冼惠聰

廣州漢森建筑設(shè)計(jì)有限公司 廣東 廣州 510620

1 引言

在全球氣候變化和環(huán)境惡化的背景下，人類對生態(tài)環(huán)境的關(guān)注和保護(hù)意識逐漸增強(qiáng)。建筑行業(yè)作為社會發(fā)展的重要組成部分，其對自然環(huán)境產(chǎn)生的影響日益顯著。過去的建筑設(shè)計(jì)往往忽視了與自然環(huán)境的關(guān)系，導(dǎo)致了許多環(huán)境問題，如能源浪費(fèi)、污染物排放、生態(tài)破壞等。因此，在當(dāng)代的建筑設(shè)計(jì)中，關(guān)注建筑與自然環(huán)境的和諧關(guān)系對于促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。本文將從建筑設(shè)計(jì)與自然環(huán)境的關(guān)系、相互作用和可持續(xù)發(fā)展策略三個(gè)方面進(jìn)行探討，旨在為未來的建筑設(shè)計(jì)提供有益的參考。建筑設(shè)計(jì)與自然環(huán)境和諧效果見圖1。

圖1 廣州黃埔?guī)X頭茶亭實(shí)景

2 建筑設(shè)計(jì)與自然環(huán)境的和諧關(guān)系

2.1 自然環(huán)境的特點(diǎn)對建筑設(shè)計(jì)的影響

自然環(huán)境對建筑設(shè)計(jì)的影響可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析：

（1）地形：地形是自然環(huán)境中的一個(gè)重要因素，直接影響建筑基地的選址、建筑形式和結(jié)構(gòu)體系。建筑師需要充分考慮地形條件，合理布局建筑物，使其與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)[1]。以長嶺茶亭項(xiàng)目為例，茶亭選址在海拔傳統(tǒng)村落的高山茶園之上，勘察選址是分別在山脊、山腰和山坳針對地形和景觀資源選出備選方案，考慮到在山地、丘陵地區(qū)，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能依山就勢，避免過度開挖和填方，并盡可能尋找地勢平坦以及地質(zhì)可靠的基底，以減少對自然環(huán)境的破壞，最終選擇了在山腰風(fēng)景較佳的原有農(nóng)具房硬化及地上展開設(shè)計(jì)；若在河流、湖泊附近，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)考慮防洪、排水等問題，確保建筑物的安全和功能的需求。

（2）氣候：氣候?qū)ㄖ牟晒狻⑼L(fēng)、保溫、節(jié)能等方面產(chǎn)生重要影響。建筑設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮所處氣候環(huán)境的特點(diǎn)，如溫度、濕度、日照、風(fēng)向等，以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)舒適度和節(jié)能目標(biāo)[2]。例如，在南方高溫多雨地區(qū)，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮被動(dòng)節(jié)能遮陽與自然采光通風(fēng)，以降低室內(nèi)的溫度和濕度保持舒適性，并針對雨季考慮好屋頂排水和防水措施，通過巧妙的建筑坡屋頂設(shè)計(jì)與架空空間結(jié)合，是嶺南傳統(tǒng)建筑的常用設(shè)計(jì)手法，通風(fēng)巧妙的融合在建筑空間設(shè)計(jì)之中，空也有利于排水和防潮，以保證建筑物的耐久性；相反，在寒冷地區(qū)，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)采用良好的保溫材料和合理的窗戶布局，以減少熱量損失。

（3）水文：水文條件包括地下水、地表水、雨水等，對建筑設(shè)計(jì)也具有重要影響。建筑設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮水文條件，確保建筑物的安全、健康和環(huán)保。例如，在地下水位較高的地區(qū)，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)注意防潮、排水等問題，避免地下室漏水、潮濕等現(xiàn)象；在地表水資源豐富的地區(qū)，建筑設(shè)計(jì)可利用水體進(jìn)行景觀設(shè)計(jì)，提升建筑物的美學(xué)和生態(tài)價(jià)值。在建筑采用建筑基底抬高或者架空吊腳的形式，是在我國南方多雨地區(qū)常見的設(shè)計(jì)手法。

（4）生態(tài)環(huán)境：生態(tài)環(huán)境是自然環(huán)境中的另一個(gè)重要因素，包括植被、動(dòng)物、微生物等生物資源。建筑設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和恢復(fù)，盡量減少對生態(tài)環(huán)境的破壞[3]。例如，在森林、濕地等生態(tài)敏感區(qū)域，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格控制開發(fā)強(qiáng)度，避免過度開發(fā)導(dǎo)致的生態(tài)破壞；在城市綠地、公園等生態(tài)設(shè)施的設(shè)計(jì)中，建筑師應(yīng)注重生態(tài)系統(tǒng)的完整性和多樣性，創(chuàng)造有利于生物棲息和繁衍的環(huán)境。

