《生态建筑》第三讲.ppt
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1、第三讲乡村类型和城市类型倾向的注重生态的建筑设计(一),纲要,3.1 引言3.2乡村类型倾向的注重生态的设计理论和实践3.3 城市类型倾向的注重生态的设计理论与实践3.4 可持续发展思想对生态建筑理论和实践的影响3.5 小结,引言,注重生态的建筑设计研究主要存在两种不同的倾向,一种是乡村类型的生态建筑理论与实践,另外一种是城市类型的生态建筑理论与实践。ZHUSHI1:需要指出的是,此处划分的两种倾向是指对注重生态的建筑有着较大影响的主要类型,不可能也不敢奢望将注重生态的建筑设计思想和实践全部网入这一框架中,而且这只是注重生态的建筑设计发展过程中的阶段性特点。,划分的借鉴对于注重生态的建筑设计研
2、究而言,他们恰恰分别代表了注重生态的建筑设计理论发展演变初期的两种倾向,与注重生态的建筑理论和实践的发展,存在着密切的关系。,乡村类型与城市类型的划分借鉴了吉奥格西默尔的定义:根据对感官信息的处理方式的不同,他将人分为两种类型:乡村类型和城市类型。ZHUSHI2:Simmel G.The metropolis and mental life.In:Wolf K.H.eds.The Sociology of Simmel 1950.London:Collier-McMillan,1950.第53页。按照勃罗德彭特的划分,两种类型的代表是所谓的“生态学家”和“未来主义者”。ZHUSHI3:G勃罗德
3、彭特.建筑设计与人文科学,张韦.北京:中国建筑工业出版社,1990。第450454页,如果从二者设计的基本出发点分析,乡村类型注重生态的建筑设计理论与实践与所谓的“生态决定论”的观点存在着某些一致的地方,城市类型的生态建筑理论与实践与所谓的“技术决定论”的观点亦是如此。,城市类型注重生态的建筑设计开始的出发点是对“未来所持有的乐观态度”,而乡村类型的生态建筑设计开始的出发点是对“未来所持有的悲观态度”。,乡村类型倾向的注重生态的设计理论和实践,背景分析受60年代以来绿色运动影响的注重生态的设计理论和实践,背景分析,乡村类型注重生态的建筑设计萌芽阶段受到“生态终结论”影响,而对周围的自然环境采取
4、一种“完全保护”的态度。ZHUSHI4:直到现在还有一些人士认为不经改进的原始的游牧民族的蒙古包和黄土高原的窑洞等完美地体现了生态建筑的设计要求。应该指出,这是一种绝对自然保护的观点,也是一种比较消极的态度,并没有占据“乡村类型”注重生态的建筑设计理论与实践的主流。Schttich C.Thoughts on ecological buildings.A+U,1997,5:1921.,“生态终结论”的观点号召“回到自然界”,号召“稳定”地球上的科学和技术。他们的理论同人类对自然界、对自然条件和自然资源的主动性有“极限”、有“限度”的思想有一定的联系,主要受到以罗马俱乐部的名义出版的一些著作中所
5、一贯倡导的“极限”和“限度”思想的影响。,在很大程度上,乡村类型注重生态的建筑理论和实践的发展受到生态学家、生物学家和一些哲学家的影响,因此表现为重视理论研究,从生态学的角度出发,理解建筑设计,因而对注重生态的建筑设计理论的发展与完善作出了较大贡献。但也正是因为如此,很多理论与建筑设计实践的结合不够紧密,表现为提出各种宏观、笼统的设计策略和原则,令建筑师难以把握,无所适从。,受60年代以来绿色运动影响的注重生态的设计理论和实践,自本世纪60年代以来,对于未来能源的关注使得人们对可再生能源发生了巨大的兴趣:像太阳能、风能、水利以及对动植物产生的废物的利用。60年代初期,大多数太阳能建筑只是实验性
