1建筑生態(tài)化的語義

從早期停留于對氣候、生物反應(yīng)的關(guān)注到今天對能源的合理化運(yùn)用與保護(hù)，“建筑生態(tài)化”的語義更趨完善。它是將建筑融入大的生態(tài)循環(huán)圈，從整體的角度考慮能源和資源的流動(dòng)，將建筑建造、建筑設(shè)計(jì)、建筑使用過程中的消耗、產(chǎn)生納入整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)來考慮，從而形成資源與能源流的向良性循環(huán)模式，實(shí)現(xiàn)建筑產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)性。

建筑生態(tài)化思想的提倡，正是強(qiáng)調(diào)了對建筑耐久性、耗能量、室內(nèi)環(huán)境及建筑場所營造的品質(zhì)保證。生態(tài)化對建筑的要求不僅僅是建筑的使用過程，而是建筑的整個(gè)生命周期。從資源與能源的角度，它是一種具有“縮減、循環(huán)、更新”的可持續(xù)建筑設(shè)計(jì)。

建筑生態(tài)化語境下的可持續(xù)設(shè)計(jì)與建造，是全球經(jīng)濟(jì)增長中的一部分，并在設(shè)計(jì)領(lǐng)域引起了從建筑所有者、建筑師、工程師、項(xiàng)目經(jīng)理及政府機(jī)構(gòu)，到主流媒體和能源消耗者的高度認(rèn)識。目前可持續(xù)設(shè)計(jì)已成為一個(gè)重要的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)問題。

2本土建材可持續(xù)應(yīng)用

本文將建筑的可持續(xù)設(shè)計(jì)與建造方式概括為“縮減、循環(huán)、更新”三大特征，具體表現(xiàn)為：

（1）使用低能耗之建材

減少對原材料及能源的需求量，同時(shí)減少材料的使用浪費(fèi)，從而提高建材使用率以達(dá)到最理想的使用效果。

（2）使用無匱乏危機(jī)之自然建材

如藤、竹、草、黏土等生生不絕之自然材，或是可持續(xù)林業(yè)經(jīng)營之木材。

（3）采用可循環(huán)利用之建材

其中包括可再生的資源，如以農(nóng)業(yè)為基礎(chǔ)的材料或沒有經(jīng)過化學(xué)手段處理的產(chǎn)品。從環(huán)境方面，可高效循環(huán)使用的產(chǎn)品將減少原材料的用量、能源消耗，以及建筑垃圾的浪費(fèi)。

與此同時(shí)，能源影響著建筑產(chǎn)業(yè)的各個(gè)方面，從原料的獲取、加工、運(yùn)輸、建筑的建成與使用，至建筑的摧毀及建筑構(gòu)造材料的處理，都將需要大量不可再生能源。其中，運(yùn)輸及工業(yè)耗能量分別占27%和25%。從長遠(yuǎn)角度考慮，采用當(dāng)?shù)夭牧腺Y源可大大降低能源的消耗。

以干式墻的主要原材料石膏板材為例，其中干式墻生產(chǎn)過程中各項(xiàng)耗能量百分比為：獲取原材料的耗能量為1%（在美國平均為3.6MJ/Kg）；制造耗能量為80%；原材料的運(yùn)輸耗能量為15%、將產(chǎn)品由工廠運(yùn)輸至銷售點(diǎn)的耗能量為4%。事實(shí)上，天然提取石膏的耗能量非常低，如果制造商僅為節(jié)省1%的能量，為什么要使用再生石膏板材呢？其原因是，首先再生石膏板與天然石膏板材在外觀及品質(zhì)上幾乎沒有差別，而更重要的是，如今國外大多發(fā)電廠建在干式墻需求量極高的大城市附近，可直接向臨近的石膏制造廠提供再生石膏的原料，即發(fā)電廠中的煙氣脫硫，從而減少在運(yùn)輸原材料過程中消耗的燃料量（15%＋1%＝16%）。因此，在這種情況下，本土建材充分體現(xiàn)出了資源節(jié)約的優(yōu)勢。

如今可用作就地取材的本土建材仍很廣泛，如黏土、竹子、稻草、藤、麥秸、蘆葦?shù)炔牧稀＜幢銡模厥赵倮靡矘O為方便。本文以實(shí)例分析，對建筑生態(tài)化語境下的本土建材可持續(xù)應(yīng)用特點(diǎn)做進(jìn)一步的探討。

3可持續(xù)應(yīng)用實(shí)例介紹

3.1孟加拉鄉(xiāng)村學(xué)校

在發(fā)展中國家，常常由于對現(xiàn)代化的渴望而中傷其自身的經(jīng)濟(jì)與文化效益。特別在建筑業(yè)，傳統(tǒng)的材料與建造技術(shù)被拋棄，支持昂貴的進(jìn)口貨，有時(shí)甚至是一些不節(jié)能的材料產(chǎn)品，而最終得到的可能只是耗資巨大且難以保養(yǎng)的異國建筑。相比之下，這座孟加拉國（被稱作世界上人口最稠密國家）的鄉(xiāng)村學(xué)校建筑，以其簡捷而獨(dú)特的傳統(tǒng)建造方式，顯示了新穎的本土特色（圖1）。

