng)外，在建筑的使用中還有一些更容易的節(jié)水方法，例如使用節(jié)水水龍頭和節(jié)水坐便器等。其次，空調(diào)系統(tǒng)的生態(tài)設(shè)計(jì)可以節(jié)約能源。混合型空調(diào)系統(tǒng)是一種有效的生態(tài)設(shè)計(jì)方法，楊經(jīng)文在《ConstructedEcosystems》一書中描述了混合型空調(diào)系統(tǒng)是一種結(jié)合自然通風(fēng)和低能耗機(jī)械空調(diào)系統(tǒng)的方法。混合模式的目的是鼓勵(lì)和最大限度地利用自然通風(fēng)，創(chuàng)造盡可能自然的環(huán)境。用戶只需打開窗戶或拉上百葉窗，就可以控制房間的熱舒適性。只有當(dāng)外部溫度超過舒適限度時(shí)，才會(huì)使用機(jī)械冷卻系統(tǒng)。以生態(tài)設(shè)計(jì)聞名的建筑大師楊經(jīng)文設(shè)計(jì)的倫敦Elephant&CastleTower方案是一個(gè)典型的案例：這棟建筑可以通過關(guān)鍵部位的閘門來控制風(fēng)是否能穿過。在夏季，閘門開放，鼓勵(lì)最大限度的自然通風(fēng)來冷卻房間。在冬季則關(guān)閉閘門，以擋風(fēng)和保溫。而在春秋兩季則根據(jù)外界氣溫來決定閘門是否開放。這樣的混合模式可以在一年內(nèi)減少傳統(tǒng)空調(diào)和通風(fēng)系統(tǒng)的使用，居民只需打開窗戶讓房間通過自然風(fēng)降溫，并控制其熱舒適性，由此來減少能源消耗和溫室氣體排放。第三，生態(tài)設(shè)計(jì)方法可以利用太陽(yáng)能。太陽(yáng)提供了源源不斷的清潔能源，尤其在一些陽(yáng)光充足的地區(qū)。楊經(jīng)文在《DictionaryofEcodesign》一書中講到：太陽(yáng)能系統(tǒng)包括所有類型的太陽(yáng)能發(fā)電，可以提供照明、熱水、供暖和冷卻。由于許多家用電器都是由電力驅(qū)動(dòng)的，因此太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能后可以得到更廣泛的應(yīng)用。此外，與化石燃料不同，太陽(yáng)能發(fā)電是一種清潔能源，不會(huì)造成水、空氣和溫室氣體的污染。小型太陽(yáng)能電池板，是一種將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的半導(dǎo)體電池，它可以建在屋頂上，對(duì)土地利用的影響很小，因此非常方便和適用于建筑。除住宅建筑以為，公共建筑也可以使用屋頂太陽(yáng)能電池板來降低運(yùn)營(yíng)成本。研究數(shù)據(jù)顯示，2014年，太陽(yáng)能幫助抵消了美國(guó)2200多萬噸的有害碳排放，相當(dāng)于減少了470萬輛汽車行駛在公路上，或節(jié)省了25億加侖汽油。

這是對(duì)全球環(huán)境的重大貢獻(xiàn)。在美國(guó)，有時(shí)業(yè)主和企業(yè)并不需要購(gòu)買整個(gè)屋頂太陽(yáng)能系統(tǒng)，第三方公司或電力公司會(huì)負(fù)責(zé)安裝和維護(hù)，客戶只需付很少的租金就可以使用太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)。使用太陽(yáng)能的生態(tài)設(shè)計(jì)有許多好處，例如便宜和清潔。太陽(yáng)可以為人類提供大量綠色和可再生的能源，不會(huì)釋放任何有害的污染，同時(shí)也能減少化石燃料的消耗。一些評(píng)論家認(rèn)為生態(tài)設(shè)計(jì)必須使用昂貴的高科技設(shè)備，有時(shí)還需要消耗額外的能源。例如雨水收集系統(tǒng)和灰水系統(tǒng)需要昂貴的凈化設(shè)備和電能來保證系統(tǒng)的運(yùn)行。建筑師應(yīng)該關(guān)注成本，以及成本是否能帶來有價(jià)值的效果。然而這種批評(píng)忽略了被動(dòng)式生態(tài)建筑設(shè)計(jì)。生態(tài)設(shè)計(jì)包括被動(dòng)式設(shè)計(jì)和主動(dòng)式設(shè)計(jì)。主動(dòng)式設(shè)計(jì)依賴于設(shè)備和能源來維持系統(tǒng)的運(yùn)行，而被動(dòng)式設(shè)計(jì)可以利用當(dāng)?shù)氐臍夂颍O(shè)計(jì)出合適的建筑形式，從而達(dá)到低能耗或零能耗的目的。上文提到的混合模式的冷卻系統(tǒng)其實(shí)就是主動(dòng)式設(shè)計(jì)和被動(dòng)式設(shè)計(jì)的結(jié)合，建筑師完全可以只使用一些被動(dòng)式的方法：利用盛行風(fēng)來使房間在夏季變得涼爽是一種值得稱贊的通風(fēng)設(shè)計(jì)方法。首先，建筑師應(yīng)該獲得當(dāng)?shù)厥⑿酗L(fēng)的信息。然后，在適當(dāng)?shù)慕ㄖ⒚嫔祥_窗，讓風(fēng)通過房間。為了使盛行風(fēng)進(jìn)入建筑物，窗戶應(yīng)設(shè)計(jì)在建筑物面向盛行風(fēng)來源的一側(cè)。內(nèi)墻應(yīng)該與風(fēng)平行，這樣風(fēng)就不會(huì)被阻擋。

如果內(nèi)墻必須作為屏障存在，建筑師也可以設(shè)計(jì)屋頂通風(fēng)口來促進(jìn)空氣流動(dòng)，通過對(duì)流來排出房間里的熱空氣。這是因?yàn)槔淇諝夂蜔犸L(fēng)的密度不同，由于熱空氣比冷空氣輕，因此熱空氣會(huì)上升，通過屋頂通風(fēng)口排出房間，溫度較低的空氣補(bǔ)充進(jìn)來，又變熱、排出，循環(huán)往復(fù)。這些例子說明一個(gè)深思熟慮的被動(dòng)通風(fēng)設(shè)計(jì)可以鼓勵(lì)和引導(dǎo)主導(dǎo)風(fēng)通過房間，如此這些房間就可以減少空調(diào)的使用。這意味著被動(dòng)式設(shè)計(jì)可以節(jié)約能源，而不需從本文舉出的實(shí)例可以看出，生態(tài)建筑設(shè)計(jì)可以利用自然氣候和資源，在節(jié)能降耗方面具有顯著的效益。隨著能源危機(jī)的日益嚴(yán)重，可以預(yù)見的是，由于生態(tài)設(shè)計(jì)的巨大好處，建筑師和社會(huì)將會(huì)更加關(guān)注生態(tài)設(shè)計(jì)，人們對(duì)減少或消除建筑中的化石燃料消耗越來越感興趣，設(shè)計(jì)過程也會(huì)因此而進(jìn)化。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，建筑生態(tài)設(shè)計(jì)必然會(huì)得到蓬勃發(fā)展。

作者：田歌川 單位：英國(guó)曼徹斯特大學(xué)