（5）地質(zhì)和地震：地質(zhì)條件和地震活動(dòng)對建筑設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)安全和耐久性具有重要影響。建筑師需要充分了解所處地區(qū)的地質(zhì)特征和地震活動(dòng)情況，選擇適當(dāng)?shù)牡鼗幚矸椒ê徒Y(jié)構(gòu)體系，確保建筑物的安全性。例如，在地質(zhì)條件較差的地區(qū)，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)采用加固地基、改善土質(zhì)等方法，提高地基承載力；在地震活動(dòng)頻繁的地區(qū)，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)采用抗震設(shè)防和隔震技術(shù)，降低地震對建筑物的破壞。

（6）文化和歷史：自然環(huán)境中的文化和歷史元素也會對建筑設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響[4]。建筑師應(yīng)尊重和保護(hù)所在地區(qū)的文化和歷史傳統(tǒng)，充分挖掘其文化內(nèi)涵，使建筑物與周圍環(huán)境形成和諧統(tǒng)一的整體。例如，在具有歷史文化價(jià)值的地區(qū)，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)遵循原有的建筑風(fēng)格和特色，保留歷史遺跡和文化符號，又或者通過現(xiàn)代的設(shè)計(jì)手法及創(chuàng)新的材料應(yīng)用，使得新舊建筑在對比之中找到平衡并形成對話；在民族特色濃厚的地區(qū)，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)孛褡宓纳盍?xí)俗和審美觀念，創(chuàng)造出富有地域特色的建筑作品，并嘗試通過當(dāng)代的建造工藝使傳統(tǒng)特色文化得意延續(xù)。

2.2 建筑與自然環(huán)境的和諧共處

在建筑設(shè)計(jì)中充分利用自然環(huán)境的資源是實(shí)現(xiàn)節(jié)能和可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。過去由于相關(guān)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)設(shè)備投入大、轉(zhuǎn)化效能低，制約了在建筑中對自然資源轉(zhuǎn)化成能源的應(yīng)用，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自然資源通過低成本高效的途徑轉(zhuǎn)化利用在實(shí)際項(xiàng)目中，逐漸被廣泛地應(yīng)用及推廣。

（1）太陽能是一種新興的清潔、可再生能源，現(xiàn)在在我國的建筑設(shè)計(jì)中被大力地推廣應(yīng)用。在建筑規(guī)劃布局的過程中，建筑師通過合理布局建筑物以獲得最大化的太陽輻射能量，在建筑頂部、花園、陽臺等地方設(shè)置太陽能光伏板或太陽能熱水器等設(shè)備把太陽能轉(zhuǎn)化為電能或熱能，隨著國內(nèi)對BIPV材料研究發(fā)展與突破，新材料的應(yīng)用不但把建筑設(shè)計(jì)與清潔能源應(yīng)用相互融合，還解決了傳統(tǒng)太陽能板單晶硅、多晶硅材料設(shè)置不夠美觀的問題，有效降低建筑能耗還能在未來實(shí)現(xiàn)碳中和的國家戰(zhàn)略目標(biāo)，逐步降低建筑對傳統(tǒng)能源的依賴[5]。

（2）地?zé)崮苁堑厍騼?nèi)部熱量的表現(xiàn)形式，是一種分布廣泛、可再生、低碳且最具有開發(fā)潛力的能源。建筑師通過對項(xiàng)目選址的考察，合理地設(shè)置地?zé)崮芟到y(tǒng)可以高效地把取之不盡的地?zé)崮埽蛊滢D(zhuǎn)化為能為建筑提供采暖、空調(diào)、熱水的能源，常見的如淺層地?zé)崮鼙粡V泛地利用在建筑項(xiàng)目之中，通過利用地源熱泵系統(tǒng)把地下200米以內(nèi)的地?zé)豳Y源轉(zhuǎn)化作為供暖及制冷的介質(zhì)，提高能源利用效率。

（3）風(fēng)能是一種可再生、清潔的能源。建筑師可以通過建筑空間造型設(shè)計(jì)與風(fēng)力發(fā)電設(shè)備相融合，結(jié)合在地氣候的特點(diǎn)利用風(fēng)能為建筑提供電力，例如多層及高層建筑可以充分利用建筑頂層空間增設(shè)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，超高層建筑亦可充分利用設(shè)備層、避難層等空間進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電，減少對傳統(tǒng)能源的消耗。

