浅谈建筑中的生态低技术

2023-03-03

随着人类进化步伐的加快、人类文明的进步、社会工业化水平的提高, 自然环境正在以前所未有的速度退化着, 直到人类意识到恶劣的环境不仅影响了其现在的生活状况, 而且严重威胁着人类子孙后代的生存, 人类才重新开始审视自身与自然环境的关系, 并把“生态”“可持续发展”的概念融入生产生活中。生态高技术是一种基于高科技、新材料的建筑技术, 国内外已有建筑实例和相关理论;而生态低技术是提炼传统技术中至今仍适用的、并能融入现代建筑的建筑技术, 多采用当地或可循环材料、利用自然能源, 国内外对此研究较少。本文将围绕生态低技术中涉及的生态材料已经生态建材在建筑中的运用展开论述, 以期能对这一技术的应用做一简单研究与总结, 供同行参考。

1 生态建材的范畴

生态建筑与生态建材密切相关。1988年, 第一界国际材料科学研究会上首次提出了“绿色材料”的概念。指出:绿色材料、绿色产业、绿色产品中的绿色, 是指以绿色度表明其对环境的贡献程度, 并可指出可持续发展的可能性和可行性。1992年, 国际学术界明确提出生态建材的定义:即指在原材料采取、产品制造、使用或废料处理等环节中, 对地球环境破坏最小、有利于人类健康的材料, 亦称之为“环境调和材料”。其主要特征:首先是节约资源和能源, 具体表现在材料本土化, 可再生、废旧材料的使用, 可再生能源的使用, 耐久性高等;其次是减少环境污染, 避免温室效应与臭氧层的破坏, 具体表现在改进材建材生产过程、研发建材原料降低CO2排放量;第三是容易回收和循环利用, 具体指建材在完成一次生命周期后能进入下一个建筑运营过程而不成为废弃物加重环境负担, 并周而复始循环;最后是满足人类健康舒适方面的要求, 主要指建筑室内装饰建材无危害人体健康的甲醛、苯类等有毒、有害物质, 建材有较好的保温、隔热、隔音、防潮等功能。

2 低技术生态材料在现代建筑中的运用

2.1 本土材料的运用

(1) 植物类材料如:木材、竹子、农作物纤维块的运用从古至今木材都是主要的建筑材料, 但是无节制的砍伐导致一些国家和地区森林面积不断缩小, 森林生态环境遭到严重破坏, 不少物种濒临灭绝。因此如今只有在很少一部分森林覆盖率高, 林业管理得当的国家和地区才提倡使用木材作建筑材料, 很多国家木材已成为缺稀材料, 我们中国就是其中之一, 由于木材的使用, 大大减少了森林的面积, 所以现在不提倡使用原木材料。但同时也要在此强调一点, 如果人们能够合理地进行树木的砍伐和种植, 让树木的生长和利用处于一个同步稳定的状态, 那么木材会是优异的建筑材料。

只要我们稍加留意, 不难发现最近几年不论在住宅还是商业建筑中, 多了一种新的装饰、装潢材料——竹子。这种我们平时很常见的植物会成为建筑中的一员完全是由它的生物特性决定的, “竹”是禾本科植物中最原始的亚科之一, 也是禾本科植物中最具多样化的一个群。另一种建筑材料也是我们在乡间田野随处可见的农作物废弃物——秸秆, 由于秸秆的种类繁多在此笔者将它们通称为农作物纤维。最初的时候人们采摘完这些植物的果实, 把剩下的几近干枯的植物杆子随处堆放, 好一些的把它们晒干后作为柴火烧掉。随着社会进步, 农村通上了煤气, 不再需要柴火了, 于是有人想出了把这些秸秆堆放焚烧, 结果这些植物纤维燃烧产生了大量的烟雾, 造成了严重的环境污染。有报道称某地区由于秸秆的燃烧产生的大量烟雾对飞机的正常起飞造成了不良影响, 可见在室外燃烧秸秆对环境对社会的影响之大。

(2) 土的运用。大自然给我们人类提供了广阔的土地资源, 我们在土地上可以种植、可以放牧、可以建房、可以从事各式各样的活动, 当然也可以用泥土建房。我国黄土地区就根据当地特殊的地质特点, 挖土建房, 使窑洞成了那里特有的建筑形式。虽然从现在人类的生活条件来看, 传统的窑洞在居住条件上有诸多不足之处, 但我们还是可以从其中获得不少启发以指导现代建筑的设计, 也可以用一些进步的建筑思维方式去改变传统的建筑模式。

我们在考虑把土运用于现代建筑的时候, 首先要研究的就是土在传统建筑中被运用的必然合理性, 以及土所具备的一些特质, 然后根据它的特性、根据我们现代建筑的需求, 形成我们所要的建筑模式。土建材的优点主要包括: (1) 土作为建筑材料已经在世界各地沿用了上千年, 被用来代替稀有而且会对环境造成污染的能量密集型工业建筑材料, 像粘土砖、刨光木材和水泥等, 这些材料在贫困国家是很昂贵的, 在我国经济不发达地区同样不易得。 (2) 土的储热能力和传导性能都优异, 如果设计得当, 建筑在冬季白天获取太阳能, 并且把热量储存在土墙体中, 到夜间再通过辐射 (土墙还有很强的辐射能力) 提高室内的温度。夏天, 假如建筑的遮阳设备和夜间通风做得好的话, 厚重的土墙体也能吸收起居室多余的热量, 这样就减少了人为取暖、制冷消耗的能耗。 (3) 土墙的隔声性能较好, 能给人的心灵带来安全与平静的感觉。此外, 石材也是建筑中不可或缺的生态本土材料, 限于篇幅, 本文将不介绍这种材料。

2.2 废旧材料的运用

每一种材料, 在制作和使用的时候都有它固定的用途, 经过一个使用周期后当它失去原有的使用价值, 人们就把它抛弃到环境中, 成为废弃物, 这些废弃物给环境带来了巨大的负担。

其中有的废弃物在降解技术上存在一定的困难, 有的降解成本太高, 有的原材料属于稀有材料, 废弃后就造成了很大的浪费。不论是上述的哪一种情况, 作为建筑师、环境设计师, 本着对环境负责的态度, 如果在建筑环境设计的时候能够合理的用上废弃材料, 发挥他们传统使用价值之外的价值, 那将是对环境对社会做出的巨大贡献。如现在已经出现了用旧轮胎作为房屋主要构件, 在轮胎中装入泥土, 干燥后形成土砖, 轮胎橡胶在轮胎内钢筋的作用下成为土砖的外层维护结构。