6、建筑,只有少数应用太阳能的先驱者设计和使用太阳能建筑,鲍罗索勒里是其中之一。,鲍罗索勒里的“城市建筑生态学”(Arcology),最早将生态学同建筑学的概念结合在一起。力图用新的符合生态原则的城市模式取代现有模式:设计一种高度综合、集中式的三维尺度的城市,以提高能源、资源利用效率,减少能耗,消除因城市无限水平扩张而产生的各种城市问题的负面影响。,城市建筑生态学理论的产生和发展,1960年代,索勒里发现依据“能源廉价”这一陈腐概念设计的建筑,能源利用效率很低,导致城市中产生大量的污染和浪费。他认为城市应设计得同自然界一样节俭、高效。,他还注意到一种进化的趋势:在自然界,越来越复杂化的有机体,占有
7、的空间却越来越少。随着有机体复杂性的增加,它会变成一个更为内向爆裂或缩微的系统。不管形状、形式如何,索勒里和他的学生们认为城市必须遵循这种有机的复杂性缩微化的程序,以便构造出可变的、活跃的容器,容纳人们的生活,达到使人类社会、文化和精神等持续进化的目的。在这种认识启发下,索勒里设计了容纳170,000人生活的城市原型,居住区域布置在结构的表皮,这样每个家庭都能既面对城市外部的自然景观,又能面对城市本身。,1969年,索勒里首次详细阐述了城市生态学(Arcology)理论。ZHUSHI5:Soleri P.Arcology:The City in the Image of Man.Cambrid
8、ge:MIT Press,1969.的书中。,索勒里的城市生态学理论是一种试图体现建筑学与生态学相融合的关于城市规划与设计的理论。依据这种理论,理想的城市被构想为:高度综合且具有合适的建筑高度和密度,在最大限度地容纳居住人口的同时,将居民安置在最为生态化、美好和缩微的环境中。,城市生态学采取集中聚居的概念,反对近来兴起的由于汽车普及引发的离散聚居的概念,反对城市的无限扩张。认为城市设计应该从根本上重组城市无限扩张式的景观,并且将其转换成高密度、整体、具有一定建筑高度的城市。“我所面对的难题是:现今城市中,绝大多数建筑只有几层高,造成城市向外延展数公里。不夸张地说,城市无限扩张的局面正在改变地球
9、,将农场变为停车场,仅仅将人、货物以及服务运输到城市的扩展部分,就已经浪费了无数的时间和能源。我的解决方法是城市的内向爆炸,而不是外向爆炸。”,ZHUSHI6:引自Soleri P.The city of the future.In:Katz M,March W P,Thompson G eds.Earths Answer.New York:Lindsifarne/Harper&Row Books,1977.,“缩微化复杂性持续性”规则是城市生态学的基础。,所谓缩微化是指在自然界复杂程度日益增加的前提下,精心利用所有的资源例如物质/能量、空间/时间。ZHUSHI7:哈沃德奥德姆从生态动力学角度
10、分析,提倡一种集约化的生态系统是高效的生态系统,这一点与索勒里的观点一致,因为索勒里是通过生建城来体现整体的生态和谐。Odum H T.Environment,Power,and Society.John Wiley&Sons,Inc.New York,1971.,“缩微化复杂性持续性”规则是城市生态学的基础。ZHUSHI8:索勒里认为“居住的自容纳性”是指在自然界,无限扩张的观念似乎只适合于有机体在进化的低级阶段采用。有机体的进化使得它们愈变愈复杂,而且变成一个更加适应和缩微的系统。珊瑚礁就是一个活生生的例子。更为复杂的物种,像蜜蜂、蚂蚁等,总是选择“最合适”,而不是“最扩张”的尺度。城市也
11、是一个有机体,也应当遵循相同的复杂化和缩微化的程序,人类聚居的城市应该寻求合适的尺度,而不是无限扩张。Soleri P.Arcosanti:An Urban Laboratory?Mayer:The Cosanti Press,1993.,所谓复杂性是指在一个非常复杂的变化过程中,还同时簇生着许多的其它的事件和过程。所谓持续性是指在变化过程中,时间维度的延续。生命存在于复杂性和缩微化通过持续性起作用的地方。因此,索勒里将“缩微化复杂性持续性”视为满足“居住的自容纳性”即城市集中的规则。,索勒里认为在容纳相同城市人口的前提下,一个符合城市生态学理论的城市只需占用常规意义城市2的土地面积。,因为新