2.3 綠化設(shè)計(jì)和生態(tài)保護(hù)

在建筑設(shè)計(jì)中注重綠化設(shè)計(jì)和生態(tài)保護(hù)，有助于提高建筑與自然環(huán)境的融合度，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。以下是幾種綠化設(shè)計(jì)和生態(tài)保護(hù)的策略：

（1）綠化屋頂：綠化屋頂可以有效降低室內(nèi)溫度、減少空調(diào)能耗，同時(shí)也能減少雨水徑流、改善城市熱島效應(yīng)。建筑師可以通過不同地區(qū)的氣候特點(diǎn)選擇適當(dāng)?shù)闹脖环N類，設(shè)計(jì)綠化屋頂，提高建筑的生態(tài)價(jià)值并有效降低建筑的維護(hù)成本。

（2）立體綠化：立體綠化是在建筑立面、陽臺、空中花園、下沉采光井、多級臺地等空間進(jìn)行綠化的一種設(shè)計(jì)手法。立體綠化不但可以增加建筑物的綠化面積，而且還能改善周邊環(huán)境與空氣，提升使用體驗(yàn)感的同時(shí)也能降低建筑物對自然環(huán)境的影響。

（3）生態(tài)景觀設(shè)計(jì)：生態(tài)景觀設(shè)計(jì)是將生態(tài)原則融入景觀設(shè)計(jì)的過程。建筑師可以通過保護(hù)和恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)、采用原生植被、創(chuàng)建野生動(dòng)物棲息地等措施，實(shí)現(xiàn)生態(tài)景觀設(shè)計(jì)。人工濕地景觀設(shè)計(jì)是常用的設(shè)計(jì)策略，有效的把污水處理和自然環(huán)境融合在一起。

2.4 環(huán)保、節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展的建筑材料

選擇環(huán)保、節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展的建筑材料，有助于降低建筑對環(huán)境的負(fù)面影響，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。以下是幾種環(huán)保、節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展的建筑材料：

（1）綠色建筑材料：綠色建筑材料是指在生產(chǎn)、使用和廢棄過程中，對環(huán)境影響較小的建筑材料。這些材料通常具有低污染、低能耗、可再生等特點(diǎn)。例如，竹材、植物纖維、生態(tài)木、硅藻泥等被廣泛應(yīng)用在建筑材料之中。建筑師在選擇建筑材料時(shí)，尤其是在風(fēng)景優(yōu)美或自然資源豐富的地區(qū)，應(yīng)優(yōu)先考慮項(xiàng)目場地周圍特有的綠色建筑材料，不但與環(huán)境相互呼應(yīng)，減少對環(huán)境的負(fù)擔(dān)的同時(shí)盡可能降低成本。

（2）節(jié)能建筑材料：節(jié)能建筑材料是指在建筑過程中，具有節(jié)省能源、減少能源消耗的特點(diǎn)的材料。這些材料通常具有良好的保溫、隔熱、隔聲等性能。例如，外墻保溫材料、低輻射玻璃、空氣層磚等。使用這些材料可以降低建筑物的能耗，提高建筑物的能源利用效率。

（3）可持續(xù)建筑材料：可持續(xù)建筑材料是指在生產(chǎn)、使用和廢棄過程中，能夠循環(huán)利用、降低資源消耗的材料。這些材料通常具有可再生、可降解、可循環(huán)利用等特點(diǎn)。例如，在嶺南地區(qū)就有一種特殊的建筑名為蠔殼屋，利用生蠔殼堆砌成建筑的墻體，不但保溫隔熱好，還極具地域特色；此外，利用回收利用的混凝土、舊房瓦墻磚、生物降解塑料等也是被廣泛應(yīng)用的可持續(xù)建筑材料。選擇這些可持續(xù)建筑材料有助于減少資源浪費(fèi)，促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

3 建筑設(shè)計(jì)與自然環(huán)境的相互作用

3.1 建筑設(shè)計(jì)對自然環(huán)境的影響

（1）建筑高度、體量、材料等對周圍環(huán)境的影響：建筑高度、體量和材料的選擇對周圍環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，如遮擋陽光、影響通風(fēng)等。此外，建筑高度和體量還會影響周邊的微氣候條件，如風(fēng)速、濕度等[6]。建筑材料的選擇也會影響環(huán)境，例如使用高反射率的材料可能導(dǎo)致光污染，而使用不可再生資源作為建筑材料則會加劇資源枯竭。

