0引言

生態(tài)建筑是建筑生態(tài)學(xué)研究的產(chǎn)物，是將建筑作為生態(tài)圈內(nèi)的一個(gè)生命體來(lái)考慮其與整個(gè)生態(tài)圈的關(guān)系。對(duì)于其定義，從狹義上來(lái)說(shuō)，是一種能夠與自然和諧、節(jié)能高效、可循環(huán)再生、健康無(wú)害的人居空間環(huán)境;從廣義上來(lái)說(shuō)，它是以保障生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)為原則、以生態(tài)經(jīng)濟(jì)為基礎(chǔ)、以生態(tài)社會(huì)為內(nèi)涵、以生態(tài)技術(shù)為支撐、以生態(tài)環(huán)境為目標(biāo)而建立的一種體系［1］。

建筑生態(tài)技術(shù)策略是為了實(shí)現(xiàn)生態(tài)建筑的設(shè)計(jì)目標(biāo)而采取的各種技術(shù)或非技術(shù)手段的統(tǒng)稱，它是建筑生態(tài)學(xué)中的技術(shù)應(yīng)用部分，其內(nèi)容呈現(xiàn)多樣化特征。采用何種建筑生態(tài)技術(shù)策略要“因地制宜”，即應(yīng)根據(jù)各地區(qū)的環(huán)境、氣候、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、文化的發(fā)展情況選擇“適宜技術(shù)”。這里所指的“適宜技術(shù)”不是一個(gè)絕對(duì)概念，它可以是傳統(tǒng)技術(shù)策略，可以是高新技術(shù)策略，也可以是介于其間的中低技術(shù)策略。對(duì)于某一地區(qū)，或只選其一、或兩者混合使用、或全部采用，只要是適合當(dāng)?shù)丨h(huán)境的、能最大限度實(shí)現(xiàn)生態(tài)建筑設(shè)計(jì)目標(biāo)的都可稱為“適宜技術(shù)”。

建筑生態(tài)技術(shù)策略只是人類社會(huì)生態(tài)化進(jìn)程中眾多學(xué)科生態(tài)技術(shù)策略的一個(gè)分支部分，但它與其它學(xué)科有著緊密的聯(lián)系。建筑生態(tài)技術(shù)策略不是固定不變的，隨著人類認(rèn)知程度的提高、其它相關(guān)學(xué)科的進(jìn)步和生態(tài)建筑的發(fā)展，建筑生態(tài)技術(shù)策略也是動(dòng)態(tài)向前發(fā)展變化的。因此，建筑生態(tài)技術(shù)策略的研究工作要以其所處的時(shí)代背景為基礎(chǔ)，任何脫離實(shí)際的研究都將無(wú)益于建筑的生態(tài)化進(jìn)程。

諾曼•福斯特是當(dāng)今世界上最富有成就的著名建筑師之一，他是高技派的代表人物。提起他，人們自然而然地就會(huì)將其與林立的鋼架及高科技材料構(gòu)件聯(lián)系在一起，但同時(shí)他也是生態(tài)建筑的領(lǐng)軍人物，他運(yùn)用生態(tài)學(xué)的原理，以高信息、低能耗、可循環(huán)和自調(diào)節(jié)性的綠色生態(tài)設(shè)計(jì)觀念去創(chuàng)造一個(gè)生態(tài)節(jié)能的系統(tǒng)，通過(guò)“技術(shù)性思維”來(lái)改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)觀念。諾曼•福斯特有許多為人們熟知的作品，如德國(guó)法蘭克福商業(yè)銀行總部、柏林國(guó)會(huì)大廈、法國(guó)加里藝術(shù)中心、日本東京千年塔、英國(guó)倫敦市政廳、瑞士再保險(xiǎn)大樓、中國(guó)香港國(guó)際機(jī)場(chǎng)、中國(guó)首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)擴(kuò)建工程等。他對(duì)新技術(shù)的諳熟，尤其是對(duì)生態(tài)技術(shù)的大膽使用，為他的建筑創(chuàng)作增添了極大的魅力。本文將以諾曼•福斯特的作品為出發(fā)點(diǎn)，闡述生態(tài)技術(shù)策略在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

1德國(guó)法蘭克福商業(yè)銀行總部大樓

德國(guó)法蘭克福商業(yè)銀行總部大樓位于法蘭克福市中心(見(jiàn)圖1)，建于1997年，高298m，是當(dāng)時(shí)歐洲最高的建筑物，也被譽(yù)為“世界上第一座高層生態(tài)建筑”，是生態(tài)建筑與高新技術(shù)相結(jié)合———“生態(tài)高技建筑”的典范［2］。它將綠色生態(tài)體系移植到了建筑內(nèi)部，既可以借助其自然景觀軟化建筑的硬質(zhì)，達(dá)到與周圍環(huán)境和諧共生的目的，同時(shí)又能協(xié)同機(jī)械調(diào)控系統(tǒng)，使建筑內(nèi)部具有良好的室內(nèi)氣候條件和較強(qiáng)的氣候調(diào)節(jié)能力，創(chuàng)造出生態(tài)宜人的建筑空間環(huán)境。