12、城内部的主要交通方式是步行,没有汽车,只是将汽车作为城外使用的交通工具。这样产生的城市缩微化使得人类对土地、能源和其它资源的基本保护成为可能。新城由于需要较少的人均能源供应,因此易于最大限度地依靠太阳能、风能以及其它形式的可再生能源,减少污染和对燃油的依赖。,城市生态学是一种方法论,力图以积极的态度处理诸如人口、污染、能源和自然资源枯竭、食品匮乏、生活质量等城市问题。,设计的目标首先,将城市同周围环境的互相作用和城市建筑的可接近性发挥到极致;其次,最大程度地减少能源消耗,减少自然状态、未经加工的原材料和土地的使用;第三,减少废物垃圾量和环境污染。,城市生态学理论的设计实践始于阿科桑底新城的规划
13、建设。,小镇的规划目的是将其作为一种符合城市建筑生态学理论的新城原型,示范一些能提高城市状况、减少人类对地球破坏性影响的方法。索勒里认为:阿科桑底城的建设如果成功,可以作为世界城市发展的模式。,两个太阳的城市生态学,索勒里孕育构思了一种新的理论:“两个太阳的城市生态学”,它体现了索勒里对原始的城市生态学构想的哲学、神学的修正。这个构想正在逐步描画成一种实在的、极具美感和整体感的建筑,同时从生态的角度来审视,仍然是非常节能。整座城市的外部造型以及城市不可分割的部分巨大的蔬菜温室,都被设计成能够最大程度地利用太阳能,将城市对不可再生能源的依赖程度减至最小。,新理论的论点很简单:一些我们称之为“效应
14、”的、由人类造成的物理、生物现象,能够聚集在一起,互相作用,以寻求一种合成后对人类有用的效果。,这些效应包括四种无机效应,即温室效应、烟囱效应、半圆顶效应和蓄热效应,这些是物理规律作用的结果;两种有机效应是指人有意识介入自然发展过程的园艺效应和城市效应。,温室效应是指在一个限定的空间收集太阳的热量。如果同园艺效应结合,就构成了自然农业的基础。索勒里利用它来满足城市食品的生产供应。烟囱效应是指热空气上升时,可以引导收集热空气的系统。索勒里用以辅助自然通风系统,促进空气的自然流动。园艺效应起源于人类生命的早期,是指在人类控制和选择下绿色物种的生长。城市效应是指一些有机体以自觉的、脑力的、文化和精神
15、的方式进行相互作用。,半圆顶效应是指将一个四分之一圆形的结构南向布置,这样可以在寒冷的季节作为太阳能收集器,而在温暖的季节形成最大面积的太阳阴影区。它是一种被动式“能量机器”,运作状况只同如何摆放相关,因为太阳的运转轨迹是亘古不变的。蓄热效应是指具有一定质量的物体在周围温度高于自身时容纳热量,而周围温度低于自身时释放热量。利用这一储存与释放热量的效应来创造舒适的温度。,城市生态学理论的中心问题是能源利用的效率,科桑底基金会的建筑师调查了阿科桑底城中已经建好的一系列单体的太阳能利用效率,得出一个结论:应当进一步提高收集和传送能量的中心系统的效率,使其足以满足城镇居民的需要。新理论以此作为解决全球
16、性能源危机的方案。,索勒里认为地球上适于生活的富饶土地已经开发殆尽,人们所能继续开垦的土地至少有2/3位于日照充足、高温缺水的干燥气候带范围内。因此,他所进行的城市生态学实践探索,多集中在符合这种气候条件的地区,力图证明由于建筑技术和硬件已经相当发达,符合新理论的城市是可以在最苛刻条件下生存的。,阿科桑底城和“巨构建筑”,阿科桑底城阿科桑底城自1971年开始动工兴建,目前已经建成的小城可容纳5,000人,矗立在靠近亚利桑那州首府凤凰城近郊的玄武岩山崖边,是附带有大型温室的各种城镇建筑的组合。其大尺度的太阳能温室,利于城市居民与自然乡村景观保持亲近的关系。,整个小镇预计2000年全部建成,已经建
17、成和在建的部分包括:铸造半圆厅、制陶半圆厅、南穹拱、东部住区、手工艺餐厅、西部住区、温室、北穹拱、游泳池、实验室、东新月住区、索勒里夫人音乐中心、空中住区、东新月剧场等。,整个小镇预计2000年全部建成,已经建成和在建的部分包括:铸造半圆厅、制陶半圆厅、南穹拱、东部住区、手工艺餐厅、西部住区、温室、北穹拱、游泳池、实验室、东新月住区、索勒里夫人音乐中心、空中住区、东新月剧场等。,整个小镇预计2000年全部建成,已经建成和在建的部分包括:铸造半圆厅、制陶半圆厅、南穹拱、东部住区、手工艺餐厅、西部住区、温室、北穹拱、游泳池、实验室、东新月住区、索勒里夫人音乐中心、空中住区、东新月剧场等。,整个小镇
