生态建筑表皮设计研究

生态建筑表皮设计要求以实现生态环境的可持续发展来作为基本原则。其中低技术的应用更有助于生态建筑表皮设计理念的实现，在建造过程中采用低技术能够尽可能地保护自然环境，从而最大限度的把建筑融于自然；在实际设计过程中主张利用最适宜的技术手段，从而达到生态性能满足的目的。
生态建筑表皮设计原则
生态建筑表皮设计涉及面广，牵扯因素比较多。因此在实际设计过程中就需要进行全盘考虑，要考虑到可行性，同时还要考虑对环境造成的影响。对于具体的原则主要有以下几项。
实现功能原则
这是生态建筑表皮设计的基础。在设计过程中，必须以建筑的功能、建造的目标为出发点进行设计。同时，由于设计者通常运用多层表皮组合的方式来实现功能目标，因此，设计者应考虑整体功能最优化问题，对构成多层表皮功能的不同构件进行科学协调处理，尽量协调好各构件之间的矛盾关系，努力使得各构件组合起来的功能能够大于单个构件功能的总和，在各个构件系统能够发挥出其最大功能同时还能够做到相辅相成。
保护自然生态环境原则
生态建筑表皮设计与传统建筑表皮设计最为典型的区别就在于，生态建筑表皮设计更加重视对自然环境的尊重与保护，正是因为这种意识才产生了生态建筑这样一种新的建筑类型。具体在设计过程中就是要能够正确处理好建筑同环境之间的关系。对于建筑的朝向、选址、气候、地形等因素进行充分考虑。对于可再生能源应该充分利用，自然能源的使用不仅有利于墙壁、屋顶防热等，还可以有效降低建筑成本。在选择材料的时候要尽量采用环保的、可循环使用的材料，在选择技术的时候应该选择那些具有地域特色的技术。对于土地资源也应该进行合理的开发规划，要进一步节约用地。
弹性原则
弹性原则是一项非常重要的原则，从生态的概念来看，它并非是一成不变的。生态建筑的弹性具体地表现在对绿色节能设备和对生态建筑结构的灵活把握上。坚持弹性原则，这就要求我们在实际工作中，一是应该充分考虑建筑的成长性，具体表现为预留地基基础、预留周边发展环境以及预先考虑表皮的承重等。对这些方面都应该进行科学考察。二是应该充分考虑建筑的可更新性，它主要指的是应该选择便于对建筑进行保养、修葺、更新的表皮。选择这样的表皮也是出于实用性的考虑。三是应该充分考虑建筑的耐久性。这点主要体现在建筑材料上，建筑材料的耐久性将会直接影响到整个表皮的性能。为了保证表皮的质量就应该选择那些耐久性较强的建筑材料。
美学原则
建筑本身是要以美的形式表达出来的，生态建筑表皮设计本身也是一种艺术的体现。为了能够体现出建筑的美就需要坚持美学原则。这是建筑的高层次要求，建筑之所以保存下来，一大部分的原因源于它被认为是艺术，它的美学价值超过了其实用功能。建筑物艺术之所以能够得到升华就在于如此。在生态建筑表皮设计过程中坚持美学原则就是要使得使用者精神愉悦，同时还应该有助于建筑物情感的表达。这样才能够真正满足实际要求。
合理建造原则
合理建造原则是人们在实际工作中摸索出来的一项非常重要的原则。所谓合理建造具体指的是要选择合适的材料、合适的技术以及形式表达的真实性。同时，为了满足实际要求，在工作中就是要能够做到具体情况具体分析，尽可能地表达出设计的构思，真正表达出建筑的时代精神，把形式同建筑风格和地域性相融合，最终形成一种功能性、地方性的形式。
生态建筑表皮设计的影响因素
在生态建筑表皮设计过程中，涉及面广，其影响因素也是非常多。对这些影响因素就应该进行充分考察。只有真正全面充分地考虑这些影响因素才能够实现科学有效地设计，这些影响因素具体表现为以下几个方面。
材料
材料同建筑表皮设计之间也是有着密切联系的，对其功能的实现发挥着关键作用。从当前生态建筑表皮所使用的材料来看有传统材料和非传统材料，呈多样性。其中传统材料主要指的是木材、清水混凝土以及石材等；非传统材料主要指的是直接采用太阳能电池板作为建筑的表皮，对于这些不同形式的材料应该对其进行科学分析。此外，不同材料之间的协调配合将直接影响到材料整体功能的发挥，为了充分发挥材料作用使得整体功能最优，对于相关的建筑材料应该符合多元性原则，只有这样才能够形成完整的表皮建筑层，进而实现自然采光、保温隔热等功能。
绿化
随着时代的发展，人们环保意识的提高。绿化系统越来越多地被建筑设计所考虑，绿化系统所发挥的作用也越来越受到关注。垂直绿化是一项非常有效的措施，通过采用这样一种措施，一方面是能够美化环境、净化空气，另一方面就是能够有效地遮挡阳光直射，降低室内温度，节省能源损耗，同时起到降低噪音、抵挡风沙的目的。
规划与实用性
在生态建筑表皮设计过程中规划是非常重要的一个环节，规划是否科学合理将会直接影响到生态建筑表皮的性能。一方面生态建筑表皮的设计不能够影响并破坏到周边的生态环境；另一方面对于建筑表皮形式美和实用性之间也要进行正确处理，要以满足实用性的前提，在此基础上再追求形式美。
