摘要：本文從表皮生態(tài)設(shè)計策略出發(fā)，對建筑的生態(tài)整合做了歸納總結(jié)，期望將可持續(xù)發(fā)展的理念融入到設(shè)計中，從生態(tài)的角度把美學(xué)、技術(shù)融入到建筑中。
關(guān)鍵詞：建筑表皮；生態(tài)設(shè)計；生態(tài)策略
建筑的表皮是構(gòu)成建筑的重要組成部分之一。它對內(nèi)圍合成建筑的空間，同時又是城市環(huán)境空間的界面載體。建筑表皮不斷適應(yīng)生產(chǎn)生活活動的需要發(fā)生著功能與樣式的變革，逐漸由厚變薄，由封閉走向通透，其功能也從簡單的防護功能轉(zhuǎn)變?yōu)槟壳暗募嘀毓δ苡谝簧恚衩襟w表皮、生態(tài)表皮等。
建筑表皮生態(tài)設(shè)計，其中各種生態(tài)策略并非孤立的手法，而是綜合運用于建筑設(shè)計中，運用新的設(shè)計手法和建筑材料、簡單高效的維護結(jié)構(gòu)和暖通系統(tǒng)，從另一個側(cè)面創(chuàng)造全新的建筑形態(tài)。使生態(tài)建筑逐步向著更合理、有機的方向發(fā)展，營造出建筑特有的詩意與人文色彩。
1 建筑表皮生態(tài)設(shè)計的必要性
1.1 建筑表皮概念和內(nèi)涵
建筑表皮（Building Skin）是一個借用來的詞匯，是想將建筑與生物作一個類比，外圍護是皮，結(jié)構(gòu)是骨，空間是靈魂�，F(xiàn)今建筑發(fā)展的過程中，一些建筑師提出建筑的圍護體系應(yīng)該像動物的皮膚一樣起到保護、調(diào)解室內(nèi)溫度、排出室內(nèi)污濁空氣，適應(yīng)于外界環(huán)境改變的作用，成為一種可以“呼吸的皮膚”，人們用皮膚的功能來形象地描述了建筑表皮在當(dāng)代社會中功能的發(fā)展。
在建筑表皮中，可以反映出特定時期的氣候特征、地域文化、生活方式、建筑美學(xué)及科學(xué)技術(shù)等。城市中不同建筑表皮的組合，形成了城市風(fēng)貌的建筑特征，蘊涵了人類文明的豐厚遺產(chǎn)。
1.2 建筑表皮生態(tài)設(shè)計理念
生態(tài)建筑使得室內(nèi)氣候環(huán)境非常有益于使用者的健康，提高了居住環(huán)境的舒適性。并且可以減少二氧化碳的排放量，改善全球氣候變暖問題。更重要的是按照生態(tài)建筑的全壽命周期來計算，它遠比普通建筑節(jié)能。這不僅有利于使用者，對于政府同樣如此。隨著全球能源價格上漲和能源短缺，生態(tài)建筑必將成為一種趨勢和必然。
建筑表皮生態(tài)設(shè)計策略密切體現(xiàn)著建筑的生態(tài)整合：保溫、隔熱、遮陽、自然通風(fēng)、自然采光、低能耗等。表皮設(shè)計從功能出發(fā)，表現(xiàn)出表皮形式隨從生態(tài)功能，從生態(tài)節(jié)能，太陽能利用，人的舒適度等功能角度出發(fā)，使建筑表皮設(shè)計因生態(tài)功能而精彩，只有注重生態(tài)理念，建筑表皮才會具有本體意義。
2 建筑表皮設(shè)計的生態(tài)策略
建筑通過門、窗、墻、屋頂、地板與外部接觸，使室內(nèi)形成溫暖、舒適的環(huán)境，同時也形成一個室內(nèi)外交流的界面，包含了熱、氣、光的交流，包括：視線聯(lián)系、引進自然光、自然通風(fēng)、保溫隔熱、遮陽、適宜的表面溫度、避免眩光，建筑外表皮某種情況下可視為多功能載體。
2.1 自然采光
自然光不僅能減少電能消耗，同時作為一種自然資源，具有人工照明無法比擬的重復(fù)利用性。一個良好的設(shè)計和一體化計劃能節(jié)約能源，這不僅是由于它減少了系統(tǒng)內(nèi)電力照明設(shè)備的負荷，還減少了冷卻設(shè)備的負擔(dān)，并且降低了系統(tǒng)內(nèi)部衍生的熱量。
建筑的有機形體和玻璃外墻使得自然光能從建筑頂部、立面穿透進來。自然光總是在不斷地變化，使建筑富有特性。光是一種語言，向我們述說建筑師的設(shè)計理念和藝術(shù)追求；是設(shè)計工具和建筑材料，建筑師可以用它編繪理想，展示才華。還有人說：“光是建筑的第四維空間”，建筑三維創(chuàng)作之外的另一個廣闊的天地。
2.2 自然通風(fēng)
利用自然風(fēng)壓、空氣溫差、密度差等對建筑室內(nèi)進行通風(fēng)的方式。由于空氣溫度的差異導(dǎo)致空氣的密度產(chǎn)生差異，在地球重力的作用下，高溫空氣向上運動，低溫空氣向下運動。近年來，對建筑自然通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計已不僅僅停留在高層辦公樓可開啟窗戶上，更運用了最前沿的科技與工藝，設(shè)計嚴謹細微。
2.3 保溫防熱