18、预计2000年全部建成,已经建成和在建的部分包括:铸造半圆厅、制陶半圆厅、南穹拱、东部住区、手工艺餐厅、西部住区、温室、北穹拱、游泳池、实验室、东新月住区、索勒里夫人音乐中心、空中住区、东新月剧场等。,整个小镇预计2000年全部建成,已经建成和在建的部分包括:铸造半圆厅、制陶半圆厅、南穹拱、东部住区、手工艺餐厅、西部住区、温室、北穹拱、游泳池、实验室、东新月住区、索勒里夫人音乐中心、空中住区、东新月剧场等。,作为城市“能源围裙”的温室,屋顶倾斜朝向南方。温室设计的目的比较复杂,不仅生产食品,而且担负冬季采暖和夏季制冷的能源供应。自1974年起在索勒里和专业顾问指导下,设计小组综合了各种技术数据
19、,对当地气候、温室园艺学和薄膜支撑结构进行了深入的分析和研究,以选择温室覆膜的材料和构造,确定温室内的小气候控制和种植的作物;室内作物与室外作物的结合等数十个问题。温室埋入地下约1.2m,最高点5.4m,每座面积约150m2,包括四层呈台阶状的种植区,其下是储藏室、太阳能庄稼烘干室和集水池。,索勒里认为,阿科桑底城的实践,“是建立在缩微化复杂性持续性认识的基础上。如果提供相同的空间、时间、资源、设备和劳动力,阿科桑底新城能创造出更多的社会、文化、美学和环境的财富。”,ZHUSHI9:引自Soleri P.The city of the future.In:Katz M,March W P,Th
20、ompson G eds.Earths Answer.New York:Lindsifarne/Harper&Row Books,1977.,阿科桑底城和“巨构建筑”,“巨构建筑”索勒里构想的“巨构建筑”是近几年成形的,1996年曾经在日本东京举办过展览。巨构建筑方案的地段选在洛杉矶和拉斯维加斯之间的莫吉夫沙漠上,因为索勒里认为从社会特征来看,洛杉矶代表了一种超级消费的概念,而拉斯维加斯则代表了一种超级享乐主义;从自然气候特征来看,莫吉夫沙漠上降水少,湿度极低,温度较高,日夜温差大,属于他格外关注的地区。巨构建筑就是要建在这片荒芜、人烟稀少的土地上,一方面与上述代表现代社会的城市形成鲜明对比,
21、另一方面显示新城对苛刻气候条件的适应性。,巨构建筑是一座高约1000m的塔楼,周围环绕着两组集中式的名为“室外会场”的裙房。室外会场是一个半圆形大建筑,用于容纳范围较广的城市活动。塔楼和室外会场紧密相连、不可分割。,索勒里之所以将整座城市构想为一个完整的巨型建筑,并不是对城市功能进行重新组织,而是将其集中,便于更充分地提高能源利用、人流循环、物流循环等系统的效率。索勒里设想采用一种将来可能发明的机器人施工技术。计算机系统将会随时监控建筑系统和结构的使用状况。作为一座符合“两个太阳”的城市生态学理论的设计构想,巨构建筑虽然利用常规的电网满足大多数能源需求,但是充分考虑了可再生能源和资源的高效利用
22、,例如风车、太阳能电厂和水的循环利用,大大减少了对常规能源的依赖。,为了说明“缩微化”和“城市三维结构”的优势,索勒里将巨构建筑群和洛杉矶、旧金山两个城市所占用的土地与其容纳的人口进行了比较:洛杉矶市区面积33km2,容纳了100,000人,而一座巨构建筑仅仅占用了1km2的土地,可以容纳101,000人。旧金山市区面积130 km2,容纳了725,000人,而四座巨构建筑构成的群体在占地面积10 km2的情况下,可以容纳700,000人。,绿色运动的主要推动力量并不是建筑师,而是一些生物学家、生态学家等,但是归根结底却促成了很多不同文化、不同种族、不同职业的人们的共同思考和行动,促成了观念的
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