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［摘要］生態建筑設計，又稱綠色建筑設計，可持續建筑設計等。由于嚴重的能源危機和污染問題，利用生態設計方法建造綠色建筑在世界范圍內越來越流行，一些建筑師認為生態設計可以減少能源和自然資源的消耗，降低化石能源對環境的污染和溫室氣體的排放。但也有人批評生態設計必須使用高科技設備，這將花費很多錢和額外的能源，是一種得不償失的浪費。本文將通過實例來說明生態建筑的設計方法可以很好地利用自然氣候，對于節約能源、資源和減少消耗有顯著的好處。

［關鍵詞］生態建筑設計；節能減耗

首先，生態設計方法可以節約水資源。水資源管理是生態建筑設計的一個重要目標。建筑中可以采用多種方法節約寶貴的水資源。雨水收集系統是一種有效的方法，尤其是在降雨量大的地區。雨水通常來自屋頂、露臺等建筑物表面，經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、洗衣機和水槽產生的廢水，但不包括廁所的廢水，即黑水。家用灰水過濾系統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文在《生態建筑設計手冊》一書中寫到，對于一個家庭來說，灰水系統每天可以節約100加侖的水。

通過以上兩個系統，原本將被排入下水道的雨水和灰水又可以重復利用于日常生活。當然，此了以上兩種系統外，在建筑的使用中還有一些更容易的節水方法，例如使用節水水龍頭和節水坐便器等。其次，空調系統的生態設計可以節約能源。混合型空調系統是一種有效的生態設計方法，楊經文在《ConstructedEcosystems》一書中描述了混合型空調系統是一種結合自然通風和低能耗機械空調系統的方法。混合模式的目的是鼓勵和最大限度地利用自然通風，創造盡可能自然的環境。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。只有當外部溫度超過舒適限度時，才會使用機械冷卻系統。以生態設計聞名的建筑大師楊經文設計的倫敦Elephant&CastleTower方案是一個典型的案例：這棟建筑可以通過關鍵部位的閘門來控制風是否能穿過。在夏季，閘門開放，鼓勵最大限度的自然通風來冷卻房間。在冬季則關閉閘門，以擋風和保溫。而在春秋兩季則根據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減少傳統空調和通風系統的使用，居民只需打開窗戶讓房間通過自然風降溫，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，生態設計方法可以利用太陽能。太陽提供了源源不斷的清潔能源，尤其在一些陽光充足的地區。楊經文在《DictionaryofEcodesign》一書中講到：太陽能系統包括所有類型的太陽能發電，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動的，因此太陽能轉換成電能后可以得到更廣泛的應用。此外，與化石燃料不同，太陽能發電是一種清潔能源，不會造成水、空氣和溫室氣體的污染。小型太陽能電池板，是一種將太陽能轉化為電能的半導體電池，它可以建在屋頂上，對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能電池板來降低運營成本。研究數據顯示，2014年，太陽能幫助抵消了美國2200多萬噸的有害碳排放，相當于減少了470萬輛汽車行駛在公路上，或節省了25億加侖汽油。

這是對全球環境的重大貢獻。在美國，有時業主和企業并不需要購買整個屋頂太陽能系統，第三方公司或電力公司會負責安裝和維護，客戶只需付很少的租金就可以使用太陽能發電系統。使用太陽能的生態設計有許多好處，例如便宜和清潔。太陽可以為人類提供大量綠色和可再生的能源，不會釋放任何有害的污染，同時也能減少化石燃料的消耗。一些評論家認為生態設計必須使用昂貴的高科技設備，有時還需要消耗額外的能源。例如雨水收集系統和灰水系統需要昂貴的凈化設備和電能來保證系統的運行。建筑師應該關注成本，以及成本是否能帶來有價值的效果。然而這種批評忽略了被動式生態建筑設計。生態設計包括被動式設計和主動式設計。主動式設計依賴于設備和能源來維持系統的運行，而被動式設計可以利用當地的氣候，設計出合適的建筑形式，從而達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其實就是主動式設計和被動式設計的結合，建筑師完全可以只使用一些被動式的方法：利用盛行風來使房間在夏季變得涼爽是一種值得稱贊的通風設計方法。首先，建筑師應該獲得當地盛行風的信息。然后，在適當的建筑立面上開窗，讓風通過房間。為了使盛行風進入建筑物，窗戶應設計在建筑物面向盛行風來源的一側。內墻應該與風平行，這樣風就不會被阻擋。

如果內墻必須作為屏障存在，建筑師也可以設計屋頂通風口來促進空氣流動，通過對流來排出房間里的熱空氣。這是因為冷空氣和熱風的密度不同，由于熱空氣比冷空氣輕，因此熱空氣會上升，通過屋頂通風口排出房間，溫度較低的空氣補充進來，又變熱、排出，循環往復。這些例子說明一個深思熟慮的被動通風設計可以鼓勵和引導主導風通過房間，如此這些房間就可以減少空調的使用。這意味著被動式設計可以節約能源，而不需從本文舉出的實例可以看出，生態建筑設計可以利用自然氣候和資源，在節能降耗方面具有顯著的效益。隨著能源危機的日益嚴重，可以預見的是，由于生態設計的巨大好處，建筑師和社會將會更加關注生態設計，人們對減少或消除建筑中的化石燃料消耗越來越感興趣，設計過程也會因此而進化。隨著科學技術的進步，建筑生態設計必然會得到蓬勃發展。

作者：田歌川 單位：英國曼徹斯特大學