一、可持续建筑概念界定及研究范围

1  概念区分与界定

工业化发展多年后“现代主义”功能至上的建筑理念逐渐被时间遗弃，建筑呈现出现代化折衷主义的特点。现代建筑理论呈现多元化、矛盾化、复杂化、集约化、交叉化等多方面的发展趋势。在建筑与社会发展、自然生态结合越来越紧密的今天，每种可持续建筑理论都有其侧重方向，由此出现了形形色色、各式各样的建筑标签，但究其根本原理又发现它们之间存在某种内在联系。

（1）节能建筑：上世纪末，由于全球对石油、矿产等不可再生能源进行普遍无节制的使用和开采，造成了世界性的能源危机。能源危机爆发后，节能建筑的相关理论和研究成为了炙手可热话题。顾名思义，节能建筑就是通过设计与技术手段，考虑气候与能耗因素，遵循节约原则，降低建筑在建造、使用、维护过程中的各种能源消耗，是一种能效利用率高的建筑。我国《民用建筑节能设计标准》颁布于 1986 年，表明了我国在 80 年代贯彻国家节约能源的政策下，研究学者就已对建筑降低使用能耗有初步的研究成果。2005 年随着节能省地型建筑的提出，政府部门对建筑在节约能耗、节约水资源、节约材料、节约用地方面做出了更为具体的新要求。

（2）生态建筑：意大利建筑师 Paola·soleri 以生态学范畴的理论为基础，将其交叉融合至建筑学邻域，取建筑单词的前半 Arc，结合生态学的后半 ology，于 20 世纪 60 年代创造了建筑学的新方向——建筑生态学（Arcology）。这标志着将建筑视为地球生态的一部份，将建筑融入整体生态环境考虑。但由于两学科多方向的深度交织、多元化发展等原因，造成生态建筑概念界定不确切，给生态建筑概括出一个既简单又明确的概念非是易事。部分研究人员将有机建筑、地域建筑、自然建筑、绿色建筑、气候建筑、健康建筑甚至御寒建筑、空气上升建筑等同于生态建筑，虽然这些类型建筑在某些方面确实符合建筑生态学范畴，但片面的将生态建筑等同于它们是不准确的。确切来说生态建筑是“根据当地的自然生态环境，运用生态学、建筑技术科学的基本原理，采用现代化科学技术手段，合理地安排并组织建筑与其他领域相关因素之间的关系，使其与环境之间成为一个有机结合体。”

（3）绿色建筑：绿色建筑的概念同样最开始出现于二十世纪末，我国《绿色建筑评价标准》中将绿色建筑定义为“在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源，节能、节地、节水、节材、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，创造自然和谐共生的建筑”。其中全生命周期指建筑从初期规划开始，到建筑设计、具体施工、投入使用、围护管理直至最后报废拆除的整个过程，最大程度上压缩资源和能源的消耗，控制不可回收利用建筑垃圾的产生。可以看出绿色建筑是凌驾于节能建筑的理论，它包括了能源节约与环境节约方面内容，其考虑同时涵盖了经济和环境因素。绿色建筑把环境和建筑作为一个整体，进行总体考量，注重各专业的相互关联，从建筑生命周期开始到结束的过程中，减少建筑对使用者和整体环境的有害影响。

（4）可持续建筑：可持续建筑的概念和由其衍伸的原则、技术、评定等理论的形成，都源于可持续发展的提出。由于世界范围内对可持续发展概念定义的共识，因此可以将可持续建筑定义为：对世界的可持续发展有积极贡献的建筑，是既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要所构成危害的建筑。可持续通过结合环境，降低建筑的建设对周围环境产生的负面影响，满足居住者的身心健康需求。可持续建筑是综合全方位考虑减少能耗、节约用水、减少污染、保护环境、保护生态、保护健康、提高效率的建筑，使建筑既满足当代人们的舒适合理需求又有利于后代未来的生存发展。