法蘭克福商業(yè)銀行總部大樓的平面成三角形，標(biāo)準(zhǔn)層由3個(gè)花瓣形的形體圍繞中莖———中庭構(gòu)成(見(jiàn)圖2和圖3)。在任何一層平面，3片“花瓣”中的其中2片是辦公空間，第3片設(shè)計(jì)為花園，中庭則為自然通風(fēng)道。這些花園設(shè)計(jì)有3層樓高，并環(huán)繞中庭盤(pán)旋錯(cuò)落上升，即沿建筑的三邊交錯(cuò)排列，這一手法使得每一層都能獲得很好的視野。花園根據(jù)方位種植各種植物和花草:南面的花園是地中海風(fēng)情、西面的花園是北美洲風(fēng)情、東面的花園則是亞洲風(fēng)情，花園的設(shè)計(jì)將自然景觀引入到了建筑內(nèi)部，并與內(nèi)部環(huán)境相融合，整個(gè)建筑由此形成了多個(gè)朝向不同的空中花園，營(yíng)造出了令人愉快和舒適的“綠色”辦公環(huán)境，避免了大面積連續(xù)辦公空間給人的重復(fù)單調(diào)感。同時(shí)，空中花園的設(shè)計(jì)能夠讓自然光照射到每一翼的辦公室內(nèi)，可以滿足德國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)“所有的工作人員距離窗口不能超過(guò)7.5m”的要求。此外，辦公區(qū)各部分既有適宜管理的尺度，又有足夠的進(jìn)深使周圍的專用辦公室能面對(duì)一個(gè)隨意的內(nèi)部空間，提供了一種沒(méi)有嚴(yán)格等級(jí)劃分，能促進(jìn)相互交流的辦公氛圍。

該建筑另具特色的設(shè)計(jì)是自然通風(fēng)外墻。在一棟高層建筑里，完全采用開(kāi)啟的窗戶進(jìn)行通風(fēng)會(huì)使機(jī)械系統(tǒng)失去平衡，甚至一個(gè)微小的開(kāi)口都能吸入空氣，使表面形成一個(gè)大漩渦。為了能夠達(dá)到自然通風(fēng)效果，諾曼•福斯特設(shè)計(jì)了一個(gè)能隨氣候變化調(diào)節(jié)的雙層玻璃幕墻，它包括固定的外層(高壓吸熱的單層玻璃)、中間通氣層和內(nèi)層可開(kāi)啟的雙層玻璃窗。外層玻璃是用來(lái)遮風(fēng)擋雨和抵御氣候變化的屏障;內(nèi)層可開(kāi)啟的雙層玻璃窗不僅可以從室外獲得新鮮空氣，起到室內(nèi)自然通風(fēng)換氣和排煙的作用，而且可以減少空調(diào)系統(tǒng)的投資和能耗。兩層玻璃幕墻之間形成的通氣層能調(diào)節(jié)夾層內(nèi)的空氣溫度，并可有效防止熱空氣凝聚。在冬天辦公室供暖時(shí)，使用者能夠關(guān)閉內(nèi)層窗來(lái)抵御外面的冷空氣，同時(shí)空氣夾層通過(guò)氣流速度的減小及夾層內(nèi)空氣溫度的提高來(lái)減弱玻璃表面的熱傳遞，以減少建筑物內(nèi)部的熱損失(見(jiàn)圖4);在夏季，當(dāng)陽(yáng)光的輻射熱使空氣夾層內(nèi)溫度上升并產(chǎn)生向上的氣流時(shí)，可通過(guò)外層玻璃幕墻窗臺(tái)處的進(jìn)風(fēng)口讓新鮮空氣自然進(jìn)入夾層內(nèi)，并通過(guò)外層玻璃幕墻百頁(yè)窗外的出風(fēng)口將熱氣流自然排出，以此進(jìn)行循環(huán)(見(jiàn)圖5)。

據(jù)推測(cè)，大樓利用建筑巨大中庭的熱壓作用實(shí)現(xiàn)了60%的自然通風(fēng)，并因此聞名于世。自然通風(fēng)可以在過(guò)渡季節(jié)提供新鮮空氣并實(shí)現(xiàn)降溫，也可以在空調(diào)供冷季節(jié)利用夜間通風(fēng)降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)和家具的蓄熱量，減少第2天空調(diào)系統(tǒng)的啟動(dòng)負(fù)荷。試驗(yàn)結(jié)果表明:充分的夜間通風(fēng)可使白天的室溫降低2～4℃。同時(shí)，外層玻璃幕墻中的百葉窗可以控制采光量，使得全年大部分時(shí)間都能獲得良好的采光，因此大廈也獲得了“帶有空間花園的能量攪拌器”的美稱［3］。

2英國(guó)倫敦市政廳

倫敦市政廳是英國(guó)首都最重要的新建筑物之一，它的設(shè)計(jì)力求能夠表達(dá)國(guó)家民主制度實(shí)施過(guò)程的公開(kāi)性，同時(shí)也顯示了作為一座公共建筑，它在整體上的可持續(xù)性和保護(hù)環(huán)境不受污染的潛能。