技术条件
技术条件是影响和限制生态建筑表皮设计的一项重要因素，技术条件好坏将会直接影响到整个生态建筑表皮的性能。低技术、高技术和适宜技术是三种不同的技术条件，在这三种技术条件下应该采用相对应的策略，这样才能够取得实效。从低技术条件来看，它主张在传统建筑构造技术基础上根据资源环境具体要求来改造重组再利用，强调就地取材，因地制宜地选择技术等。从高技术条件来看，其典型特点是高成本、高效益以及技术导向性比较强，在实际施工中强调采用先进的材料、较高的技术和管理水平。从适宜技术条件来看，这是一项能够同当地自然、经济社会相对应的技术条件，是能够取得最佳综合效益的技术体系。
生态建筑表皮设计建议
对建筑形体的重塑
在实际工作中生态建筑表皮将能够实现对建筑形体的重塑，从当前的实际情况来看，对建筑形体的重塑已经成为生态建筑表皮设计的一项重要内容。异形体型。异形体型通常是要受到建筑独有的地段的限制的，通常情况下为了能够自然采光、自然通风等要求，在工作中往往是要利用异型表皮形态来呈现出独特的体型。如北德清算银行和伦敦市政厅是最为典型的异型体型。坡屋面。坡屋面是一种新型形态，对于这样一种形式也应该引起重视。从坡屋面的设计来看，戴维•劳伦斯会议中心是个典型代表，其垂曲面的坡屋顶设计是出于自然通风的考虑。
比例和稳定
在实际设计过程中对生态建筑表皮的比例和稳定性进行深入分析有助于提升表皮性能。比例的设计将会直接影响到性能，进而会影响到其稳定性。所谓比例，主要指的是建筑物整体和局部的比例关系。在生态建筑物中表皮通常是由多种表皮材料组成的，为了能够满足需要这些表皮材料往往需要利用一定比例关系布置才能够使得其具有美的形式。此外，生态建筑表皮尺度实际上是关系到整个表皮的性能的。适宜的尺度往往能够给人以舒适、美好的享受。尺度本身可以分为正常尺度、夸张尺度和亲切尺度。阿拉伯世界研究中心是正常尺度的代表，该建筑从控光功能、自然采光以及适当尺度等方面来看都是和图书阅览需求相适应的，其中采光控光构件可以分为大、中、小三个层次。最大的比人面部要大、最小的则只有巴掌大小，均在人体可控范围，即所谓正常尺度。德国柏林国会大厦是夸张尺度的代表，大厦中的遮阳构件同高大的玻璃穹顶相匹配，这样巨大的尺度运用更加彰显了建筑的庄严与宏伟，散发着建筑物功能所带来严肃的气氛。稳定性。稳定性是表皮的基本性能，同时也是形式美的重要法则。在形式上，通常人们认为上轻下重、上小下大的物体，才是具有稳定感的，可是从当前情况看，现代建筑中以框架结构承重已成为主流，表皮往往只是承受自身的重量。这实际上最终将能够形成一种均一的建筑表皮形式。有些条件下甚至可能出现上中下轻的表皮形式。同时，生态建筑表皮是否稳定主要是由生态建筑表皮构件决定的。
对称和均衡
对称和均衡是重要的形式美法则，实现建筑生态表皮的对称和均衡是进一步设计的重要目标。生态建筑表皮设计中的对称和均衡主要受构成表皮的各种功能构件和连接构件的对称性和均衡性的影响。这些构件的对称和均衡主要是表现在两个方面。一方面是基于安装的要求和受力的需求，这往往需要设计成对称形状。另外一方面就是此类构建往往是在满足其功能和固定连接的基础上从而进一步对其形式来进行设计的。单种构件以工业化生产为主，能够从本质上满足人们对表皮的匀质性追求，同时也实现表皮的对称与均衡。在工作中应该看到生态建筑表皮中有部分构件是并不连续的布满表皮的，对于这类构件而言同样应该以一定方式从而实现表皮的对称与均衡。总的来看，生态建筑表皮设计过程中，各种构件都是可以采用对称的分布方式的。比如遮阳板、反光板等都可以实现。
对比和调和
在生态建筑表皮外层采用材料既不透明同时也不是格栅类的时候，往往需要对同一层面上的材料来作对比调和处理。首先是要看轻重材料。不同材料的视觉轻重及形式对比主要是要各种材料从形式上来进行调和。其次是要看色彩的对比调和。应该看到在生态建筑表皮中，不同构建或者是不同材料往往是具有不同色彩的，当这些不同色彩的材料或者是构件并置的时候往往就会产生对比。色彩或明或暗，或炫丽或素雅，因此对比更为鲜明。最后是要看自然肌理表皮同人工材料表皮的对比调和。生态建筑表皮中植被是典型的自然肌理表皮，这种表皮同人工材料表皮并置的时候往往就会形成强烈对比。
在技术不断发展的背景下，各种新型材料和节能技术也将会不断出现，这样就会使得生态建筑表皮的形式构建和空间设计变得越来越丰富。建筑师发挥的余地也将会更为广泛，自我调节、多层表皮也将会成为未来发展的方向，对于表皮如何表现则是由使用者来控制，本土化特征也将表现得更为明显。
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