世界经济合作与发展组织提出的可持续建筑判断标准有四原则一因素，具体包括：资源应用效率原则，能源使用效率原则，污染防止原则（  室内空气质量，  二氧化碳的排放量），环境和谐原则及前述原则的研究评定因素。

不仅大部分群众分不清楚节能建筑、绿色建筑、生态建筑、可持续建筑概念定义的不同，自建筑技术科学向着生态、环保、节能等方向衍伸后，有部分研究学者也将其概念视作等同。

但从上述各理论概念定义可以看出，虽然它们在一定程度上都与能耗、环境结合程度、生态等有关联，虽有相似，但其内涵与外延都存在差异性。

节能建筑的关注点主要在能耗，绿色建筑的关注点主要在节能与环保，生态建筑的关注点主要在生态学原理和方法利用，但可持续建筑理念涵盖了社会文化、经济发展、生态环境、公共服务、交通出行、政府管理、住房和建造环境的内容，并不是单纯的节能减排，绿色建筑、生态建筑等都是可持续建筑的一部分，但它们不是可持续建筑的全部。可持续建筑在强调效率同时更注重建筑对人类健康和环境的影响，它降低了因建筑引起的自然环境的污染，扩大了建筑物外部效应的作用范围，不仅着眼于当前建筑物的能源利用效率，并放眼于未来考虑了建筑物对子孙后代的影响。 

2  研究的范围界定

由可持续建筑的概念界定可以看出，它是一个综合、复杂、涵盖面广的概念。可持续建筑与科学技术、自然环境及社会意识之间的各个层面都具有理论上的关联或重合。在空间范畴上具有与环境整体协调的特性，在时间范畴上具有全生命周期的特性，这些特性决定了可持续建筑的关注层面从宏观来说可以是整个区域城市的范围，从中观来说可以是整片居住社区的范围，从微观来讲又可以对单体建筑或建筑内某个具体空间进行研究。

本篇论文的研究以夏热冬冷地区作为地域范畴，选取可持续建筑在居住社区整体层面的理解作为研究对象，对小区在整体层面上基于气候分析的布局、朝向、遮阳、自然通风，能源资源利用，生态绿化，文化继承等方面的可持续设计研究。

二、可持续建筑的自然观

1  地域性传统的建筑倾向

传统地域性建筑在长时间内不断的适应自然生态变化，与自然地理环境和地域气候条件动态适应，逐渐形成了特定的建筑风格。例如夏季炎热多雨的山区地区，干阑式建筑底层架空的设计，有效的避免了潮湿空气对室内环境的湿度影响；在南方采用坡屋面小天井院落的房屋为多，原因在于较小的天井面积可减少建筑接受太阳辐射时间，一方面在夏季天井口的烟囱效应可保证优质的自然通风，另一方面雨水从坡屋面落入天井流畅的排出室外，相反在北方建筑中，需要较大的中庭面积才能保证冬季接受较长的日照时间。

建筑不仅是人们居住生活的地方，更是当地文化的承载地和凝聚地，建筑的人文环境及其所体现的文化内涵也是住区生态价值的重要体现。

如图 2-1 所示，建筑的设计不能仅停留在技术应用层面，还需要充分考虑当地的人文因素，体现出继承传统的人文地域价值。现代的地域性建筑不仅强调建筑外观上的地域性，并强调当地材料和技术的应用，尊重地方文化，继承和发展当地的传统建筑施工技术、生产技术和建筑形制。

2  尊重自然环境的倾向

自然环境在人类事物中发挥着原动力的作用，人类发展史就是一部与自然相处的历史。不同地方的自然环境对当地的物质文化和生产技术产生了不同的影响，但人们对与自然的敬畏是相同的，建筑空间环境依赖和顺从于自然环境。 自古我国传统村落的选址讲究面水背山，坐北朝南。坡向和坡度大小会影响建筑的日照和自然通风，将房屋建在向阳的南面山坡上可使建筑受到较好的日照和自然通风。南坡是太阳照射最为直接，辐射量最大的坡向，也是物体投射阴影最短，遮蔽程度最小的坡向，因而南坡是冬季最暖和的地方；同时，南坡夏季具有较为舒适的东南风，而冬季由于山坡的阻挡，寒冷的西北风影响较小，故而保暖效果相对较好。

