系统生态学视野下的居住建筑可持续设计研究

发布时间：2020-08-26 18:20

【摘要】：现在已经可以证明建筑是一个远离热力学平衡的开放系统。以当下地球上生活着的人类的数量,他们的庇护所——建筑物,早已成为生态系统中拥有重要影响力的一部分。系统生态学是一门生态学学科,其所研究的对象是生态系统的性质,并致力于通过系统理论揭示其本质。本文所着眼的正是“处于生态系统中的建筑设计”,试图通过系统生态学的视角再一次审视、认识甚至理解建筑与人,与自然的关系,从而能够为今后的建筑设计工作提供新的思路和方法。真正的建筑师,也可以被称为思想家,他们在正统的建筑学训练之后能够看到整体与部分以及它们之间的关系。但以往的训练都是基于欧几里得几何的空间排布、材料、结构或者一定的美学素养,所以往往在能量、生物生态和社会经济等方面有所欠缺。在过去的百年间,一部分优秀的设计者投身变革的激流,对建筑的技术与形式进行了大胆地实验,也的确带来了深刻影响。但是从当下回望,现代建筑的变革太过容易受到新型技术的影响,今天的建筑在建造和运行中都不得不高度依赖机器设备。现代建筑不仅是“居住的机器”,也可以称之为制造污染和废物的“机器”。所以,设计者也许可以向着另外一个方向进行尝试,一个没有轰鸣与浓烟的方向。当下人类所面临的困境是所知历史中前所未有的。建筑是人类最重要的社会实践之一,也是一门值得深入研究发展的综合类学科。当现有的建筑方法受到限制时,引入其它学科的理论方法,可以有所帮助。本文使用了生态学中的能量系统语言体系帮助阐述建筑中的系统原理,并利用热力学的普适性将各学科的理论相结合。遵循热力学的三项定律,可以发现可持续建筑设计的三个杠杆作用点,并可以在多个尺度上进行阐述:第一个杠杆是效率,效率很大程度上限制着建筑系统的有效性。虽然更高效率的转换可以减少浪费,但是在中等效率的情况下可以发挥最大功率,所以必须接受一定形式下的浪费,并且设计各种规模下废物的总消费量。第二个杠杆是在建筑物中使用集中、环保的资源。减少或消除上游成本高昂的资源往往是有效的,但是对塑料、电力和信息等高强度资源的使用可以促进整体的繁荣,这就要求设计者对这些资源的利用进行更精细地考量。第三个杠杆是材料、建筑物本身和当地环境。建筑及其部件的使用寿命越长,它可以提供的服务就越多,但是在人们的搬迁周期中会不断制造废物、一次性产品的使用不断增加,这与长寿的建筑物产生了冲突。所以需要设计建筑物的耐久性和使用寿命以符合特征周期的变化。所有这三点在复杂的自组织系统中都是关于平衡、规模和比例的问题,这就要求设计者认识到建筑环境随着时间推移而发展变化的动态模式,并学会利用它。
【学位授予单位】：河南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU241.91

【参考文献】