（2）減少對環(huán)境的負(fù)面影響：在建筑設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)盡量減少對自然環(huán)境的負(fù)面影響，如降低建筑噪音、減少光污染等。建筑師可以采用各種策略來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，如選擇環(huán)保建筑材料、采用綠化設(shè)計(jì)、優(yōu)化建筑布局等。同時(shí)，通過合理的設(shè)計(jì)，可以使建筑物更好地適應(yīng)氣候變化，降低能源消耗，減少溫室氣體排放。

3.2 自然環(huán)境對建筑設(shè)計(jì)的影響

（1）地形、氣候等因素對建筑設(shè)計(jì)的影響：自然環(huán)境中的地形、氣候等因素會對建筑設(shè)計(jì)產(chǎn)生一定的影響。地形限制了建筑高度和基地選擇，如山地、河谷等地形需要采用特殊的建筑結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)手法。氣候條件則影響建筑的保溫性能、通風(fēng)、采光等方面，例如在寒冷地區(qū)，建筑需要具有良好的保溫性能，而在炎熱地區(qū)則需要充分考慮通風(fēng)和遮陽。

（2）根據(jù)環(huán)境的特點(diǎn)來設(shè)計(jì)建筑：在建筑設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)根據(jù)自然環(huán)境的特點(diǎn)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)建筑與自然環(huán)境的和諧共處。例如，在地震多發(fā)地區(qū)，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)采用抗震結(jié)構(gòu)，以提高建筑物的抗震能力；在沿海地區(qū)，應(yīng)考慮建筑物的抗風(fēng)壓荷載能力。同時(shí)，建筑師還應(yīng)關(guān)注生態(tài)保護(hù)，如保護(hù)水資源、保持生態(tài)多樣性、減少對土地的破壞等，從而使建筑與自然環(huán)境達(dá)到和諧共生的目標(biāo)。

4 建筑設(shè)計(jì)與自然環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展

4.1 建筑設(shè)計(jì)的可持續(xù)發(fā)展

建筑設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)充分經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、社會、文化等多方面的可持續(xù)性，節(jié)能環(huán)保及可再生建筑材料的應(yīng)用尤其重要，尊重地域性并在設(shè)計(jì)元素上突出在地文化的特色以實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)的長期發(fā)展，降低建筑對環(huán)境的負(fù)面影響。

4.2 自然環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展

在建筑設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注重保護(hù)自然環(huán)境，對于項(xiàng)目用地選址在自然資源環(huán)境優(yōu)美的地方，可以采取如保留原狀樹木、結(jié)合原有水環(huán)境資源打造一體化景觀、分散式建筑空間布局及結(jié)合地形半下沉覆土設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)策略，降低建筑對環(huán)境的影響，讓建筑本體與環(huán)境融為一體。建筑建造的過程中采用降低溫室氣體的排放、降低工地?fù)P塵、科學(xué)管理建筑污水收集處理等低碳環(huán)保的施工管理手段，以實(shí)現(xiàn)自然環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

4.3 建筑設(shè)計(jì)與自然環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展的重要性

建筑設(shè)計(jì)與自然環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展是當(dāng)代建筑設(shè)計(jì)的重要目標(biāo)，致力于實(shí)現(xiàn)人類、建筑與自然環(huán)境三者的和諧共生，促進(jìn)社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等多方面的可持續(xù)發(fā)展。

5 結(jié)論

本文深入探討了建筑設(shè)計(jì)與自然環(huán)境之間的和諧關(guān)系、相互作用以及可持續(xù)發(fā)展等方面，旨在實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)與自然環(huán)境的和諧共生和可持續(xù)發(fā)展。通過對現(xiàn)有文獻(xiàn)的綜述以及案例分析，本文提出了一系列具有針對性的策略和方法，如利用自然環(huán)境資源、綠化設(shè)計(jì)和生態(tài)保護(hù)、選擇環(huán)保、節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展的建筑材料等。這些策略和方法不僅為建筑設(shè)計(jì)與自然環(huán)境之間關(guān)系的深入研究提供了理論支持，還為實(shí)現(xiàn)建筑設(shè)計(jì)與自然環(huán)境的和諧共生和可持續(xù)發(fā)展提供了實(shí)踐指導(dǎo)。

本文的創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在深入分析了建筑設(shè)計(jì)與自然環(huán)境之間的關(guān)系，并根據(jù)實(shí)際情況提出了一系列具有針對性的策略和方法。這些策略和方法不僅具有理論意義，還具有實(shí)踐價(jià)值，為未來建筑設(shè)計(jì)與自然環(huán)境的和諧共生和可持續(xù)發(fā)展提供了參考。