3  生物气候建筑倾向

必须考虑地区内的气候条件，根据地区内的气候特征如太阳日照与太阳辐射、风向降水和湿度、气温等因素选取有利地形和建筑朝向，日照和通风也是可持续设计必须考虑的重要方面。

例如夏季通风和冬季防风对于住宅建筑的节能和舒适性提高具有重要意义，住区选址时应顺应当地夏季主导风向，最大程度利用自然通风，尽量避开冬季主导风，以降低建筑耗热，提高室内热舒适度；同时，住区必须避开工业污染区，尤其不能设置在污染区风向的下游。一般而言，各地区冬夏季主导风向并不相同，则需要通过权衡判断来解决通风与防风的问题。

通过土地的高效利用，优先采用被动式设计，有选择的结合主动式设计。通过建筑平面的优化、材料和能源的节约、表皮优先和建立生态补偿等设计策略达到建筑的可持续目标。

三、可持续建筑的技术观

在可持续建筑技术方面，可采用以传统为背景的低技术，也可采用以现代高新科学为背景的高技术，还可采用低技术结合高技术形成的较为经济的中间技术来解决提高建筑资源、能源利用效率和降低环境影响等问题。但每一种技术的选择都应基于项目的实际情况，根据低技术、中间技术、高技术的整合选择适宜的技术路线。 

1  低技术

由于低技术建筑是由地域与传统建筑技术演化而来，因此其具有传统原始建筑的生态性和可持续性，并在一定程度上延续了传统建筑的形式美。在工业社会以前，生产力水平较低，人们在对自然环境的长期适应过程中自发地形成了具有地域特征的建筑技术。传统建筑在形式上均表现出一定的适应当地自然气候与地理环境的特征，从可持续的眼光来重新审视这些传统技术和做法，其中许多都具有良好的节能环保作用。

在可持续建筑设计中，同样可采用现代工业化以前的传统建筑被动式手法来减少建筑受室外环境的影响，减小对自然系统的破坏。低技术在材料选择和构造做法上充分考虑建筑技术的经济性和在地性。从另一角度看，其也是对传统建筑的继承与延伸。低技术建筑几乎不涉及现代昂贵的科技技术和高端材料，但在对地域性材料的运用和传统材料的更新运用、选择方面更巧用心机。

采用低技术的可持续建筑在前期建设阶段投入资金相对较少，可在一定程度上降低建筑建造成本。同时，低技术建筑针对地域气候、区域生活习惯的设计手法具有较强的地域性和传承性，可应用在规模较小、空间跨度要求不高的建筑项目中。低技术采用地方材料和传统技术结合的地域性设计手法，也可取得良好的降低能耗、保护生态环境和文化继承的可持续效果。

2  中间技术

中间技术最初是由英国经济学家（E.  F.  Schumacher）提出的，在他的著作《Small Is Beautiful》中阐述了适用于发展中国家的中间技术。高科技的使用往往需要很多的配套设施作为技术支撑，这些配套设施的建设对于经济不发达地区不是一朝一夕就能完成的，但建筑技术低水平的重复已不能满足现代人们日常的生活需求，因此需要在旧模式和新技术之间取得平衡，称为中间技术。

中间技术弥补了传统技术低效率和昂贵的进口建筑技术、设备之间矛盾，采用中间技术的建筑不需要耗费巨资，并在最大程度上采用当地的材料。另一方面，在建设过程中由于技术难度较小、施工复杂程度低、对施工管理人员教育层次的要求不高等因素，减小了项目施工的执行难度。尽可能的利用太阳能、地源能、风能等可再生能源，以此来适应环境的变化。中间技术是建立与建筑需求和经济水平基础上的，中间技术反映了一个地区的整体技术水平。