該建筑采用磚、粘砂土、稻草、竹子、粗繩等本土建材，并提煉當(dāng)?shù)氐慕ㄔ旒夹g(shù)，將非常濕的粘砂土與稻草混合，通過奶牛及水牛的踩壓完成墻體建造，稻草起到結(jié)構(gòu)加強(qiáng)作用（圖2）。這一技術(shù)被稱作“Wellerbau”。

在此項(xiàng)設(shè)計(jì)中，“Wellerbau”技術(shù)被用于建筑首層承重墻體的建造，在奶牛及水牛的幫助下，將添加小秸稈和稻草泥土的混合物在基礎(chǔ)墻頂部堆起，每層約700mm高。幾天后，用銳利的鏟子將超過墻體寬度的多余材料削去。經(jīng)過大約一周的干燥期，再進(jìn)行下一層土坯的堆起建造。首層的天花板是3層的竹竿，中間層與上下層垂直布置，確保橫向穩(wěn)定并與支撐梁相連接。劈開的竹片板材鋪在中間層竹竿上，再填充入泥土混合物。二層的墻體、天花及屋頂框架結(jié)構(gòu)均以竹子作為主要建造材料。4層竹結(jié)構(gòu)主梁分別依垂直和對角線方向排布在恰當(dāng)?shù)慕嵌龋~釘與尼龍繩將竹條連接固定在交點(diǎn)處，成為傳統(tǒng)繩索的一種簡化形式。建筑的短邊方向及樓梯都特別進(jìn)行了加固。

3.2哥倫比亞梅賽德斯住宅

這棟建筑是哥倫比亞馬吉那雷斯農(nóng)場上一個(gè)較大住宅的一部分，是20世紀(jì)90年代初由建筑師維萊茲設(shè)計(jì)的第一個(gè)全部采用竹子結(jié)構(gòu)的建筑（圖3）。根據(jù)這個(gè)地區(qū)的傳統(tǒng)，竹子不需加工可直接使用。當(dāng)?shù)赜谐^100年的老房子，這些老房子通常采用繩子的傳統(tǒng)連接方式。梅賽德斯住宅所使用的竹子就來自這個(gè)農(nóng)場，并且未經(jīng)加工。然而，如何實(shí)現(xiàn)竹子連接體系在大型結(jié)構(gòu)建筑中的應(yīng)用是這個(gè)項(xiàng)目的關(guān)鍵。

在繼承當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)材料工藝的基礎(chǔ)上，維萊茲使用了兩種新方法，新的連接方式和新的處理方法使竹結(jié)構(gòu)幾乎比其他任何一種材料都更加堅(jiān)固。所謂新的連接方式，就是將竹子中空的地方用泥灰填實(shí)，并在兩根柱子中間穿以螺栓來連接（圖4）；對材料新的處理方法，是新近發(fā)展起來的，使用煙來驅(qū)蟲驅(qū)腐的方法。

如今，當(dāng)?shù)馗?0m，間距0.5m的嘎德瓦竹子仍然是建筑中最便宜、最方便的材料。盡管新型竹結(jié)構(gòu)房屋具有良好的抗震性能，竹子卻像木材一樣對火的抵抗能力極差，因此當(dāng)?shù)厝酥饾u形成一種抵制竹結(jié)構(gòu)建筑的偏見。最近的一些新措施，如在竹墻外貼上膠紙，在屋頂上砌瓦，都有效控制了火災(zāi)發(fā)生時(shí)火情的蔓延。

3.3陜北改良式窯洞

近年來，我國各大高校逐漸加強(qiáng)了對本土建材可持續(xù)應(yīng)用的認(rèn)知與研究，在地方政府的支持下，結(jié)合本土特色，開展了一系列建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐，如甘肅毛寺生態(tài)實(shí)驗(yàn)小學(xué)、西藏阿里蘋果小學(xué)、陜北現(xiàn)代窯洞住宅設(shè)計(jì)等項(xiàng)目。

其中，西安建筑科技大學(xué)在陜北黃土高原所發(fā)展的現(xiàn)代窯洞住宅設(shè)計(jì)，則是一種采用本土產(chǎn)業(yè)、材料、勞動(dòng)技術(shù)的生態(tài)原則體現(xiàn)。他們通過最簡單的玻璃溫室、浮力通風(fēng)、太陽能熱水、天窗采光等技術(shù)，配合當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)的平地窯洞營建技術(shù)，不但使窯洞居住環(huán)境獲得極大改善，甚至使采暖能源節(jié)約60%以上。由于技術(shù)的相對簡單與傳承性，使得當(dāng)?shù)匾话憬硯熍c民眾均很容易操作，學(xué)習(xí)和推廣中收到良好效果。要知道對于4000萬的窯洞住戶而言，他們真正需要的并非復(fù)雜的高科技技術(shù)，而是這種符合本土的適當(dāng)技術(shù)。