建筑通過外表面獲得太陽熱能，也失去內(nèi)部的熱能。外表面是內(nèi)外空間的過度界面，具有阻隔熱量流動的緩沖作用。在冬季建筑希望獲得充足的陽光，而在夏季則需要阻擋直接的太陽輻射。因此表皮要起到節(jié)能和調(diào)節(jié)舒適的作用，也就是保溫與防熱的功能。
防熱的基本原則：減輕太陽的直接輻射與間接輻射，強化自然通風(fēng)。建筑防熱是一項系統(tǒng)工程，應(yīng)當(dāng)將朝向選擇、外圍護構(gòu)造與材料、通風(fēng)措施、熱能轉(zhuǎn)化等系統(tǒng)考慮；保溫的基本原則：充分利用太陽能：防止冷風(fēng)的不利影響：選擇合理的建筑體形與平面形式。
在建筑的外立面設(shè)計中，玻璃的運用十分普遍。而門窗的絕熱性能最差，約占建筑部件總能耗的40%～50%，是影響室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量和建筑節(jié)能的主要因素之一。改善外窗的保溫隔熱性能主要依靠提高窗的熱阻，比如采用雙層或多層玻璃、中空玻璃等。但冬季需要考慮的是減少熱量的損失，更多地獲得陽光，而夏季正好相反，需要避免陽光直射。良好的視野需要透明的外墻，而過多的玻璃外墻對于保溫、阻熱不利。尤其針對不同氣候條件，設(shè)計策略往往不同，甚至相反。
2.4 低能耗和提高能源效率
建筑采暖、制冷耗能巨大，不可再生能源不僅儲量有限，而且在使用過程中會產(chǎn)生大量有害氣體，導(dǎo)致空氣污染、土壤酸化、溫室效應(yīng)。因此，實現(xiàn)建筑低能耗的措施許多設(shè)計作品中均有表現(xiàn)：①法蘭克福商業(yè)銀行總部的建筑監(jiān)控系統(tǒng)可操縱內(nèi)層立面墻板及幕墻窗的開啟，通過傳感器使未使用空間的系統(tǒng)關(guān)閉，控制花園立面板墻、溫度變化幅度和通風(fēng)。②柏林議會大廈利用植物油此類的再生能源，并將兩個地下湖作為冷熱交換器儲存能量，使夏天的熱能儲存在深層以便冬天使用，把冬天的冷量儲存在淺層便于夏天使用，形成了可循環(huán)的生態(tài)平衡。③倫敦市政廳的節(jié)能設(shè)計最為巧妙：由于靠近泰晤士河，地下水位較高，整座建筑的制冷系統(tǒng)便采用地下冷水系統(tǒng)，通過積水池收集地下滲水供建筑使用，而不需要附加的冷源熱源。利用這些措施通算下來平方米耗能僅占普通辦公樓的1/4。
能源利用的核心是提高能源效率。建筑物的能源輸入主要靠市政公用系統(tǒng)提供。這需要大量的設(shè)備投入，預(yù)留管線接口，建設(shè)配套用房。人類的能源使用是單向的，純消費型的。應(yīng)當(dāng)從能源的供應(yīng)而不是需求這方面，來考慮全球的能源使用問題，通過更好的設(shè)計來改善建筑的能源消費性能。
建筑對再生能源的利用可以通過幾個渠道，一是太陽能和風(fēng)能：另一部分是地?zé)崮�。太陽能是通過建筑表皮作為介質(zhì)。
2.5 集成立面
集成立面設(shè)計是將立面中具有的各種功能元素互相分離再重新組合，而不同于傳統(tǒng)建筑中外表皮的復(fù)合功能（窗具有采光與通風(fēng)功能）。
2.6 建筑表皮的“呼吸作用”
建筑在某些情況下會采用全封閉的圍護結(jié)構(gòu)，抵御強風(fēng)襲擾這樣的惡劣氣候，但是這樣會造成室內(nèi)空氣的滯留，引起各種疾病。“呼吸式”雙層幕墻圍護結(jié)構(gòu)應(yīng)運而生。“呼吸式”雙層幕墻是在傳統(tǒng)幕墻外增加一層玻璃幕墻，通過適時調(diào)節(jié)幕墻設(shè)備開關(guān)使雙層幕墻中間進入或溢出空氣，比傳統(tǒng)幕墻節(jié)能可達30%以上，采用不打膠工藝，沒有硅酮膠的二次污染。
2.7 積極適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂?nbsp;
使建筑積極適應(yīng)氣候，減少對當(dāng)?shù)啬茉吹囊蕾囈彩潜夭豢缮俚脑O(shè)計環(huán)節(jié)。在法國電力公司辦公樓的設(shè)計中，為了適應(yīng)當(dāng)?shù)販嘏瘹夂�，建筑�?nèi)部使用外露混凝土，有助于在夏季日問吸收大量熱量，晚上東西立面上窗戶會自動打開，讓空氣進入使混凝土樓板冷卻。
3 結(jié)束語
本文以建筑表皮為切入點，著重論述了表皮生態(tài)設(shè)計策略：自然通風(fēng)：自然采光；保溫隔熱；低能耗：集成立面：新技術(shù)應(yīng)用：積極適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂�。通過理論和案例相結(jié)合方式，充分展現(xiàn)了當(dāng)代建筑表皮生態(tài)設(shè)計理念及應(yīng)用，以及生態(tài)建筑表皮主要特征和發(fā)展趨勢，以期為建筑同行提供參考與借鑒。
參考文獻：
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