中间技术与廉价的传统技术相比较，生产率较高，与资源密集的高技术相比较，成本较低。因此，中间技术概念的提出主要是针对发展中和落后国家，在相对低成本、低难度的前提下，实现了能源、资源的高效利用。 

3  高技术

建筑中的高技术是充分利用一切可以利用的高新材料和新型技术来解决建设中所面临的问题。对应新型技术的运用，在 20 世纪 50 年代后期产生了高技派（High-Tech），是在工业革命发生后建筑技术革命，带来的建筑变革，并由此产生的新的建筑流派。其特点如下：（1）采用强度高、体量轻、用料少的新型材料，施工时便于灵活装配提升建设速度；（2）结构固定情况下功能空间可自由变化，运用技术的合理运用和空间的灵活性以达到空间的多功能需要；（3）在建筑审美方面，应将技术性作为建筑外观审美的决定因素，同时使高技术与传统美学相结合以适应人们的生活习惯。

高技术建筑是一种以技术为主导的设计手法。从本质上看，高技术建筑（High-TechArchitecture）是建筑学理性思维和科学技术的交集；从形式表现上看，高技术建筑乐于在外观上采用预制的装配化、标准化构件以展现高新技术的现代科技感。高技术的应用上，充分利用现代高新科学技术方法来解决提高建筑资源、能源利用效率和降低环境影响等问题，高技术是建筑学学科范畴内理性思维和科学态度的最佳体现。

高技术建筑虽然在建设前期投入相对较高，但其后期使用运营回报率高，且技术指向性强。对技术和管理水平的要求较高，且高技术的可持续建筑中并不抵制低技术的使用。高技术的可持续建筑技术手段通常用于低技术和中间技术无法在空间、跨度、室内环境等功能性要求高的建筑物中。

四、可持续建筑的系统观

1  全局性思维

可持续建筑的营造旨在平衡建筑与环境、社会、经济三方面因素，在可持续观念的指导下，将建筑营造行为纳入“社会、经济、环境、人类”的系统中，既实现社会价值又保护自然价值，促进人与自然的共同繁荣。由此可见，要实现可持续建筑，必须涉及学科领域交叉、跨越多层级尺度范畴、贯穿建筑寿命周期、涉及众多相关主体、硬学科与软学科共同支撑的整体系统。以全局性思维站在整体的角度看待建筑与环境，建筑不再完全以人类为中心，而是运用可持续价值观，允许人类、动物、植物的正常利益在一个动态平衡的系统中相互作用。

2  交叉性思维

由于可持续建筑在理论上和实践上的广泛发展，技术策略的积累已有一定成果和经验。同时建筑学科涉及的范围较广，且在技术应用上的层次不是概念性的一笔带过。因此，在实际的建筑营造活动中，当这些普遍性的技术和理论与实践的特殊性相遇需要有效率综合的处理问题时，理论、技术与实践之间的平衡就变得复杂起来。这时，不能单调的以某一纯粹的技术角度来解决问题，需以学科之间交叉性的思维来解决和优化可持续建筑设计，考虑学科技术之间在整个建筑生命周期时间内的空间关联性。例如，区域性的能源结构和自然资源的不同会在极大程度上动摇建筑策略的优先性、地方材料的生产和使用并不一定环保节能反而在破坏当地的自然环境，这需要建筑师、工程师们以交叉性思维和全面的眼光来考虑可持续建筑设计产生的矛盾性解决方案。

五、总结

文章通过对可持续建筑相关概念的区分与界定，阐述了节能建筑、生态建筑、绿色建筑及可持续建筑的内在关联，同时确立了本论文的可持续建筑研究是在人居小区整体层面上对居住社区整体进行气候、能源资源利用、生态绿化、文化继承等方面的可持续设计研究。对可持续建筑的自然观、技术观、系统观方面进行了详细的阐述，为下文打下了详实的理论基础。